KR100338191B1 - 워터터널의 소음 계측방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 워터터널의 소음 계측방법에 관한 것으로, 다수개의 소음센서(120)를 순차적으로 배열하여 워터터널(100) 내부에 설치하는 단계와, 상기 워터터널(100)의 내부에 소음원을 설치하여 이로부터 센싱되는 소음치를 데이터 처리하여 저장하는 단계와, 상기 워터터널(100)의 내부에 시험용 모형(110)을 설치하여 다수개의 소음센서(120)로 소음의 위치와 강도를 센싱하는 단계와, 상기 모형(110)으로 부터 얻어낸 소음 결과치와 소음원을 설치하여 얻은 데이터 비교하여 소음위치와 강도를 계측하는 단계와, 상기 계측된 데이터를 디스플레이 하는 단계와, 상기 디스플레이된 계측 정보를 이용하여 모형(110)의 형상을 재 설계하여 소음 원인을 제거하고 상기와 같은 계측을 반복 실행하여 소음 발생 최소화하도록 하는 단계로 구성하므로 모형에서 발생되는 소음 위치와 강도를 정확하게 계측할 수 있고 이를 토대로 형상의 재설계 하여 소음 발생 원인을 제거할 수 있는 효과가 있다.

Description

워터터널의 소음 계측방법{Method for instrumentation noise of water tunnel}

본 발명은 워터터널(water tunnel)의 소음 계측방법에 관한 것으로, 상세하게는 모형으로 소음의 위치와 소음의 강도를 정확하게 계측하여 소음 발생 요소를 제거할 수 있도록 하는 워터터널의 소음 계측방법에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 소음측정 방법은 수중음파탐지기(소나sonar; sound navigation and ranging)로 음파를 이용, 해저, 선박, 어군이나 기타목표물과의 거리 또는 소음을 측정하였다.

이러한 소나는 수동소나(passivesonar)와 능동소나(activesonar)가 있다.

수동소나는 선박이나 물고기가 발하는 음의 방향, 거리, 세기 등을 측정하는 수신전용소나이다.

능동소나는 음파를 발사해서 목표물로 부터의 반사음을 수신하여 방위, 거리를 측정하는 방식으로서, 수평소나와 수직소나로 분류된다.

다만 수직소나는 일반적으로 음향측심기, 어군탐지기 등으로 불리며, 소나만을 말할 때는 수평소나를 가리키는 것이 보통이다.

소나는 어느 한 방향으로 송파기를 향하여 음파의 펄스를 발사하고, 그 방향으로부터의 반사파를 수신하고 나서 다음 방향을 향하여 같은 과정을 반복하는 것이 원칙이다.

이러한 점에서는 레이더와 같지만, 수중음파의 속도는 매초 약 1500m로 느리기 때문에 안테나를 빨리 회전시킬 수 없어서 펄스의 반복주파수를 낮추지 안되며 다음과 같은 방식이 있다.

먼저 선형주파수방식은 뱃머리를 중심으로 해서 좌, 우 수십 도만을 주사한다.

나선상탐사방식은 송파기에서 모든 방향으로 펄스를 발사하고, 빔폭이 작고 예민한 지향성을 가진 수파기를 고속도로 회전시켜서, 각 방향에서 되돌아오는 반사파를 차례로 수신한다.

다중탐사방식은 나선상탐사방식은 1개의 주파기를 이용하는 데 비해, 다중탐사방식은 예민한 지향성의 주파수를 원주상에 몇 개 정도 장비해 두고 이것을 순차적으로 교환하며 수신한다.

소나의 표시에는 방향, 거리, 수심 등 3가지 정보가 필요하다.

그 밖에 도플러소나라고 불리는 것이 있는데 이것은 방위, 거리를 측정하는 것이 아니라, 음파의 도플러효과를 이용하여 선박의 속력을 측정하는 장치이다.

한편 인공적인 음원에서 발사하는 파는 물속뿐만 아니라 땅속으로도 나아가는데, 이것이 지표에 반사 또는 굴절되어 되돌아오는 현상을 이용하는 것을 음파탐사라고 한다.

