KR101556327B1 - 차음 성능 계측 장치 및 차음 성능 계측 방법 - Google Patents

차음 성능 계측 장치 및 차음 성능 계측 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101556327B1
KR101556327B1 KR1020130110524A KR20130110524A KR101556327B1 KR 101556327 B1 KR101556327 B1 KR 101556327B1 KR 1020130110524 A KR1020130110524 A KR 1020130110524A KR 20130110524 A KR20130110524 A KR 20130110524A KR 101556327 B1 KR101556327 B1 KR 101556327B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
insulation performance
sound insulation
measurement
vibration
panel
Prior art date
Application number
KR1020130110524A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150031047A (ko
Inventor
황성목
Original Assignee
삼성중공업(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성중공업(주) filed Critical 삼성중공업(주)
Priority to KR1020130110524A priority Critical patent/KR101556327B1/ko
Publication of KR20150031047A publication Critical patent/KR20150031047A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101556327B1 publication Critical patent/KR101556327B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

본 발명은 차음 성능 계측 장치 및 차음 성능 계측 방법에 관한 것으로, 차음 성능 계측 장치는 차음 성능을 계측할 피계측 판넬의 양 측면에 설치되고, 음원에 따른 진동 레벨을 측정하는 적어도 한 쌍의 진동 측정 센서; 및 한 쌍의 진동 측정 센서에 의해 측정된 진동 레벨을 비교하여 차음 성능을 계측하는 계측부를 포함한다.

Description

차음 성능 계측 장치 및 차음 성능 계측 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING SOUND INSULATION}
본 발명은 차음 성능 계측 장치 및 차음 성능 계측 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피계측 판넬의 차음 성능(sound insulation)을 계측하는 차음 성능 계측 장치 및 차음 성능 계측 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 선박이나 해양 플랜트에서 선실 구역의 파티션 판넬(partition panel)은 승객이나 작업자의 주거 안락성 측면에서 일정 수준 이상의 차음 성능을 만족해야 한다. 도 1은 차음 성능에 대해 설명하기 위한 개략도이다. 인접한 두 방(10,20) 사이에 위치한 간막이 벽(partition wall)(30)의 차음 성능이 높은 것은 음원실(sound source room)(10)에서 발생한 음원(스피커)(40)으로부터의 음향이 수음실(sound receiving room)(20)로 잘 전달되지 않는다는 것, 즉 인접한 두 방(10,20) 사이의 소음 전달이 작다는 것을 뜻한다.
도 2는 종래의 차음 성능 계측 장치를 보여주는 개략도이다. 도 2에 도시된 차음 성능 계측 장치는 ISO 140-3 국제 규격에서 규정하는 실험 설비를 모식적으로 나타낸다. 도 2에 도시된 차음 성능 계측 장치에서, 간막이 벽(30)의 차음 성능은 아래의 수식 1에 따라, 음원(40)이 존재하는 음원실(10)에서 음원(40)으로부터 방사된 음향 에너지가 간막이 벽(30)으로 입사하는 에너지와, 간막이 벽(30)으로부터 인접한 수음실(20)로 방사되는 음향 에너지의 비(ratio)로부터 정의된다.
[수식 1]
Figure 112013084107457-pat00001
상기 수식 1에서, STL 은 차음 성능(Sound Transmission Loss)이고, L1 은 음원실(10)에서의 평균 음압 레벨(averaged sound pressure level)이고, L2 는 수음실(20)에서의 평균 음압 레벨이고, S 는 간막이 벽 샘플(specimen)의 면적이고, A 는 수음실에서 등가 흡음 면적(equivalent sound absorption area)이다.
종래의 차음 성능 계측 장치는 모두 음향학적 파라미터(sound pressure level, sound intensity)의 계측을 통해 차음 성능을 계측한다. 그러나, 이를 위하여 고가의 마이크로폰 어레이(micro-phone array)(50,60)를 필요로 하여 계측 비용이 증가되고, 마이크로폰 어레이(50,60)의 설치로 인해 계측 시간이 지연되는 문제점이 있었다. 또한, 방 내부에 마이크로폰(50,60)을 설치하는 위치, 즉 계측 위치에 따라서, 계측하는 방의 특성(음향학적 모드 등)으로 인하여, 차음 성능이 변화하는 문제점이 있었다. 뿐만 아니라, 선박이나 해양 플랜트의 선실 공간은 아주 협소하여, 국제 규격에서 정하는 마이크로폰(50,60)의 설치 위치, 즉 벽이나 바닥 등의 반사체에서 최소 1m 이상 이격한 위치에 대한 요구치의 만족이 현실적으로 어려운 경우가 많다.
