KR101629421B1

KR101629421B1 - 센서 연결장치 및 이 센서 연결장치를 이용한 음향 및 진동 측정시스템

Info

Publication number: KR101629421B1
Application number: KR1020140149138A
Authority: KR
Inventors: 이동우; 이상훈; 문귀원
Original assignee: 한국항공우주연구원
Priority date: 2014-10-30
Filing date: 2014-10-30
Publication date: 2016-06-10
Also published as: KR20160050613A

Abstract

본 발명은 센서 연결장치 및 이 센서 연결장치를 이용한 음향 및 진동 측정시스템에 관한 것으로서, 측정 대상물의 음향 및 진동 특성을 측정하기 위해 측정 대상물의 각 센서들을 음향측정부와 진동측정부에 연결시키기 위한 센서 연결장치에 있어서, 센서 연결장치는, 일면이 개구된 본체; 본체 내에 수용되어 구비되는 한편 측정 대상물의 각 센서들과 음향 및 진동 측정을 위한 제어부를 연결하여 접속시키는 배선반; 및 본체에 회전가능하게 설치되어 본체를 개폐시킬 수 있는 커버;를 포함하며, 커버의 내측면에는 외부 신호를 차폐시키는 쉴드가 구비되는 것을 더 포함하는 센서 연결장치와, 이 센서 연결장치를 이용한 음향 및 진동 측정시스템을 제공한다.

Description

센서 연결장치 및 이 센서 연결장치를 이용한 음향 및 진동 측정시스템{Sensor connector}

본 발명은 다량의 센서를 연결할 수 있는 센서 연결장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인공위성에 구비되는 다량의 센서를 연결하여 인공위성의 발진 시 발생하는 음향과 진동을 측정할 수 있도록 한 센서 연결장치 및 이 센서 연결장치를 이용한 음향 및 진동 측정시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 인공위성이나 발사체 개발 시 음향소음 환경은 진동과 더불어 위성체나 발사체의 임무수행 능력을 결정하는 주요한 요소로, 발사체 및 위성체는 개발단계에서부터 음향 환경에 대한 검증시험을 필요로 한다.

예컨데, 인공 위성체는 위성 궤도에 도달하기 위해 로켓의 발사체에 실려 발사되는데, 발사되는 과정에서 발사체의 페어링 부분에 추진체 연소에 의한 소음이 외부 공기를 통해 엷은 덮개를 진동시켜 내측에 소음장을 형성하고, 이 소음장에 의한 진동 발생으로 위성체에 진동이 유발되어 탑재된 위성체가 파괴되거나 파손되는 등의 현상이 발생하게 된다.

특히, 중대형 위성은 질량에 비해 표면적의 크기가 큰 부품을 많이 사용하므로 음향 환경에 취약하다. 따라서, 발사 이전에 발사 과정에서의 환경과 동일한 조건하에서의 음향 환경 시험을 함으로써 부품들의 신뢰성을 발사 이전에 검증하고 보완하기 위한 음향 측정 장치가 요구되었다.

이에 따라, 국내 주도로 개발중인 국산 소형 발사체 및 다목적 위성의 경우, 기존에 검증되지 않은 초도 생산 품목의 사용에 따른 검증을 하기 위해, 전자기 가진기를 이용하여 발사환경과 유사한 진동을 전자기 힘에 의해 가진 시켜왔다.

이러한 종래의 음향 가진 장치는 한국 등록 특허 제10-0530108호에 개시되어 있는 바와 같이, 혼(horn)의 일단에 음향모듈을 장착하고, 타단은 대형의 밀폐된 챔버와 연결된 구조로 이루어지는데, 이는 단순히 인공위성의 발진 시에 발생되는 소리 특성만을 측정할 수 있기 때문에, 음향에 의한 진동이 인공위성의 각 부위에 미치는 영향은 전혀 측정할 수 없었다.

더욱이, 이러한 음향 및 진동이 인공위성에 미치는 영향을 정확히 파악하기 위해서는, 음향 및 진동에 의해 인공위성에 탑재된 각각의 센서에서 나타내는 센싱 값이 정상범위 내인지를 파악해야 하나, 종래에는 인공위성에 탑재되어 있는 다량의 센서를 한번에 연결할 수 있는 장치가 없었다.

