KR0126897Y1 - 배열안정화 모듈을 구비한 예인형 수중음파탐지기 - Google Patents

배열안정화 모듈을 구비한 예인형 수중음파탐지기 Download PDF

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Abstract

본 고안은 진동격리모듈, 신호전송모듈, 음향모듈 및 배열안정화 모듈로 구성된 수중 음파탐지용 센서부, 예인 선박에 상기 센서부를 연결시켜주는 예인용 케이블, 상기 센서부의 케이블 반대쪽에 접합되어 있는 꼬리로프로 구성되어있는 예인형 수중음파탐지지기에 있어서, 상기 배열 안정화 모듈의 배열 안정화 유니트는 상기 원통형 튜브체 양단에 결합되어 있는 커넥터에 접합되어 상기 원통형 튜브체내에 길이방향으로 뻗어있는 인장부재, 서로 일정간격 유지된 채로 상기 인장부재에 복수개 끼워져 있는 형상유지부재, 상기 커넥터 중 전방측 커넥터 바로 다음 위치에서 상기 인장부재에 끼워져있는 수심센서, 상기 수심센서와 최전방측 형상유지부재 사이에서 상기 인장부재에 끼워져있는 헤딩센서, 상기 커넥터 중 후미 커넥터내에 설치되어있는 온도센서로 구성되어있는 배열안정화 모듈을 구비한 수중음파탐지장치에 관한 것이다.

Description

배열안정화 모듈의 구비한 예인형 수중음파탐지기
제1도는 본 고안이 구체화 된 수중음파탐지기의 사용상태를 개략으로 도시하는 도면.
제2도는 본 고안의 실시예에 따른 배열안정화 모듈을 중심축을 따라 절단한 개략단면도.
제3도는 본 고안의 실시예에 따른 배열안정화 모듈의 스페이서부분에 대한 제3도 A-A선에 따른 개략단면도.
제4도는 본 고안의 실시예에 따른 배열안정화 모듈의 스페이서 좌측편의 우측단면도이다.
* 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 : 커넥터 조립체
20 : 원통형 튜브체 23 : 배열안정화 유니트
25 : 인장부재 27 : 형상유지부재
27a,b : 형상유지부재 좌우측편 29 : 수심센서
31 : 헤딩센서 33 : 온도센서
35,37 : 관통구멍 39 : 형상유지부재 몸체
41 : 배선용 구멍 43 : 날개부
45 : 배선자리 49,51 : 링홈
본 고안은 배열안정화 모듈을 구비한 예인형 수중음파탐지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수중음파탐지용 센서부 예인시 발생되는 인장력 및 유체저항으로 인한 예인 케이블의 진동이 센서부 전단에 있는 진동격리 모듈에 의해 완전히 완충되지 않고 센서부에 작용하더라도 이를 센서부 외계로 효과적으로 빼낼 수 있도록 해주는 배열 안정화모듈을 구비한 예인형 수중음파탐지기(Towed Array Sonar System, TASS)에 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 성질들을 양호하게 유지되는 수중음파탐지장치가 주지되어 있다.
종래 주지된 이러한 형태의 수중음파탐지장치로서 선박등에 의해 예인되어 수면하부에서 발생되는 음파를 탐지하는 예인형 수중탐지장치가 알려져 있으며, 이와 같은 예인형 수중음파탐지장치는 대체로 예인용 케이블, 센서부 및 꼬리로프로 구성되어 있으며, 이러한 구성을 갖는 예인형 수중음파탐지장치의 형태로는 예컨대 예인형 수중 지진탐사장치(seismic streamer)와 같은 외부호스, 수중 청음기(hydrophone), 스페이서 요소(spacer element), 인장와이어(strain wire), 칸막이(bulkhead), 수중청음기 장착부(hydrophone mount)로 구성되어 있는 것이 있다.