본 발명은 낮은 비용으로 신속하게 피계측 판넬의 차음 성능을 계측할 수 있는 차음 성능 계측 장치 및 차음 성능 계측 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 마이크로폰을 설치하지 않고도 피계측 판넬의 차음 성능을 계측할 수 있으며, 계측 위치에 따른 차음 성능의 편차를 줄일 수 있는 차음 성능 계측 장치 및 차음 성능 계측 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 차음 성능을 계측할 피계측 판넬의 양 측면에 설치되고, 음원에 따른 진동 레벨을 측정하는 적어도 한 쌍의 진동 측정 센서; 및 상기 한 쌍의 진동 측정 센서에 의해 측정된 진동 레벨을 비교하여 차음 성능을 계측하는 계측부를 포함하는 차음 성능 계측 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 계측부는, 상기 한 쌍의 진동 측정 센서에 의해 측정된 진동 레벨의 크기 비에 기초하여 상기 차음 성능을 계측한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 한 쌍의 진동 측정 센서는, 피계측 판넬의 양 측면에 대향하도록 설치된다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 피계측 판넬은, 공기층을 사이에 두고 두 개의 단일 판넬이 배치된 이중 판넬 구조를 갖는다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 계측부는, 하기의 식 1에 따라 상기 차음 성능을 계측한다.
[식 1]
Figure 112013084107457-pat00002
상기 식 1에서, STL은 상기 차음 성능을 나타내고, σv는 상기 진동 레벨의 크기 비를 나타내고, k는 파수(wave number)를 나타내고, d는 상기 공기층의 두께를 나타낸다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 진동 측정 센서는 상기 피계측 판넬의 서로 다른 영역에 복수 개의 쌍으로 설치되고, 각 쌍의 진동 측정 센서는 상기 피계측 판넬의 양 측면에 대향하도록 설치되며, 상기 계측부는, 복수 개의 쌍의 진동 측정 센서에 의해 측정된 진동 레벨들에 기초하여 상기 서로 다른 영역에 대한 차음 성능 후보 값들을 산출하고, 상기 차음 성능 후보 값들을 평균한 값을 상기 차음 성능으로 계측한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 차음 성능을 계측할 피계측 판넬의 양 측면에 대해 음원에 따른 진동 레벨을 측정하는 단계; 및 측정된 진동 레벨을 비교하여 차음 성능을 계측하는 단계를 포함하는 차음 성능 계측 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 차음 성능을 계측하는 단계는, 상기 피계측 판넬의 양 측면에 대하여 측정된 진동 레벨의 크기 비에 기초하여 상기 차음 성능을 계측한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 차음 성능을 계측하는 단계는, 하기의 식 1에 따라 상기 차음 성능을 계측한다.
[식 1]
Figure 112013084107457-pat00003
상기 식 1에서, STL은 상기 차음 성능을 나타내고, σv는 상기 진동 레벨의 크기 비를 나타내고, k는 상기 음원의 파수(wave number)를 나타내고, d는 상기 피계측 판넬을 이루는 두 개의 단일 판넬 간의 공기층의 두께를 나타낸다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 낮은 비용으로 신속하게 피계측 판넬의 차음 성능을 계측할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 마이크로폰을 설치하지 않고도 피계측 판넬의 차음 성능을 계측할 수 있으며, 계측 위치에 따른 차음 성능의 편차를 줄일 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 차음 성능에 대해 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 종래의 차음 성능 계측 장치를 보여주는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차음 성능 계측 장치를 보여주는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차음 성능 계측 장치를 구성하는 진동 측정 센서가 설치된 피계측 판넬을 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차음 성능 계측 장치가 차음 성능을 계측하는 수식을 유도하기 위해 피계측 판넬을 음향학적으로 모델링한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차음 성능 계측 장치를 구성하는 계측부의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 차음 성능 계측 장치를 보여주는 개략도이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다.
