KR101488215B1 - 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템 - Google Patents

수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음파를 이용하여 해저의 지층구조를 분석하기 위한 천부지층 탐사기(Subbottom Profiler)에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 천부지층 탐사기를 선박의 후미에 매달아 견인하거나 선박의 측면에 설치프레임을 통해 장착하여 사용함으로 인해 어장 등과 같은 장애물에 의해 천부지층 탐사기가 훼손되거나 분실되는 경우가 빈번하게 발생하여 장비의 수리나 교체 등을 위한 비용뿐만 아니라 시간 지연에 따른 추가적인 손해가 발생하는 문제가 있었던 종래기술의 천부지층 탐사장치 및 방법들의 문제점을 해결하기 위해, 선박 밑단의 중앙 부근에 공간을 형성하고 천부지층 탐사기 설치용 박스를 제작하여 상기 공간에 천부지층 탐사기를 장착하는 것에 의해 어장이나 장애물에 의한 파손 및 분실의 위험을 방지하고, 파도나 조류로 인한 흔들림이 감소하며, 상기 박스의 바닥면을 FRP 재질로 형성하여 트랜스듀서가 외부로 노출되지 않도록 함으로써 트랜스듀서를 보호하고, 이때, 트랜스듀서와 바닥면을 완전히 밀착시키는 것에 의해 노이즈를 감소하며, 상기 박스의 내부공간에는 해수를 채움으로써 외부 환경과 동일한 환경으로 탐사를 진행하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 천부지층 탐사기의 수평을 자유로이 조절 가능하도록 구성되는 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템이 제공된다.

Description

수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템{Hull-mounted type subbottom profiler system capable of adjusting horizontality}
본 발명은 음파를 이용하여 해저의 지층구조를 분석하기 위한 천부지층 탐사기(Subbottom Profiler)에 관한 것으로, 더 상세하게는, 종래, 천부지층 탐사를 위한 고주파 천부지층 탐사장비를 선박의 후미에 매달아 견인하거나 설치프레임을 통해 선박의 측면에 부착하여 사용함으로 인해 어장 등과 같은 장애물에 의해 탐사장비가 훼손되거나 분실되는 경우가 빈번하게 발생하고, 그로 인해 장비의 수리나 교체 등을 위한 비용뿐만 아니라 시간 지연에 따른 추가적인 손해가 발생하는 문제가 있었던 종래기술의 천부지층 탐사시스템들의 문제점을 해결하기 위한 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 상기한 바와 같은 종래기술의 천부지층 탐사시스템들의 문제점을 해결하기 위해, 선박 밑단의 중앙 부근에 천부지층 탐사기를 장착하기 위한 공간을 형성하여 천부지층 탐사기를 장착하는 것에 의해 어장이나 장애물에 의한 파손 및 분실의 위험을 방지할 수 있는 데 더하여, 견인 또는 선체의 측면에 부착하는 종래의 방식에 비해 파도나 조류로 인한 흔들림에 의한 영향이 감소하여 보다 정확한 탐사가 가능하도록 구성되는 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템에 관한 것이다.
아울러, 본 발명은, 상기한 바와 같이 선박 밑단에 공간을 형성하여 천부지층 탐사기를 장착하는 것에 더하여, 탐사를 위한 고주파를 송신하는 트랜스듀서(transducer)를 보호하기 위해 상기 공간의 바닥 부분을 섬유강화 플라스틱(fiberglass reinforced plastics ; FRP) 재질로 형성하여 트랜스듀서가 외부로 노출되지 않도록 하고, 이때, 노이즈를 감소하기 위해 트랜스듀서와 바닥면 사이에 빈 공간이 없도록 완전히 밀착시키는 동시에, 내부 공간에는 해수를 채움으로써 외부 환경과 동일한 환경으로 탐사를 진행하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 천부지층 탐사기의 수평을 항상 유지할 수 있도록 구성되어 탐사의 정확성을 더욱 높일 수 있도록 구성되는 선체장착형 천부지층 탐사시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 해저 지층탐사에 있어서는, 직접 시추를 행하고 시료를 채취하여 분석하는 방법과, 수중에서 효과적으로 전파될 수 있는 음파를 이용하여 해저면 하부 지층의 단면에 대한 정보를 획득하고 지층구조를 분석하는 음파탐사법이 있으며, 이 중, 최근에는, 직접 시료를 채취할 필요가 없는 음파탐사법이 많이 사용되고 있다.
더 상세하게는, 음파탐사법은, 밀도가 다른 지층을 음파가 통과할 때 속도가 변화하는 것에 근거하여 표면 퇴적층은 물론 일정 깊이까지 층상구조 및 두께, 단층 등의 지질구조를 파악함으로써 실제 지층과 유사한 단면 영상을 제작하는 것으로, 이와 같이 하여 제작된 지층 단면은 습곡이나 단층과 같은 지질구조를 나타내 주므로 해저지형의 형성 과정을 연구하거나 자원을 탐사하는데 유용하게 활용될 수 있으며, 또한, 예를 들면, 지질토의 퇴적층에 묻힌 돌출암 또는 침몰선 등과 같이, 안전항행의 위험요소를 밝혀낼 수 있으므로, 음파탐사 기록은 지질조사뿐만 아니라 해도 작성에도 중요한 참고자료가 된다.
