KR101612902B1 - 슬래그 폼의 모니터링을 위한 음향 신호의 측정 장치 및 방법 - Google Patents

슬래그 폼의 모니터링을 위한 음향 신호의 측정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

슬래그 폼의 모니터링을 위한 음향 신호의 측정 장치 및 방법이 제공된다. 음향 신호의 측정 장치는, 전기로 내부에서 발생되는 음향 신호를 실시간으로 검출하는 마이크로폰과, 마이크로폰을 통해 실시간으로 검출되는 음향 신호를 주파수 영역의 음향 신호로 변환하는 주파수 영역 변환부와, 주파수 영역으로 변환된 음향 신호로부터 전기로 고유의 조업 주파수 대역을 선정하는 주파수 대역 선정부를 포함하며, 전기로 고유의 조업 주파수 대역의 음향 신호는, 전기로의 조업시 발생되는 슬래그 폼을 모니터링하기 위한 신호로 사용됨으로써, 별도의 냉각 수단 없이도 고온의 환경하에서 정밀하고 안전하게 슬래그 폼을 모니터링할 수 있다.

Description

슬래그 폼의 모니터링을 위한 음향 신호의 측정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF MEASURING SOUND SIGNAL FOR MONITORING SLAG FORM}
본 출원은, 슬래그 폼의 모니터링을 위한 음향 신호의 측정에 관한 것이다.
일반적으로, 아크 전기로는 고압, 고전류의 전기 아크열을 이용하여 고철과 같은 소재를 녹여 쇳물을 제조하는 제강로의 일종으로, 전극봉에 아크 전압을 인가하고, 이때 발생되는 아크열을 이용하여 소재를 가열하게 된다.
상술한 조업 과정에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 투입된 소재가 용융 상태(M)가 되면 용탕(M)의 상부에 슬래그층(S)이 형성되며, 형성된 슬래그층(S)에 산소 가스와 탄소 분말을 주입하면 슬래그는 '폼(foam)' 상태로 바뀌게 된다. 이러한 과정을 '슬래그 포밍(slag foaming)'이라고 한다. 폼 상태로 바뀐 슬래그는, 부피 증가 및 내부의 기포층으로 인해, 용융된 용탕(M)의 표면을 덮어 열손실을 방지함과 동시에 아크 경로를 안정시켜 에너지 소비량을 조감하고 전기로의 상태를 안정시키게 된다. 따라서, 전기로(20)의 조업 과정에서 슬래그 폼의 상태를 모니터링하는 것은 매우 중요한 문제이다.
종래 슬래그 폼의 상태를 모니터링하는 방법으로 전극봉(10)에 공급되는 전류 및 전압, 즉 공급 전력의 패턴을 측정하고 이로부터 슬래그 폼의 상태를 모니터링하는 방법과, 전기로의 외부 벽체에 진동 센서를 부착한 후 전기로 자체의 진동량을 측정하여 슬래그 폼의 상태를 모니터링하는 방법이 있다.
하지만, 전자의 경우 대전력 측정이 되므로 안전상의 문제 및 각종 전기적 노이즈의 문제로 정확성 및 안전성이 떨어지며, 후자의 경우 진동 센서를 전기로의 외부 벽체에 부착시켜야 하므로, 진동 센서의 냉각이 필수적이며, 고온의 환경하에서 진동 센서의 수명 및 정밀도가 저하될 수 있는 문제점이 있다.
관련 선행 기술로는, 일본공개특허 특표2009-503419호('아크로의 상태량을 산정하기 위한 방법과 아크로', 공개일: 2009년 1월 29일)가 있다.