이상 설명한 바와 같은 인공위성의 음향 측정 장치 및 이에 대한 기술은 널리 알려진 것으로서, 특히 아래의 선행기술문헌에 자세히 기재되어 있으므로 자세한 설명은 생략한다.

한국 등록특허 제1363767호 한국 등록특허 제0530108호

따라서, 본 발명에서는 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인공위성에 구비되는 다량의 센서를 각각 연결하여 인공위성의 발진 시에 발생되는 음향 및 진동이 인공위성의 각 부위에 미치는 영향을 측정할 수 있고, 이동 및 운반이 편리하여 장소에 구애받지 않고 설치할 수 있는 센서 연결장치 및 이 센서 연결장치를 이용한 음향 및 진동 측정시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적은, 측정 대상물의 음향 및 진동 특성을 측정하기 위해 측정 대상물의 각 센서들을 음향측정부와 진동측정부에 연결시키기 위한 센서 연결장치에 있어서, 센서 연결장치는, 일면이 개구된 본체; 본체 내에 수용되어 구비되는 한편 측정 대상물의 각 센서들과 음향 및 진동 측정을 위한 제어부를 연결하여 접속시키는 배선반; 및 본체에 회전가능하게 설치되어 본체를 개폐시킬 수 있는 커버;를 포함하며, 커버의 내측면에는 외부 신호를 차폐시키는 쉴드가 구비되는 것을 더 포함하는 센서 연결장치에 의해 달성된다.

그리고, 커버에는, 본체의 배선반에 연결되는 전선이나 케이블을 가이드하여 정리하는 안내공이 형성되고, 본체 또는 커버에는 센서 연결장치의 운반 및 이동을 위한 손잡이가 형성될 수 있다.

또, 상술한 목적은, 상기와 같은 센서 연결장치를 이용한 음향 및 진동 측정시스템에 있어서, 측정 대상물의 각 센서들에 연결되어 접속된 센서 연결장치를 통해 음향 환경에 반응하는 측정 대상물을 측정하는 음향측정부; 음향측정부와 격리된 상태에서 측정 대상물의 각 센서들에 연결되어 접속된 센서 연결장치를 통해 진동 환경에 반응하는 측정 대상물을 측정하는 진동측정부; 및 음향측정부와 진동측정부에 다양한 음향 및 진동 신호를 제공하여 반응하는 측정 대상물의 신호값을 측정하는 제어부;를 포함하는 음향 및 진동 측정시스템에 의해서도 달성될 수 있다.

본 발명의 센서 연결장치 및 이 센서 연결장치를 이용한 음향 및 진동 측정시스템에 따르면, 센서 연결장치를 가방의 형태로 형성함으로써 인공위성에 구비되는 다량의 센서를 센서 연결장치에 각각 연결하여 정리할 수 있는 한편 음향 및 진동 측정시스템에 의해 인공위성의 발진 시에 발생되는 음향 및 진동에 의한 각 센서의 센싱값을 측정하여 음향 및 진동이 인공위성의 각 부위에 미치는 영향을 측정할 수 있고, 센서 연결장치의 이동 및 운반이 편리하므로 인공위성의 위치 및 센서의 위치 등에 구애받지 않고 센서 연결장치에 인공위성의 센서들을 간편하게 연결할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 센서 연결장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 센서 연결장치의 내부를 보인 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 센서 연결장치의 사용상태도이다.
도 4는 도 3의 닫힌 상태의 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 센서 연결장치를 이용한 음향 및 진동 측정시스템의 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

이 과정에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

그리고, 아래 실시예에서의 "일면", "타면" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

첨부도면 도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 센서 연결장치 및 이 센서 연결장치를 이용한 음향 및 진동 측정시스템을 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 센서 연결장치(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 측정 대상물인 인공위성(이하 "인공위성" 이라 한다)(도 5에서 "100")의 음향 및 진동 특성을 측정하기 위해, 인공위성(100)의 각 센서들을 음향 및 진동 측정시스템에 연결하기 위한 장치이다.

이러한 센서 연결장치(10)는, 그 내부가 빈 본체(20)와, 본체(20) 내에 수용되어 구비되는 한편 인공위성(100)에 구성되는 각 센서들과 음향 및 진동 측정을 위한 후술될 제어부(400)를 연결하여 접속시키는 배선반(30)과, 본체(20)에 회전가능하게 설치되어 본체(20)를 개폐시키는 커버(40)를 포함한다.