아울러, 음파탐사에 의한 기록의 분해능은 주파수가 높을수록 증가하며, 지층에 대한 투과력은 주파수가 낮을수록 증가하나, 양자를 동시에 만족하는 것은 불가능하므로 수심과 탐사 목적에 따라 주파수를 적절히 선택해야 한다.
여기서, 상기한 바와 같은 해저 지층탐사를 위한 종래기술의 예로는, 예를 들면, 한국 등록특허공보 제10-1016014호에 제시된 바와 같은 "라플라스 영역 파형 역산에 적합한 탄성파 자료를 획득하는 다중채널 해상탄성파탐사장치"가 있다.
더 상세하게는, 상기한 등록특허공보 제10-1016014호에 제시된 라플라스 영역 파형 역산에 적합한 탄성파 자료를 획득하는 다중채널 해상탄성파탐사장치는, 시간 영역 파형 역산보다 신뢰성이 높은 라플라스 영역 파형 역산을 이용하여 탄성파 자료를 처리할 수 있도록, 라플라스 영역 파형 역산에 적용하기 적합한 탄성파 자료를 획득하는 다중채널 해상탄성파 탐사장치에 관한 것이다.
이를 위해, 상기한 등록특허 제10-1016014호에 따르면, 공기를 압축하는 공기 압축기, 압축된 공기를 방출하여 탄성파를 발생시키는 공기 방출기, 해저 지층의 경계면에서 반사되는 탄성파를 수신하는 다수의 하이드로폰들이 구비된 채널들이 소정 간격으로 배열된 스트리머 및 상기 스트리머를 통해 전송되는 탄성파 신호를 20초 내지 50초의 시간 동안 메모리에 기록하는 신호 기록부를 포함하고, 일정한 속도로 이동하는 조사선에 탑재되어 해저를 탐사하기 위한 해상탄성파 탐사장치가 제시됨으로써, 수집된 탄성파 자료를 라플라스 영역에 대하여 파형 역산을 수행하는 것에 의해 시간 영역 파형 역산에 비해 신뢰성이 증진된 탐사 결과를 얻을 수 있다.
또한, 상기한 바와 같은 해저 지층탐사를 위한 종래기술의 다른 예로는, 예를 들면, 한국 등록특허공보 제10-1039146호에 제시된 바와 같은 "스트리머 전기비저항 탐사 시스템 및 이를 이용한 하저지반구조 해석 방법"이 있다.
더 상세하게는, 상기한 등록특허공보 제10-1039146호에 제시된 스트리머 전기비저항 탐사 시스템 및 이를 이용한 하저지반구조 해석 방법은, 탐사선에 연결되고 복수의 전극이 부착된 스트리머 케이블, 상기 탐사선에 탑재되고 상기 스트리머 케이블에 부착된 복수의 전극으로부터 전기비저항을 측정하는 다채널 전기비저항 탐사기, 상기 탐사선에 탑재되고 상기 탐사선의 위치를 실시간으로 측정하는 제 1 RTK GPS(Real Time Kinematic GPS) 및 상기 스트리머 케이블의 말단에 설치되고 상기 스트리머 케이블 말단의 위치를 실시간으로 측정하는 제 2 RTK GPS를 포함하여, 빠른 시간 내에 강이나 호수 하저의 퇴적층의 두께와 기반암 경계를 확인할 수 있도록 구성되는 스트리머 전기비저항 탐사 장치 및 이를 이용한 하저(河底) 지반 구조 해석 방법에 관한 것이다.
아울러, 상기한 바와 같은 해저 지층탐사를 위한 종래기술의 또 다른 예로는, 예를 들면, 한국 등록특허공보 제10-1039146호에 제시된 바와 같은 "해양 탄성파탐사용 부머"에 따르면, 수면에 띄워지는 보드에 복수 개의 트랜스듀스를 분리, 결합할 수 있도록 구성되어 탐사목적, 수심, 작업공간 및 작업조건 등의 상황에 따라 트랜스듀스의 구비 개수를 조절 가능하여 이동 및 운용의 어려움을 해소하고 해양 탄성파탐사의 효율성을 높일 수 있는 해양 탄성파탐사용 부머가 제시된 바 있으며, 더욱이, 한국 등록특허공보 제10-1187351호에 제시된 바와 같은 "천부지층 탐사를 위한 S 탄성파를 생성하는 음원 발생장치"에 따르면, 소규모 탐사를 위해 휴대성과 이동성이 편리하도록 알루미늄 재질을 사용하여 항상 일정한 탄성파를 생성하도록 구성되는 천부지층 탐사를 위한 S 탄성파를 생성하는 음원 발생장치에 관한 기술내용이 제시된 바 있다.
상기한 바와 같이, 종래, 해저 지층탐사를 위한 여러 가지 기술내용이 제시된 바 있으나, 상기한 바와 같은 종래기술의 방법들은 다음과 같은 문제점이 있는 것이었다.
