KR102219633B1 - 음향센서 보정장치 - Google Patents

Abstract

음향센서 보정장치가 개시된다. 본 발명의 음향센서 보정장치는, 외부 환경으로부터 차폐된 상태로 선박이 계류되는 도크; 계류된 상기 선박의 하부에 설치된 음향센서부의 감도를 보정하기 위해 상기 도크 내측에 구비된 센서보정부재; 상기 센서보정부재와 결합되어 상기 센서보정부재를 제1 방향으로 왕복시키는 제1 이동부; 상기 제1 이동부에 연동하여 상기 센서보정부재를 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 왕복시키는 제2 이동부; 및 상기 센서보정부재가 상기 음향센서부의 연직방향에 놓이도록 상기 제1, 2 이동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 외부 환경으로부터 차폐된 상태로 선박이 계류되는 부유식 도크 내부에 선박의 하부에 설치된 음향센서부의 감도를 보정하기 위한 센서보정부재가 좌우, 전후는 물론, 상하로 이동 가능한 레일과 모터를 설치함으로써, 음향센서의 보정이 용이한 효과를 제공할 수 있게 된다. 특히, 외부 환경(유속, 조류 등)과 차단시켜 도크 내에서 음향센서의 보정을 위한 안정적인 환경이 조성되는 효과를 제공할 수 있게 된다.

Description

음향센서 보정장치{APPARATUS FOR ADJUSTING OF ACOUSTIC SENSOR}

본 발명은 음향센서 보정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 외부 환경으로부터 차폐된 상태로 선박이 계류되는 도크 내에 구비된 센서보정부재가 상하, 좌우, 및 전후로 이동하여 선박 하부에 설치된 음향센서의 감도를 보정하는 음향센서 보정장치에 관한 것이다.

수산자원이 미래 자원으로써의 가치가 대두되면서 자국 영해 또는 공해상에 서식하는 중요 해양 생물의 자원량을 정확히 파악하기 위해 어군탐지기와 같은 음향센서가 장착된 선박이 활용되어 왔다. 즉, 지상에서 사용되는 전자기파는 물속에서 감쇠가 크게 발생하기 때문에 상대적으로 전달 손실이 작고, 전달 속도가 빠른 음파가 수중통신 및 탐지에 활용되는 것이다.

선박에 설치된 분할 빔(split-beam) 방식을 사용하는 송수파기로부터 발산된 음파가 수중의 어군이나 해저에 부딪혀 다시 송수파기로 돌아오는 반향음을 음향센서로 측정하여 어군의 위치나 그 크기 및 밀도뿐만 아니라 해저까지의 거리나 해저 지반 상태와 같은 각종 정보를 얻을 수 있게 된다.

정확한 생물 자원량 산출을 위해서는, 어군탐지기의 작동에 있어 가장 중요한 측정부품인 음향센서의 보정이 반드시 선행되어야 한다.

이와 관련하여, 대한민국 등록특허공보 제0977445호(등록일: 2010.08.17.)에는, 조사선박용 과학어군탐지기의 음향센서 교정장치가 개시되어 있다. 이는, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 선박(5)의 하부에서 교정구(3)를 이동시켜 과학어군탐지기용 스플릿빔 방식의 음향센서(2) 감도를 교정시키도록 한 교정장치로, 상기 교정장치(10)는, 교정구(3) 이동용 와이어(4)가 감겨진 스풀(15)을 스테핑모터(14)에 의하여 회전시키는 스풀구동기(11)와, 상기 스풀(15)로부터 풀려나와서 교정구(3)와 연결되는 와이어(4)를 선박(5)의 난간측에서 가이드하는 가이드롤러(13)를 포함하여서 이루어지며, 상기 스풀구동기(11)는 선박(5)의 갑판에서 구동기장착판(12)의 상부면을 따라 3개 내지 4개가 삼각 또는 사각 형태로 배치되어 설치되고, 상기 가이드롤러(13)는 각각의 스풀구동기(11)에 장착된 스풀(15)과 마주보는 위치에서 선박(5)의 양측 난간에 분산 설치되는 것이다.

또한, 대한민국 등록특허공보 제1303734호(등록일: 2013.08.29.)에는, 음향센서 교정장치가 개시되어 있다. 이는, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 선박(10) 상에 고정되는 메인프레임(110); 및 상기 선박(10)의 하부에 배치된 음향센서의 감도 교정용 교정구와 연결된 와이어가 감기도록 상기 메인프레임(110)에 제공되며, 상기 와이어의 권출 및 권취 시 상기 와이어의 엉킴을 차단하도록 구성되는 교정구 이동수단;을 포함하여 이루어지는 것이다.

그러나, 상술한 종래기술들은 음향센서 보정장치가 선박 자체에 설치되는 것으로, 외부 환경, 즉, 음향센서의 성능에 영향을 미치는 외부 변수들, 가령, 해류나 조류, 위치에 따라 일정하지 않은 염분수치나 수온 등에 의해 민감한 음향센서 보정 값의 오차를 최소화하기 어려운 문제가 있다.

또한, 도 1의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 음향센서를 사용하는 선박들의 구조가 모두 다르기 때문에 각각의 선박에 설치가 쉽지 않은 문제가 있다.

