KR101904667B1 - 하이드로폰 어셈블리 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중에서 발생하는 음향을 감지하기 위한 하이드로폰과 하이드로폰이 감지한 음향 신호를 전송하기 위한 신호전송부가 결합된 복수의 단위체가 서로 간격을 두고 배열케이블에 장착된 것을 특징으로 하는 하이드로폰 어셈블리로서, 본 발명에 의하면, 다수의 하이드로폰이 배열된 어셈블리에서도 각 하이드로폰을 개별적으로 유지보수 가능하게 한다.

Description

하이드로폰 어셈블리 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF HYDROPHONE ASSEMBLY}

본 발명은 수중에서 발생하는 음향을 감지하기 위한 하이드로폰 어셈블리와 그것의 제조방법에 관한 것이다.

연구를 목적으로 하는 해양탐사, 지질탐사의 경우 수중에서 발생하는 음향을 감지하는 장치인 수중 청음기, 즉 하이드로폰(Hydrophone)이 필수적이며, 단순하게 한 개의 청음기를 활용할 수도 있지만 연구의 목적에 따라 다수의 하이드로폰이 선배열(line array)된 어셈블리로 구성될 수도 있다.

군사용 목적이나 해양탐사 목적으로 사용되는 일반적인 선배열의 형태는 하이드로폰, 신호 증폭기, 지지구조, 인장부재 및 이를 수용하는 외부 호스로 구성되어 있으며, 인장부재 상에 지지구조를 활용하여 하이드로폰을 배열 간격으로 배치하고, 이를 호스내부에 삽입한 이후 잔여공간을 하이드로폰 및 신호증폭기를 보호하고 수압에 따른 구조적 손상을 방지할 목적으로 절연유를 충진하고 이를 밀봉하는 구조로 되어있다.

또한 배열은 음의 중성부력(slightly negative buoyancy)으로 설계되어야 하므로 구성품에 사용되는 재료의 선정에 주의를 기울여야 한다.

도 1에서 참조되는 기존 하이드로폰 선배열의 구조는 인장부재(2) 상에 지지구조(3)를 활용하여 하이드로폰(4)을 배열 간격으로 배치하고, 신호증폭기(5)가 장착되며, 내부 배선(6)으로 연결되어, 이를 우레탄 혹은 내환경성 호스(1) 내부에 삽입한 이후 잔여공간을 센서 보호 및 수압에 따른 구조적 손상을 방지할 목적으로 절연유(7)로 충진하여 수밀구조(8)에 의해 밀봉하는 구조로 되어있다. 따라서 구조상 각각의 센서는 유지보수가 어렵다는 것을 알 수 있다.

도 2 내지 도 5는 이러한 선배열 센서의 조립공정을 도시한 것이다.

우선 도 2와 같이 배열의 구성 요소들(지지구조, 신호증폭기 및 하이드로폰 등)이 장착되는 인장부재(2)를 제작하는 배열의 길이에 맞게 절단하고, 양단에 예비장력(T)을 가하여 운용시 발생할 수 있는 변형을 미리 발생시킨 후 신호전송을 위한 내부배선(6)을 포설한다.

그런 다음, 도 3과 같이 인장으로 변형이 발생한 인장부재(2)에 지지구조(3), 하이드로폰(4) 및 신호증폭기(5)를 배열 간격으로 고정하고, 내부배선(6)과 신호증폭기(5)의 출력을 연결한다. 이 단계에서도 외부인장력은 유지해야 한다

그리고, 도 4에서 참조되는 바와 같이, 배열 조립체를 우레탄 혹은 내환경성 재질로 된 호스(1) 내에 삽입한다. 이때 외부인장이 유지되어야 하며 삽입 후에는 호스(1)와 배열 양단 수밀 구조(8)와의 견고한 결합이 필요하다.

호스와 수밀 구조가 결합된 후 도 5에서와 같이 호스(1) 내의 잔여공간에 기포나 작업 잔여물이 조내하지 않도록 주의하며 절연유(7)를 충진 한 후에 예비장력을 해체한다.

그러나, 이러한 구조로 제작되는 기존의 하이드로폰 어셈블리는 내부 개별채널의 수리가 곤란하거나 장시간 사용으로 호스 및 수밀 구조의 내구성이 저하되는 경우, 전체 선배열 자체를 사용하지 못하는 경우가 종종 발생하게 된다.

그런데, 기존의 선배열은 배열을 구성하는 개별 수신 하이드로폰 유지보수를 위해 전체 배열을 해체하거나 신규로 제작할 수밖에 없는 구조이기 때문에 막대한 시간적 경제적 비용이 발생한다. 구조상 개별 하이드로폰의 유지보수가 곤란하다는 것은 명백히 인지가 가능할 것이다.