즉, 종래, 음파탐사법을 이용하여 해저 지층탐사를 하기 위해 사용되는 천부지층탐사기는, 일반적으로, 선박, 즉, 탐사선의 후미에서 견인줄로 천부지층 탐사기를 견인하거나, 또는, 선박의 측면에 별도의 설치프레임을 부착하여 선박의 밑바닥 아래의 수중에 위치하도록 고정 설치된다.
따라서 상기한 바와 같은 종래의 탐사방법은, 선박의 운행 중에 어장이나 그물과 같은 장애물에 탐사장비가 걸려 파손 또는 분실되는 경우가 빈번하게 발생하고, 그에 따라, 장비의 수리나 교체 등을 위한 비용이 증가하는 데 더하여, 장비의 복구를 위한 시간 지연에 따른 추가적인 손해가 발생하게 되는 문제도 있었다.
더욱이, 상기한 바와 같은 종래의 탐사방법은, 천부지층 탐사기의 견인시 파도나 조류 등에 의한 흔들림의 영향을 직접 받게 되고, 또한, 선박의 측면에 설치프레임을 통해 설치되는 경우에도 파도나 조류 등에 의해 선박과 함께 유동하게 되므로 이러한 흔들림에 의해 측정값이 영향을 받게 되어 오차가 발생하는 문제도 있었다.
따라서 상기한 바와 같은 종래기술의 해저지층 탐사장치 및 탐사방법들의 문제점을 해결하기 위하여는, 천부지층 탐사기를 선박의 후미에서 견인줄로 견인하거나 선박의 측면에 별도의 설치프레임을 통하여 장착함으로 인해 파도 등에 의하여 유동하게 되는 문제와, 선박의 운행 중에 어장이나 그물과 같은 장애물에 천부지층 탐사기가 걸려 파손 또는 분실되는 문제를 원천적으로 방지할 수 있는 있도록 구성되는 새로운 구성의 천부지층 탐사시스템을 제공하는 것이 바람직하나, 아직까지 그러한 요구를 모두 만족시키는 장치나 방법은 제공되지 못하고 있는 실정이다.
[선행기술문헌]
1. 한국 등록특허공보 제10-1016014호 (2011.02.11.)
2. 한국 등록특허공보 제10-0944096호 (2010.02.17.)
3. 한국 등록특허공보 제10-1039146호 (2011.05.30.)
4. 한국 등록특허공보 제10-1187351호 (2012.09.25.)
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하고자 하는 것으로, 따라서 본 발명의 목적은, 천부지층 탐사기(Subbottom Profiler)를 선박의 후미에 매달아 견인하거나 선박의 측면에 부착하여 사용함으로 인해 어장 등과 같은 장애물에 의해 탐사장비가 훼손되거나 분실되는 경우가 빈번하게 발생하여 장비의 수리나 교체 등을 위한 비용뿐만 아니라 시간 지연에 따른 추가적인 손해가 발생하는 문제가 있었던 종래기술의 천부지층 탐사시스템들의 문제점을 해결하기 위한 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기한 바와 같은 종래기술의 천부지층 탐사장치 및 방법들의 문제점을 해결하기 위해, 선박 밑단의 중앙 부근에 천부지층 탐사기를 장착하기 위한 공간을 형성하고 천부지층 탐사기 설치용 박스를 제작하여 상기 공간에 천부지층 탐사기를 설치함으로써, 어장이나 장애물에 의한 천부지층 탐사기의 파손 및 분실의 위험을 방지할 수 있는 데 더하여, 견인 또는 선체의 측면에 부착하는 종래의 방식에 비해 파도나 조류로 인한 흔들림의 영향이 감소하여 보다 정확한 탐사가 가능하도록 구성되는 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템을 제공하고자 하는 것이다.
아울러, 본 발명의 또 다른 목적은, 상기한 바와 같이 선박 밑단에 공간을 형성하고 전용의 설치용 박스를 제작하여 천부지층 탐사기를 장착하는 것에 더하여, 상기 박스의 바닥면을 섬유강화 플라스틱(fiberglass reinforced plastics ; FRP) 재질로 형성하여 트랜스듀서가 외부로 노출되지 않도록 함으로써 트랜스듀서를 보호하고, 이때, 트랜스듀서와 바닥면 사이에 공간이 생기지 않도록 트랜스듀서와 바닥면을 완전히 밀착시키는 것에 의해 노이즈를 감소하며, 상기 박스의 내부공간에는 해수를 채움으로써 외부 환경과 동일한 환경으로 탐사를 진행하는 것이 가능하여 탐사의 정확성을 높일 수 있는 동시에, 천부지층 탐사기의 수평을 항상 유지할 수 있도록 구성되어 탐사의 정확성을 더욱 높일 수 있도록 구성되는 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템을 제공하고자 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 선박의 후미에서 견인줄을 통하여 천부지층 탐사기(Subbottom Profiler)를 견인하거나, 선박의 측면에 별도의 설치프레임을 통하여 천부지층 탐사기를 장착함으로 인해, 파도나 조류에 의해 상기 천부지층 탐사기가 상기 선박과 함께 유동하여 정확한 탐사가 이루어지지 못하는데 더하여, 상기 천부지층 탐사기가 수중의 어장이나 장애물에 걸려 파손 또는 분실됨으로 인해 시간 및 비용상의 손실이 발생하는 문제가 있었던 종래기술의 천부지층 탐사시스템들의 문제점을 해결하기 위한 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템에 있어서, 천부지층 탐사기를 설치하기 위해 선체의 바닥면의 일부를 개구하여 형성되는 공간 내에 박스(box) 형태로 형성되어 결합되는 상부박스; 상기 상부박스의 아래에 연결되는 하부박스; 상기 하부박스의 내부에 설치되어 천부지층 탐사를 위한 음파를 발신하는 복수의 트랜스듀서(transducer); 각각의 상기 트랜스듀서를 상기 천부지층 탐사기 설치용 박스 내부에 흔들림이 없도록 고정 설치하기 위한 고정틀; 및 상기 하부박스가 상기 상부박스 및 상기 선체의 움직임에 관계없이 전방향으로 자유롭게 회동 가능하도록 상기 하부박스를 상기 상부박스에 연결하기 위해 상기 상부박스와 상기 하부박스 사이에 설치되는 수평조절부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템이 제공된다.