따라서, 시공간에 따라 환경변화가 큰 해상상태 및 전문인력 유무와 무관함은 물론, 설치 및 작동이 용이하고, 외부 환경 요인을 차단시켜 안정적인 환경에서 음향센서를 보정할 수 있는 기술이 요구되고 있다.

대한민국 등록특허공보 제0977445호(등록일: 2010.08.17.) 대한민국 등록특허공보 제1303734호(등록일: 2013.08.29.)

본 발명의 목적은, 어느 해역에서도 선박이 항시 정박할 수 있는 부유식 또는 건식 해상 도크 내부에, 외부 환경이 차단된 상태에서 안정적으로 선박에 설치된 음향센서를 최적화하여 어군탐지기로부터 측정된 데이터의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 음향센서 교정장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 외부 환경으로부터 차폐된 상태로 선박이 계류되는 도크; 계류된 상기 선박의 하부에 설치된 음향센서부의 감도를 보정하기 위해 상기 도크 내측에 구비된 센서보정부재; 상기 센서보정부재와 결합되어 상기 센서보정부재를 제1 방향으로 왕복시키는 제1 이동부; 상기 제1 이동부에 연동하여 상기 센서보정부재를 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 왕복시키는 제2 이동부; 및 상기 센서보정부재가 상기 음향센서부의 연직방향에 놓이도록 상기 제1, 2 이동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향센서 보정장치에 의하여 달성된다.

상기 제1 이동부는, 상기 제1 방향을 따라 형성된 끈부재와, 상기 끈부재의 일측에 고정된 상기 센서보정부재가 이동하도록 상기 끈부재의 양단에 각각 구비된 권취부재와, 상기 권취부재를 회전시키는 회전 구동부를 포함하고, 상기 제2 이동부는, 상기 제2 방향을 따라 나란하게 배치된 한 쌍의 제2 레일과, 상기 권취부재에 각각 결합되고 상기 제2 레일을 따라 이동하는 제2 슬라이더를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 음향센서 보정장치는, 상기 제2 이동부에 연동하여 상기 센서보정부재를 상기 제1, 2 방향에 의해 정의되는 평면에 직교한 방향인 제3 방향으로 왕복시키는 제3 이동부를 더 구비하고, 상기 제3 이동부는, 상기 제2 레일의 양단부에서 상기 제3 방향을 따라 나란하게 배치된 한 쌍의 제3 레일과, 상기 제2 레일의 양단부와 결합되어 상기 제3 레일을 따라 이동하는 제3 슬라이더를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 제1 이동부는, 상기 제1 방향을 따라 형성된 제1 레일과, 상기 센서보정부재와 결합되어 상기 제1 레일을 따라 이동하는 제1 슬라이더를 포함하고, 상기 제2 이동부는, 상기 제2 방향을 따라 형성된 제2 레일과, 상기 제1 레일과 연결되어 상기 제2 레일을 따라 이동하는 제2 슬라이더를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 제1, 2 이동부는, 상기 음향센서부의 감도 보정 시, 상기 센서보정부재의 고유 반향음이 간섭되지 않도록 합성수지재로 이루어질 수 있다.

상기 제어부는, 상기 선박의 GPS장치로부터 상기 음향센서부의 위치정보를 획득하여 상기 제1, 2 이동부를 움직이도록 제1, 2구동부를 제어할 수 있다.

상기 센서보정부재는, 구리로 된 구체로 이루어질 수 있다.

상기 도크는, 계류된 상기 선박의 유동을 방지하기 위한 쌍고정부를 더 포함하며, 상기 쌍고정부는, 상기 선박의 외측벽을 지지하기 위해 상기 도크의 양측에서 선택적으로 돌출되도록 이루어질 수 있다.

상기 음향센서 보정장치는, 상기 제2 이동부에 연동하여 상기 센서보정부재를 상기 제1, 2 방향에 의해 정의되는 평면에 직교한 방향인 제3 방향으로 왕복시키는 제3 이동부를 더 구비하고, 상기 제3 이동부는, 상기 제3 방향을 따라 형성되고 상기 제2 슬라이더와 결합되는 제3 레일과, 상기 제1 레일과 결합되어 상기 제3 레일을 따라 이동하는 제3 슬라이더를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 제1 이동부는, 상기 제1 방향을 따라 폐곡선으로 형성된 끈부재와, 상기 끈부재의 일측에 고정된 상기 센서보정부재가 이동하도록 상기 끈부재의 양단에 각각 구비된 풀리부재와 상기 풀리부재를 회전시키는 회전 구동부를 포함하고, 상기 제2 이동부는, 상기 제2 방향을 따라 형성되고 나란하게 배치된 제2 레일 쌍과, 상기 풀리부재에 각각 결합되고 상기 제2 레일을 따라 이동하는 제2 슬라이더를 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명에 의하면, 외부 환경으로부터 차폐된 상태로 선박이 계류되는 도크 내부에, 선박의 하부에 설치된 음향센서부의 감도를 보정하기 위한 센서보정부재가 좌우, 전후는 물론, 상하로 이동 가능한 제1, 2, 3 이동부에 의해 이동함으로써, 음향센서부의 보정이 용이한 효과를 제공할 수 있게 된다.

특히, 도크 내에서 외부 환경(유속, 조류 등)과 차단시켜 음향센서부의 보정을 위한 안정적인 환경이 조성되는 효과를 제공할 수 있게 된다.