음파탐사는 비교적 작은 발진원을 이용하여 얕은 부분을 조사하는 것을 가리키는 경우가 많으며, 깊이 수천m를 대상으로 하는 대규모의 지진반사법과는 기술적으로 다르다.

음원으로는 전기스파크방전을 이용하는 스파커(sparker), 압축공기를 물속에방출하는 에어건(airgun) 외에 큰 에너지의 초음파발진기 등도 사용되는 등 종류가 많다.

수면에서는 수중청음기(hydrophon)를 이용하여 반사, 굴절된 파를 수신하는데, 그 전기신호는 증폭되어 세기에 따라서 기록지에 농담으로 기록된다.

또한 컴퓨터로 데이터를 처리하여 더 우수한 결과를 얻기 위해 자기테이프에 기록하는 방식도 있다.

일반적으로 음원은 1개, 수신계도 1성분이고, 관측장치는 비교적 단순한 것이 많으며 전체적인 시스템도 간단하다.

도 1 은 일반적인 워터터널을 나타낸 개략 사시도이다.

도 1 에 나타낸 바와 같이, 종래의 워터터널(100) 소음계측은 모형(110)을 워터터널 내부에 설치한 상태에서 물과의 저항으로 인한 소음을 센서로 센싱하여 소음정도를 측정하였다.

그러나, 이러한 종래의 소음 계측은 정확한 소음발생 위치를 계측하기 힘들뿐만 아니라 주변의 다른 소음원과 함께 센싱되므로 소음 강도를 정확하게 계측하기 힘든 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 주 목적은 워터터널의 내부에서 소음 위치를 정확하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라 소음의 세기도 정확하게 측정하여 소음 발생 원인을 해소한 형상의 재설계가 가능하도록 하는 데 있다.

도 1 은 일반적인 워터터널을 나타낸 개략 사시도.

도 2 는 본 발명의 워터터널 소음측정기를 나타낸 개략 평면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100; 워터터널 110; 모형

120; 센서

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 워터터널 소음 계측기는 다수개의 소음센서를 순차적으로 배열하여 워터터널에 설치하는 단계와, 상기 워터터널의 내부에 소음원을 설치하여 이로부터 센싱되는 소음치를 데이터 처리하여 저장하는 단계와, 상기 워터터널의 내부에 시험용 모형을 설치하여 다수개의 소음센서로 소음의 위치와 강도를 센싱하는 단계와, 상기 모형으로부터 얻어낸 소음 결과치와 소음원을 설치하여 얻은 데이터 비교하여 소음위치와 강도를 계측하는 단계와, 상기 계측된 결과치로 모형의 형상을 재 설계하여 상기와 같은 계측을 반복 실행하여 소음발생 최소화하도록 하는 단계로 구성함을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

위와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 발명의 워터터널 소음측정기를 나타낸 개략 평면도이다.

도 2 에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 워터터널(100)의 소음 계측기는 다수개의 소음센서(120)를 순차적으로 배열하여 워터터널(100) 내부에 설치하는 단계와, 상기 워터터널(100)의 내부에 소음원을 설치하여 이로부터 센싱되는 소음치를 데이터 처리하여 저장하는 단계와, 상기 워터터널(100)의 내부에 시험용 모형(110)을 설치하여 다수개의 소음센서(120)로 소음의 위치와 강도를 센싱하는 단계와, 상기 모형(110)으로 부터 얻어낸 소음 결과치와 소음원을 설치하여 얻은 데이터를 비교하여 소음위치와 강도를 계측하는 단계와, 상기 계측된 데이터를 디스플레이 하는 단계와, 상기 디스플레이된 계측 정보를 토대로 모형(110)의 형상을 재 설계하여 소음 원인제거하고 상기와 같은 계측을 반복 실행하여 소음 발생 최소화하도록 하는 단계로 구성한다.

상기 다수개의 소음센서(120)를 집합체는 워터터널(100) 내부에 설치하여 모형(110)에서 발생되는 소음 위치를 정확하게 계측할 수 있도록 한다.