여기서, 상기 선체장착형 천부지층 탐사시스템은, 각각의 상기 트랜스듀서로부터 수신된 음파를 분석하기 위한 분석부; 및 상기 천부지층 탐사시스템의 전체적인 동작을 제어하기 위한 제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부박스는, 중앙 부근에 관통공이 형성된 중공형의 박스 형태로 형성되어 상기 선체의 바닥면의 일부를 개구하여 형성되는 상기 공간 내부의 상단에 결합되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 하부박스는, 바닥면을 섬유강화 플라스틱(fiberglass reinforced plastics ; FRP) 재질로 형성하여 상기 트랜스듀서가 외부로 노출되지 않도록 함으로써 상기 트랜스듀서를 보호하는 동시에, 상기 트랜스듀서와 상기 바닥면 사이에 공간이 생기지 않도록 상기 트랜스듀서와 상기 바닥면 사이에 고무 재질의 보충재를 삽입하는 것에 의해 상기 트랜스듀서와 상기 바닥면을 완전히 밀착시킴으로써 노이즈를 감소할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
더욱이, 상기 하부박스는, 상기 하부박스의 상단에 형성된 해수주입구를 더 포함하여 구성되고, 상기 해수주입구를 통하여 상기 하부박스의 내부 공간에 해수를 주입하여 외부 환경과 동일한 환경에서 탐사가 수행될 수 있도록 구성됨으로써, 정확한 탐사가 이루어질 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정틀은, 복수의 상기 트랜스듀서를 동시에 유격이 생기지 않도록 장착하기 위해 각각의 상기 트랜스듀서의 치수에 맞추어 형성되는 복수의 장착홈을 포함하여 구성되고, 상기 하부박스 내부에서 흔들림이 없이 완전하게 고정되도록 상기 하부박스의 내부 치수에 맞추어 직사각형의 판 형태로 형성되어 상기 하부박스의 내부에 삽입되도록 구성되며, 상기 고정틀에 의해 각각의 상기 트랜스듀서가 상기 하부박스 내부에 흔들림이 없이 정확하게 고정됨으로써, 각각의 상기 트랜스듀서가 진동이나 흔들림에 의한 영향을 받지 않게 되는 것에 의해 오차를 감소하여 정확한 탐사가 이루어질 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 수평조절부는, 볼 조인트(ball joint)를 이용하여 전방향으로 자유로이 회동 가능하도록 구성되어 상기 상부박스와 상기 하부박스를 연결하도록 구성됨으로써, 상기 고정틀에 의해 복수의 상기 트랜스듀서가 미리 정해진 일정 간격으로 설치된 상기 하부박스의 무게중심이 아래로 향하여 항상 수평을 유지하고자 하는 힘이 작용하게 되는 것에 의해, 상기 선박이 흔들리거나 기울어지더라도 상기 수평조절부와 상기 하부박스 내부에 설치된 상기 트랜스듀서의 하중에 의해 항상 수평을 유지할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
더욱이, 본 발명에 따르면, 상기에 기재된 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템을 이용하여 천부지층 탐사를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 천부지층 탐사방법이 제공된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 선박 밑단의 중앙 부근에 천부지층 탐사기를 장착하기 위한 공간을 형성하고 천부지층 탐사기 설치용 박스를 제작하여 상기 공간에 천부지층 탐사기를 장착하는 것에 의해 어장이나 장애물에 의한 파손 및 분실의 위험을 방지할 수 있는 데 더하여, 견인 또는 선체의 측면에 부착하는 종래의 방식에 비해 파도나 조류로 인한 흔들림에 의한 영향이 감소하여 보다 정확한 탐사가 가능하도록 구성되는 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템이 제공됨으로써, 천부지층 탐사장비를 선박의 후미에 매달아 견인하거나 선박의 측면에 부착하여 사용함으로 인해 어장 등과 같은 장애물에 의해 탐사장비가 훼손되거나 분실되는 경우가 빈번하게 발생하여 장비의 수리나 교체 등을 위한 비용뿐만 아니라 시간 지연에 따른 추가적인 손해가 발생하는 문제가 있었던 종래기술의 천부지층 탐사시스템들의 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 선박 밑단에 공간을 형성하고 전용의 설치용 박스를 제작하여 천부지층 탐사기를 장착하는 것에 더하여, 상기 박스의 바닥면을 섬유강화 플라스틱(fiberglass reinforced plastics ; FRP) 재질로 형성하여 트랜스듀서가 외부로 노출되지 않도록 함으로써 트랜스듀서를 보호하고, 이때, 트랜스듀서와 바닥면 사이에 공간이 생기지 않도록 트랜스듀서와 바닥면을 완전히 밀착시키는 것에 의해 노이즈를 감소하며, 상기 박스의 내부공간에는 해수를 채움으로써 외부 환경과 동일한 환경으로 탐사를 진행하는 것이 가능하여 탐사의 정확성을 높일 수 있는 동시에, 천부지층 탐사기의 수평을 항상 유지할 수 있도록 구성되어 탐사의 정확성을 더욱 높일 수 있다.