또한, 좌우, 전후, 즉, 2축으로만 구동하는 센서보정부재가 구비되어도, 도크는 외부 해수의 유출입이 가능하기 때문에 도크 내 수위를 조절하여 센서보정부재와 음향센서부의 거리를 조정하는 효과를 제공할 수 있게 된다.

또한, 선박의 크기와 그에 따른 음향센서의 설치 위치가 각각 다르지만, 제어부에서는 선박의 GPS장치와 선박의 설계도상 (음향센서의 설치) 위치정보를 기반으로 산출한 값으로, 제1, 2, 3 이동부를 원격으로 구동시켜 센서보정부재의 위치를 조정하는 효과를 제공할 수 있게 된다.

또한, 센서보정부재를 얇은 끈부재로 매듭 고정함으로써, 음향센서부의 감도 보정 시, 다른 구성들에 의해 센서보정부재의 고유 반향음이 간섭되지 않도록 하는 효과를 제공할 수 있게 된다.

또한, 제1, 2, 3 이동부가 합성수지재로 형성됨으로써, 센서보정부재가 음향센서에 인접하여 감도 보정 시, 센서보정부재의 고유 반향음이 간섭되지 않도록 하는 효과를 제공할 수 있게 된다.

또한, 도크의 양측에서 선택적으로 돌출되는 쌍고정부를 포함함으로써, 도크 내 선박의 유동이 방지되는 효과를 제공할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1의 (a) 및 (b)는 종래 기술을 나타내는 도,
도 2는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향센서 보정장치를 나타내는 사시도,
도 3의 (a) 및 (b)는 도 2에 따른 음향센서 보정장치가 수위 조절에 의한 작동상태를 나타내는 도,
도 4의 (a) 내지 (c)는 도 2에 따른 음향센서 보정장치의 3축 구동의 예를 나타내는 개략도,
도 5의 (a) 내지 (c)는 도 2에 따른 음향센서 보정장치의 쌍고정부의 작동상태를 단계별로 나타내는 도,
도 6는 도 2에 따른 음향센서 보정장치를 제어하는 제어부의 블록도,
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향센서 보정장치를 나타내는 사시도, 및
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 음향센서 보정장치를 나타내는 평면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

도 1의 (a) 및 (b)는 종래 기술을 나타내는 도이고, 도 2는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향센서 보정장치를 나타내는 사시도이며, 도 3의 (a) 및 (b)는 도 2에 따른 음향센서 보정장치가 수위 조절에 의한 작동상태를 나타내는 도이다. 또한, 도 4의 (a) 내지 (c)는 도 2에 따른 음향센서 보정장치의 3축 구동의 예를 나타내는 개략도이고, 도 5의 (a) 내지 (c)는 도 2에 따른 음향센서 보정장치의 쌍고정부의 작동상태를 단계별로 나타내는 도이며, 도 6는 도 2에 따른 음향센서 보정장치를 제어하는 제어부의 블록도이다. 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향센서 보정장치를 나타내는 사시도이고, 도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 음향센서 보정장치를 나타내는 평면도이다.

도면에 나타낸 X, Y, Z축은, 권리의 한정의 용도가 아닌 설명의 편의를 위해서 임의로 정한 것으로, X축이 전(앞, 화살표 쪽), 후(뒤)방향을 지시하고, Y축은 좌, 우방향(화살표 쪽)을 지시하며, Z축은 상(위, 화살표 쪽), 하(아래)방향을 지시하는 것으로 정의하고, 본 발명에서는, X축은 제1 방향, Y축은 제2 방향, Z축은 제3 방향으로, 혼용하여 사용하기로 한다. 이하에서 설명되는 각 방향은 이와 다르게 특별히 한정하는 경우를 제외하고, 이에 기초한 것이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 음향센서 보정장치(1)는, 외부 환경으로부터 차폐된 상태로 선박(10)이 계류되는 도크(400) 내에 구비된 센서보정부재(100)가 전후, 좌우, 및 상하로 이동하여 선박(10) 하부에 설치된 음향센서부(20)의 연직방향에 센서보정부재(100)가 위치하게 하여 음향센서부(20)의 감도를 보정하도록 하기 위해 안출된 발명이다.

여기서 음향센서부(20)는, 통상 선박(10)의 선체 바닥면에 설치되며, 수십 개의 진동소자로 이루어져 송수파기의 내측에 평면 형태로 배치됨으로서 수중물체에 부딪혀 돌아오는 반향음을 각각의 진동소자가 빔내의 위상각으로 해당 위치를 측정하게 되는 일반적인 것이다.

센서보정부재(100)는, 계류된 선박(10)의 하부에 설치된 음향센서부(20)의 감도를 보정하기 위해 도크(400) 내측에 구비하는 것으로, 구리로 만들어진 구체로 이루어질 수 있다.

이러한 센서보정부재(100)는, 선박(10)을 출항시키기 전, 즉, 어군탐지기를 가동시키기 전에 음향센서부(20)를 이루는 각 진동소자의 감도를 미리 측정하여 적절한 값으로 보정하게 되는데, 음향센서부(20)의 감도측정 및 보정수단으로 사용된다.