일본공개특허 특표2009-503419호('아크로의 상태량을 산정하기 위한 방법과 아크로', 공개일: 2009년 1월 29일)
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 별도의 냉각 수단 없이도 고온의 환경하에서 정밀하고 안전하게 슬래그 폼을 모니터링할 수 있는 음향 신호의 측정 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 제1 실시 형태에 의하면, 전기로 내부에서 발생되는 음향 신호를 실시간으로 검출하는 마이크로폰; 상기 마이크로폰을 통해 실시간으로 검출되는 음향 신호를 주파수 영역의 음향 신호로 변환하는 주파수 영역 변환부; 및 상기 주파수 영역으로 변환된 음향 신호로부터 상기 전기로 고유의 조업 주파수 대역을 선정하는 주파수 대역 선정부를 포함하며, 상기 전기로 고유의 조업 주파수 대역의 음향 신호는, 상기 전기로의 조업시 발생되는 슬래그 폼을 모니터링하기 위한 신호로 사용되는 음향 신호의 측정 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 주파수 대역 선정부는, 상기 주파수 영역으로 변환된 음향 신호의 크기가 미리 설정된 임계값 이상인 주파수를 상기 전기로 고유의 조업 주파수 대역으로 선정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 주파수 대역 선정부는, 상기 주파수 영역으로 변환된 음향 신호의 크기가 미리 설정된 임계값 이상인 시간이 미리 설정된 임계 시간 이상인 주파수를 상기 전기로 고유의 조업 주파수 대역으로 선정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 음향 신호의 측정 장치는, 상기 주파수 영역으로 변환된 음향 신호를 상기 전기로 고유의 조업 주파수 대역으로 필터링하는 필터부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 마이크로폰은, 상기 전기로의 외부에 설치되는 지향성 마이크로폰을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 주파수 영역 변환부는, 상기 마이크로폰을 통해 실시간으로 검출되는 음향 신호를 1Hz 내지 50KHz 사이의 주파수 영역의 음향 신호로 변환할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 음향 신호의 추출 장치는, 상기 마이크로폰을 통해 실시간으로 검출되는 음향 신호를 증폭하는 증폭부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 음향 신호의 추출 장치는, 상기 증폭부에서 증폭된 음향 신호를 디지털 신호로 변환시키는 아날로그-디지털 변환부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 미리 설정된 임계값은, 상기 전기로에 투입된 고철의 용융 과정에서 발생되는 음향 신호의 평균값의 20% 내지 30%의 값을 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 실시 형태에 의하면, 마이크로폰에서, 전기로 내부에서 발생되는 음향 신호를 실시간으로 검출하는 제1 단계; 주파수 영역 변환부에서, 상기 마이크로폰을 통해 실시간으로 검출되는 음향 신호를 주파수 영역의 음향 신호로 변환하는 제2 단계; 및 주파수 대역 선정부에서, 상기 주파수 영역으로 변환된 음향 신호로부터 상기 전기로 고유의 조업 주파수 대역을 선정하는 제3 단계를 포함하며, 상기 전기로 고유의 조업 주파수 대역의 음향 신호는, 상기 전기로의 조업시 발생되는 슬래그 폼을 모니터링하기 위한 신호로 사용되는 음향 신호의 측정 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 제3 단계는, 상기 주파수 영역으로 변환된 음향 신호의 크기가 미리 설정된 임계값 이상인 주파수를 상기 전기로 고유의 조업 주파수 대역으로 선정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 제3 단계는, 상기 주파수 영역으로 변환된 음향 신호의 크기가 미리 설정된 임계값 이상인 시간이 미리 설정된 임계 시간 이상인 주파수를 상기 전기로 고유의 조업 주파수 대역으로 선정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 음향 신호의 측정 방법은, 필터부에서, 상기 주파수 영역으로 변환된 음향 신호를 상기 전기로 고유의 조업 주파수 대역으로 필터링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 마이크로폰은, 상기 전기로의 외부에 설치되는 지향성 마이크로폰을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 제2 단계는, 상기 마이크로폰을 통해 실시간으로 검출되는 음향 신호를 1Hz 내지 50KHz 사이의 주파수 영역의 음향 신호로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 미리 설정된 임계값은, 상기 전기로에 투입된 고철의 용융 과정에서 발생되는 음향 신호의 평균값의 20% 내지 30%의 값을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 지향성 마이크로폰을 사용하여 검출한 전기로 내부의 음향 신호로부터 전기로마다 고유한 주파수 대역을 선정하고, 선정된 주파수 대역의 음향 신호를 슬래그 폼의 모니터링을 위한 신호로 사용함으로써, 별도의 냉각 수단 없이도 고온의 환경하에서 정밀하고 안전하게 슬래그 폼을 모니터링할 수 있다.