도 1은 종래의 천부지층 탐사시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 천부지층 탐사시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템의 확대도이다.
도 5는 고정틀을 이용하여 천부지층 탐사기 설치용 박스 내부에 트랜스듀서를 흔들림이 없도록 고정하는 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 선체장착형 천부지층 탐사시스템의 수평조절부를 통하여 하부박스 내부에 설치된 트랜스듀서의 수평을 조절하는 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
여기서, 이하에 설명하는 내용은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예의 내용으로만 한정되는 것은 아니라는 사실에 유념해야 한다.
또한, 이하의 본 발명의 실시예에 대한 설명에 있어서, 종래기술의 내용과 동일 또는 유사하거나 당업자의 수준에서 용이하게 이해하고 실시할 수 있다고 판단되는 부분에 대하여는, 설명을 간략히 하기 위해 그 상세한 설명을 생략하였음에 유념해야 한다.
즉, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 천부지층 탐사장비를 선박의 후미에 매달아 견인하거나 선박의 측면에 부착하여 사용함으로 인해 어장 등과 같은 장애물에 의해 탐사장비가 훼손되거나 분실되는 경우가 빈번하게 발생하여 장비의 수리나 교체 등을 위한 비용뿐만 아니라 시간 지연에 따른 추가적인 손해가 발생하는 문제가 있었던 종래기술의 천부지층 탐사시스템들의 문제점을 해결하기 위한 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 선박 밑단의 중앙 부근에 천부지층 탐사기를 장착하기 위한 공간을 형성하여 천부지층 탐사기를 장착함으로써, 어장이나 장애물에 의한 파손 및 분실의 위험을 방지할 수 있는 데 더하여, 견인 또는 선체의 측면에 부착하는 종래의 방식에 비해 파도나 조류로 인한 흔들림에 의한 영향이 감소하여 보다 정확한 탐사가 가능하도록 구성되는 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템에 관한 것이다.
아울러, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 선박 밑단에 공간을 형성하고 전용의 설치용 박스를 제작하여 천부지층 탐사기를 장착하는 것에 더하여, 상기 박스의 바닥면을 섬유강화 플라스틱(fiberglass reinforced plastics ; FRP) 재질로 형성하여 트랜스듀서가 외부로 노출되지 않도록 함으로써 트랜스듀서를 보호하고, 이때, 트랜스듀서와 바닥면 사이에 공간이 생기지 않도록 트랜스듀서와 바닥면을 완전히 밀착시키는 것에 의해 노이즈를 감소하며, 상기 박스의 내부공간에는 해수를 채움으로써 외부 환경과 동일한 환경으로 탐사를 진행하는 것이 가능하여 탐사의 정확성을 높일 수 있는 동시에, 천부지층 탐사기의 수평을 항상 유지할 수 있도록 구성되어 탐사의 정확성을 더욱 높일 수 있도록 구성되는 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템에 관한 것이다.
계속해서, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 도 1 및 도 2는 각각 종래의 천부지층 탐사시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
즉, 종래의 천부지층 탐사시스템(10, 20)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 선박의 후미에 견인줄(11)을 통하여 천부지층 탐사기(12)를 견인하면서 탐사를 진행하거나, 또는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 선박의 측면에 설치프레임(21)을 고정 설치하고, 이러한 설치프레임(21)을 통하여 수중에 천부지층 탐사기(22)를 위치시킨 다음, 설치프레임(21)의 측면에 형성된 연결고리(23)를 이용하여 와이어(또는 로프)(24) 등으로 선박에 고정시키도록 구성된다.
따라서 상기한 바와 같이 구성되는 종래의 탐사시스템(10, 20)은, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 견인줄(11)을 통하여 천부지층 탐사기(12)를 견인하거나, 선박의 측면에 설치프레임(21)을 통하여 천부지층 탐사기(22)를 장착함으로 인해, 파도나 조류 등에 의해 천부지층 탐사기(12, 22)가 선박과 함께 유동하여 정확한 탐사가 이루어지지 못하게 되는 문제가 있는데 더하여, 천부지층 탐사기(12, 22)가 수중의 어장이나 부유물 등의 장애물에 걸려 파손 또는 분실됨으로 인해 시간 및 비용상의 손실이 발생하게 되는 문제가 있는 것이었다.
