KR0126005Y1 - 장력센서부를 구비한 예인형 수중음파탐지장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 진동격리모듈, 신호전송모듈, 음향모듈 및 배열안정화모듈로 이루어진 수중음파탐지용 센서부, 예인 선박에 상기 센서부를 연결시켜주는 예인용 케이블, 상기 센서부의 케이블 반대쪽에 접합되어 있는 꼬리로프로 구성되어 있고, 상기 진동격리모듈은 원통형 튜브체, 상기 원통형 튜브체 양 끝단에 끼워져 인접한 다른 모듈 및 케이블과 연결시켜 주는 커넥터 조립체, 상기 커넥터 조립체에 양쪽 끝이 접합되어 상기 원통형 튜브체로 둘러싸여져 충진유로 충진되어 있고, 상기 원통형 튜브체의 길이방향으로 뻗어있는 인장로프, 상기 인장로프의 중간에 접합되어 있는 커넥터 조립체, 상기 커넥터 조립체와 커넥터 조립체 사이에 복수개 끼워져 있는 스페이서, 상기 인장로프와 케이블쪽 커넥터 사이에 설치되어 있는 장력센서부, 상기 진동격리모듈의 상기 케이블 반대쪽 커넥터와 상기 케이블쪽 커넥터 바로 안쪽에 각각 위치해 있는 횡가속도계 및 종가속도계, 상기 종가속도계와 상기 장력센서부 사이에 설치된 연결구로 구성되어 있는 예인형 수중음파탐지장치에 있어서, 상기 장력센서부는 장력센서, 상기 장력센서의 중심에서 좌우 양쪽으로 뻗어있는 나사돌출부에 나사결합되어 있는 연결구, 상기 나사돌출부의 한쪽 끝에 연장되어 있는 센서와이어, 상기 연결구에 볼트체결되어 있는 로프홀더의 몰딩부와 예인 케이블쪽 커넥터에 나사결합된 앵커판에 의해 고정되어 있는 커넥터 커버의 몰딩부 또는 진동감쇠유니트쪽 커넥터의 몰딩부에 각각 몰딩접합되어 상기 원통형 튜브체의 길이방향으로 뻗어있는 인장로프로 구성되어 있는 예인형 수중음파탐지장치에 관한 것이다.

Description

장력센서부를 구비한 예인형 수중음파탐지장치

제1도는 본 고안이 구체화된 수중음파탐지장치의 사용상태를 개략적으로 도시하는 도면.

제2도는 본 고안의 실시예에 따른 장력센서를 구비한 수중음파탐지장치의 진동격리모듈을 예시하고 있는 개략정단면도.

제3도는 제2도의 A-A선 단면도.

제4도는 본 고안의 장력센서를 도시하는 수중음파탐지장치의 진동격리모듈의 부분단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 수중음파탐지기 2 : 센서부

3 : 케이블 7 : 윈치

9 : 진동격리모듈 11 : 신호전송모듈

13 : 음향모듈 15 : 배열안정화모듈

17 : 꼬리로프 19,21,24 : 커넥터 조립체

20 : 원통형 튜브체 22 : 진동감쇠유니트

26,28,48 : 인장로프 30 :스페이서

31 : 장력센서부 32 : 장력센서

34,36 : 가속도계 38 : 연결구

46 : 로프홀더 49,50,51 : 몰딩부

본 고안은 예인형 수중음파탐지장치의 진동격리모듈의 장력센서부에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수중음파탐지장치의 센서부 예인시 수압과 예인속도에 따른 유체저항으로 인해 발생되는 인장력을 측정하여 예인속도를 적정값으로 조정하기 위한 진동격리모듈의 장력센서부에 관한 것이다.

전자 전기 장치, 송수신 장치, 센서 또는 전기접속장치등에 사용되는 전기적 장치들을 튜브, 파이프 또는 호스와 같은 원통형 밀봉체 내부에 수밀하게 장착하여 해양이나 하천 등 수밀을 요하는 설치 위치에서 전기적 접속에 하등의 영향을 받지 않으면서도 내압력, 인장강도, 굽힘강도 또는 운동성 등 기계적 성질들은 양호하게 유지되는 수중음파탐지장치가 주지되어 있다.