음향센서부(20)로부터 어떠한 주파수 영역대의 음파가 발산되더라도 항상 일정한 반향음(고유 반향음)이 음향센서부(20)로 수렴되기 때문에, 센서보정부재(100)를 음향센서부(20)를 이루는 각각의 진동소자에 인접하게 위치하게 하여, 각각의 진동소자가 센서보정부재(100)로부터 받아들인 반향음의 값을 측정한다. 각각의 진동소자가 받아들인 반향음의 값(α)을 센서보정부재(100)가 가지는 고유값(β)과 비교하게 되면, 해당 진동소자가 반응에 민감(α=β)한지 또는 둔감(α≠β)한지의 여부를 알 수 있으므로, 이를 기반으로 음향센서부(20)를 보정할 수 있게 된다.

상술한 음향센서부(20)와 이를 보정하는 데에 사용되는 센서보정부재(100)의 상호 작동 관계는, 당업자 수준에서 손쉽게 이루어질 수 있는바, 이에 대한 더 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

제1 이동부(200)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 방향을 따라 형성된 끈부재(280)와, 끈부재(280)의 일측에 고정된 센서보정부재(100)가 이동하도록 끈부재(280)의 양단에 각각 구비된 권취부재(250)와, 권취부재(250)를 회전시키는 회전 구동부(미도시)를 포함하여 이루어질 수 있다.

끈부재(280)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 직경이 약 1mm인 낚싯줄, 즉 합성수지재로 이루어져 센서보정부재(100)의 일측에 형성된 관통공에 매듭된 상태로 센서보정부재(100)를 고정할 수 있다.

또한, 도시되지는 않았지만, 끈부재(280)가 센서보정부재(100)의 가운데를 관통하여 센서보정부재(100)를 고정시킬 수도 있다. 이는, 음향센서부(20)와 센서보정부재(100)가 보정 중에 있을 때, 센서보정부재(100)의 고유 반향음에 영향을 줄 수 있는 요인(센서보정부재(100)를 제외한 구성에 의한 고유 반향음 간섭 등)을 차단하기 위함이다.

권취부재(250)는, 이렇게 끈부재(280)의 어느 한 지점에 고정된 센서보정부재(100)가 제1 방향으로 왕복이동 가능케 하기 위해 구비된 것으로, 어느 한 쪽의 권취부재(250)가 끈부재를(280)를 감는 작동을 한다면, 다른 한 쪽은 끈부재(280)를 푸는 작동을 하게 된다.

제2 이동부(300)는, 제2 방향을 따라 나란하게 배치된 한 쌍의 제2 레일(320)과, 권취부재(250)에 각각 결합되고 제2 레일(320)을 따라 이동하는 제2 슬라이더(340)를 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 제2 레일(320)과 이에 체결되는 제2 슬라이더(340)는, 도 2의 확대된 도에 도시된 바와 같이, 제2 레일(320)의 단면이 사각형이고 양측면에 홈이 형성될 수 있다. 그 홈에 대응되는 돌기를 갖는 제2 슬라이더(340)에 의해 슬라이드 이동 가능할 수도 있지만, 반대로, 제2 레일(320)은 홈의 형태로 이루어지고 제2 슬라이더(340)는 슬라이드 이동 가능하되 이 홈에 이탈이 방지되는 돌기 형태로 이루어질 수도 있다. 상술한 구조는 일예일 뿐이므로 제2 레일(320)과 제2 슬라이더(340) 간의 슬라이드 작동 구조는 다양하게 변형 가능하다.

제3 이동부(500)는, 제2 이동부(300)에 연동하여 센서보정부재(100)를 제1, 2 방향에 의해 정의되는 평면에 직교한 방향인 제3 방향으로 왕복시키는 것으로, 하나의 제2 레일(320)의 양단부에서 제3 방향을 따라 나란하게 배치된 한 쌍의 제3 레일(520)과, 제2 레일(320)의 양단부와 결합되어 제3 레일(520)을 따라 이동하는 제3 슬라이더(540)를 포함하여 이루어진다.

이때, 센서보정부재(100)를 제3 방향으로 왕복 이동 시킬 수 있는 다른 수단으로, 도크(400) 내 수위를 조절할 수도 있다.

다시 말하면, 도크(400) 바닥면에 의해 센서보정부재(100)의 고유 반향음이 간섭되지 않도록, 센서보정부재(100)가 도크(400) 바닥면과 일정 길이 이격된 상태에서, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 음향센서부(20)와 센서보정부재(100)의 거리 'L'은, 도크(400) 내 수위를 조절함으로써, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 음향센서부(20)와 센서보정부재(100)가 서로 인접한 최적의 거리 'L''을 갖도록 해준다. 제3 방향으로 센서보정부재(100)의 위치조정은, 제3 이동부(500)에 의해서만 가능할 수도 있고, 수위조절만으로도 가능할 수 있으며, 둘의 혼합으로도 가능할 수 있게 된다.

이러한 제1, 2, 3 이동부(200, 300, 500)를 움직이기 위해 후술할 제어부는, 제1, 2 구동부(미도시) 및 회전 구동부(미도시)를 작동하게 된다.제1, 2 구동부(미도시)는, 랙 앤 피니언기어의 조합, 유압모터, 공압실린더 장치 등 선형운동을 가능케 하고, 회전 구동부(미도시)는, 회전 모터 등 회전운동을 가능케 하는 구동수단이라면, 특별한 한정은 없다. 다만, 수중에서 사용 가능하여야 한다.