이러한 수중지진탐사장치는 외부 튜브 또는 호스가 단일층의 폴리비닐클로라이드 또는 폴리우레탄 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 강도보강용 인장와이어의 진동으로 인해 센서부 전반에 걸쳐 발생하는 기계적 소음을 효과적으로 억제할 수 없어 센서부에 의한 정확한 음향 탐지가 곤란하였다.
수중음파탐지장치의 또다른 형태로서 예인형 수중음파탐지기가 있다.
이 탐지기는 케이블에 의해 선박에 연결되어 예인되면서 원통형의 튜브체로 둘러싸인 센서부로 수중의 음파를 탐지하여 신호처리과정을 통해 유용한 신호를 유도해내는데 사용된다.
이러한 탐지기의 경우에 위에서 언급한 수중지진탐사장치와는 달이 일래스토머 또는 플라스틱 재질의 복수의 동축 표면층, 이 표면층으로 둘러싸여진 수중청음기, 수중청음기를 접속하는 커넥터 및 표면층 내부를 충진하고 있는 충진유로 구성된 센서유니트와 진동격리모듈로 이루어져 있는데, 이 센서유니트 전체가 수중 청음기를 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 재질이 상대적으로 감쇠 특성은 양호하게 유지되면서도 높은 강성을 가지고 있어 기계적 감쇠에 의한 소음 감소 효과가 뛰어나고, 난류경계층으로 인한 벌지(bulge)파통이 발생되지 않도록 되어있으나 우레탄 또는 일래스토머등으로 이루어진 복수의 표면층으로 복합구성되어 있기 때문에 이 복수층으로 둘러싸여진 음향센서에 의한 음향신호의 탐지가 충분히 이루어지지 못했고, 별도의 인장부재를 가지고 있지 않아 높은 인장력이 작용하는 경우에는 연결부위가 파단되는 단점을 가지고 있었다.
또한, 진동격리모듈에 의해 센서부에 직접적으로 작용하는 진동은 효과적으로 감쇠시킬 수 있었으나, 감쇠 후 센서부를 왕복하는 잔류 진동에 의한 기계적 소음을 배제하기 곤란했다.
따라서, 본 고안은 위에서 언급한 바와 같은 종래의 수중 음파탐지장치의 문제점들을 해결하기 위해, 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 센서부 전체의 인장강도를 그대로 유지하면서도 예인용 케이블로 부터 전달되어 오는 종방향 진동이 각 모듈 단위로 격리될 수 있도록 해주며 이와 동시에, 예인 케이블과 직접 접합되는 센서부 맨 앞쪽에 진동격리모듈을 설치할 뿐만 아니라. 이 진동격리모듈로도 감쇠되지 않은 잔류진동을 센서부 외계로 빼내기 위해 센서부 후미 즉 꼬리로프가 접합되는 부분에 센서부의 운동성을 안정화시키는 기능을 갖는 모듈을 설치함으로써, 케이블로 부터 전달되는 진동뿐만 아니라 예인시의 유체저항으로 인해 센서부 주위에 발생되는 진동을 감쇠시키는 동시에 꼬리로프를 통해 잔류진동도 효과적으로 방출시켜 진동으로 인해 센서부 음향모듈의 수중청음기에 기계적 소음에 의한 오신호가 포착되거나, 수중 운항시 센서부가 운항안정성을 잃고 고압, 고인장 상태에 놓이지 않도록 해주는 배열안정화 모듈을 구비한 예인형 수중음파탐지기를 제공하는데 그 목적이 있다 할 것이다.
본 고안의 또다른 목적은 수중 운항시에 필요한 각종 센서부 즉 헤딩센서, 수심센서, 온도센서 등을 가진 배열안정화 모듈을 구비한 수중음파탐지기를 제공하는데 있다.