종래 주지된 이러한 형태의 수중음파탐지장치로서 선박등에 의해 예인되어 수면하부에서 발생되는 음파를 탐지하는 예인형 수중탐지장치가 알려져 있으며, 이와 같은 예인형 수중음파탐지기는 대체로 예인용 케이블, 센서부 및 꼬리로프로 구성되어 있으며, 이러한 구성을 갖는 예인형 수중음파탐지기의 형태로는 예컨대 예인형 수중 지진 탐사장치(seismic streamer)와 같이 외부호스, 수중 청음기(hydrophone), 스페이서 요소(spacer element), 인장와이어(strain wire), 칸막이(bulkhead), 수중청기 장착부(hydrophone mount)로 구성되어 있는 것이 있다.

이러한 수중지진탐사장치는 외부 튜브 또는 호스가 단일층의 폴리비닐클로라이드 또는 플리우레탄 재질로 이루어져 있기 때문에 해수에 의한 저항력등으로 인해 몸체에 고장력이 걸릴 때 연결부위가 파단되기 쉬웠으며, 파단방지를 위해 보강용 인장와이어가 몸체의 전장에 걸쳐 배열 설치되었으나 이러한 배열로 인해 선박에서 직접 전파되는 운동성분과 케이블 주위에 발생되는 와류로 인한 진동성분으로 이루어진 종방향 파동을 각 섹숀단위로 격리시킬 수 없게 되었다.

따라서, 이 장치에 있어서는 진동으로 인해 센서부 전반에 걸쳐 발생하는 기계적 소음을 효과적으로 억제할 수 없어 센서부에 의한 정확한 음향 탐지가 곤란하였다. 또한, 부분적인 파손이나 고장이 발생했을 때의 수리등 유지관리에도 어려움이 있었다.

수중음파탐지장치의 또다른 형태로서 예인형 수중음파탐지기(Towed Array Sonar System)가 있다. 이 탐지기는 케이블에 의해 선박에 연결되어 예인되면서 원통형의 튜브체로 둘러싸인 센서부로 수중의 음파를 탐지하여 신호처리과정을 통해 유용한 신호를 유도해내는데 사용된다.

이러한 탐지기로서 위에서 언급한 형태외에도 일래스토머 또는 플라스틱 재질의 복수의 동축 표면층, 이 표면층으로 둘러싸여진 수중청음기, 수중청음기를 접속하는 커넥터 및 표면층 내부를 충진하고 있는 충진유로 구성된 센서부를 포함하는 원통형 튜브체와 진동격리 모듈로 이루어진 것이 있다. 이러한 예인형 수중음파탐지기의 경우에는 전방 및 후미에 위치하는 진동격리 모듈을 제외하고는 센서부 전체가 수중청음기를 복수의 표면층으로 둘러싸 일정간격 유지한 채로 일렬로 배열하여 상대적으로 가느다란 커넥터를 이용해 중심선을 따라 서로 반복적으로 연결하고 있기 때문에 전기적인 접속 및 수밀성 또는 유체 저항성에는 별 문제가 없다. 또한 표면층의 재질로서 상대적으로 감쇠 특성은 양호하게 유지되면서도 높은 강성을 가지고 있어 기계적 감쇠에 의한 소음 감소 효과가 뛰어나고, 난류경계층으로 인한 벌지(bulge) 파동이 발생되지 않도록 되어 있으나 우레탄 또는 일래스토머 등으로 이루어진 복수의 표면층으로 복합구성되어 있기 때문에 이 복수층으로 둘러싸여진 음향센서에 의한 음향신호의 탐지가 충분히 이루어지지 못했고 또한 별도의 인장부재를 가지고 있지 않아 높은 인장력이 작용하는 경우에는 연결부위가 파단되는 단점을 가지고 있었다.