또한, 제1, 2, 3 이동부(200, 300, 500)의 이동에 따른 센서보정부재(100)의 위치 조정 및 선정은, 선박(10)의 기 설치된 GPS장치로부터 수신된 선박(10)의 위치정보와 선박 설계도상 음향센서의 설치 위치정보에 기반하여 제어부를 통해 산출된 음향센서부(20)의 평면적 좌표 위치에 의해 결정될 수 있고, 이에 따라, 센서보정부재(100)의 정확한 위치 이동이 가능하게 된다.

도크(400)(dock)는, 계류된 선박(10)의 외부 환경요인을 차단하는 것으로, 단면이 凹자 형태이고, 선박(10)이 도크(400) 내로 들어오면 도크(400) 내를 폐쇄할 수 있도록 도크 수문(440)이 일측면에 형성될 수 있다. (도 5 참조)

쌍고정부(420)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 계류된 선박(10)의 엔진이 정지된다고 해도 다른 외부 요인(바람 등)에 의해 선박(10)의 유동 가능성을 줄이기 위한 것으로, 선박(10)의 외측벽을 지지하기 위해 도크(400)의 양측에서 선택적으로 돌출되도록 이루어질 수 있다.

이러한 쌍고정부(420)의 자유단은, 실리콘이나 고무 등과 같은 신축성 있는 재질로 이루어진 완충부재(422)가 마련되어 선박(10)의 외측벽을 지지 시, 선체에 훼손이 없도록 이루어질 수 있다.

도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 도크 수문(440)이 열리고 도크(400) 내로 선박(10)이 들어가면, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 도크 수문(440)이 닫히고 선박(10)의 엔진은 꺼지며, 외부 (수중) 환경 요인이 차단된 상태에서 센서보정부재(100)의 위치를 선정하기 위해 제1, 2 이동부(200, 300)가 이동한다. 그리고 수위가 조절되거나 제3 이동부(500)가 이동한다. 이때, 도크(400) 내 수위를 조절하는 수단으로는, 통상의 펌프가 사용될 수 있다.

그 후에, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 제어부에 의해 구동하는 쌍고정부(420)가 선체의 외벽을 지지하게 된다.

이로써, 수중에 의한 외부 환경 요인은 물론, 공중에 의한 외부 환경 요인도 차단되어 음향센서부(20)의 보정을 위한 안정적인 환경이 조성된다.제어부는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1, 2, 3 이동부(200, 300, 500) 등과 전기적으로 연결된 상태에서 전원공급장치를 통해 각 구성에 전원을 인가하여 그 작동을 제어하는 한편, 각 장치에서 측정된 데이터를 전송받아 처리하게 된다.

이러한 제어부(220)의 일련의 연산 및 데이터 처리 알고리즘은, 당업자 수준에서 다양한 방식 및 형태로 손쉽게 이루어질 수 있는바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 음향센서 보정장치(1)의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 두 쌍의 제3 레일(520)은 도크(400) 내 양측벽에 고정되어 있고, 제3 레일(520)에 체결되어 제3 방향으로 왕복 슬라이드 이동 가능한 제3 슬라이더(540)에 제2 방향으로 긴 한 쌍의 제2 레일(320)이 결합된다. 이러한 제2 레일(320)은, 제3 방향에 직교한 형태로 제3 방향으로 왕복운동 할 수 있게 된다.

제2 레일(320)에는, 제2 방향으로 왕복 슬라이드 이동 가능한 제2 슬라이더(340)가 체결되고, 이러한 제2 슬라이더(340)의 일측에는 권취부재(250)가 각각 결합된다.

끈부재(280)가 각각의 권취부재(250)에 의해 권취 가능하게 되고, 끈부재(280)의 일측에는 센서보정부재(100)가 결합된다. 즉, 센서보정부재(100)는, 권취부재(250)의 작동에 의해 끈부재(280)의 고정된 한 지점에서 제1 방향으로 왕복운동 할 수 있게 된다.

또한, 센서보정부재(100)는, 음향센서부(20)의 발산 주파수에 따라 크기와 재질을 달리할 수 있다. 즉, 필요에 따라 교환이 용이하다.

이로써, X축, Y축 및 Z축으로, 제1, 2, 3 이동부(200, 300, 500)를 3축 구동하여 선박(10)에 설치된 음향센서부(20)와 센서보정부재(100)의 거리를 조정할 수 있게 된다. (도 4의 (a) 참조)

전술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향센서 보정장치(1)는, 외부 환경으로부터 차폐된 상태로 선박(10)이 계류되는 도크(400) 내부에, 선박(10)의 하부에 설치된 음향센서부(20)의 감도를 보정하기 위한 센서보정부재(100)가 좌우, 전후는 물론, 상하로 이동 가능한 끈부재(280), 제1, 2, 3 이동부(200, 300, 500)에 의해 이동함으로써, 음향센서부(20)의 보정이 용이할 수 있다.

특히, 도크(400) 내에서 외부 환경(유속, 조류 등)과 차단시켜 음향센서부(20)의 보정을 위한 안정적인 환경이 조성된다.

또한, 선박(10)의 크기와 그에 따른 음향센서부(20)의 설치 위치가 각각 다르지만, 제어부에서는 선박(10)의 GPS장치와 선박(10)의 설계도상 (음향센서부(20)의 설치) 위치정보를 기반으로 산출한 값으로, 제1, 2, 3 이동부(200, 300, 500)를 원격으로 구동시켜 센서보정부재(100)의 위치를 조정할 수 있다.