이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

한국공개특허공보 제10-2016-0000285호 일본공개특허공보 제2011-229268호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 다수의 하이드로폰이 배열된 어셈블리에서도 각 하이드로폰을 개별적으로 유지보수 가능하게 하기 위한 하이드로폰 어셈블리 및 그것의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 관점에 의한 하이드로폰 어셈블리는, 수중에서 발생하는 음향을 감지하기 위한 하이드로폰과 하이드로폰이 감지한 음향 신호를 전송하기 위한 신호전송부가 결합된 복수의 단위체가 서로 간격을 두고 배열케이블에 장착된 것을 특징으로 한다.

상기 하이드로폰과 상기 신호전송부는 상기 배열케이블에 장착된 상태로 탈착 가능한 것을 특징으로 한다.

더욱 상세하게는, 상기 하이드로폰은, 외관을 형성하는 하이드로폰 하우징, 상기 배열케이블에 장착되는 하이드로폰 지지체, 상기 하이드로폰 지지체에 결합되는 압전체, 상기 하이드로폰 지지체에 결합되며, 수신된 음향을 증폭시키기 위한 신호증폭기 및 상기 신호증폭기에 의해 증폭된 신호를 전달하기 위한 하이드로폰 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 신호전송부는, 외관을 형성하는 신호전송부 하우징, 상기 배열케이블에 장착되는 신호전송부 지지체, 상기 하이드로폰과 연결되어 신호를 전달받기 위한 신호전송부 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

다음으로, 본 발명의 일 관점에 의한 하이드로폰 어셈블리 제조방법는, 배열케이블에 신호전송부 지지체를 부착하고, 상기 신호전송부 지지체에 신호전송부 커넥터를 장착하는 단계, 상기 신호전송부의 하우징을 형성하기 위한 신호전송부 성형틀을 상기 신호전송부 지지체 외측에 장착하는 단계 및 상기 신호전송부 성형틀의 내부에 충진 물질을 주입하는 단계를 포함한다.

그리고, 상기 배열케이블에 하이드로폰 지지체를 부착하고, 상기 하이드로폰 지지체에 하이드로폰 커넥터 및 신호증폭기를 장착하는 단계, 상기 하이드로폰 지지체에 압전체를 고정하는 단계, 상기 하이드로폰의 하우징을 형성하기 위한 하이드로폰 성형틀을 상기 하이드로폰 지지체 외측에 장착하는 단계 및 상기 하이드로폰 성형틀의 내부에 충진 물질을 주입하는 단계를 더 포함할 수 있다.

나아가, 상기 신호전송부 성형틀을 제거하는 단계, 상기 하이드로폰 성형틀을 제거하는 단계 및 상기 신호전송부와 상기 하이드로폰을 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 하이드로폰과 상기 신호전송부는 상기 배열케이블에 장착된 상태로 탈착 가능한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 일 관점에 의한 하이드로폰 어셈블리 제조방법는, 수중에서 발생하는 음향을 감지하기 위한 하이드로폰과 하이드로폰이 감지한 음향 신호를 전송하기 위한 신호전송부를 배열케이블 상에서 별도 제작하고, 하나의 하이드로폰과 하나의 신호전송부를 결합하며, 결합된 복수의 단위체를 서로 간격을 두고 상기 배열케이블에 배열하여 장착하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 하이드로폰 어셈블리 및 그것의 제조방법에 의하면, 다수의 하이드로폰이 배열된 어셈블리에서 각각의 하이드로폰을 신호전송부와 분리시켜 개별적으로 유지보수가 가능하게 한다.

그러므로, 유지보수에 필요한 시간 및 비용을 절약할 수 있고 작업 환경을 개선할 수 있다.

도 1은 기존의 하이드로폰 어셈블리를 도시한 것이다.
도 2 내지 도 5는 기존의 하이드로폰 어셈블리의 제조방법을 도시한 것이다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 의한 하이드로폰 어셈블리를 도시한 것이다.
도 8 내지 도 12는 본 발명에 의한 하이드로폰 어셈블리의 제조방법을 도시한 것이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 기술이나 반복적인 설명은 그 설명을 줄이거나 생략하기로 한다.

도 6 및 도 7은 본 발명에 의한 하이드로폰 어셈블리를 도시한 것이다.

이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 하이드로폰 어셈블리를 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 하이드로폰 어셈블리는 배열케이블(30) 상에 하이드로폰과 신호전송부가 결합된 단위를 원하는 위치에 각각 배열시킴으로써 종래에 하나의 수밀구조 내에 복수의 하이드로폰이 배열되는 구조와 달리 각각의 하이드로폰에 대해서 교체 및 수리 등의 유지보수가 가능하게 한다.

그래서, 각 하이드로폰 또는 신호전송부의 보수 필요시 전체에 대한 보수 필요 없이 현장에서 해당 구성에 대해서만 교체 및 수리가 가능하게 한다.

이는 도 7에서 참조되는 바와 같이, 본 발명의 하이드로폰 어셈블리의 하나의 단위는 하이드로폰(10)과 신호전송부(20)가 결합된 단위이고, 하나의 단위에서 하이드로폰(10)과 신호전송부(20)는 분리 및 결합이 가능하도록 제조함으로써 해결한다.

또한, 배열 케이블(30)은 교체 없이 그대로 유지 가능하게 한다.