따라서, 상기와 같이 구성되는 센서 연결장치(10)는 도 4에서와 같이 통상의 가방 형태로 구성된다.

이와 같은 센서 연결장치(10)의 본체(20)는, 그 일면(즉 상면에 해당하는 면)에 센서 연결장치(10)를 간편하게 운반 및 이동시킬 수 있도록 된 손잡이(21)가 형성되고, 손잡이(21)의 양측편에는 본체(20)에 커버(40)를 잠금시킬 수 있는 잠금장치가 구성될 수 있으며, 이러한 잠금장치는 가방에 구성되는 통상의 잠금수단으로 구비되는 것이 바람직하다.

그리고, 배선반(30)은, 패치 패널(Patch Panel) 또는 패치 보드(Patch Board)라고도 칭하며, 도 3에서와 같이 전선이나 케이블의 플러그를 꽂을 수 있는 다수의 잭(31)이 구비되어 있다.

커버(40)는, 본체(20)의 일측에 회전가능하게 결합되는 한편 본체(20)에 잠금 또는 해제됨으로써 본체(20)를 개폐시킬 수 있게 된다. 또한, 커버(40)의 일측에는 본체(20)의 배선반(30)에 접속되는 전선이나 케이블을 가이드하여 배선을 간결하게 정리할 수 있도록 한 안내공(41)이 형성된다. 그리고, 커버(40)의 내측에는 배선반(30)에 접속된 외부 신호가 센서 연결장치(10)에 영향을 미치지 못하도록 외부 신호를 차폐시키는 쉴드(shield)(42)가 구비된다. 이러한 쉴드(42)는 고주파 및 저주파를 모두 차폐시킬 수 있는 재질로 형성됨이 바람직하고, 센서 연결장치(10)의 배선반(30)에 연결되는 전선이나 케이블 역시도 쉴드전선이나 쉴드케이블로 구비하는 것이 바람직하다.

따라서, 이상과 같이 구성되는 센서 연결장치(10)는 커버(40)를 본체(20) 측으로 회전시켜 닫으면, 도 4에서와 같이 통상의 가방 형태가 되므로, 센서 연결장치(10)의 수평적인 운반 및 이동 뿐 아니라 수직적인 운반 및 이동이 용이하게 되어 센서 연결장치(10)를 인공위성(100)의 크기나 높이에 관계없이 간편하게 설치할 수 있게 된다.

더욱이, 인공위성(100)과 음향 및 진동 측정시스템을 연결하는 센서 연결장치(10)는 커버(40)에 형성된 안내공(41)에 의해서 센서 연결장치(10)의 배선반(30)에 연결되는 전선이나 케이블을 간결하게 정리할 수 있게 된다.

특히, 커버(40)의 안내공(41) 내주면에 고무재질로 된 패킹을 더 구비하면, 안내공(41)을 관통하는 전선이나 케이블이 안내공(41) 모서리와의 접촉으로 인해 피복이 벗겨지는 등의 파손을 사전에 방지할 수 있게 된다.

한편, 이상과 같이 구성되는 센서 연결장치(10)를 이용한 음향 및 진동 측정시스템을 도 5를 참조하여 설명한다.

음향 및 진동 측정시스템은 도 5에 도시된 바와 같이, 음향측정부(200)와 진동측정부(300) 및 제어부(400)가 각각 별도의 격실로 구성되어 있어, 보다 정확한 측정을 할 수 있게 된다.

음향측정부(200)에는 측정하고자 하는 인공위성(100)과 센서 연결장치(10)가 구비되고, 진동측정부(300)에는 측정하고자 하는 인공위성(100)과 진동발생장치(310), 센서 연결장치(10), 진동발생장치(310)를 제어하는 컨트롤러(320)가 구비되며, 제어부(400)에는 전류의 변화를 화면으로 나타내 주는 변환장치(410)와 제어컴(420)이 구비된다.

이때, 센서 연결장치(10)는 음향측정부(200)와 진동측정부(300)에 각각 구비할 수도 있고, 또는 하나의 센서 연결장치(10)를 음향측정부(200)와 진동측정부(300)로 이동시켜 구비할 수도 있다.

