KR101435617B1 - In situ system for measuring sound wave transmission velocity for survey of seabed geology - Google Patents

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KR101435617B1
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서영교
이광수
김성필
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한국지질자원연구원
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Abstract

The present invention relates to an in-situ system for measuring a sound wave transmission velocity for surveying seabed geology. To apprehend the characteristics of marine sediments, the in-situ system comprises: a sound wave signal measurement device placed on the seabed for directly measuring sound wave signals regarding the seabed and additional information; and a sound wave transmission velocity calculation device capable of calculating the sound wave transmission velocity by utilizing the sound wave signal and additional information measured by the sound wave signal measurement device. Thereby, the in-situ system for measuring a sound wave transmission velocity for surveying seabed geology is capable of preventing errors caused by differences in temperatures and pressures during the measurement of the sound wave transmission velocity in a laboratory environment, to the fullest degree.

Description

해저 지질 조사용 현장 음파 전달속도 측정 시스템{IN SITU SYSTEM FOR MEASURING SOUND WAVE TRANSMISSION VELOCITY FOR SURVEY OF SEABED GEOLOGY }BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a sound wave propagation velocity measurement system for a submarine geological structure,

본 발명은 현장에서 해저지질에 대한 음파의 전달속도를 측정하기 위한 음파 전달속도 측정 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는, 해양 퇴적물의 물성을 파악하기 위해 현장의 해저면에 배치되어, 직접 현장에서 해저 지질에 대한 음파 신호와 부가정보를 측정하는 음파신호 측정장치와 측정된 음파 신호와 부가정보를 통해 정확한 음파 전달속도를 산출할 수 있는 음파 전달속도 산출장치로 이루어지는 해저 지질 조사용 현장 음파 전달속도 측정 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a sound wave propagation velocity measurement system for measuring a sound wave propagation velocity with respect to seafloor in the field, and more particularly, A sound wave signal measuring device for measuring the sound wave signal and the additional information on the submarine lipid, and a sound wave propagation speed calculating device for calculating the accurate sound wave propagation speed through the measured sound wave signal and the additional information, Measurement system.

일반적으로, 해양 퇴적물을 채취하여 이를 분석함으로써 해양 퇴적물의 물성을 파악하고 이러한 내용을 지질자원 연구의 기초 자료로서 활용하는 것은 지질자원 연구에 있어서 매우 중요한 부분 중 하나이다.In general, the identification of marine sediments by analyzing marine sediments and using them as a basis for studying geological resources is an important part of geological resource research.

그러나 이러한 해양 퇴적물의 물성을 파악하기 위해 해당 해역의 해저까지 직접 내려가서 퇴적물의 분석을 행하는 것은 여러 가지로 어려운 문제가 있다.
However, in order to understand the physical properties of these marine sediments, it is difficult to go down to the seabed and analyze the sediments.

따라서 이러한 문제를 해결하기 위해, 종래, 일반적으로, 해양 퇴적물의 시료를 채취하고 실험실로 운반한 후 해양 퇴적물 시료에 대한 측정을 행하여 해당 지역에 대한 퇴적물의 특성을 분석하는 방법이 많이 이용되고 있다.
Therefore, in order to solve such a problem, conventionally, a method of analyzing the characteristics of sediments in a relevant area has been widely used, in general, by taking samples of marine sediments and carrying them to a laboratory, and then measuring the marine sediment samples.

여기서, 해저에 위치한 퇴적층의 시료를 채취할 때에는, 시료의 채취뿐만 아니라, 채취된 시료를 실험실까지 최대한 원래 상태 그대로 운반할 수 있도록 하는 것이 매우 중요하다.
Here, it is very important to take samples from sediments located in the sea floor, as well as to collect the samples so that they can be transported to the laboratory as much as possible.

또한, 채취된 해양 퇴적물 시료에 대한 분석방법으로, 최근에는, 음파를 이용한 측정장비에 대한 연구 및 개발이 활발하게 이루어지면서 이러한 음향장비를 이용하여 해양 퇴적물의 물성을 음향학적으로 측정 및 분석하는 방법이 많이 이용되고 있다.In recent years, research and development of measurement equipment using sound waves have been actively conducted, and a method of acoustically measuring and analyzing physical properties of marine sediments using such sound equipment Is widely used.

해양 퇴적물에 대한 음파 전달속도는 해저에 위치한 퇴적층의 두께, 속성작용과의 연관성이나 다른 물리적 성질 등을 해석 또는 분석하는데 사용될 수 있다.The speed of sound propagation for marine sediments can be used to analyze or analyze sediment deposits located at the seafloor, their association with property behavior, or other physical properties.

특히, 여기서 개략적인 속도구조는 탄성파 자료분석을 통하여 계산해 낼 수 있으나, 실제 측정치와 오차가 크게 발생하는 경우가 많기 때문에 정확한 해양 퇴적물에 대한 특성을 분석하기 위해 정확하게 음파 전달속도를 측정하는 것이 중요하다.
In particular, the schematic velocity structure can be calculated by seismic data analysis, but since it is often the case that the measured values and errors are large, it is important to accurately measure the sound propagation velocity in order to analyze the characteristics of the marine sediments .