도 1은 전기로 조업을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 슬래그 폼의 모니터링을 위한 음향 신호의 측정 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 전기로 고유의 조업 주파수 대역을 선정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 선정된 전기로 고유의 조업 주파수 대역의 음향 신호를 모니터링한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 슬래그 폼의 모니터링을 위한 음향 신호의 측정 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 슬래그 폼의 모니터링을 위한 음향 신호의 측정 장치의 구성도이다. 한편, 도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 전기로 고유의 조업 주파수 대역을 선정하는 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 선정된 전기로 고유의 조업 주파수 대역의 음향 신호를 도시한 도면이다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 폼의 모니터링을 위한 음향 신호의 측정 장치를 상세하게 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 음향 신호의 측정 장치는, 마이크로폰(210), 증폭부(220), A/D 변환부(230), 주파수 영역 변환부(240), 주파수 대역 선정부(250) 및 필터부(260)를 포함하여 구성될 수 있다.
구체적으로, 마이크로폰(210)은, 전기로(20) 내부에서 발생되는 음향 신호를 실시간으로 검출할 수 있다. 검출된 음향 신호는 증폭부(220)로 전달될 수 있다. 상술한 마이크로폰(210)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 전기로(20) 외부에 설치될 수 있으며, 특정 방향에서 들려오는 각도의 소리만 선택적으로 검출할 수 있도록 만든 지향성 마이크로폰을 포함할 수 있다.
한편, 증폭부(220)는, 마이크로폰(210)에서 전달된 음향 신호를 소정의 증폭율로 증폭하며, 증폭된 음향 신호는 A/D 변환부(230)는 거쳐 디지털 신호로 변환된 후 주파수 영역 변환부(240)로 전달될 수 있다.
주파수 영역 변환부(240)는, A/D 변환부(230)에서 전달된 전기로(20)의 내부의 음향 신호를 주파수 영역의 음향 신호로 변환할 수 있으며, 변환된 주파수 영역의 음향 신호는 주파수 대역 선정부(250) 및 필터부(260)로 전달될 수 있다. 지나친 고주파에서는 실효성이 없다는 점에서, 마이크로폰(210)에서 검출한 음향 신호 중 1Hz에서 50KHz 사이의 주파수 영역에 대해서만 변환이 이루어질 수 있다. 여기서, 주파수 영역 변환부(240)는 고속 푸리에 변환기(Fast Fourier Transformer)일 수 있다.
한편, 주파수 대역 선정부(250)는, 주파수 영역 변환부(240)로부터 전달받은 주파수 영역의 음향 신호로부터 전기로 고유의 조업 주파수 대역을 선정할 수 있다.
전기로 고유의 조업 주파수 대역을 선정하는 이유는 하기와 같다.
마이크로폰(210)에서 검출한 전기로 내부의 음향 신호를 주파수 영역으로 변환하게 되면, 주파수 영역의 음향 신호에는 슬래그 폼을 모니터링하기 위한 유효한 음향 신호 외에도 다양한 노이즈가 포함될 수 있다. 특히, 전기로의 내부에 투입되는 철 소재의 종류, 철 소재의 쌓여있는 형상, 철 소재의 부식 정도 등에 따라 전기로 고유의 조업 주파수가 달라질 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 전기로의 내부에 철이 투입되면, 조업 개시 후 5분 내지 10분 동안 전기로 고유의 조업 주파수 대역을 선정하고, 이후 슬래그 포밍 과정(도 4의 403 참조)에서는 마이크로폰(210)에서 검출한 음향 신호 중 위에서 선정된 고유의 조업 주파수 대역의 음향 신호만을 이용(즉, 다양한 노이즈 신호를 제거)하여 슬래그 폼을 모니터링할 수 있다.