본 고안은 위에서 언급한 바와 같은 종래의 예인형 수중음파탐지장치의 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로, 수중음파탐지장치의 각각의 부분들을 모듈화하여 각 모듈의 원통형 튜브체 양 끝부분에 끼워지는 커넥터 조립체에 의해 연결함으로써 전체 장치를 관통하여 뻗어있는 인장용 부재를 각 모듈 크기로 분할하여 예인용 케이블로부터 전달되어 오는 종방향 진동뿐 만아니라 예인시의 유체저항으로 인해 센서부 주위에 발생되는 진동으로 인해 센서부 선단에 있는 진동격리모듈에 가해지는 인장력을 원하는 매시점마다 용이하게 측정함으로써 센서부 음향모듈의 수중청음기에 진동에 의한 기계적 소음으로 인해 오신호가 포착되거나 음원으로부터의 정확한 음향신호 포착이 방해받지 않도록 해주는 센서부의 적정 운영속도를 구하기 위한 장력센서부를 구비한 수중음파탐지장치를 제공하는데 그 목적이 있다할 것이다.

본 고안은 이러한 목적을 달성하기 위하여, 진동격리모듈, 신호전송모듈, 음향모듈 및 배열안정화모듈로 이루어진 수중음파탐지용 센서부, 예인 선박에 상기 센서부를 연결시켜주는 예인용 케이블, 상기 센서부의 케이블 반대쪽에 접합되어 있는 꼬리로프로 구성되어 있고, 상기 진동격리모듈은 원통형 튜브체, 상기 원통형 튜브체 양 끝단에 끼워져 인접한 다른 모듈 및 케이블과 연결시켜 주는 커넥터 조립체, 상기 커넥터 조립체에 양쪽 끝이 접합되어 상기 원통형 튜브체로 둘러싸여져 충진유로 충진되어 있고, 상기 원통형 튜브체의 길이방향으로 뻗어있는 인장로프, 상기 인장로프의 중간에 접합되어 있는 커넥터 조립체, 상기 커넥터 조립체와 커넥터 조립체 사이에 복수개 끼워져 있는 스페이서, 상기 인장로프와 케이블쪽 커넥터 사이에 설치되어 있는 장력센서부, 상기 진동격리모듈의 상기 케이블 반대쪽 커넥터와 상기 케이블쪽 커넥터 바로 안쪽에 각각 위치해 있는 횡가속도계 및 종가속도계, 상기 종가속도계와 상기 장력센서부 사이에 설치된 연결구로 구성되어 있는 예인형 수중음파탐지장치에 있어서, 상기 장력센서부는 장력센서, 상기 장력센서의 중심에서 좌우 양쪽으로 뻗어있는 나사돌출부에 나사결합되어 있는 연결구, 상기 나사돌출부의 한쪽 끝에 연장되어 있는 센서와이어, 상기 연결구에 볼트체결되어 있는 로프홀더의 몰딩부와 예인 케이블쪽 커넥터에 나사결합된 앵커판에 의해 고정되어 있는 커넥터 커버의 몰딩부 또는 진동감쇠유니트쪽 몰딩부에 각각 몰딩접합되어 상기 원통형 튜브체의 길이방향으로 뻗어있는 인장로프로 구성되어 있는 예인형 수중음파탐지장치를 제공하고자 하는 것이다.

따라서 이와 같이 구성된 본 고안에 따르면 수중음파탐지장치의 운영 또는 탈출시 수중음파탐지장치의 센서부에 가해지는 높은 인장력을 쉽게 측정할 수 있으며, 센서부 양단에 접합된 인장로프에 의해 센서부 운영시 또는 윈치에의 보관시 센서부 몸체에 가해지는 굽힘력으로부터 장력센서를 안전하게 보호할 수 있을 뿐만 아니라, 센서부가 운영시 요동하더라도 한 줄의 인장로프가 센서부 중심축선상에 정렬된 상태로 연결되어 있으므로 인장시의 모먼트가 최소화되어 장력센서를 짝힘으로부터 보호할 수 있게 된다.