상기한 바와 같이, 해양 퇴적물에 대한 음파 측정과 관련하여, 등록특허 제10-1248829호에서는 해양 퇴적물을 시추하여 획득한 코어 시료로부터 일부분의 시료를 채취하고, 채취된 시료로부터 수평 및 수직방향에 대한 음파 전달속도를 측정할 수 있도록 각각의 면에 홀이 형성된 샘플링 케이스 및 코어 시료로부터 원하는 위치에서 복수의 시료 샘플을 채취하여 심도별 샘플링을 수행할 수 있도록 구성되고, 채취된 샘플 시료를 측정장치에 위치시켜 수직 및 수평 방향의 음파 측정을 수행할 수 있는 기술이 개시되고 있다.As described above, in relation to the measurement of sound waves for marine sediments, Japanese Patent Registration No. 10-1248829 discloses a method of collecting a part of a sample from a core sample obtained by drilling marine sediments, A sampling case having a hole formed in each surface thereof so as to measure a sound wave transmission speed, and a plurality of sample samples taken at a desired position from the core sample to perform depth sampling, So as to perform sound wave measurement in the vertical and horizontal directions.

그러나, 음파 전달속도는 온도, 압력에 의해 큰 영향을 받을 수 있다. 특히, 미고결 해양 퇴적물에서 정확한 음파 전달속도를 측정하기 위해서는 현장의 압력을 유지해야할 필요가 있다.However, the sound wave transmission rate can be greatly influenced by temperature and pressure. In particular, it is necessary to maintain the pressure in the field in order to measure the accurate sound wave transmission rate in unconsolidated marine sediments.

그러나, 종래기술에서는 미고결 해양 퇴적물 시료에 대한 압력을 가할 수 있는 구성요소는 포함하고 있지 않기 때문에 음파 전달속도 측정시 오차가 발생될 수 있는 문제점이 있다.
However, the prior art does not include a component capable of applying pressure to a sample of unconsolidated marine sediments, so that there is a problem that an error may occur in the measurement of the sound wave transmission rate.

또한, 등록특허 제 10-0642304호에서는 하중압의 변화에 따른 미고결 시료의 물성측정장치를 통하여 시료의 주변 압력을 변화시키면서 미고결 시료에 대한 물성 측정을 수행할 수 있는 기술이 개시되고 있다.
In addition, Japanese Patent No. 10-0642304 discloses a technique capable of measuring physical properties of an unconsolidated sample while changing the peripheral pressure of the sample through a physical property measuring device of the uncondensed sample according to a change in the load pressure.

그러나, 상기와 같은 종래기술에서는 해양 퇴적물로부터 시료를 채취한 후 실험실로 운반시킨 후 음파 전달속도를 측정하고 있기 때문에, 예를 들어, 압력 및 온도 등 현장의 조건과 다른 상태에서 음파 전달속도를 측정하고 있기 때문에 실제 현장 즉 해저 지질에서의 속도와는 차이가 발생될 수 있다는 문제점이 있다.
However, in the above conventional art, since a sample is taken from a marine sediment and then transported to a laboratory, the speed of sound wave propagation is measured. For example, a sound wave propagation speed is measured in a state different from the field conditions such as pressure and temperature And therefore, there is a problem that a difference may occur from the actual site, that is, the speed at the seabed.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 음파전달 속도 측정시 온도 및 압력 차에 의해 발생될 수 있는 에러를 방지하기 위해, 해저면에 배치되어 해양 퇴적물에 대해 실제 현장에서 압력 및 온도를 유지한 상태에서 정확한 음파 전달속도를 측정할 수 있는 해저 지질 조사용 현장 음파 전달속도 측정 시스템의 제공을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for monitoring a marine sediment, And to provide a sound wave propagation velocity measurement system for a submarine geological surveying system capable of measuring an accurate sound wave propagation velocity while maintaining a temperature.