이러한 전기로 고유의 조업 주파수 대역을 선정하는 과정을 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 전기로 고유의 조업 주파수 대역을 선정하는 과정을 설명하기 위한 도면으로, 마이크로폰(210)에서 실시간으로 검출한 음향 신호를 주파수 영역의 음향 신호로 실시간으로 변환한 후, 그 크기를 조업 시간(t)에 따라 도시한 것이다. 비록, 도 3에는 일 실시 형태로 1200Hz까지의 주파수 대역에 대해서만 도시되어 있으나, 상술한 바와 같이, 그 상한은 일 실시 형태로 50KHz일 수 있다.
도 3에서 도시된 바와 같이, 특정 주파수 대역(600Hz)에서 음향 신호의 크기를 보면, 조업 시간(t)이 경과함에 따라 그 크기는 도면부호 301, 302,303, 304, 305와 같이 변하게 된다. 즉, 특정 시간(t1) 까지는 음향 신호의 크기가 일정한 임계값(310) 이상으로 유지되며, 이후에는 일정한 임계값(310) 미만으로 떨어지게 된다. 이는 슬래그 폼이 형성됨에 따라 전극봉(10)에 공급되는 전력이 줄어들며 아크가 안정화됨에 따라 전기로 내부의 음향 신호가 점차 낮아지기 때문이다.
따라서, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 주파수 영역으로 변환된 음향 신호의 크기가 미리 설정된 임계값(310) 이상인 주파수 이상이거나 또는 전기로 고유의 조업 주파수 대역은 주파수 영역으로 변환된 음향 신호의 크기가 미리 설정된 임계값 이상인 시간이 미리 설정된 임계 시간(t1) 이상인 주파수를 전기로 고유의 조업 주파수 대역으로 선정할 수 있다.
여기서, 미리 설정된 임계값(310)은, 고철의 용융 과정(도 5의 402 참조)에서 발생되는 음향 신호의 평균값의 20% 내지 30%의 값일 수 있으며, 미리 설정된 시간은 수분 정도일 수 있다. 상술한 미리 설정된 임계값(310) 및 미리 설정된 시간의 구체적인 값은 일 실시 형태에 불과하며, 당업자의 필요에 따라 다양한 값으로 변형 실시될 수 있음은 물론이다.
상술한 전기로 고유의 조업 주파수 대역의 선정은 전기로 조업이 개시된 후 5분 내지 10분 동안 이루어질 수 있다. 이러한 전기로 고유의 조업 주파수 대역의 선정은 조업이 개시된 후 전기로 조업이 개시된 후 5분 내지 10분 동안의 음향 신호에 기초하여 한번 수행되며, 이후 슬래그 포밍 과정(도 4의 403 참조)에서는 위에서 선정된 전기로 고유의 조업 주파수 대역의 음향 신호를 사용하여 슬래그 폼을 모니터링할 수 있다.