또한, 센서보정부재(100)를 얇은 끈부재(280)로 매듭 고정함으로써, 음향센서부(20)의 감도 보정 시, 다른 구성들에 의해 센서보정부재(100)의 고유 반향음이 간섭되지 않도록 할 수 있다.

또한, 도크(400)의 양측에서 선택적으로 돌출되는 쌍고정부(420)를 포함함으로써, 바람 등에 따라 도크(400) 내 선박(10)의 유동이 방지될 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 음향센서 보정장치(1)는, 제1 이동부(200)가 제1 레일(220)과 제1 슬라이더(240)로 이루어지는 것과, 제1, 2, 3 이동부(200, 300, 500)의 연동 순서가 다른 점을 제외하고는 전술한 제1 실시예와 같다.

여기서 음향센서 보정장치(1)는, 외부 환경으로부터 차폐된 상태로 선박(10)이 계류되는 도크(400), 계류된 선박(10)의 하부에 설치된 음향센서부(20)의 감도를 보정하기 위해 도크(400) 내측에 구비된 센서보정부재(100), 센서보정부재(100)와 결합되어 센서보정부재(100)를 제1 방향(도면 상, X 축)으로 왕복시키는 제1 이동부(200), 제1 이동부(200)에 연동하여 센서보정부재(100)를 제1 방향에 직교하는 제2 방향(도면 상, Y 축)으로 왕복시키는 제2 이동부(300), 및 센서보정부재(100)가 음향센서부(20)의 연직방향에 놓이도록 제1, 2 이동부(를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어질 수 있다.

제1 이동부(200)는, 제1 방향을 따라 형성된 제1 레일(220)과, 센서보정부재(100)와 결합되어 제1 레일(220)을 따라 이동하는 제1 슬라이더(240)를 포함하여 이루어질 수 있다.

제2 이동부(300)는, 제2 방향을 따라 형성된 제2 레일(320)과, 제1 레일(220)과 '연결'되어 제2 레일(320)을 따라 이동하는 제2 슬라이더(340)를 포함하여 이루어질 수 있다.

이러한 제1, 2 이동부(200, 300)를 움직이기 위해, 후술할 제어부는, 제1, 2 구동부(미도시)를 작동하게 된다.

제1, 2 구동부(미도시)는, 랙 앤 피니언기어의 조합, 유압모터, 공압실린더 장치 등 선형운동을 가능케 하는 구동수단이라면, 특별한 한정은 없다. 다만, 수중에서 사용 가능하여야 한다.

또한, 제1, 2 이동부(200, 300)는, 음향센서부(20)의 감도 보정 시, 센서보정부재(100)의 고유 반향음이 간섭되지 않도록 합성수지재로 이루어질 수 있다.

예컨대, 센서보정부재(100)가 구리재질인 경우, 음향센서부(20)에 인접하여 보정 중에 있을 때, 제1 슬라이더(240)(및/또는 제1 레일(220)) 등이 구리재질과 비슷한 성질을 갖는 금속으로 형성되면, 구리재질인 센서보정부재(100)의 고유 반향음에 영향을 주게 된다. 따라서, 구리재질과 완전 다른 성질의 합성수지재로 제1, 2 이동부(200, 300)로 형성함으로써 음향센서부(20)의 보정 시 오차발생을 줄일 수 있다.

또한, 제1, 2 레일(220, 320)과 이에 각각 체결되는 제1, 2 슬라이더(240, 340)는, 도 2의 확대된 도에 도시된 바와 같이, 제1, 2 레일(220, 320)의 단면이 사각형이고 양측면에 홈이 형성될 수 있다. 그 홈에 대응되는 돌기를 갖는 제1, 2 슬라이더(240, 340)에 의해 슬라이드 이동 가능할 수도 있지만, 반대로, 제1, 2 레일(220, 320)은 홈의 형태로 이루어지고 제1, 2 슬라이더(240, 340)는 슬라이드 이동 가능하되 이 홈에 이탈이 방지되는 돌기 형태로 이루어질 수도 있다. 상술한 구조는 일예일뿐이므로 제1, 2 레일(220, 320)과 제1, 2 슬라이더(240, 340) 간의 슬라이드 작동 구조는 다양하게 변형 가능하다.

비단, 제1 레일(220)과 제1 슬라이더(240)의 폭은, 센서보정부재(100)의 직경보다 1/2 정도 작게 이루어지는 것이 바람직하다. 이는, 센서보정부재(100)가 음향센서부(20)에 인접하여 감도 보정 시, 음향센서부(20)와 센서보정부재(100) 사이의 고유 반향음 전달이 제1 레일(220)이나 제1 슬라이더(240)에 의해 간섭되는 것을 방지하기 위함이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 음향센서 보정장치(1)의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

도 7에 도시된 바와 같이, 제2 레일(320)은 도크(400) 내 바닥면에 고정되어 있고, 제2 레일(320)에 체결되어 제2 방향으로 왕복 슬라이드 이동 가능한 제2 슬라이더(340)에 제1 방향으로 긴 제1 레일(220)이 결합된다. 이러한 제1 레일(220)은, 제2 방향에 직교한 형태로 제2 방향으로 왕복운동 할 수 있게 된다.