이하 본 고안의 실시예에 따른 구성을 첨부도면과 관련하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제1도에는 본 고안에 따른 예인형 수중음파탐지기(1)의 사용상태가 도시되어 있다. 수중음파탐지기(1)는 대체로 센서부(2), 케이블(3), 꼬리로프(17)로 구성되어 있다. 사용시 센서부(2)는 내부에 충진된 충진유(18)에 의한 자체의 부력을 가지고 수중에서 플로팅되며 센서부(2) 전방에 연결된 케이블(3)에 의해 선박등의 후미에 연결되어 해수면 아래의 소리를 탐지하도록 예인되며 선박(5)에 고정된 윈치(7)에 의해서 권취된다. 센서부의 후미에는 꼬리로프(17)가 동심선상에 부착되어 있다.

제1도에 도시된 수중음파탐지기의 센서부(2)는 진동격리모듈(9; vibration isolation module), 신호 전송 또는 데이타 링크모듈(11;telemetry data module), 음향모듈(13;acoustic module) 및 배열안정화모듈(15;array stabilization module)로 모듈화되어 커넥터(19,21)에 의해 각각 연결 및 접속되어 있다.

제2도 및 제3도를 참조하면 이러한 센서부(2)의 진동격리모듈(9)이 도시되어 있으며 이 모듈은 폴리우레탄 재질의 원통형 튜브체(20; 호스)로 둘러싸여져 있고, 전체적으로 선형 배열을 형성하도록 커넥터(19,21)로 일렬로 연결되어 있다. 호스(20)내에는 충진유(18)가 충진된 상태로 진동감쇠유니트(22)가 내장되어 있다.

이 진동감쇠유니트(22)는 2가닥의 원통형 튜브체 상·하방향의 케블라(kevlar)로프(26)와 가로방향 나일론로프(28)가 조립상의 난점을 고려해 2개의 단위 유니트로 나누어져 각 단위 유니트 중간에 있는 커넥터(24)에 연결되어 뻗어있다. 이 로프들의 중간중간에는 호스(20)내를 통과하는 와이어를 붙잡아주고 센서부(2) 전체를 윈치(7)에 감을 때 호스(20)가 꺽이지 않도록 해주는 스페이서(30)가 끼워져 있다. 센서부(2) 예인시 인장력이 가장 크게 작용하는 케이블(3)과 센서부(2) 연결 부위에는 작용하는 인장력을 측정하기 위한 장력센서(32)가 부착되어 있다.

진동격리모듈(9)의 케이블(3) 반대쪽 커넥터(19)와 케이블(3)쪽 커넥터(21) 바로 안쪽에는 각각 센서부(2)의 가로방향 가속도를 측정하는 횡가속도계(34)와 상·하방향 가속도를 측정하는 종가속도계(36)가 위치해 있고, 이 종가속도계(36)와 장력센서(32) 사이는 연결구(38)가 설치되어 있다.

제4도를 참조하면 본 고안의 장력센서부(31)가 부분단면 상태로 도시되어 있다.

이 장력센서부(31)는 예인 케이블(3)이 연결된 커넥터(21)가 한쪽 끝에 끼워져 있는 원통형 튜브체 즉 호스(20) 내부에 충진유(18)로 충진된 상태에서 호스 축선방향으로 뻗어 있다. 장력센서부(31)의 중앙에는 수중음파탐지장치(1)의 센서부(2)가 예인될 때 발생되는 인장력을 측정하는 장력센서(32)가 장착되어 있다. 상기 장력센서(32)를 중심으로 좌우 양쪽으로 뻗어있는 나사돌출부(44)는 연결구(38)에 나사결합되어 있다. 연결구(38) 내부에는 나사돌출부(44)의 한쪽 끝에서 연장되어 측정된 인장력을 데이타전송하는데 사용되는 센서 와이어(54)가 뻗어있다. 연결구(38) 양 끝단에는 인장로프(48) 접합용 몰딩부(50)를 형성하는 로프홀드(46)가 볼트체결되어 있다. 로프홀더(46)의 몰딩부(50)로부터 연장된 인장로프(48)는 예인 케이블(3)쪽 커넥터(21)에 나사결합된 앵커판(52)에 의해 고정되어 있는 커넥터 커버(23)의 몰딩부(51) 또는 진동감쇠유니트(22)쪽 몰딩부(49)에 각각 몰딩접합되어 있다.

