고정밀 수위 실시간 모니터링 기술 요구에 대응하여, 본 연구에서는 푸시-풀(push-pull) 방식의 광섬유 브래그 격자(Fiber Bragg Grating, FBG) 구조 기반의 수압 센싱 방법을 혁신적으로 제안하였다. 원형 탄성 멤브레인, 전달봉, 슬라이더 및 듀얼 FBG를 통해 복합 센싱 유닛을 구성하여 압력-광 신호의 효율적 변환을 실현하였다. 먼저 탄성 역학 이론 모델링과 유한요소 해석을 기반으로 듀얼 FBG 푸시-풀 센싱 시스템의 파장 편이량과 압력 간의 선형 응답 모델을 구축하였다. 이후 시스템 실험 검증을 통해 본 센서는 0~2MPa 범위에서 1820.05 pm/MPa의 압력 감도를 보였으며, 선형도와 반복성은 각각 0.69%와 0.557%, 응답 시간은 0.55초로 높은 압력 감도, 우수한 안정성, 빠른 응답 속도 및 매우 낮은 크리프 특성을 갖는다. 특히 온도 교차 감도가 0.0006 pm/℃로 매우 낮아 성공적인 온도 자가 보상 기능을 구현하였다. 연구 결과 본 설계는 푸시-풀 구조를 통해 환경 온도 간섭을 효과적으로 억제하며, 전통적인 센서 감도와 측정 범위 간의 성능 절충을 극복함과 동시에 완전 광섬유 수동 특성과 분산 네트워크 능력을 겸비한다. 본 연구 결과는 해양 환경 모니터링 장비의 새로운 해결책을 제공하며, 탁월한 내간섭성과 공학적 적용성을 바탕으로 심해 수압 실시간 모니터링 분야에서 중요한 응용 전망을 갖는다.

수압 센서;광섬유 브래그 격자;푸시-풀;압력 응답 특성;온도 비감도