이러한 센서 연결장치(10)는 각각 음향측정부(200)와 진동측정부(300)에서 인공위성(100)의 각 센서와 연결되고, 센서 연결장치(10)는 다시 벽을 관통하는 케이블로서 제어부(400)의 변환장치(410)와 연결된다.

이런 상태에서 음향측정부(200)에서 제공되는 음향의 세기에 따른 인공위성(100)의 각 센서의 센싱값을 센서 연결장치(10)에서 읽고, 이의 전류값을 변환장치(410)로 보내면 변환장치(410)에서 전류값을 제어컴(420)의 화면으로 나타내고, 제어컴(420)에 나타난 측정값에 따라 해당 인공위성(100)의 음향 측정에 대한 결과를 판단할 수 있게 된다.

또한, 진동측정부(300)에서는 컨트롤러(320)에서 진동발생장치(310)로 진동 신호를 주면, 진동발생장치(310)에서 해당 신호에 따른 세기의 진동이 인공위성(100)으로 제공된다. 따라서, 진동에 의한 인공위성(100)의 각 센서의 센싱값을 센서 연결장치(10)에서 읽고, 이의 전류값을 변환장치(410)로 보내주면 변환장치(410)에서 전류값을 제어컴(420)의 화면으로 나타내게 되므로 해당 인공위성(100)의 진동 측정에 대한 결과를 판단할 수 있게 된다.

한편, 제어부(400)의 제어컴(420)은 음향측정부(200) 및 진동측정부(300)를 전반적으로 제어하는 장치로서, 제공되는 음향의 세기나 진동의 세기를 결정할 수 있고, 측정값에 따른 결과를 판단할 수도 있다.

여기서, 측정값에 따른 결과는 음향이나 진동 환경에 따른 인공위성(100)의 측정값이 해당 인공위성(100)의 크기나 부피 등을 고려한 측정범위 내에 있어야 하는 것이다.

따라서, 상기와 같은 인공위성(100)의 음향 및 진동 측정 시에도 인공위성(100)과 시스템의 제어부(400)를 연결해 주는 센서 연결장치(10)의 이동 및 운반, 설치가 용이하므로 편리할 뿐 아니라 이에 연결되는 전선이나 케이블을 간결하게 정리할 수 있게 된다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상을 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.

10 : 센서 연결장치 20 : 본체
21 : 손잡이 30 : 배선반
31 : 잭 40 : 커버
41 : 안내공 42 : 쉴드(shield)
100 : 인공위성 200 : 음향측정부
300 : 진동측정부 310 : 진동발생장치
320 : 컨트롤러 400 : 제어부
410 : 변환장치 420 : 제어컴

Claims

측정 대상물의 음향 및 진동 특성을 측정하기 위해 측정 대상물의 각 센서들을 음향측정부와 진동측정부에 연결시키기 위한 센서 연결장치에 있어서,
센서 연결장치는, 일면이 개구된 본체;
본체 내에 수용되어 구비되는 한편 측정 대상물의 각 센서들과 음향 및 진동 측정을 위한 제어부를 연결하여 접속시키는 배선반; 및
본체에 회전가능하게 설치되어 본체를 개폐시킬 수 있는 커버;를 포함하며,
커버의 내측면에는 외부 신호를 차폐시키는 쉴드가 구비되는 것을 더 포함하는 센서 연결장치.
청구항 1에 있어서,
커버에는, 본체의 배선반에 연결되는 전선이나 케이블을 가이드하여 정리하는 안내공이 형성되는 센서 연결장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
본체 또는 커버에는 센서 연결장치의 운반 및 이동을 위한 손잡이가 형성되는 센서 연결장치.
청구항 1, 2, 4 중 어느 한 청구항으로 구비되는 센서 연결장치를 이용한 음향 및 진동 측정시스템에 있어서,
측정 대상물의 각 센서들에 연결되어 접속된 센서 연결장치를 통해 음향 환경에 반응하는 측정 대상물을 측정하는 음향측정부;
음향측정부와 격리된 상태에서 측정 대상물의 각 센서들에 연결되어 접속된 센서 연결장치를 통해 진동 환경에 반응하는 측정 대상물을 측정하는 진동측정부; 및
음향측정부와 진동측정부에 다양한 음향 및 진동 신호를 제공하여 반응하는 측정 대상물의 신호값을 측정하는 제어부;를 포함하는 음향 및 진동 측정시스템.