마지막으로, 필터부(260)는, 주파수 영역으로 변환된 음향 신호를 전기로 고유의 조업 주파수 대역으로 필터링할 수 있다. 즉, 주파수 영역 변환부(240)로부터 전달받은 주파수 영역으로 변환된 음향 신호를 전기로 고유의 조업 주파수 대역(예컨대 도 3에서는 600Hz의 주파수 대역)의 음향 신호만을 통과시키도록 필터링할 수 있다. 상술한 필터부(260)에 의해 필터링된 음향 신호는, 이후 슬래그 폼을 모니터링하는데 사용될 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 선정된 전기로 고유의 조업 주파수 대역의 음향 신호를 모니터링한 도면이다. 마이크로폰(210)에서 실시간으로 검출한 음향 신호를 주파수 영역의 음향 신호로 변환한 후, 필터부(260)에서 특정 주파수 대역(즉, 전기로 고유의 조업 주파수 대역)의 음향 신호만을 통과시키도록 필터링한 것으로, 음향 신호의 크기를 조업 시간(t)에 따라 도시한 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 조업 초기(410) 및 용융 과정(402)의 음향 신호는 슬래그 포밍 과정(403)의 음향 신호에 비해 상대적으로 큼을 알 수 있으며, 이는 슬래그 폼이 형성됨에 따라 전극봉(10)에 공급되는 전력이 줄어들며 아크가 안정화됨에 따라 전기로 내부의 음향 신호가 점차 낮아지기 때문이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 지향성 마이크로폰을 사용하여 검출한 전기로 내부의 음향 신호로부터 전기로마다 고유한 주파수 대역을 선정하고, 선정된 주파수 대역의 음향 신호를 슬래그 폼의 모니터링을 위한 신호로 사용함으로써, 별도의 냉각 수단 없이도 고온의 환경하에서 정밀하고 안전하게 슬래그 폼을 모니터링할 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 슬래그 폼의 모니터링을 위한 음향 신호의 측정 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하에서는 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 의한 슬래그 폼의 모니터링을 위한 음향 신호의 측정 방법을 상세하게 설명한다. 다만, 발명의 간명화를 위해 도 2 내지 도 4와 관련하여 중복된 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다.
우선, 마이크로폰(210)은, 전기로(20) 내부에서 발생되는 음향 신호를 실시간으로 검출할 수 있다(S501). 검출된 음향 신호는 증폭부(220)로 전달될 수 있다. 상술한 마이크로폰(210)은, 전기로(20) 외부에 설치될 수 있으며, 특정 방향에서 들려오는 각도의 소리만 선택적으로 검출할 수 있도록 만든 지향성 마이크로폰을 포함할 수 있음은 상술한 바와 같다.
다음, 주파수 영역 변환부(240)는, A/D 변환부(230)에서 전달된 전기로(20)의 내부의 음향 신호를 주파수 영역의 음향 신호로 변환할 수 있다(S502). 변환된 주파수 영역의 음향 신호는 주파수 대역 선정부(250) 및 필터부(260)로 전달될 수 있다. 지나친 고주파에서는 실효성이 없다는 점에서, 마이크로폰(210)에서 검출한 음향 신호 중 1Hz에서 50KHz 사이의 주파수 영역에 대해서만 변환이 이루어질 수 있음은 상술한 바와 같다.
마지막으로, 주파수 대역 선정부(250)는, 주파수 영역 변환부(240)로부터 전달받은 주파수 영역의 음향 신호로부터 전기로 고유의 조업 주파수 대역을 선정할 수 있다(S503). 전기로 고유의 조업 주파수 대역을 선정하는 이유는 상술한 바와 같으며, 슬래그 포밍 과정(도 4의 403 참조)에서는 상술한 전기로 고유의 조업 주파수 대역의 음향 신호에 기초하여 슬래그 폼을 모니터링할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 지향성 마이크로폰을 사용하여 검출한 전기로 내부의 음향 신호로부터 전기로마다 고유한 주파수 대역을 선정하고, 선정된 주파수 대역의 음향 신호를 슬래그 폼의 모니터링을 위한 신호로 사용함으로써, 별도의 냉각 수단 없이도 고온의 환경하에서 정밀하고 안전하게 슬래그 폼을 모니터링할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
10: 전극봉 20: 전기로
210: 마이크로폰 220: 증폭부
230: A/D 변환부 240: 주파수 영역 변환부
250: 주파수 대역 선정부 260: 필터부
S: 슬래그층 M: 용탕
401: 조업 초기 402: 용융 과정
403: 슬래그 포밍 과정

Claims (15)

  1. 전기로 내부에서 발생되는 음향 신호를 실시간으로 검출하는 마이크로폰;
    상기 마이크로폰을 통해 실시간으로 검출되는 음향 신호를 주파수 영역의 음향 신호로 변환하는 주파수 영역 변환부; 및