본 고안은 이러한 목적을 달성하기 위하여, 진동격리모듈, 신호전송모듈, 음향모듈 및 배열안정화 모듈로 구성된 수중 음파탐지용 센서부, 예인 선박에 상기 센서부를 연결시켜주는 예인용 케이블, 상기 센서부의 케이블 반대쪽에 접합되어있는 꼬리로프로 구성되어 있는 예인형 수중음파탐지기에 있어서, 상기 배열안정화 모듈은 원통형 튜브체, 상기 원통형 튜브체 양 끝단에 끼워져 인접한 다른 모듈 및 케이블과 연결시켜 주는 커넥터 조립체 및 상기 커넥터 조립체가 양쪽 끝에 접합되어 있고, 상기 원통형튜브체로 둘러싸여져 충진유로 충진되어 있는 배열안정화 유인트로 구성되어 있는 에인형 수중음파탐지기를 제공한다.
또한, 진동격리모듈, 신호전송모듈, 음향모듈 및 배열안정화 모듈로 구성된 수중 음파탐지용 센서부, 예인 선박에 상기 센서부를 연결시켜 주는 예인용 케이블, 상기 센서부의 케이블 반대쪽에 접합되어 있는 꼬리로프로 구성되어 있는 예인형 수중음파탐지기에 있어서, 상기 배열안정화 모듈의 배열안정화 유니트는 상기 원통형 튜브체 양단에 결합되어있는 커넥터에 접합되어 상기 원통형 튜브체내에 길이방향으로 뻗어있는 인장부재, 서로 일정간격 유지된 채로 상기 인장부재에 복수개 끼워져 있는 형상유지부재, 상기 커넥터 중 전방측 커넥터 바로 다음 위치에서 상기 인장부재에 끼워져있는 수심센서, 상기 수심센서와 최전방측 형상 유지부재 사이에서 상기 인장부재에 끼워져 있는 헤딩센서, 상기 커넥터 중 후미 커넥터내에 설치되어 있는 온도센서로 구성되어 있는 배열안정화 모듈을 구비한 수중음파탐지장치를 제공한다.
이하 본 고안의 실시예에 따른 구성을 첨부도면과 관련하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
제1도에는 본 고안에 따른 예인형 수중음파탐지기(1)의 사용상태가 도시되어있다.
이 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 중성부력 상태로 유지되며, 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 중심축선상에 부착되었다.
제1도에 도시된 수중음파탐지기의 센서부(2)는 진동격리모듈(9; vibration isolation module), 신호 전송 또는 데이타 링크모듈(11; tele-metry data module), 음향모듈(13; acoustic module) 및 배열안정화모듈(15; array stabilization module)로 모듈화되어 커넥터(19,21)에 의해 각각 연결 및 접속되어있다.
제2도는 참조하면 이러한 센서부(2)의 배열안정화 모듈(15)이 도시되어있으며, 이 모듈은 폴리우레탄 재질의 원통형 튜브체(20; 호스)로 둘러싸여져 있으며, 전체적으로 선형 배열을 형성하도록 인접 모듈(13) 및 꼬리로프(17)와 커넥터(19,21)에 의해 일렬로 연결되어 있다.
호스(20)내에는 충진유(18)가 충진된 상태로 배열안정화 유니트(23)가 내장되어 있다.
이 배열안정화 유니트(23)는 원통형 튜브체 중심위치에서 길이방향으로 뻗어있는 인장부재(25)를 구비하고 있다.
이 인장부재는 본 실시예에서는 1가닥의 나일론 로프로 이루어져 있다.
이 나일론 로프(25)에 의해 모듈(23)이 일정한 인장한계내에서 유지됨으로써 내부의 전선 및 구성물들의 기구적 결합이 유지되며, 센서부(2)에 가해진 진동이 센서부(2) 앞뒤로 왕복하지 않고 꼬리로프(17)를 통해 외계로 빠져나갈 수 있게된다.
이 로프들은 또한 중간중간에 호스(20) 내부를 통과하는 전선을 붙잡아주고 센서부(2) 전체를 윈치(7)에 감을 때 호스(20)가 꺽이지 않도록 해주는 형상유지부재 즉 스페이서(27)가 끼워진 상태에서 커넥터(19,21)에 각각 몰딩접합 되어 있다.