상기 소음센서(120)는 워터터널(100)의 길이 방향으로 다수개 설치하되 일정한 간격을 유지시켜 수신되는 소음의 시간을 센싱하여 이를 분석하므로 정확한 소음 위치를 디스플레이 할 수 있도록 한다.

상기와 같이 워터터널(100)의 길이 방향 소음 위치만을 센싱할 수 도 있으나 워터터널(100)의 측벽에 세로로 다수개의 소음센서(120)를 설치하여 모형(110)의 전후 및 상하 소음 위치를 보다 정확하게 계측할 수 있도록 할 수 도 있다.

나아가, 워터터널(100)의 상면에도 길이방향과 길이방향에 직각으로 교차되는 방향으로 소음센서(120)를 설치하여 모형(110)의 전후좌우측 소음 위치를 정확하게 계측할 수 도 있다.

이러한 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 다수개의 소음센서(120)를 순차적으로 배열하여 워터터널(100) 내부에 설치하므로 내부의 소음의 위치와 강도를 정확하게 센싱할 수 있다.

이러한 상태에서 워터터널(100)의 내부에 소음원을 설치하고 워터터널(100)을 가동시켜 이로부터 센싱되는 소음치를 데이터 처리하여 마이콤에 저장한다.

시험을 하고자 하는 모형(110)을 워터터널(100)의 내부에 설치하고 워터터널(100)을 가동시켜 소음센서(120)에 센싱되는 소음치를 데이터수신부에 인가하여 소음의 위치와 강도를 입력한다.

모형(110)의 설치상태에서 얻어낸 소음 결과치와 소음원을 설치하여 얻은 데이터를 비교하여 소음위치와 강도를 계측한다.

따라서, 정확하게 모형(110)에서 발생되는 소음 위치와 강도를 계측하여 디스플레이 한다.

상기 디스플레이된 계측 정보를 이용하여 모형(110)의 형상을 재 설계하여 소음 원인을 제거한다.

상기와 같은 계측을 반복 실행하여 모형(110)의 소음 발생 요소를 최소화하도록 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 워터터널(100)의 소음 계측기는 다수개의 소음센서(120)를 집합체로 워터터널(100) 내부에 설치하는 단계와, 상기 워터터널(100)의 내부에 소음원을 설치하여 이로부터 센싱되는 소음치를 데이터 처리하여 저장하는 단계와, 상기 워터터널(100)의 내부에 시험용 모형(110)을 설치하여 다수개의 소음센서(120)로 소음의 위치와 강도를 센싱하는 단계와, 상기 모형(110)으로 부터 얻어낸 소음 결과치와 소음원을 설치하여 얻은 데이터를 비교하여 소음위치와 강도를 계측하는 단계와, 상기 계측된 데이터를 디스플레이 하는 단계와,상기 디스플레이된 계측 정보를 이용하여 모형(110)의 형상을 재 설계하여 소음 원인제거하고 상기와 같은 계측을 반복 실행하여 소음 발생 최소화하도록 하는 단계로 구성하므로 모형(110)에서 발생되는 소음 위치와 강도를 정확하게 계측할 수 있어 이를 토대로 형상의 재설계 하여 소음 발생 원인을 제거할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 다수개의 소음센서를 순차적인 집합체로 워터터널 내부에 설치하는 단계와,

   상기 워터터널의 내부에 소음원을 설치하여 이로부터 센싱되는 소음치를 데이터 처리하여 저장하는 단계와,

   상기 워터터널의 내부에 시험용 모형을 설치하여 다수개의 소음센서로 소음의 위치와 강도를 센싱하는 단계와,

   상기 모형으로부터 얻어낸 소음 결과치와 소음원을 설치하여 얻은 데이터를 비교하여 소음위치와 강도를 계측하는 단계와,

   상기 계측된 데이터를 디스플레이 하는 단계와,

   상기 디스플레이된 계측 정보를 이용하여 모형의 형상을 재 설계하여 소음 원인을 제거하는 단계로 구성한 것을 특징으로 하는 워터터널의 소음 계측방법.