따라서, 이와 같이 구성된 본 고안에 따르면 수중음파탐지장치(1)의 운영 또는 탈출시 수중음파탐지장치의 센서부(2)에 가해지는 높은 인장력을 쉽게 측정할 수 있으며, 센서부(2) 양단에 접합된 인장로프(48)에 의해 센서부(2) 운영시 또는 윈치(7)에의 보관시 센서부(2) 몸체에 가해지는 굽힘력으로부터 장력센서(32)를 안전하게 보호할 수 있을 뿐만 아니라 센서부(2)가 운영시 요동하더라도 한 줄의 인장로프(48)가 센서부(2) 중심축선상에 정렬된 상태로 연결되어 있으므로 인장시의 모먼트가 최소화되어 장력센서(32)를 짝힘으로부터 보호할 수 있게 된다.

상술한 바와 같은 본 고안은 첨부 실용신안등록청구의 범위에 기재된 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 고안의 상세한 설명 및 도면을 통하여 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 수정 및 변경이 가능하다 할 것이다.

Claims (1)

1. 진동격리모듈(9), 신호전송모듈(11), 음향모듈(13) 및 배열안정화모듈(15)로 이루어진 수중음파탐지용 센서부(2), 예인 선박(5)에 상기 센서부(2)를 연결시켜주는 예인용 케이블(3), 상기 센서부(2)의 케이블(3) 반대쪽에 접합되어 있는 꼬리로프(17)로 구성되어 있고, 상기 진동격리모듈(9)은 원통형 튜브체(20), 상기 원통형 튜브체(20) 양 끝단에 끼워져 인접한 다른 모듈(11) 및 케이블(3)과 연결시켜 주는 커넥터 조립체(19,21), 상기 커넥터 조립체(19,21)에 양쪽 끝이 접합되어 상기 원통형 튜브체(20)로 둘러싸여져 충진유(18)로 충진되어 있고, 상기 원통형 튜브체(20)의 길이방향으로 뻗어있는 인장로프(26,28), 상기 인장로프(26,28)의 중간에 접합되어 있는 커넥터 조립체(24), 상기 커넥터 조립체(24)와 커넥터 조립체(19,21) 사이에 복수개 끼워져 있는 스페이서(30), 상기 인장로프(26,28)와 케이블(3)쪽 커넥터(21) 사이에 설치되어 있는 장력센서부(31), 상기 진동격리모듈(9)의 상기 케이블(3) 반대쪽 커넥터(19)와 상기 케이블(3)쪽 커넥터(21) 바로 안쪽에 각각 위치해 있는 횡가속도계(34) 및 종가속도계(36), 상기 종가속도계(36)와 상기 장력센서부(31) 사이에 설치된 연결구(38)로 구성되어 있는 예인형 수중음파탐지장치(1)에 있어서, 상기 장력센서부(31)는 장력센서(32), 상기 장력센서(32)의 중심에서 좌우 양쪽으로 뻗어있는 나사돌출부(44)에 나사결합되어 있는 연결구(38), 상기 나사돌출부(44)의 한쪽 끝에 연장되어 있는 센서와이어(54), 상기 연결구(38)에 볼트체결되어 있는 로프홀더(46)의 몰딩부(50)와 예인 케이블(3)쪽 커넥터(21)에 나사결합된 앵커판(52)에 의해 고정되어 있는 커넥터 커버(23)의 몰딩부(51) 또는 진동감쇠유니트(22)쪽 몰딩부(49)에 각각 몰딩접합되어 상기 원통형 튜브체(20)의 길이방향으로 뻗어있는 인장로프(48)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 예인형 수중음파탐지장치.