또한, 본 발명은 음파 전달속도 측정장치에 경사측정 센서를 구비하여, 측정장치와 해저면과 이루는 경사를 측정하여 음파 전달속도를 측정 시 경사도를 반영함으로써, 정확한 음파 전달속도를 측정할 수 있는 해저 지질 조사용 현장 음파 전달속도 측정 시스템의 제공을 목적으로 한다.
Further, the present invention provides a sound wave propagation velocity measuring apparatus that includes a tilt measuring sensor and measures a tilt between the measuring apparatus and the bottom surface to reflect the tilt when measuring a sound wave propagation velocity, And to provide a system for measuring the sound wave propagation velocity at a geological building site.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
However, the object of the present invention is not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 해저 지질 조사용 현장 음파 전달속도 측정 시스템은 해저 지질을 통해 전달되는 음파신호를 측정하는 음파신호 측정장치와, 상기 음파신호 측정장치로부터 송신되는 정보로부터 해저지질에 대한 음파 전달속도를 산출하는 음파 전달속도 산출장치로 이루어지고, 상기 음파신호 측정장치는, 일정 중량을 가지는 중량부와, 일단이 상기 중량부의 하측 중심에 연결되고, 내부에 중공이 형성된 스틸 파이프와, 일단이 상기 스틸 파이프의 타단에 장착되고, 내부에 중공이 형성되며 상기 스틸 파이프가 해저 지질에 삽입 배치되도록 타단의 단면이 칼날 형태로 이루어진 퇴적물 커터와, 상기 중량부의 상측에 배치되고, 상기 스틸 파이프가 삽입된 해저 지질을 통해 전달되도록 음파신호를 발생시키는 음파 송신부와, 상기 스틸 파이프의 일측면에 배치되고, 상기 해저 지질을 통해 전달되는 음파 신호를 수신하는 음파 수신부와, 해저 지질에 삽입된 상기 스틸 파이프와 해저면의 기울기를 측정하여 기울기 정보를 생성하는 기울기 측정부와, 상기 스틸 파이프의 일측면에 배치되어, 상기 스틸 파이프가 삽입된 해저 지질의 온도를 측정하여 온도 정보를 생성하는 온도 측정부 및 상기 음파 신호, 기울기 정보 및 온도 정보를 상기 음파 전달속도 산출장치로 전송하는 정보 송신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
In order to achieve the above object, a system for measuring the sound wave propagation velocity on the submarine groundwater borrowing site according to an embodiment of the present invention includes: an acoustic signal measurement device for measuring an acoustic signal transmitted through the seabed; And a sound wave propagation velocity calculation device for calculating a sound wave propagation velocity with respect to the seabed lipid from the information, wherein the sound wave signal measurement device comprises: a weight part having a predetermined weight; one end connected to the lower center of the weight part; A sediment cutter whose one end is mounted on the other end of the steel pipe and in which a hollow is formed and the end of the other end is formed in a blade shape so that the steel pipe is inserted into the submarine lipid; And generating the sound wave signal so that the steel pipe is transmitted through the inserted submarine lipid A sound wave transmitting unit, a sound wave receiving unit disposed on one side of the steel pipe, for receiving an acoustic wave signal transmitted through the submarine geology, and a tilt sensor for measuring inclination of the bottom surface of the steel pipe A temperature measurement unit arranged on one side of the steel pipe for measuring temperature of the submarine lipid inserted into the steel pipe and generating temperature information; and a temperature measurement unit for measuring the temperature of the sound wave, tilt information, And an information transmitting unit for transmitting the information to the delivery speed calculating device.

또한, 본 발명에 따른 음파 전달속도 측정 시스템은, 상기 음파 전달속도 산출장치가, 상기 정보 송신부에서 전송되는 음파신호, 기울기 정보 및 온도 정보를 수신하는 정보 수신부와, 수신된 음파신호로부터 상기 해저 지질에 대한 음파 전달속도를 산출하는 음파 전달속도 산출부 및 상기 기울기 정보 및 온도 정보에 따라 산출된 음파 전달속도를 보정하는 음파 전달속도 보정부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
In the sound wave propagation velocity measuring system according to the present invention, the sound wave propagation velocity calculating device may further include: an information receiver for receiving the sound wave signal, tilt information and temperature information transmitted from the information transmitter; And a sound wave propagation speed correction unit for correcting the sound wave propagation speed calculated based on the slope information and the temperature information.

또한, 본 발명에 따른 음파 전달속도 측정 시스템은, 상기 음파 수신부가 상기 스틸 파이프의 길이 방향을 따라 일정 간격 이격되어 다수개 배치되는 것을 특징으로 한다.
The sound wave propagation velocity measuring system according to the present invention is characterized in that the sound wave receiving units are disposed at a plurality of spaced intervals along the longitudinal direction of the steel pipe.

또한, 본 발명에 따른 음파 전달속도 측정 시스템은, 음파신호 측정장치가 상기 중량부의 상측에 배치되어, 상기 음파 신호, 기울기 정보 및 온도 정보를 실시간 저장하는 정보 저장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The sound wave propagation velocity measuring system according to the present invention is characterized in that the sound wave signal measuring apparatus is disposed above the weight unit and includes an information storage unit for storing the sound wave signal, tilt information and temperature information in real time.

또한, 본 발명에 따른 음파 전달속도 측정 시스템은, 상기 스틸 파이프의 내부에 장착되고, 내부에 해양 퇴적물 시료가 삽입되도록 중공이 형성된 시료 채취관을 더 포함하고, 이 시료 채취관은 길이 방향을 따라 일측면 및 마주하는 타측면에 절단선이 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.
Further, the sound wave propagation velocity measuring system according to the present invention may further include a sample collection pipe installed inside the steel pipe and having a hollow for inserting a sample of marine sediment therein, And a cutting line is formed on one side face and the other opposite side face.

또한, 본 발명에 따른 음파 전달속도 측정 시스템은, 상기 음파신호 측정장치에 구비되고, GPS(Global Positioning System) 신호를 이용하여 상기 음파신호 측정장치의 위치정보를 측정하는 위치 측정부와, 상기 해저 지질의 압력을 측정하는 압력 측정부를 포함하고, 상기 위치 측정부와 압력 측정부를 통해 측정되는 위치정보와 압력정보는 상기 정보 저장부에 저장되는 것을 특징으로 한다.
The sound wave propagation velocity measuring system according to the present invention may further include a position measuring unit provided in the sound wave signal measuring apparatus and measuring position information of the sound wave signal measuring apparatus using a Global Positioning System (GPS) signal, And a pressure measuring unit for measuring the pressure of the lipid. The position information and the pressure information measured through the position measuring unit and the pressure measuring unit are stored in the information storage unit.