본 발명의 실시 예에 따른 차음 성능 계측 장치는 차음 성능을 계측할 피계측 판넬의 양 측면에 적어도 한 쌍의 진동 측정 센서를 설치하여 음원에 따른 진동 레벨을 측정하고, 적어도 한 쌍의 진동 측정 센서에 의해 측정된 진동 레벨을 비교함으로써 차음 성능을 계측하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 실시 예에 의하면, 고가의 마이크로폰에 비해 상대적으로 저가인 진동 측정 센서를 이용하여 낮은 비용으로, 그리고 보다 더 신속하게 피계측 판넬에 대한 차음 성능을 계측할 수 있다. 또한, 마이크로폰과 대비하여, 진동 측정 센서의 위치에 따른 차음 성능의 편차가 적기 때문에, 차음 성능의 측정 신뢰도를 높일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차음 성능 계측 장치를 보여주는 개략도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차음 성능 계측 장치(100)는 차음 성능을 계측할 피계측 판넬(30)의 양 측면에 설치되는 한 쌍의 진동 측정 센서(110,120)와, 한 쌍의 진동 측정 센서(110,120)에서 측정한 진동 레벨을 비교하여 차음 성능을 계측하는 계측부(130)를 포함한다.
피계측 판넬(30)은 선박이나 해양 플랜트에서 선실 구역을 구분하는 파티션 판넬(partition panel)과 같은 간막이 벽(partition wall)일 수 있다. 일 실시 예에서, 인접한 두 방(10,20), 즉 음원실(sound source room)(10)과 수음실(sound receiving room)(20) 간을 구분하는 피계측 판넬(30)의 차음 성능을 계측하기 위하여, 음원실(10)에는 하나 혹은 복수 개의 음원(40), 예를 들어 스피커(speaker)가 설치될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 진동 측정 센서들(110,120)에 의하여 피계측 판넬(30)의 차음 성능을 계측하기 때문에, 수음실(20)에 차음 성능을 계측하기 위해 별도의 마이크로폰 어레이(micro-phone array)를 설치할 필요가 없다.
한 쌍의 진동 측정 센서(110,120)는 음원(40)에 따른 진동 레벨을 측정한다. 일 실시 예에서, 한 쌍의 진동 측정 센서(110,120)는 피계측 판넬(30)의 양 측면에 서로 대향하도록 설치된다. 즉, 진동 측정 센서들(110,120)은 각각의 중심부가 피계측 판넬(30)의 평면에 대하여 수직을 이루는 동일한 법선 상에 위치하도록 피계측 판넬(30)에 부착될 수 있다.
계측부(130)는 한 쌍의 진동 측정 센서(110,120)와 유선 또는 무선으로 연결되고, 각각의 진동 측정 센서(110,120)에 의해 측정된 진동 레벨 값을 전송받을 수 있다. 일 실시 예로, 계측부(130)는 피계측 판넬(30)에서 음원실(10) 측의 외면에 부착된 제1 진동 측정 센서(110)로부터 무선으로 진동 레벨 값을 전송받고, 피계측 판넬(30)에서 수음실(20) 측의 외면에 부착된 제2 진동 측정 센서(120)로부터 유선으로 진동 레벨 값을 전송받을 수 있다. 대안적으로, 한 쌍의 진동 측정 센서(110,120)와 계측부(130) 간에 진동 레벨 값을 유무선으로 전송하는 대신, 한 쌍의 진동 측정 센서(110,120)에서 진동 레벨이 측정되면, 측정된 진동 레벨 값들을 작업자가 직접 계측부(130)에 입력하여, 작업자에 의해 입력된 진동 레벨 값들을 이용하여 계측부(130)에서 차음 성능을 계측하는 것도 가능하다.
계측부(130)는 한 쌍의 진동 측정 센서(110,120)에 의해 측정된 진동 레벨의 크기 비에 기초하여 차음 성능을 계측할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 의하면, 어떠한 음향학적 파라미터(Sound pressure level, Sound intensity)의 계측 과정 없이도, 상대적으로 저가인 진동 측정 센서(110,120)를 이용하여 피계측 판넬(30)의 차음 성능을 계측할 수 있으며, 방(10,20)의 크기와 상관없이 단순히 벽체에 대한 진동 계측만으로 차음 성능을 계측할 수 있다. 일 실시 예로, 계측부(130)는 아래 수식 2에 따라 피계측 판넬(30)의 차음 성능을 계측할 수 있다.