    상기 주파수 영역으로 변환된 음향 신호로부터 상기 전기로 고유의 조업 주파수 대역을 선정하는 주파수 대역 선정부를 포함하며,
    상기 전기로 고유의 조업 주파수 대역의 음향 신호는, 상기 전기로의 조업시 발생되는 슬래그 폼을 모니터링하기 위한 신호로 사용되고,
    상기 주파수 대역 선정부는,
    상기 주파수 영역으로 변환된 음향 신호의 크기가 미리 설정된 임계값 이상인 주파수를 상기 전기로 고유의 조업 주파수 대역으로 선정하는 음향 신호의 측정 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주파수 대역 선정부는,
    상기 주파수 영역으로 변환된 음향 신호의 크기가 상기 임계값 이상인 시간이 미리 설정된 임계 시간 이상인 주파수를 상기 전기로 고유의 조업 주파수 대역으로 선정하는 음향 신호의 측정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 음향 신호의 측정 장치는,
    상기 주파수 영역으로 변환된 음향 신호를 상기 전기로 고유의 조업 주파수 대역으로 필터링하는 필터부를 더 포함하는 음향 신호의 측정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로폰은,
    상기 전기로의 외부에 설치되는 지향성 마이크로폰을 포함하는 음향 신호의 측정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 주파수 영역 변환부는,
    상기 마이크로폰을 통해 실시간으로 검출되는 음향 신호를 1Hz 내지 50KHz 사이의 주파수 영역의 음향 신호로 변환하는 음향 신호의 측정 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 음향 신호의 추출 장치는,
    상기 마이크로폰을 통해 실시간으로 검출되는 음향 신호를 증폭하는 증폭부를 더 포함하는 음향 신호의 측정 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 음향 신호의 추출 장치는,
    상기 증폭부에서 증폭된 음향 신호를 디지털 신호로 변환시키는 아날로그-디지털 변환부를 더 포함하는 음향 신호의 측정 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 미리 설정된 임계값은,
    상기 전기로에 투입된 고철의 용융 과정에서 발생되는 음향 신호의 평균값의 20% 내지 30%의 값을 포함하는 음향 신호의 측정 장치.
  10. 마이크로폰에서, 전기로 내부에서 발생되는 음향 신호를 실시간으로 검출하는 제1 단계;
    주파수 영역 변환부에서, 상기 마이크로폰을 통해 실시간으로 검출되는 음향 신호를 주파수 영역의 음향 신호로 변환하는 제2 단계; 및
    주파수 대역 선정부에서, 상기 주파수 영역으로 변환된 음향 신호로부터 상기 전기로 고유의 조업 주파수 대역을 선정하는 제3 단계를 포함하며,
    상기 전기로 고유의 조업 주파수 대역의 음향 신호는, 상기 전기로의 조업시 발생되는 슬래그 폼을 모니터링하기 위한 신호로 사용되고,
    상기 제3 단계는,
    상기 주파수 영역으로 변환된 음향 신호의 크기가 미리 설정된 임계값 이상인 주파수를 상기 전기로 고유의 조업 주파수 대역으로 선정하는 단계를 더 포함하는 음향 신호의 측정 방법.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제3 단계는,
    상기 주파수 영역으로 변환된 음향 신호의 크기가 상기 임계값 이상인 시간이 미리 설정된 임계 시간 이상인 주파수를 상기 전기로 고유의 조업 주파수 대역으로 선정하는 단계를 더 포함하는 음향 신호의 측정 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 음향 신호의 측정 방법은,
    필터부에서, 상기 주파수 영역으로 변환된 음향 신호를 상기 전기로 고유의 조업 주파수 대역으로 필터링하는 단계를 더 포함하는 음향 신호의 측정 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제2 단계는,
    상기 마이크로폰을 통해 실시간으로 검출되는 음향 신호를 1Hz 내지 50KHz 사이의 주파수 영역의 음향 신호로 변환하는 단계를 포함하는 음향 신호의 측정 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 미리 설정된 임계값은,
    상기 전기로에 투입된 고철의 용융 과정에서 발생되는 음향 신호의 평균값의 20% 내지 30%의 값을 포함하는 음향 신호의 측정 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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