아울러, 본 발명에 따른 음파 전달속도 측정 시스템은, 상기 음파신호 측정장치와 음파 전달속도 산출장치는 유선 또는 무선 통신을 통해 정보를 제공하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the sound wave propagation velocity measuring system according to the present invention is characterized in that the sound wave signal measuring apparatus and the sound wave propagation velocity calculating apparatus provide information through wired or wireless communication.

본 발명의 해저 지질 조사용 현장 음파 전달속도 측정 시스템에 따르면, 해양 퇴적물 즉, 해저 지질에 대한 음파 전달속도를 산출하기 위해 음파 전달속도 측정장치를 해저면에 배치시키고, 실제 현장의 압력 및 온도 등 환경 상황이 유지된 상태에서 음파 전달속도와 부가정보를 측정한 후 음파 전달속도 산출장치를 통해 음파 전달속도와 부가정보를 이용하여 측정환경에 따른 정확한 음파 전달속도를 산출함으로써, 지상의 실험실에서 음파전달속도 측정시 온도 및 압력 차에 의해 야기될 수 있는 에러를 방지할 수 있는 이점이 있다.
According to the present invention, the sound wave propagation velocity measuring system is arranged on the undersurface to calculate the sound wave propagation velocity with respect to the marine sediment, that is, the sea floor lipid, and the actual pressure and temperature By measuring the sound wave propagation speed and additional information in a state where the environmental condition is maintained, it is possible to calculate the accurate sound wave propagation speed according to the measurement environment by using the sound wave propagation speed and the additional information through the sound wave propagation speed calculation device, There is an advantage that an error which can be caused by the temperature and pressure difference in the measurement of the delivery speed can be prevented.

또한, 본 발명에 따르면, 음파 전달속도 측정장치에 경사측정 센서를 구비하여 측정장치와 해저면과 이루는 경사를 측정하고, 음파 전달속도의 분석 시 측정된 기울기 정보를 반영함으로써, 현장에서 해저 지질에 대한 정확한 음파 전달속도를 측정할 수 있는 이점이 있다.
In addition, according to the present invention, inclination measuring sensors are provided in the sound wave propagation velocity measuring device to measure inclination between the measuring device and the undersurface and to reflect the measured inclination information in the analysis of the sound wave propagation velocity, It is possible to measure an accurate sound wave propagation speed for a certain time.

도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 음파신호 측정장치와 음파 전달속도 산출장치로 이루어지는 해저 지질 조사용 현장 음파 전달속도 측정 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 음파신호 측정장치의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 음파 전달속도 산출장치의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 4 및 도 5는, 본 발명에 따른 음파신호 측정장치가 해저면에 배치되는 상태를 예시적으로 나타내는 예시도이다.
도 6은, 본 발명에 따른 음파신호 측정장치에 구비되는 시료 채취관을 개략적으로 나타내는 사시도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a sound wave propagation velocity measurement system for a submarine groundwater borne sound transmission system including an acoustic wave signal measurement apparatus and a sound wave propagation velocity calculation apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram schematically showing a configuration of an apparatus for measuring an acoustic signal according to the present invention.
Fig. 3 is a block diagram schematically showing a configuration of a sound wave propagation velocity calculation device according to the present invention.
Figs. 4 and 5 are exemplary views showing an example in which the sound wave signal measuring apparatus according to the present invention is disposed on the sea floor.
FIG. 6 is a perspective view schematically showing a sample collection tube provided in the sound wave signal measuring apparatus according to the present invention. FIG.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
Embodiments in accordance with the concepts of the present invention can make various changes and have various forms, so that specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in this specification or application. It is to be understood, however, that it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the particular forms of disclosure, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises ",or" having ", or the like, specify that there is a stated feature, number, step, operation, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 음파신호 측정장치와 음파 전달속도 산출장치로 이루어지는 해저 지질 조사용 현장 음파 전달속도 측정 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이고, 도 2 및 도 3은 각각 음파신호 측정장치와 음파 전달속도 산출장치의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이며, 도 4 및 도 5는 음파신호 측정장치가 해저면에 배치되는 상태를 예시적으로 나타내는 예시도이다.
1 is a block diagram schematically showing a sound wave propagation velocity measurement system for a seafloor geological construction site comprising an acoustic wave signal measuring apparatus and an acoustic wave propagation velocity calculating apparatus according to an embodiment of the present invention, 4 is a block diagram schematically showing a configuration of a device and a sound wave propagation speed calculating device, and Figs. 4 and 5 are exemplary diagrams showing a state in which an acoustic wave signal measuring device is arranged on the seabed surface.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 해저 지질 조사용 현장 음파 전달속도 측정 시스템(10)은, 해저 지질(2)을 통해 전달되는 음파신호를 측정하는 음파신호 측정장치(100)와, 이 음파신호 측정장치로부터 송신되는 정보로부터 해저 지질(2)에 대한 음파 전달속도를 산출하는 음파 전달속도 산출장치(200)로 이루어질 수 있다.
Referring to FIG. 1, a system 10 for measuring the sound wave propagation velocity of a submarine geological formation site according to the present invention includes an acoustic wave signal measurement device 100 for measuring an acoustic wave signal transmitted through a seafloor lipid 2, And a sound wave propagation velocity calculation device 200 for calculating the sound wave propagation velocity with respect to the submarine lipid 2 from the information transmitted from the measurement device.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 음파신호 측정장치(100)는, 중량부(110), 스틸 파이프(120), 퇴적물 커터(130), 음파 송신부(140), 음파 수신부(141), 기울기 측정부(150), 온도 측정부(151), 정보 송신부(160), 정보 저장부(170), 압력 측정부(180) 및 위치 측정부(181)를 포함할 수 있다.1 and 2, the sound wave signal measuring apparatus 100 includes a weight portion 110, a steel pipe 120, a sediment cutter 130, a sound wave transmitting portion 140, a sound wave receiving portion 141, And may include a measurement unit 150, a temperature measurement unit 151, an information transmission unit 160, an information storage unit 170, a pressure measurement unit 180, and a position measurement unit 181.