[수식 2]
Figure 112013084107457-pat00004
위의 수식 2에서, STL은 피계측 판넬(30)의 차음 성능을 나타내고, σv는 한 쌍의 진동 측정 센서(110,120)에 의해 측정된 진동 레벨의 크기 비를 나타내고, k는 파수(wave number)를 나타내고, j는 허수를 나타내는 인덱스이고, d는 피계측 판넬(30) 중 두 개의 단일 판넬 간에 형성되는 공기층의 두께를 나타낸다. 상기 식 1은 피계측 판넬(30)에 대한 해석 모델링과, 이의 수학적 관계 유도를 통하여 도출되며, 이에 대하여는 이후 도 5를 참조하여 후술한다. σv는 한 쌍의 진동 측정 센서(110,120)에 의해 측정된 진동 레벨의 크기 비를 나타내고, 아래 수식 3과 같이 정의될 수 있다.
[수식 3]
Figure 112013084107457-pat00005
위의 수식 3에서, ξ1 은 제1 진동 측정 센서(110)에 의해 측정된 제1 진동 레벨, 즉 제1 벽체 변위(wall displacement)를 나타내고, ξ2 는 제2 진동 측정 센서(120)에 의해 측정된 제2 진동 레벨, 즉 제2 벽체 변위(wall displacement)를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차음 성능 계측 장치를 구성하는 진동 측정 센서가 설치된 피계측 판넬을 보여주는 단면도이다. 선박이나 해양 플랜트 등에서와 같이 저중량 고차음 판넬이 요구되는 경우, 도 4에 도시된 바와 같은 피계측 판넬(30)이 주로 사용된다. 도 4를 참조하면, 피계측 판넬(30)은 일정한 공기층(33)을 사이에 두고 두 개의 단일 판넬(31,32)이 배치되어 있는 이중 판넬의 구조를 갖는다. 각각의 단일 판넬(31,32)은 미네랄울(mineral wool)(311,321)이 형성된 판넬(312,322)과, 강판(steel sheet)(313,323)이 일체화된 구조로 이루어질 수 있다. 한 쌍의 진동 측정 센서(110,120)는 각 단일 판넬(31,32)의 강판(313,323)에 부착되어, 음원(40)에 의하여 발생하는 강판(313,323)의 진동 레벨을 측정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차음 성능 계측 장치가 차음 성능을 계측하는 수식을 유도하기 위해 피계측 판넬을 음향학적으로 모델링 해석한 도면이다. 도 5에서, 도면부호 x는 좌표계를 나타내고, m1, m2 는 도 4에 도시된 두 개의 단일 판넬(31,32)의 단위 면적당 질량(mass per unit area)을 나타내고, r1, r2 는 두 단일 판넬(31,32)의 단위 면적당 감쇠 계수(damping coefficients per unit area)를 나타내고, s1, s2 는 두 단일 판넬(31,32)의 단위 면적당 강성 계수(stiffness coefficients per unit area)를 나타내고, ξ1, ξ2 는 두 단일 판넬(31,32)에 대하여 진동 측정 센서(110,120)에서 측정한 벽체 변위(wall displacements), 즉 진동 레벨을 나타낸다.
또한, 도 5에서, 도면부호 Pi 는 음원(40)으로부터의 입사 음압(incident sound pressure)을 나타내고, Pr 은 제1 단일 판넬(31)에서 반사되는 반사 음압(reflected sound pressure)을 나타내고, Pt 는 피계측 판넬(30)을 통해 수음실(20)로 통과되는 음압(transmitted sound pressure)을 나타내고, A는 제1 단일 판넬(31)로부터 제2 단일 판넬(32)로 공기층(33)을 통해 전달되는 음압을 나타내고, B는 제2 단일 판넬(32)에서 반사되는 음압을 나타낸다. 제1 단일 판넬(31)과 제2 단일 판넬(32)에서 공기층(33)을 향하는 면에 대한 음압은 아래 수식 4와 같이 나타난다.
[수식 4]
Figure 112013084107457-pat00006
수식 4에서, j는 허수를 나타내고, k는 음원(40)의 파수(wave number), 즉 빛의 속도(c)에 대한 음원(40)의 각주파수(w)의 비를 나타내고, d는 공기층(33)의 두께를 나타낸다. 제1 단일 판넬(31)과 제2 단일 판넬(32)에서의 음원에 대한 진동의 속도 레벨(vibration velocity level of sound)은 아래의 수식 5와 같이 나타낼 수 있다.