제1 레일(220)에는, 제1 방향으로 왕복 슬라이드 이동 가능한 제1 슬라이더(240)가 체결되고, 이러한 제1 슬라이더(240)의 상측으로 센서보정부재(100)가 결합된다. 즉, 센서보정부재(100)는, 제1 슬라이더(240)의 이동에 의해 제1 레일(220) 위에서 제1 방향으로 왕복운동 할 수 있게 된다.

이로써, 2축(제1 방향인 X축과 제2 방향인 Y축)으로 센서보정부재(100)의 위치를 조정할 수 있게 된다.

이때, 음향센서부(20)와 센서보정부재(100)의 거리 'L'은, 도크(400) 내 수위를 조절함으로써, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 음향센서부(20)와 센서보정부재(100)가 서로 인접한 최적의 거리 'L''을 갖도록 해준다. (도 3의 (a) 참조)

따라서, X축, Y축은 제1, 2 이동부(200, 300)에 의해, Z축은 도크(400)내 수위 조절로 인해 3축 구동하여, 선박(10)에 설치된 음향센서부(20)와 센서보정부재(100)의 거리를 조정할 수 있게 된다.

한편, 다른 방법으로 3축(제1 방향인 X축, 제2 방향인 Y축, 및 X축과 Y축에 의해 정의되는 평면에 직교한 제3 방향인 Z축) 구동되어 센서보정부재(100)를 이동하기 위해서는, 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 제1, 2 이동부(200, 300) 사이에 제3 이동부(500)가 더 구비될 수 있다.

제3 이동부(500)는, 제1, 2 이동부(200, 300)에 연동하여, 제1 방향과 제2 방향에 의해 정의되는 평면에 직교한 방향인 제3 방향을 따라 형성되고 제2 슬라이더(340)와 결합되는 제3 레일(미도시)과, 제1 레일(220)과 결합되어 제3 레일을 따라 이동하는 제3 슬라이더(미도시)를 포함하여 이루어질 수 있다.

다시 말하면, 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 제2 이동부(300)가 도크(400)내 바닥면에 제2 방향으로 길게 구비되고, 제2 이동부(300)에 연동하는 제3 이동부(500)가 제3 방향으로 길게 구비됨에 따라 제3 이동부(500)는 도면 상 ② 화살표 방향으로 왕복 이동 가능하게 된다.

또한, 제3 이동부(500)에 연동하는 제1 이동부(200)가 제1 방향으로 길게 구비되어 도면 상 ③ 화살표 방향으로 왕복 이동 가능하게 된다. 또한, 제 3 이동부가 도크(400)의 양측 벽에 인접하게 구비됨으로써, 선박(10)의 하측부와 제1, 3 이동부(200, 500)간의 직접적인 마찰을 방지할 수 있게 된다.

또한, 제1 이동부(200)에 연동하는 센서보정부재(100)가 도면 상 ① 화살표 방향으로 왕복 이동 가능하게 된다.

이로써, 3축으로 센서보정부재(100)의 위치를 조정할 수 있게 된다.

한편, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 이동부(200) 및 센서보정부재(100)의 안정적인 지지를 위해서, 제2, 3 이동부(300, 500)를 나란하게 배치된 쌍으로 구비할 수도 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향센서 보정장치(1)는, 좌우, 전후, 즉, 2축으로만 구동하는 센서보정부재(100)가 구비되어도, 도크(400)는 외부 해수의 유출입이 가능하기 때문에 도크(400) 내 수위를 조절하여 센서보정부재(100)와 음향센서부(20)의 거리를 조정할 수 있다.

또한, 제1, 2 이동부(200, 300)가 합성수지재로 형성됨으로써, 센서보정부재(100)가 음향센서부(20)에 인접하여 감도 보정 시, 센서보정부재(100)의 고유 반향음이 간섭되지 않도록 할 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 음향센서 보정장치(1)는, 제1 이동부(200)가 끈부재(280)와 풀리부재(260)로 이루어지고, 제1, 2, 3 이동부(200, 300, 500)의 연동 순서가 다른 것을 제외하고는 전술한 제1 실시예와 같다.

제1 이동부(200)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 방향을 따라 폐곡선으로 형성된 끈부재(280)와, 끈부재(280)의 일측에 고정된 센서보정부재(100)가 왕복 이동할 수 있도록 끈부재(280)의 양단에 각각 구비된 풀리부재(260)와, 제어부에 의해 풀리부재(260)를 회전시키는 회전구동부(미도시)를 포함하여 이루어질 수 있다.

끈부재(280)는, 수중에 위치하는 바, 장력이 강한 재질로 이루어지고, 직경은 5mm 이하의 것으로 이루어지는 것이 바람직하다.

풀리부재(260)는, 이러한 끈부재(280)의 환형 왕복을 안내하는 수단이다.

제2 이동부(300)는, 제2 방향을 따라 형성되고 나란하게 배치된 제2 레일(320) 쌍과, 풀리부재(260)에 각각 결합되고 제2 레일(320)을 따라 이동하는 제2 슬라이더(340)를 포함하여 이루어질 수 있다.