중량부(110)는 일정 중량을 가지는 추 등 예를 들어, 음파신호 측정장치(100)가 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 수면(1)으로부터 해저면(3)으로 이동되어 해저 지질에 삽입 배치될 수 있도록 구성될 수 있다4 and 5, the weight portion 110 is moved from the water surface 1 to the sea floor surface 3 and is moved to the bottom of the sea floor, for example, Can be configured to be inserted and deployed

..

중량부(110)의 하측 중심에 장착되는 스틸 파이프(120)는, 스틸(steel) 재질로 이루지고, 일정 길이(예를 들어, 3.5m 내외)를 가지며 내부에 중공이 형성된 관 형태로 이루어질 수 있다.The steel pipe 120 mounted at the lower center of the weight 110 is made of steel and has a tubular shape having a predetermined length (for example, about 3.5 m) have.

또한, 스틸 파이프(120) 내에는 추후에 설명하는 시료 채취관(121)이 삽입되어, 이중 관 구조로 이루어질 수 있다.In addition, the steel pipe 120 may have a double pipe structure by inserting a sample collecting pipe 121 to be described later.

일단이 중량부(110)에 연결되는 스틸 파이프(120)의 타단, 길이 방향으로 하단에는 퇴적물 커터(130)의 일단이 장착될 수 있다. 퇴적물 커터(130)는 내부에 중공이 형성되도록 일단(상단) 및 타단(하단)이 개방되고, 특히, 퇴적물 커터(130)의 타단은 단면이 칼날 형태(131)로 이루어지는 것이 바람직하다.One end of the sediment cutter 130 may be mounted at the other end of the steel pipe 120, which is connected to the weight portion 110 at one end, and at the lower end, in the longitudinal direction. One end (upper end) and the other end (lower end) of the sediment cutter 130 are opened so as to form a hollow therein, and the other end of the sediment cutter 130 is preferably formed in a blade shape 131 in cross section.

따라서, 퇴적물 커터(130)를 통해 스틸 파이프(120)를 해저 지질(2)에 용이하게 삽입 배치시킬 수 있는 특징이 있다.
Therefore, there is a feature that the steel pipe 120 can be easily inserted and placed in the subsea lipid 2 through the sediment cutter 130.

음파 송신부(140)는 중량부(110)의 상측에 배치되고, 스틸 파이프(120)가 해저 지질(2)에 삽입된 상태에서, 해저 지질(2)을 통해 전달되도록 음파 신호, 예를 들어, 광대역(broadband)의 음파 신호를 발생시킬 수 있다.The sound wave transmitting unit 140 is disposed on the upper side of the weight 110 and is provided with a sound wave signal to be transmitted through the submarine lipid 2 in a state where the steel pipe 120 is inserted into the submarine lipid 2, It is possible to generate a broadband sound wave signal.

음파 수신부(141)는 스틸 파이프(120)의 일측면에 배치되어, 음파 송신부(140)에서 해저 지질(2)을 통해 전달되는 음파 신호를 수신하도록 구성될 수 있다.The sound wave receiving unit 141 may be arranged on one side of the steel pipe 120 and configured to receive a sound wave signal transmitted through the submarine lipid 2 from the sound wave transmitting unit 140.

구체적으로, 음파 수신부(141)는 도면에 나타낸 바와 같이, 스틸 파이프(120)의 길이 방향을 따라 일정 간격 이격되어 다수개 배치되어, 각 음파 수신부(141)에서 해저 지질(2)에 배치되는 스틸 파이프(120)의 깊이에 따른 음파 신호를 수신할 수 있다.
As shown in the drawing, a plurality of sound wave receiving units 141 are disposed at predetermined intervals along the longitudinal direction of the steel pipe 120, and a plurality of sound wave receiving units 141 are disposed in the sea floor lipid 2, It is possible to receive the sound wave signal according to the depth of the pipe 120.