[수식 5]
Figure 112013084107457-pat00007
상기 수식 5에서, ρ0 는 공기층(33)의 밀도를 나타낸다.
음원 입사측 벽체, 즉 제1 단일 판넬(31)에서의 운동 방정식(equation of motion of incident-side wall)은 아래의 수식 6과 같이 나타낼 수 있다.
[수식 6]
Figure 112013084107457-pat00008
음원 투과측 벽체, 즉 제2 단일 판넬(32)에서의 운동 방정식(equation of motion of transmitted-side wall)은 아래의 수식 7과 같이 나타낼 수 있다.
[수식 7]
Figure 112013084107457-pat00009
벽 임피던스(impedance of wall) Z1, Z2 는 아래 수식 8과 같이 나타낼 수 있다.
[수식 8]
Figure 112013084107457-pat00010
또한, 피계측 판넬(30)에 대하여 아래의 수식 9와 같은 관계가 성립한다.
[수식 9]
Figure 112013084107457-pat00011
매우 짧은 공동폭(cavity width), 즉 kd ≪ 1 을 가정하면, 일정한 공동 압력(cavity pressure)이 형성되므로, 아래의 수식 10 내지 수식 11과 같은 관계가 성립한다.
[수식 10]
Figure 112013084107457-pat00012
[수식 11]
(ρ0c/d)(ξ1-ξ2) = P2 ≒ P3
수식 11에서, ρ0c/d 는 공동 강도(stiffness of air cavity)를 나타낸다.
입사측과 투과측 벽체 진동의 비율, 즉, 제1 진동 측정 센서(110)에 의해 측정된 진동 레벨에 대한 제2 진동 측정 센서(120)에 의해 측정된 진동 레벨의 크기 비는 아래의 수식 12와 같이 나타낼 수 있다.
[수식 12]
Figure 112013084107457-pat00013
수식 12로부터, 한 쌍의 진동 측정 센서(110,120)에 의해 측정된 진동 레벨의 세기 비는 z2 값과 공기층(33)의 폭 d 에 의존함을 알 수 있다.
입사 음압에 대한 투과 음압의 비 σp 는 아래의 수식 13 내지 수식 14와 같이 나타낼 수 있다.
[수식 13]
Figure 112013084107457-pat00014
[수식 14]
Figure 112013084107457-pat00015
수식 13으로부터, 입사 음압에 대한 투과 음압의 비는 z1, z2 값과 공기층(33)의 두께 d 에 의존함을 알 수 있다. 수식 14에서, ξ1/Pi 는 z1 의 함수이고, ξ2/ξ1 는 σv 에 의존하며 z2 와 d 의 함수이고, Pt/ξ2 는 jwρ0c 로 표현된다.
만약, 두 단일 판넬(31,32)이 동일하다면, z1 = z2 의 관계가 성립하며, 입사 음압에 대한 투과 음압의 비 σp 는 아래의 수식 15와 같이 나타낼 수 있다.
[수식 15]
Figure 112013084107457-pat00016
최종적으로, 상기 수식 15로부터, 피계측 판넬(30)의 차음 성능 STL(Sound Transmission Loss)은 아래의 수식 16과 같이 나타낼 수 있다.
[수식 16]
Figure 112013084107457-pat00017
수식 16으로부터, 진동 측정 센서들(110,120)의 벽체 진동 측정 값으로부터 피계측 판넬(30)의 차음 성능을 계측할 수 있음을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차음 성능 계측 장치를 구성하는 계측부의 구성도이다. 도 6을 참조하면, 계측부(130)는 사용자 인터페이스부(131), 입력부(132), 메모리(133), 연산부(134), 디스플레이부(135) 및 제어부(136)를 포함한다. 사용자 인터페이스부(131), 입력부(132), 메모리(133), 연산부(134) 및 디스플레이부(135)의 각종 기능과 동작은 제어부(136)에 의해 제어될 수 있다.
작업자는 사용자 인터페이스부(131)를 통해 피계측 판넬(30)의 차음 성능을 계측하는 작업을 개시하는 명령을 입력할 수 있다. 또한, 진동 측정 센서(110,120)에서 측정한 진동 레벨이 자동으로 유무선을 통해 계측부(130)로 전송되지 않는 경우에 있어, 작업자는 사용자 인터페이스부(131)를 통해 진동 측정 센서(110,120)에서 측정한 진동 레벨 값들을 입력할 수 있다. 예를 들어, 상기 수식 16에 따라 피계측 판넬(30)의 차음 성능을 계측하는 경우, 작업자는 피계측 판넬(30)의 차음 성능을 계측하기 위해 필요한 정보들(음원의 파수, 피계측 판넬의 공기층 두께 등)을 입력하거나 수정할 수 있다. 따라서, 다양한 피계측 판넬(30)에 대하여 차음 성능을 계측하는 것이 가능하다.