그리고, 배열을 운용하는 환경이 열악하기 때문에 개별 하이드로폰을 보호하는 보호구(40)를 채용하여 제품의 성능과 내구성을 향상시킬 수 있게 하고, 보호구(40)는 장착 및 탈착이 용이하게 상하 부분으로 구분되어 결합된다.

본 발명의 일 실시예에 의한 하이드로폰 어셈블리의 제조방법 또한 하이드로폰(10)과 신호전송부(20)를 배열 케이블(30) 상에서 직접 각각 성형하는 방식을 취함으로써 제조 효율을 고취시키고 부분 보수를 가능하게 한다.

도 8 내지 도 12는 본 발명에 의한 하이드로폰 어셈블리의 제조방법을 도시한 것으로서, 이를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 하이드로폰 어셈블리의 제조방법을 순차적으로 설명하기로 한다.

1. 신호전송부 제작(도 8)

배열케이블(30)에 신호전송부 커넥터(22)를 장작한 신호전송부 지지체(21)를 부착한다. 이때 배열케이블(30) 내의 특정 전선과 신호전송부 커넥터(22)를 전기적으로 연결하여야 한다.

2. 신호전송부 성형(도 9)

신호전송부 성형을 위한 신호전송부 성형틀(23)을 장착하고 내부에 우레탄 혹은 고무성형물을 주입하고 경화 후 신호전송부 성형틀(23)을 제거한다.

3. 하이드로폰 조립(도 10, 도 11)

배열케이블(30)에 하이드로폰 지지체(11), 하이드로폰 커넥터(13) 및 신호증폭기(12)를 고정시킨다.

그리고, 반쪽 실린더 형태로 제작한 압전체(14)를 하이드로폰 지지체(11)에 접착제를 사용하여 고정한다.

4. 하이드로폰 성형(도 12)

하이드로폰 성형을 위한 하이드로폰 성형틀(15)을 장착하고 내부에 우레탄 혹은 고무성형물을 주입하고 경화 후 하이드로폰 성형틀(15)을 제거한다.

이상과 같이 하이드로폰과 신호전송부를 별도 제작하여 양 자간의 커넥터를 연결하고, 하우징을 서로 결합시키는 것에 의해 하나의 유닛을 제작할 수 있고, 보수 필요시 해당 하이드로폰과 신호전송부를 분리하여 교체 및 수리를 가능하게 한다.

하나의 유닛에 대해서 설명하였으며, 배열하는 수만큼 반복 작업하여 다수의 하이드로폰 유닛을 조립할 수 있으며, 또한 다수의 성형틀을 사용하여 동시에 다수의 채널을 조립할 수 있다.

이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

10 :하이드로폰
11 : 하이드로폰 지지체
12 : 신호증폭기
13 : 하이드로폰 커넥터
14 : 압전체
15 : 하이드로폰 성형틀
16 : 하이드로폰 하우징
20 : 신호전송부
21 : 신호전송부 지지체
22 : 신호전송부 커넥터
23 : 신호전송부 성형틀
24 : 신호전송부 하우징
30 : 배열케이블
40 : 보호구

Claims (9)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 배열케이블에 신호전송부 지지체를 부착하고, 상기 신호전송부 지지체에 신호전송부 커넥터를 장착하는 단계;
   신호전송부 하우징을 형성하기 위한 신호전송부 성형틀을 상기 신호전송부 지지체 외측에 장착하는 단계; 및
   상기 신호전송부 성형틀의 내부에 충진 물질을 주입하는 단계를 포함하는,
   하이드로폰 어셈블리 제조방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 배열케이블에 하이드로폰 지지체를 부착하고, 상기 하이드로폰 지지체에 하이드로폰 커넥터 및 신호증폭기를 장착하는 단계;
   상기 하이드로폰 지지체에 압전체를 고정하는 단계;
   하이드로폰 하우징을 형성하기 위한 하이드로폰 성형틀을 상기 하이드로폰 지지체 외측에 장착하는 단계; 및
   상기 하이드로폰 성형틀의 내부에 충진 물질을 주입하는 단계를 더 포함하는,
   하이드로폰 어셈블리 제조방법.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 신호전송부 성형틀을 제거하는 단계;
   상기 하이드로폰 성형틀을 제거하는 단계; 및
   상기 신호전송부와 상기 하이드로폰을 결합하는 단계를 더 포함하는,
   하이드로폰 어셈블리 제조방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 하이드로폰과 상기 신호전송부는 상기 배열케이블에 장착된 상태로 탈착 가능한 것을 특징으로 하는,
   하이드로폰 어셈블리 제조방법.
9. 수중에서 발생하는 음향을 감지하기 위한 하이드로폰과 하이드로폰이 감지한 음향 신호를 전송하기 위한 신호전송부를 배열케이블 상에서 별도 제작하고, 하나의 하이드로폰과 하나의 신호전송부를 결합하며, 결합된 복수의 단위체를 서로 간격을 두고 상기 배열케이블에 배열하여 장착하는 것을 특징으로 하는,
   하이드로폰 어셈블리 제조방법.

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