또한, 본 발명에 따른 음파신호 측정장치(100)는 해저 지질(2)에 대한 음파 신호 측정 시 상태 또는 환경 정보를 측정할 수 있는 구성을 포함할 수 있다. 구체적으로, 음파신호 측정장치(100)가 수면(1)으로부터 해저면(3)에 이르러 해저 지질(2)에 삽입되는 경우, 도 4 및 도 5에서와 같이 수직으로 삽입되어 배치되거나 일정각도(θ)로 기울어진 상태로 배치될 수 있다.In addition, the apparatus 100 for measuring an acoustic signal according to the present invention may include a configuration capable of measuring state or environment information when measuring an acoustic signal for the submarine lipid 2. [ Specifically, when the acoustic signal measurement apparatus 100 is inserted into the seabed lipid 2 from the water surface 1 to the sea floor surface 3, as shown in Figs. 4 and 5, &thetas;).

이때, 기울기 측정부(150)는 해저 지질(2)에 삽입되는 스틸 파이프(120)와 해저면(3)의 기울기를 측정하여 기울기 정보를 생성할 수 있다.
At this time, the tilt measuring unit 150 can generate the tilt information by measuring the tilt of the steel pipe 120 and the sea floor 3 inserted in the seabed lipid 2. [

온도 측정부(151)는 스틸 파이프(120)가 삽입되는 해저 지질(2)의 온도를 측정하여 온도 정보를 생성할 수 있다. 이 온도 측정부(151)는 스틸 파이프(120)의 일측면에 배치될 수 있고, 필요에 따라 다수 개 배치될 수 있다.
The temperature measuring unit 151 can generate temperature information by measuring the temperature of the seabed lipid 2 into which the steel pipe 120 is inserted. The temperature measuring unit 151 may be disposed on one side of the steel pipe 120, and may be disposed as many as necessary.

또한, 압력 측정부(180)에서는 음파 신호를 측정하는 해저 지질에 대한 압력을 측정할 수 있다. 일반적으로 압력 변화에 따라 음파 전달속도가 변화될 수 있기 때문에, 추후에 별도의 실험을 통해 측정된 압력과 음파 전달속도를 비교 판단할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.In addition, the pressure measuring unit 180 can measure the pressure of the submarine lipid measuring the sound wave signal. Generally, since the sound wave transmission rate can be changed according to the pressure change, it is possible to provide an effect of comparing and measuring the pressure and the sound wave transmission rate measured through separate experiments.

위치 측정부(181)는 별도의 위성(도시하지 않음)으로부터 제공되는 GPS(Global Positioning System) 신호를 이용하여 음파신호 측정장치의 위치정보를 측정할 수 있다.
The position measuring unit 181 may measure the position information of the sound signal measuring apparatus using a Global Positioning System (GPS) signal provided from a separate satellite (not shown).

정보 저장부(170)는 중량부(110)의 상측에 배치되어, 음파 수신부(141)에서 수신된 음파 신호와 환경 정보, 예를 들어, 기울기 정보, 온도 정보, 압력 정보 및 위치 정보 등을 실시간 저장할 수 있고, 정보 송신부(160)에서는 음파 신호, 기울기 정보, 온도 정보 등을 음파 전달속도 산출장치(200)로 할 수 있다.
The information storage unit 170 is disposed above the weight unit 110 and stores the sound wave signal received by the sound wave receiving unit 141 and environment information such as tilt information, temperature information, pressure information, And the information transmission unit 160 can use the sound wave propagation rate calculation apparatus 200 as the sound wave signal, the slope information, the temperature information, and the like.

음파 전달속도 산출장치(200)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 정보 수신부(210), 음파 전달속도 산출부(220) 및 음파 전달속도 보정부(230)를 포함할 수 있다.The sound wave propagation velocity calculation device 200 may include an information receiving unit 210, a sound wave propagation velocity calculation unit 220 and a sound wave propagation velocity correction unit 230 as shown in FIG.

정보 수신부(210)는 정보 송신부(160)와 유선 또는 무선 통신을 수행하여, 음파신호, 기울기 정보 및 온도 정보 등을 수신하고, 음파 전달속도 산출부(220)에서는 수신되는 음파신호로부터 해저 지질에 대한 음파 전달속도를 산출할 수 있다.
The information receiving unit 210 performs wired or wireless communication with the information transmitting unit 160 to receive the sound wave signal, tilt information, temperature information, and the like, and the sound wave propagation speed calculating unit 220 calculates It is possible to calculate the sound wave propagation speed for the sound wave.

또한, 음파 전달속도 보정부(230)는 수신된 기울기 정보 및 온도 정보에 따라 산출된 음파 전달속도를 보정할 수 있다. 특히, 도 5에 나타낸 바와 같이, 음파신호 측정장치(100)가 기울어진 상태로 해저면(3)에 배치되면, 정확한 음파 전달속도를 측정할 수 없다는 단점이 있다.In addition, the sound wave propagation speed correction unit 230 may correct the calculated sound wave propagation speed according to the received tilt information and temperature information. In particular, as shown in Fig. 5, when the sound wave signal measuring apparatus 100 is disposed on the sea floor 3 in an inclined state, it is disadvantageous that accurate sound wave propagation velocity can not be measured.