이렇게 제1 이동부(200)가 끈부재(280)로 이루어짐으로써, 음향센서부(20)의 감도 보정 시, 센서보정부재(100)의 고유 반향음이 간섭될 수 있는 외부요인을 차단할 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 제1 실시예 내지 제3 실시예에 따른 음향센서 보정장치(1)로 인해, 음향센서부(20)의 감도 보정 시, 센서보정부재(100)의 이동 및 위치조정 작업이 보다 더 세밀하고 정확하게 수행되고, 이로 인하여 음향센서부(20)의 보정상태를 최적화시킬 수 있음은 물론, 어군탐지기로부터 측정되는 데이터의 신뢰도 또한 향상시킬 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 음향센서 보정장치(1)는, 본 발명에서 설명되는 기술적 특징을 갖는 것으로서, 형상, 모양, 규격 등이 다양하게 이루어질 수 있음은 물론이고, 상술한 실시예 구성들의 혼합으로 이루어질 수도 있다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1 : 음향센서 보정장치
10 : 선박
20 : 음향센서부
100 : 센서보정부재
200 : 제1 이동부
220 : 제1 레일
240 : 제1 슬라이더
260 : 풀리부재
280 : 끈부재
300 : 제2 이동부
320 : 제2 레일
340 : 제2 슬라이더
400 : 도크
420 : 쌍고정부
422 : 완충부재
440 : 도크 수문
500 : 제3 이동부
520 : 제3 레일
540 : 제3 슬라이더

Claims (10)

1. 외부 환경으로부터 차폐된 상태로 선박이 계류되는 도크;
   계류된 상기 선박의 하부에 설치된 음향센서부의 감도를 보정하기 위해 상기 도크의 내측에 구비된 센서보정부재;
   상기 센서보정부재와 결합되어 상기 센서보정부재를 제1 방향으로 왕복시키는 제1 이동부;
   상기 제1 이동부에 연동하여 상기 센서보정부재를 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 왕복시키는 제2 이동부; 및
   상기 센서보정부재가 상기 음향센서부의 연직방향에 놓이도록 상기 제1, 2 이동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향센서 보정장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 이동부는,
   상기 제1 방향을 따라 형성된 끈부재와, 상기 끈부재의 일측에 고정된 상기 센서보정부재가 이동하도록 상기 끈부재의 양단에 각각 구비된 권취부재와, 상기 권취부재를 회전시키는 회전 구동부를 포함하고,
   상기 제2 이동부는,
   상기 제2 방향을 따라 나란하게 배치된 한 쌍의 제2 레일과, 상기 권취부재에 각각 결합되고 상기 제2 레일을 따라 이동하는 제2 슬라이더를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향센서 보정장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 음향센서 보정장치는,
   상기 제2 이동부에 연동하여 상기 센서보정부재를 상기 제1, 2 방향에 의해 정의되는 평면에 직교한 방향인 제3 방향으로 왕복시키는 제3 이동부를 더 구비하고,
   상기 제3 이동부는,
   상기 제2 레일의 양단부에서 상기 제3 방향을 따라 나란하게 배치된 한 쌍의 제3 레일과, 상기 제2 레일의 양단부와 결합되어 상기 제3 레일을 따라 이동하는 제3 슬라이더를 포함하는 음향센서 보정장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 이동부는,
   상기 제1 방향을 따라 형성된 제1 레일과, 상기 센서보정부재와 결합되어 상기 제1 레일을 따라 이동하는 제1 슬라이더를 포함하고,
   상기 제2 이동부는,
   상기 제2 방향을 따라 형성된 제2 레일과, 상기 제1 레일과 연결되어 상기 제2 레일을 따라 이동하는 제2 슬라이더를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향센서 보정장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1, 2 이동부는,
   상기 음향센서부의 감도 보정 시, 상기 센서보정부재의 고유 반향음이 간섭되지 않도록 합성수지재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 음향센서 보정장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 선박의 GPS장치로부터 상기 음향센서부의 위치정보를 획득하여 상기 제1, 2 이동부를 움직이도록 제1, 2구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 음향센서 보정장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 센서보정부재는,
   구리로 된 구체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 음향센서 보정장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 도크는,
   계류된 상기 선박의 유동을 방지하기 위한 쌍고정부를 더 포함하며,
   상기 쌍고정부는,
   상기 선박의 외측벽을 지지하기 위해 상기 도크의 양측에서 선택적으로 돌출되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 음향센서 보정장치.
9. 제4항에 있어서,
   상기 음향센서 보정장치는,
   상기 제2 이동부에 연동하여 상기 센서보정부재를 상기 제1, 2 방향에 의해 정의되는 평면에 직교한 방향인 제3 방향으로 왕복시키는 제3 이동부를 더 구비하고,
   상기 제3 이동부는,
   각각의 상기 제2 레일의 양단부에 상기 제3 방향을 따라 나란하게 배치된 두 쌍의 제3 레일과, 상기 제2 레일의 양단부에 결합되어 상기 제3 레일을 따라 이동하는 제3 슬라이더를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향센서 보정장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이동부는,
    상기 제1 방향을 따라 폐곡선으로 형성된 끈부재와, 상기 끈부재의 일측에 고정된 상기 센서보정부재가 이동하도록 상기 끈부재의 양단에 각각 구비된 풀리부재와, 상기 풀리부재를 회전시키는 회전 구동부를 포함하고,
    상기 제2 이동부는,
    상기 제2 방향을 따라 형성되고 나란하게 배치된 제2 레일 쌍과, 상기 풀리부재에 각각 결합되고 상기 제2 레일을 따라 이동하는 제2 슬라이더를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향센서 보정장치.
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

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