이에, 본 발명자들은, 상기한 바와 같은 종래기술의 탐사시스템들의 문제점을 해결하기 위해, 이하에 설명하는 바와 같이, 선체의 바닥 부분에 공간을 형성하고 천부지층 탐사기를 설치하도록 구성되는 새로운 구성의 탐사시스템을 제안하였다.
여기서, 이하에 설명하는 본 발명의 실시예에 있어서는, 천부지층 탐사를 위한 천부지층 탐사기가 고주파 천부지층 탐사기를 이용하여 구성되는 경우를 예로 하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 구성으로 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 얼마든지 다른 형태의 탐사장비가 적용될 수도 있는 것임에 유념해야 한다.
계속해서, 도 3 및 도 4를 참조하면, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4는 그 확대도이다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템(30)은, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 선체의 바닥면의 일부를 개구하여 천부지층 탐사기를 설치하기 위한 공간을 형성하고, 이러한 공간에 맞추어 천부지층 탐사기의 설치를 위해 2단 구조로 형성되는 상부박스(31) 및 하부박스(32)를 각각 제작하여, 상부박스(31)는 상기한 공간의 상단에 결합하고, 하부박스(32)의 내부에는 천부지층 탐사를 위한 음파를 발신하는 복수의 트랜스듀서(transducer)(33)를 각각 설치하도록 구성된다.
이때, 상부박스(31)와 하부박스(32)의 사이에는, 예를 들면, 볼 조인트(ball joint) 등을 이용하여 전방향으로 자유로이 회동 가능하도록 구성되는 수평조절부(34)가 설치되고, 이러한 수평조절부(34)를 통하여 상부박스(31)와 하부박스(32)를 결합함으로써, 복수의 트랜스듀서(33)가 설치된 하부박스(32)가 상부박스(31)나 선박의 움직임에 관계없이 자유롭게 움직일 수 있도록 구성된다.
여기서, 도 3 및 도 4에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템(30)에 있어서, 도시되지는 않았으나, 상기한 상부 및 하부박스(31, 32)의 내부 공간이나, 또는 그 밖의 적당한 위치에, 복수의 트랜스듀서(33)로부터 수신된 음파를 분석하기 위한 분석부 및 천부지층 탐사시스템의 전체적인 동작을 제어하기 위한 제어부 등이 설치될 수 있으며, 또한, 이와 같이 천부지층 탐사시스템을 구성하는데 있어서 공지된 종래기술의 내용을 통하여 당업자에게 자명한 구성요소들에 대하여는, 설명을 간략히 하기 위해 그 상세한 설명은 생략하였음에 유념해야 한다.
또한, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기한 상부박스(31)는 중앙 부근에 관통공이 형성된 중공형의 박스 형태로 형성될 수 있다.
아울러, 하부박스(32)는, 바닥면을 섬유강화 플라스틱(fiberglass reinforced plastics ; FRP) 재질로 형성하여 트랜스듀서(33)가 외부로 노출되지 않도록 함으로써 트랜스듀서(33)를 보호하고, 이때, 트랜스듀서(33)와 바닥면 사이에 공간이 생기지 않도록, 예를 들면, 고무 재질의 보충재를 삽입하는 등에 의해 트랜스듀서(33)와 바닥면을 완전히 밀착시킴으로써, 노이즈를 감소할 수 있도록 구성될 수 있다.
더욱이, 하부박스(32)의 내부 공간에는, 하부박스(32)의 상단에 형성된 해수주입구(36)를 통해 해수(37)를 주입하여 외부 환경과 동일한 환경에서 탐사가 이루어질 수 있도록 함으로써 보다 정확한 탐사결과를 얻을 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 상기한 트랜스듀서(33)는, 후술하는 바와 같이, 고정틀(35)을 이용하여 하부박스(32) 내부에서 흔들림이 없도록 정확하게 고정 설치된다.
즉, 도 5를 참조하면, 도 5는 고정틀(35)을 이용하여 하부박스(32) 내부에 트랜스듀서(33)를 흔들림이 없도록 고정하는 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 상기한 고정틀(35)은, 복수의 트랜스듀서(33)를 동시에 장착할 수 있도록 복수의 장착홈(51)이 형성된 직사각형의 판 형태로 형성되어 하부박스(32)의 내부에 삽입되도록 구성될 수 있다.
이때, 고정틀(35)이 하부박스(32) 내부에서 완전하게 고정되도록 고정틀(35)의 치수를 하부박스(32)의 내부 치수에 맞추어 형성하며, 상기한 각각의 장착홈(51) 또한, 각각의 트랜스듀서(33)의 치수에 맞추어 유격이 생기지 않도록 형성한다.