입력부(132)는 진동 측정 센서들(110,120)로부터 진동 레벨을 전송받기 위한 통신 인터페이스 기능을 수행한다. 메모리(133)는 피계측 판넬(30)의 차음 성능을 측정하기 위해 필요한 정보들, 예를 들어, 진동 측정 센서들(110,120)로부터 전송받은 진동 레벨 값들과, 음원(40)의 파수, 피계측 판넬(30)의 공기층(30) 두께, 피계측 판넬(30)의 차음 성능을 계측하기 프로세스 등의 정보를 기억한다. 또한, 메모리(133)는 피계측 판넬(30)에 대하여 계측된 차음 성능 값을 기억할 수 있다.
연산부(134)는 메모리(133)로부터 피계측 판넬(30)의 차음 성능을 계측하기 위한 정보들을 독출하여, 예를 들어, 상기 수식 16에 따른 연산을 수행하여 피계측 판넬(30)의 차음 성능을 계측할 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 연산부(134)는 한 쌍의 진동 측정 센서(110,120)에 의해 측정된 진동 레벨들로부터 진동 레벨의 크기 비 σv 를 산출한 후 상기 수식 16에 따른 연산을 수행하여 피계측 판넬(30)의 차음 성능을 계측하거나, 혹은 한 쌍의 진동 측정 센서(110,120)에 의해 측정된 진동 레벨들을 직접 수식 16에 대입하여 진동 레벨의 크기 비 σv 를 산출하는 과정을 생략한 채로 피계측 판넬(30)의 차음 성능을 계측할 수 있다. 디스플레이부(135)는 연산부(134)에서 산출한 피계측 판넬(30)의 차음 성능을 작업자가 인식할 수 있도록 화면으로 표시한다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 차음 성능 계측 장치를 보여주는 개략도이다. 도 7을 참조하면, 피계측 판넬(30)의 서로 다른 영역에 복수 쌍의 진동 측정 센서(110,120)를 설치하여 피계측 판넬(30)의 차음 성능을 계측할 수 있다. 각 쌍의 진동 측정 센서(110,120)는 피계측 판넬(30)의 양 측면에 대향하도록 설치될 수 있다. 계측부(130)는 복수 쌍의 진동 측정 센서(110,120)에 의해 측정된 진동 레벨들에 기초하여 서로 다른 영역에 대한 차음 성능 후보 값들을 산출하고, 차음 성능 후보 값들을 평균한 값을 차음 성능으로 계측할 수 있다. 대안적으로, 계측부(130)는 제1 진동 측정 센서들(110)에 의해 측정된 제1 진동 레벨들의 평균값을 산출하고, 제2 진동 측정 센서들(120)에 의해 측정된 제2 진동 레벨들의 평균값을 산출한 후, 제1 진동 레벨들의 평균값에 대한 제2 진동 레벨들의 평균값의 비를 진동 레벨의 크기 비로 하여 피계측 판넬(30)의 차음 성능을 계측할 수도 있다.
이하에서 본 발명의 실시 예에 따른 차음 성능 계측 장치의 동작 및 작용, 그리고 차음 성능 계측 장치를 이용하여 피계측 판넬의 차음 성능을 계측하는 방법에 대해 설명한다. 먼저, 작업자는 계측하고자 하는 피계측 판넬(30), 예를 들어 이중 판넬의 양쪽 단일 판넬(31,32)에 진동 측정 센서(110,120)를 설치한다. 진동 측정 센서(110,120)는 피계측 판넬(30)에 대칭적으로 1쌍 혹은 복수 쌍으로 설치할 있다. 진동 측정 센서(110,120)의 설치 위치에 따른 진동 레벨의 편차는 마이크로폰 어레이의 설치 위치에 따른 음압 변화보다 작기 때문에, 본 발명의 실시 예에 의하면, 진동 측정 센서(110,120)의 설치 위치에 따른 피계측 판넬(30)의 차음 성능을 편차를 줄여 측정 신뢰도를 제고할 수 있다.