따라서, 음파 전달속도 보정부(230)에서는 기울기 측정부(150)를 통해 측정되는 기울기 정보에 근거하여 음파 전달속도를 보정함으로써 해저 지질에 대한 정확한 음파 전달속도를 산출하도록 할 수 있다.
Accordingly, the sound wave propagation velocity correction unit 230 can calculate the accurate sound wave propagation velocity for the submarine lipid by correcting the sound wave propagation velocity based on the tilt information measured through the tilt measurement unit 150. [

도 6은, 본 발명에 따른 음파신호 측정장치에 구비되는 시료 채취관을 개략적으로 나타내는 사시도이다.FIG. 6 is a perspective view schematically showing a sample collection pipe provided in the sound wave signal measuring apparatus according to the present invention.

본 발명에 따른 음파신호 측정장치(100)는 해양 퇴적물을 취득할 수 있도록 내부에 중공이 형성된 시료 채취관(121)이 스틸 파이프(120) 내부에 배치될 수 있다.The apparatus 100 for measuring an acoustic signal according to the present invention may include a sample collection pipe 121 having a hollow inside thereof to acquire marine sediments therein.

특히, 시료 채취관(121)은 도면에 나타낸 바와 같이, 일측면 및 마주하는 타측면에 길이 방향을 따라 절단선(122, 122)이 각각 형성될 수 있다. 이 절단선(122, 122)을 통해 길이 방향에 대한 절단을 보다 용이하게 수행하여 채취된 해양 퇴적물에 대한 성분 및 물성에 대한 분석을 수행할 수 있는 특징이 있다.
Particularly, as shown in the drawing, the sample collecting pipe 121 may be formed with cutting lines 122 and 122 along the longitudinal direction on one side surface and the opposite side surface, respectively. It is possible to more easily perform cutting along the longitudinal direction through the cutting lines 122 and 122 to analyze the components and physical properties of the collected marine sediments.

또한, 해양 퇴적물에 대한 물성 분석시, 음파신호 측정장치(100)를 통해 측정된 부가 정보, 예를 들어, 온도 정보, 압력 정보, 기울기 정보 및 위치 정보 등을 참조함으로써 해양 퇴적물에 대한 보다 정확한 물성 분석을 수행할 수 있다.
Further, when analyzing the physical properties of marine sediments, it is possible to refer to the additional information measured through the sound signal measuring apparatus 100, for example, temperature information, pressure information, tilt information, and position information, Analysis can be performed.

또한, 시료 채취관(121)은 해양 퇴적물 내에 포함된 수분이나 기타 다른 성분에 의해 부식되지 않도록 내식성 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
In addition, the sampling pipe 121 is preferably made of a corrosion-resistant material so as not to be corroded by moisture or other components contained in marine sediments.

상기 본 발명의 내용은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. will be. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

10 : 음파 전달속도 측정 시스템
100 : 음파신호 측정장치 110 : 중량부
120 : 스틸 파이프 121 : 시료 채취관
130 : 퇴적물 커터 140 : 음파 송신부
141 : 음파 수신부 150 : 기울기 측정부
151 : 온도 측정부 160 : 정보 송신부
170 : 정보 저장부 180 : 압력 측정부
181 : 위치 측정부
200 : 음파 전달속도 산출장치 210 : 정보 수신부
220 : 음파 전달속도 산출부 230 : 음파 전달속도 보정부10: Sound wave propagation velocity measurement system
100: sound wave signal measuring device 110: weight part
120: Steel pipe 121: Sampling pipe
130: Sediment cutter 140: Sound wave transmitter
141: sound wave receiving unit 150: tilt measuring unit
151: temperature measuring unit 160: information transmitting unit
170: information storage unit 180: pressure measuring unit
181:
200: sound wave propagation speed calculation device 210:
220: sound wave propagation speed calculation unit 230: sound wave propagation speed correction unit

Claims (10)