또한, 도 6을 참조하면, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 선체장착형 천부지층 탐사시스템(30)의 수평조절부(34)를 통하여 하부박스(32) 내부에 설치된 트랜스듀서(33)의 수평을 조절하는 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
즉, 일반적으로, 천부지층 탐사기를 구성하는 트랜스듀서(33)는 대략 그 무게가 90Kg 가량으로 상당히 무거운 장비이므로, 도 5에 나타낸 바와 같이 고정틀(35)을 이용하여 복수의 트랜스듀서(33)가 일정 간격으로 설치된 하부박스(32)는 무게중심이 아래로 향하여 항상 수평을 유지하고자 하는 힘이 작용하게 되므로, 도 6에 나타낸 바와 같이, 선박이 흔들리거나 기울어지더라도 볼 조인트 등을 이용하여 전방향으로 자유로이 회동가능하도록 구성되는 수평조절부(34)와 하부박스(32) 내부에 설치된 트랜스듀서(33)의 하중에 의해 항상 수평을 유지할 수 있게 된다
이상, 상기한 바와 같은 구성에 의해, 본 발명의 실시예에 따른 선체장착형 천부지층 탐사시스템(30)에 따르면, 종래와 같이 천부지층 탐사기가 외부로 노출되지 않고 선박의 바닥면에 형성된 공간 내부에 상부 및 하부박스(31, 32)를 통하여 설치되므로, 천부지층 탐사기의 파손이나 분실의 우려가 없을 뿐만 아니라, 천부지층 탐사기를 견인하거나 선박의 측면에 장착하기 위한 작업이 필요 없게 되어 탐사의 효율성 및 안정성을 높이는 동시에, 비용 및 시간을 절감할 수 있다.
또한, 상기한 바와 같은 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 선체장착형 천부지층 탐사시스템(30)에 따르면, 하부박스(32)의 바닥면을 섬유강화 플라스틱(fiberglass reinforced plastics ; FRP) 재질로 형성하여 트랜스듀서(33)가 외부로 노출되지 않도록 함으로써 트랜스듀서(33)를 보호하고, 이때, 트랜스듀서(33)와 바닥면 사이에 공간이 생기지 않도록 트랜스듀서(33)와 바닥면을 완전히 밀착시키는 것에 의해 음파 노이즈가 감소될 수 있는 동시에, 하부박스(32)의 내부 공간에 해수(37)를 주입하는 것에 의해 외부 환경과 동일한 환경에서 탐사가 이루어지도록 함으로써 보다 정확한 탐사가 이루어질 수 있다.
아울러, 상기한 바와 같은 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 선체장착형 천부지층 탐사시스템(30)에 따르면, 하부박스(32) 내부에 정확하게 고정되도록 형성되는 고정틀(35)의 장착홈(51)에 각각의 트랜스듀서(33)가 장착되어 고정됨으로써, 각각의 트랜스듀서(33)가 하부박스(32) 내부에서 진동하거나 흔들림에 의한 영향을 받지 않게 되는 것에 의해 오차를 감소하여 보다 정확한 탐사가 가능해진다.
더욱이, 상기한 바와 같은 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 선체장착형 천부지층 탐사시스템(30)에 따르면, 선박이 흔들리거나 기울어지더라도 볼 조인트 등을 이용하여 전방향으로 자유로이 회동가능하도록 구성되는 수평조절부(34)와 하부박스(32) 내부에 설치된 트랜스듀서(33)의 하중에 의해 항상 수평을 유지할 수 있으므로, 오차를 더욱 감소하여 보다 정확한 탐사가 가능해진다.
따라서 상기한 바와 같이 하여 본 발명에 따른 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템을 구현할 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이 하여 본 발명에 따른 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템을 구현하는 것에 의해, 본 발명에 따르면, 선박 밑단의 중앙 부근에 천부지층 탐사기를 장착하기 위한 공간을 형성하고 천부지층 탐사기 설치용 박스를 제작하여 상기 공간에 천부지층 탐사기를 장착하는 것에 의해 어장이나 장애물에 의한 파손 및 분실의 위험을 방지할 수 있는 데 더하여, 견인 또는 선체의 측면에 부착하는 종래의 방식에 비해 파도나 조류로 인한 흔들림에 의한 영향이 감소하여 보다 정확한 탐사가 가능하도록 구성되는 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템이 제공됨으로써, 천부지층 탐사장비를 선박의 후미에 매달아 견인하거나 선박의 측면에 부착하여 사용함으로 인해 어장 등과 같은 장애물에 의해 탐사장비가 훼손되거나 분실되는 경우가 빈번하게 발생하여 장비의 수리나 교체 등을 위한 비용뿐만 아니라 시간 지연에 따른 추가적인 손해가 발생하는 문제가 있었던 종래기술의 천부지층 탐사시스템들의 문제점을 해결할 수 있다.
아울러, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 선박 밑단에 공간을 형성하고 전용의 설치용 박스를 제작하여 천부지층 탐사기를 장착하는 것에 더하여, 상기 박스의 바닥면을 섬유강화 플라스틱(fiberglass reinforced plastics ; FRP) 재질로 형성하여 트랜스듀서가 외부로 노출되지 않도록 함으로써 트랜스듀서를 보호하고, 이때, 트랜스듀서와 바닥면 사이에 공간이 생기지 않도록 트랜스듀서와 바닥면을 완전히 밀착시키는 것에 의해 노이즈를 감소하며, 상기 박스의 내부공간에는 해수를 채움으로써 외부 환경과 동일한 환경으로 탐사를 진행하는 것이 가능하여 탐사의 정확성을 높일 수 있는 동시에, 천부지층 탐사기의 수평을 항상 유지할 수 있으므로 탐사의 정확성을 더욱 높일 수 있다.