커넥터(19) 바로 뒤쪽에는 수심센서(29)가 로프(25)에 끼워져 있어 수중음파탐지기 운용 중에 센서부(2)의 수심을 감지하도록 되어 있다. 또한, 맨 앞쪽에 있는 스페이서(27)와 수심센서(29) 사이에는 헤딩센서(31)가 위치하여 센서부(2)의 예인방향을 감지하도록 되어있다.
뒤쪽 커넥터(21)에는 또한 온도센서(33)가 장착되어 있어 해수의 수온을 측정함으로써 해수 밀도가 센서부(2) 중성부력상태에 미치는 영향을 그때 그때 파악할 수 있도록 되어 있다.
제3도를 참조하면 스페이서(27)가 단면상태로 도시되어 있는데, 스페이서(27)는 좌측편(27a)과 우측편(27b) 2개의 부분으로 이루어져 있어 상하측에 돌출된 돌출부(34) 상단에 형성되어 있는 홈(36)에 고정용 클립(38)을 끼움으로써 단일 몸체(39)가 된 것과 같이 일체로 결합된다.
인장부재로서 1가닥의 나일론로프(25)를 사용하는 경우에는 이 로프(25)가 몸체(39) 중앙에 관통설치된 관통구멍(35)을 통과하게 되고, 2가닥의 로프를 사용하는 경우에는 이들 인장부재가 관통구멍(35) 상하측에 각각 관통설치된 관통구멍(35)을 통과하게 된다.
이 관통구멍(35)의 둘레에는 4개의 배선용 구멍(41)이 몸체(39)에 관통설치 되어 있다.
몸체(39) 좌우 양측에는 탄력부재로서 한쌍의 ㄱ자모양 날개부(43)가 각각 돌출되어 있다.
이 날개부(43)의 탄력에 의해 스페이서(27)가 호스(20) 내부에 밀착될 수 있게 된다. 한쌍의 상하 날개부(43) 사이에는 슬롯(47)에 의해 외주부와 통해있는 배선자리(45)가 형성되어 있다.
제4도에 도시된 바와 같이 스페이서(27)의 관통구멍(35)에는 링홈(49)이 형성되어 있어 인장로프(25)가 본 실시예와 같이 1가닥만 사용될 경우에는 인장로프(25) 외주부에 감겨있는 스페이서(27) 고정용 링(53)이 링홈(49)에 끼워지게 되며, 관통구멍(35)에는 링홈(49)이 형성되어 있어 인장로프가 2가닥이 사용될 경우에는 인장로프 외주부에 감겨있는 스페이서(27) 고정용 링(미도시)이 링홈(49)에 끼워지게 되어 센서부 운영시 스페이서와 스페이서의 간격이 일정하게 유지되도록 해준다.
아울러 링(53)은 그 중량을 임의로 바꿀 수 있어 모듈 전체 중량의 대략적인 변경을 용이하게 해준다.
따라서, 본 고안의 배열안정화 모듈을 구비한 수중음파탐지장치에 의하면, 수중음파탐지장치의 각각의 부분들을 모듈화하여 각 모듈을 커넥터 조립체에 의해 연결함으로써 인장용 부재를 각 모듈 단위로 분할 정착할 수 있으므로 센서부 전체의 인장강도는 그대로 유지하면서도 예인용 케이블로 부터 전달되어 오는 진동은 각 모듈 단위로 격리시킬 수 있게 되며, 또한 진동격리모듈로도 완전히 감쇠되지 않고 잔류하는 진동을 센서부 외계로 빼내어 잔류진동이 센서부 전후로 왕복하지 않도록 할 수 있게 됨으로써 진동으로 인해 센서부 음향모듈의 수중청음기에 기계적 소음에 의한 오신호가 포착되거나, 수중 운항시 센서부가 운항 안정성을 잃고 고압, 고인장 상태에 놓이게 되는 것을 방지할 수 있게 된다. 상술한 바와 같은 본 고안은 첨부 실용신안 등록청구의 범위에 기재된 기술적 사상 및 영역으로 부터 벗어나지 않는 범위내에서 고안의 상세한 설명 및 도면을 통하여 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 수정 및 변경이 가능하다 할 것이다.