제1 단일 판넬(31)이 접한 음원실(10)에 음원(40)으로 스피커를 가진하고, 동시에 1쌍 이상의 진동 측정 센서(110,120)로 피계측 판넬(30)의 제1 단일 판넬(31)과 제2 단일 판넬(32)에 대한 진동 레벨을 계측한다. 계측부(130)는 진동 측정 센서(110,120)에 의해 측정된 진동 레벨 값들로부터 두 단일 판넬(31,32) 간의 진동 레벨의 크기 비(σv)를 계산하며, 예를 들어, 상기한 수식 16에 따라 피계측 판넬(30)의 차음 성능을 계측한다. 피계측 판넬(30)의 차음 성능은 디스플레이부(135)를 통해 표시된다.
이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.
10: 음원실 20: 수음실
30: 피계측 판넬 31: 제1 단일 판넬
32: 제2 단일 판넬 33: 공기층
40: 음원 50,60: 마이크로폰
100: 차음 성능 계측 장치 110: 제1 진동 측정 센서
120; 제2 진동 측정 센서 130: 계측부
131: 사용자 인터페이스부 132: 입력부
133: 메모리 134: 연산부
135: 디스플레이부 136: 제어부
311,321: 미네랄울 312,322: 판넬
313,323: 강판

Claims (9)

  1. 차음 성능을 계측할 피계측 판넬의 양 측면에 설치되고, 음원에 따른 진동 레벨을 측정하는 적어도 한 쌍의 진동 측정 센서; 및
    상기 한 쌍의 진동 측정 센서에 의해 측정된 진동 레벨을 비교하여 차음 성능을 계측하는 계측부를 포함하고,
    상기 피계측 판넬은, 두 개의 단일 판넬이 배치된 이중 판넬 구조를 가지며,
    상기 계측부는,
    상기 한 쌍의 진동 측정 센서에 의해 측정된 진동 레벨의 크기 비, 상기 두 개의 단일 판넬 사이에 존재하는 층의 두께 및 상기 음원의 파수(wave number)에 기초하여 상기 차음 성능을 계측하는 차음 성능 계측 장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 진동 측정 센서는, 상기 피계측 판넬의 양 측면에 대향하도록 설치되는 차음 성능 계측 장치.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 계측부는,
    하기의 식 1에 따라 상기 차음 성능을 계측하며,
    [식 1]
    Figure 112015035122283-pat00018

    상기 식 1에서, STL은 상기 차음 성능을 나타내고, σv는 상기 진동 레벨의 크기 비를 나타내고, k는 상기 음원의 파수(wave number)를 나타내고, d는 상기 두 개의 단일 판넬 사이의 공기층의 두께를 나타내는 차음 성능 계측 장치.
  6. 제1 항, 제3 항 및 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진동 측정 센서는 상기 피계측 판넬의 서로 다른 영역에 복수 개의 쌍으로 설치되고,
    각 쌍의 진동 측정 센서는 상기 피계측 판넬의 양 측면에 대향하도록 설치되며,
    상기 계측부는,
    복수 개의 쌍의 진동 측정 센서에 의해 측정된 진동 레벨들에 기초하여 상기 서로 다른 영역에 대한 차음 성능 후보 값들을 산출하고, 상기 차음 성능 후보 값들을 평균한 값을 상기 차음 성능으로 계측하는 차음 성능 계측 장치.
  7. 차음 성능을 계측할 피계측 판넬의 양 측면에 대해 음원에 따른 진동 레벨을 측정하는 단계; 및
    측정된 진동 레벨을 비교하여 차음 성능을 계측하는 단계를 포함하고,
    상기 차음 성능을 계측하는 단계는,
    상기 피계측 판넬의 양 측면에 대하여 측정된 진동 레벨의 크기 비, 상기 피계측 판넬을 이루는 두개의 단일 판넬 사이에 존재하는 층의 두께 및 상기 음원의 파수(wave number)에 기초하여 상기 차음 성능을 계측하는 차음 성능 계측 방법.
  8. 삭제
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 차음 성능을 계측하는 단계는,
    하기의 식 1에 따라 상기 차음 성능을 계측하며,
    [식 1]
    Figure 112015035122283-pat00019

    상기 식 1에서, STL은 상기 차음 성능을 나타내고, σv는 상기 진동 레벨의 크기 비를 나타내고, k는 상기 음원의 파수(wave number)를 나타내고, d는 상기 피계측 판넬을 이루는 두 개의 단일 판넬 간의 공기층의 두께를 나타내는 차음 성능 계측 방법.