이상, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명에 따른 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템의 상세한 내용에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 기재된 내용으로만 한정되는 것은 아니며, 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 설계상의 필요 및 기타 다양한 요인에 따라 여러 가지 수정, 변경, 결합 및 대체 등이 가능한 것임은 당연한 일이라 하겠다.
10. 천부지층 탐사시스템 11. 견인줄
12. 천부지층 탐사기 20. 천부지층 탐사시스템
21. 설치프레임 22. 천부지층 탐사기
23. 연결고리 24. 와이어(또는 로프)
30. 천부지층 탐사시스템 31. 상부박스
32. 하부박스 33. 트랜스듀서
34. 수평조절부 35. 고정틀
36. 해수주입구 37. 해수
51. 장착홈

Claims (8)

  1. 선박의 후미에서 견인줄을 통하여 천부지층 탐사기(Subbottom Profiler)를 견인하거나, 선박의 측면에 별도의 설치프레임을 통하여 천부지층 탐사기를 장착함으로 인해, 파도나 조류에 의해 상기 천부지층 탐사기가 상기 선박과 함께 유동하여 정확한 탐사가 이루어지지 못하는데 더하여, 상기 천부지층 탐사기가 수중의 어장이나 장애물에 걸려 파손 또는 분실됨으로 인해 시간 및 비용상의 손실이 발생하는 문제가 있었던 종래기술의 천부지층 탐사시스템들의 문제점을 해결하기 위한 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템에 있어서,
    천부지층 탐사기를 설치하기 위해 선체의 바닥면의 일부를 개구하여 형성되는 공간 내에 박스(box) 형태로 형성되어 결합되는 상부박스;
    상기 상부박스의 아래에 연결되는 하부박스;
    상기 하부박스의 내부에 설치되어 천부지층 탐사를 위한 음파를 발신하는 복수의 트랜스듀서(transducer);
    각각의 상기 트랜스듀서를 상기 천부지층 탐사기 설치용 박스 내부에 흔들림이 없도록 고정 설치하기 위한 고정틀; 및
    상기 하부박스가 상기 상부박스 및 상기 선체의 움직임에 관계없이 전방향으로 자유롭게 회동 가능하도록 상기 하부박스를 상기 상부박스에 연결하기 위해 상기 상부박스와 상기 하부박스 사이에 설치되는 수평조절부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 선체장착형 천부지층 탐사시스템은,
    각각의 상기 트랜스듀서로부터 수신된 음파를 분석하기 위한 분석부; 및
    상기 천부지층 탐사시스템의 전체적인 동작을 제어하기 위한 제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 하부박스는,
    바닥면을 섬유강화 플라스틱(fiberglass reinforced plastics ; FRP) 재질로 형성하여 상기 트랜스듀서가 외부로 노출되지 않도록 함으로써 상기 트랜스듀서를 보호하는 동시에,
    상기 트랜스듀서와 상기 바닥면 사이에 공간이 생기지 않도록 상기 트랜스듀서와 상기 바닥면 사이에 고무 재질의 보충재를 삽입하는 것에 의해 상기 트랜스듀서와 상기 바닥면을 완전히 밀착시킴으로써 노이즈를 감소할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 고정틀은,
    복수의 상기 트랜스듀서를 동시에 유격이 생기지 않도록 장착하기 위해 각각의 상기 트랜스듀서의 치수에 맞추어 형성되는 복수의 장착홈을 포함하여 구성되고,
    상기 하부박스 내부에서 흔들림이 없이 완전하게 고정되도록 상기 하부박스의 내부 치수에 맞추어 직사각형의 판 형태로 형성되어 상기 하부박스의 내부에 삽입되도록 구성되며,
    상기 고정틀에 의해 각각의 상기 트랜스듀서가 상기 하부박스 내부에 흔들림이 없이 정확하게 고정됨으로써, 각각의 상기 트랜스듀서가 진동이나 흔들림에 의한 영향을 받지 않게 되는 것에 의해 오차를 감소하여 정확한 탐사가 이루어질 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 수평조절부는,
    볼 조인트(ball joint)를 이용하여 전방향으로 자유로이 회동 가능하도록 구성되어 상기 상부박스와 상기 하부박스를 연결하도록 구성됨으로써,
    상기 고정틀에 의해 복수의 상기 트랜스듀서가 미리 정해진 일정 간격으로 설치된 상기 하부박스의 무게중심이 아래로 향하여 항상 수평을 유지하고자 하는 힘이 작용하게 되는 것에 의해, 상기 선박이 흔들리거나 기울어지더라도 상기 수평조절부와 상기 하부박스 내부에 설치된 상기 트랜스듀서의 하중에 의해 항상 수평을 유지할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템.
  8. 청구항 1항, 2항, 4항, 6항 및 7항 중 어느 한 항에 기재된 수평조절이 가능한 선체장착형 천부지층 탐사시스템을 이용하여 천부지층 탐사를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 천부지층 탐사방법.
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