해저 지질을 통해 전달되는 음파신호를 측정하는 음파신호 측정장치와, 상기 음파신호 측정장치로부터 송신되는 정보로부터 해저지질에 대한 음파 전달속도를 산출하는 음파 전달속도 산출장치로 이루어지는 해저 지질 조사용 현장 음파 전달속도 측정 시스템에 있어서,
상기 음파신호 측정장치는,
일정 중량을 가지는 중량부;
일단이 상기 중량부의 하측 중심에 연결되고, 내부에 중공이 형성된 스틸 파이프;
일단이 상기 스틸 파이프의 타단에 장착되고, 내부에 중공이 형성되며 상기 스틸 파이프가 해저 지질에 삽입 배치되도록 타단의 단면이 칼날 형태로 이루어진 퇴적물 커터;
상기 중량부의 상측에 배치되고, 상기 스틸 파이프가 삽입된 해저 지질을 통해 전달되도록 음파신호를 발생시키는 음파 송신부;
상기 스틸 파이프의 일측면에 배치되고, 상기 해저 지질을 통해 전달되는 음파 신호를 수신하는 음파 수신부;
해저 지질에 삽입된 상기 스틸 파이프와 해저면의 기울기를 측정하여 기울기 정보를 생성하는 기울기 측정부;
상기 스틸 파이프의 일측면에 배치되어, 상기 스틸 파이프가 삽입된 해저 지질의 온도를 측정하여 온도 정보를 생성하는 온도 측정부; 및
상기 음파 신호, 기울기 정보 및 온도 정보를 상기 음파 전달속도 산출장치로 전송하는 정보 송신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 현장 음파 전달속도 측정 시스템.
A sound wave signal measuring device for measuring a sound wave signal transmitted through the seabed and a sound wave propagation speed calculating device for calculating a sound wave propagation velocity for the submarine lipid from the information transmitted from the sound wave signal measuring device, A transmission speed measuring system comprising:
Wherein the sound wave signal measuring device comprises:
A weight portion having a constant weight;
A steel pipe having one end connected to the lower center of the weight portion and having a hollow therein;
A sediment cutter whose one end is mounted on the other end of the steel pipe, the hollow is formed inside, and the end of the other end is formed in a blade shape so that the steel pipe is inserted into the seabed;
A sound wave transmitting unit disposed above the weight unit and generating a sound wave signal to be transmitted through the submarine lipid inserted into the steel pipe;
A sound wave receiver disposed on one side of the steel pipe for receiving a sound wave signal transmitted through the submarine lipid;
A slope measuring unit for measuring the slope of the steel pipe and the bottom surface inserted into the seafloor lip to generate slope information;
A temperature measuring unit disposed on one side of the steel pipe to measure temperature of the submarine lipid inserted into the steel pipe to generate temperature information; And
And an information transmitter for transmitting the sound wave signal, tilt information, and temperature information to the sound wave propagation velocity calculating device.
제 1 항에 있어서,
상기 음파 전달속도 산출장치는,
상기 정보 송신부에서 전송되는 음파신호, 기울기 정보 및 온도 정보를 수신하는 정보 수신부;
수신된 음파신호로부터 상기 해저 지질에 대한 음파 전달속도를 산출하는 음파 전달속도 산출부; 및
상기 기울기 정보 및 온도 정보에 따라 산출된 음파 전달속도를 보정하는 음파 전달속도 보정부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 현장 음파 전달속도 측정 시스템.
The method according to claim 1,
The sound wave propagation velocity calculation device includes:
An information receiver for receiving the sound wave signal, tilt information, and temperature information transmitted from the information transmitter;
A sound wave propagation velocity calculation unit for calculating a sound wave propagation velocity for the submarine lipid from the received sound wave signal; And
And a sound wave propagation velocity correction unit for correcting the sound wave propagation velocity calculated according to the slope information and the temperature information.
제 1 항에 있어서,
상기 음파 수신부는 상기 스틸 파이프의 길이 방향을 따라 일정 간격 이격되어 다수개 배치되는 것을 특징으로 하는 현장 음파 전달속도 측정 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the plurality of sound wave receiving units are spaced apart from each other by a predetermined distance along a longitudinal direction of the steel pipe.
제 1 항에 있어서,
상기 중량부의 상측에 배치되어, 상기 음파 신호, 기울기 정보 및 온도 정보를 실시간 저장하는 정보 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 현장 음파 전달속도 측정 시스템.
The method according to claim 1,
And an information storage unit disposed above the weight unit for storing the sound wave signal, tilt information, and temperature information in real time.
제 1 항에 있어서,
상기 스틸 파이프의 내부에 장착되고, 내부에 해양 퇴적물 시료가 삽입되도록 중공이 형성된 시료 채취관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 현장 음파 전달속도 측정 시스템.
The method according to claim 1,
Further comprising a sample collection pipe mounted inside the steel pipe and having a hollow formed therein for inserting a sample of marine sediment into the steel pipe.
제 5 항에 있어서,
상기 시료 채취관은 길이 방향을 따라 일측면 및 마주하는 타측면에 절단선이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 현장 음파 전달속도 측정 시스템.
6. The method of claim 5,
Wherein the sample collection pipe has a cut line formed on one side surface and the other opposite side along the longitudinal direction.
삭제delete 제 4 항에 있어서,
상기 음파신호 측정장치에 구비되고, GPS(Global Positioning System) 신호를 이용하여 상기 음파신호 측정장치의 위치정보를 측정하는 위치 측정부를 포함하고,
상기 위치 측정부를 통해 측정되는 위치정보는 상기 정보 저장부에 저장되는 것을 특징으로 하는 현장 음파 전달속도 측정 시스템.
5. The method of claim 4,
And a position measuring unit provided in the sound wave signal measuring apparatus and measuring position information of the sound wave signal measuring apparatus using a Global Positioning System (GPS) signal,
And the position information measured through the position measuring unit is stored in the information storage unit.
제 1 항에 있어서,
상기 음파신호 측정장치로부터 음파 전달속도 산출장치에 송신되는 정보는 유선 또는 무선 통신을 통해 제공되는 것을 특징으로 하는 현장 음파 전달속도 측정 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the information transmitted from the sound wave signal measurement device to the sound wave propagation velocity calculation device is provided through wired or wireless communication.
제 4 항에 있어서,
상기 음파신호 측정장치는, 상기 해저 지질의 압력을 측정하는 압력 측정부를 포함하고,
상기 압력 측정부를 통해 측정되는 압력 정보는 상기 정보 저장부에 저장되는 것을 특징으로 하는 현장 음파 전달속도 측정 시스템.5. The method of claim 4,
Wherein the sound wave signal measuring device includes a pressure measuring unit for measuring the pressure of the submarine lipid,
And the pressure information measured through the pressure measuring unit is stored in the information storage unit.
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