KR1020130110524A 2013-09-13 2013-09-13 차음 성능 계측 장치 및 차음 성능 계측 방법 KR101556327B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130110524A KR101556327B1 (ko) 2013-09-13 2013-09-13 차음 성능 계측 장치 및 차음 성능 계측 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130110524A KR101556327B1 (ko) 2013-09-13 2013-09-13 차음 성능 계측 장치 및 차음 성능 계측 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150031047A KR20150031047A (ko) 2015-03-23
KR101556327B1 true KR101556327B1 (ko) 2015-09-30

Family

ID=53024851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130110524A KR101556327B1 (ko) 2013-09-13 2013-09-13 차음 성능 계측 장치 및 차음 성능 계측 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101556327B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105973984B (zh) * 2016-06-08 2018-07-13 镇江市建科工程质量检测中心有限公司 建筑隔声性能检测系统
CN106855540B (zh) * 2016-11-17 2020-10-20 中国电力科学研究院 一种变电站主噪声设备隔声罩隔声量测试方法及系统
CN109187759A (zh) * 2018-09-12 2019-01-11 华南理工大学 一种基于手持式声强探头套件的隔声测量系统
CN112730626B (zh) * 2021-01-05 2021-11-09 中国科学院声学研究所 一种基于矢量传感器的现场隔声测量装置及测量方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002286541A (ja) 2001-03-28 2002-10-03 Daiwa House Ind Co Ltd 建物のきしみ音探索方法及び建物のきしみ音探索装置及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体及びプログラム
JP2006029859A (ja) 2004-07-13 2006-02-02 Ando Corp 騒音検知システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002286541A (ja) 2001-03-28 2002-10-03 Daiwa House Ind Co Ltd 建物のきしみ音探索方法及び建物のきしみ音探索装置及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体及びプログラム
JP2006029859A (ja) 2004-07-13 2006-02-02 Ando Corp 騒音検知システム

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150031047A (ko) 2015-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101556327B1 (ko) 차음 성능 계측 장치 및 차음 성능 계측 방법
Oliva et al. Sound absorption of porous materials–Accuracy of prediction methods
US10429269B2 (en) Building safety verification system and building safety verification method
CA2989333C (en) Determination of tuberculation in a fluid distribution system
KR101018783B1 (ko) 소음 제어 장치 및 방법
JP2008003043A (ja) 損傷検出方法、損傷検出装置、損傷検出システム
Roozen et al. Assessment of the airborne sound insulation from mobility vibration measurements; a hybrid experimental numerical approach
Campolina et al. Effect of porous material compression on the sound transmission of a covered single leaf panel
Atalla Modeling the sound transmission through complex structures with attached noise control materials
Oliazadeh et al. Experimental and analytical investigation on sound transmission loss of cylindrical shells with absorbing material
Cherif et al. Evaluation of a hybrid TMM-SEA method for prediction of sound transmission loss through mechanically coupled aircraft double-walls
Naticchia et al. Feasibility analysis of an active technology to improve acoustic comfort in buildings
Barnard et al. Evaluation of receiving room diffusivity and the effect on low frequency impact insulation class
JP6165043B2 (ja) 騒音評価装置及び騒音評価方法
Koukounian et al. Computational modelling and experimental verification of the vibro-acoustic behavior of aircraft fuselage sections
EP3704459B1 (en) An air leakage and wind-induced noise measurement system for vehicles
Liu et al. Demonstration of vibro-acoustic reciprocity including scale modeling
Drabek Comparison of two internationally recognized methods for determining the sound absorption coefficient
JP5946039B2 (ja) 騒音監視システム
Dijckmans et al. Application of the wave based prediction technique to building acoustical problems
Cherif et al. Sound transmission paths through a statistical energy analysis model of mechanically linked aircraft double-walls
Chen et al. Determination of acoustic free sources in large cross-section ducts
Massaglia Modelling the sound insulation of corrugated roof structures: an extended transfer matrix approach
KR20150066622A (ko) 변형률 센서에 기초한 건물의 횡방향 구조반응 모니터링 장치 및 방법
Zhou et al. Effect of viscosity on impedance eduction and validation

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180903

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190829

Year of fee payment: 5