Claims (4)

  1. 진동격리모듈(9), 신호전송모듈(11), 음향모듈(13) 및 배열안정화 모듈(15)로 구성된 수중 음파탐지용 센서부(2), 예인 선박(5)에 상기 센서부(2)를 연결시켜주는 예인용 케이블(3), 상기 센서부(2)의 상기 케이블(3) 반대쪽에 접합되어 있는 꼬리로프(17)로 구성되어 있는 예인형 수중음파탐지기(1)에 있어서 상기 배열안정화 모듈(15)은 원통형 튜브체(20), 상기 원통형 튜브체(20) 양 끝단에 끼워져 인접한 다른 모듈(13) 및 케이블(3)과 연결시켜 주는 커넥터 조립체(19,21) 및, 상기 커넥터 조립체((19,21)가 양쪽 끝에 접합되어있고 상기 원통형 튜브체(20)로 둘러 싸여져 충진유(18)로 충진되어있는 배열안정화 유니트(23)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 배열안정화 모듈을 구비한 예인형 수중음파탐지기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 배열안정화 유니트(23)는 상기 원통형 튜브체(20) 양단에 끼워진 커넥터(19,21)에 접합되어 상기 원통형 튜브체(20)내에 길이방향으로 뻗어있는 인장부재(25), 서로 일정간격 유지된 채로 상기 인장부재(25)에 복수개 끼워져 있는 형상유지부재(27), 상기 커넥터(19,21)중 전방측 커넥터(19) 바로 다음 위치에서 상기 인장부재(25)에 끼워져 있는 수심센서(29), 상기 수심센서(29)와 최전방측 형상유지부재(27) 사이에서 상기 인장부재(25)에 끼워져있는 헤딩센서(31), 상기 커넥터(19,21) 중 후미 커넥터(21)내에 설치되어 있는 온도센서(33)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 배열안정화 모듈을 구비한 예인형 수중음파탐지기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 형상유지부재(27)는 좌측편(27a)과 우측편(27b) 2개의 부분으로 이루어져 있으며, 상기 좌우측편(27a,b)은 상하측에 돌출된 돌출부(34) 상단에 홈(36)이 형성되어 있어, 고정용 클립(38)을 상기 홈(36)에 끼움으로써 하나의 몸체(39)가 되며, 1가닥의 인장부재(25)가 사용되는 경우에 상기 인장부재(25)가 통과하며 링홈(49)에 의해 길이방향으로 고정되도록 해주는 상기 몸체(39) 중앙에 관통설치된 관통구멍(35)과 2가닥의 인장부재가 사용되는 경우에는 인장부재가 통과하며, 링홈(51)에 의해 길이방향으로 고정되도록 해주는 상기 관통구멍(35) 상하측에 각각 관통설치된 관통구멍(37)을 구비하고 있으며, 상기 관통구멍(37)의 둘레에 관통설치된 4개의 배선용 구멍(41), 상기 몸체(39) 좌우 양측에 탄력부재로서 돌출설치되어 있는 한쌍의 ㄱ자모양 날개부(43), 슬롯(47)에 의해 외주부와 통해져 있는 상태로 상기 한쌍의 상하 날개부(43) 사이에 형성되어 있는 배선자리(45)를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 배열안정화 모듈을 구비한 예인형 수중음파탐지기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 인장부재(25)는 나일론 로프인 것을 특징으로 하는 배열안정화 모듈을 구비한 예인형 수중음파탐지기.
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