KR102299423B1 - 레조네이터 성능평가 장치 및 시스템 - Google Patents

레조네이터 성능평가 장치 및 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102299423B1
KR102299423B1 KR1020190136571A KR20190136571A KR102299423B1 KR 102299423 B1 KR102299423 B1 KR 102299423B1 KR 1020190136571 A KR1020190136571 A KR 1020190136571A KR 20190136571 A KR20190136571 A KR 20190136571A KR 102299423 B1 KR102299423 B1 KR 102299423B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
resonator
impedance tube
microphone
performance evaluation
tube
Prior art date
Application number
KR1020190136571A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210051377A (ko
Inventor
이종성
김윤규
정영주
김병주
이승효
김국현
최재혁
Original Assignee
주식회사 화승알앤에이
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 주식회사 화승알앤에이 filed Critical 주식회사 화승알앤에이
Priority to KR1020190136571A priority Critical patent/KR102299423B1/ko
Publication of KR20210051377A publication Critical patent/KR20210051377A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102299423B1 publication Critical patent/KR102299423B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G01M15/042—Testing internal-combustion engines by monitoring a single specific parameter not covered by groups G01M15/06 - G01M15/12
    • G01M15/044—Testing internal-combustion engines by monitoring a single specific parameter not covered by groups G01M15/06 - G01M15/12 by monitoring power, e.g. by operating the engine with one of the ignitions interrupted; by using acceleration tests
    • 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
    • G01M99/008—Subject matter not provided for in other groups of this subclass by doing functionality tests
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/02—Mechanical acoustic impedances; Impedance matching, e.g. by horns; Acoustic resonators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

본 발명의 일실시예는 레조네이터 성능평가 장치에 있어서, 양단이 개방되고 제1 마이크로폰이 장착 가능한 제1 임피던스 튜브; 양단이 개방되고 제2 마이크로폰이 장착 가능한 제2 임피던스 튜브; 상기 제1 임피던스 튜브의 일단에 설치되는 음원부; 상기 제1 임피던스 튜브의 타단에 설치되며, 레조네이터의 일측과 결합가능한 제1 플랜지가 마련되는 제1 체결부; 및 상기 제2 임피던스 튜브의 일단에 설치되며, 레조네이터의 타측과 결합가능한 제2 플랜지가 마련되는 제2 체결부;를 포함하며, 상기 제1 체결부 및 상기 제2 체결부는 레조네이터의 치수에 따라 다수개로 마련되며, 각각 상기 제1 임피던스 튜브 및 상기 제2 임피던스 튜브에 탈착가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는, 레조네이터 성능평가 장치를 제공한다.

Description

레조네이터 성능평가 장치 및 시스템{RESONATOR TEST DEVICE AND SYSTEM HAVING THE SAME}
본 발명은 레조네이터 성능평가 장치 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량용 터보차져 레조네이터 등의 소음 성능을 평가할 수 있는 임피던스 튜브 타입의 레조네이터 성능평가 장치 및 시스템에 관한 것이다.
레조네이터(resonator: 공명기)는 공명 현상을 이용하여 자동차 배기음 등의 소음을 감소시키는 장치로서, 감소시키고자 하는 소음의 주파수에 맞추어 형상 및 치수가 결정된다.
이러한 레조네이터의 성능(소음) 평가를 위해서, 일반적으로 흡음제의 흡음성능을 평가하기 위한 국제규격인 ISO-10534-2에 따른 임피던스 튜브(impedance tube) 개념을 사용하여 평가 장비를 구성하게 된다. 임피던스 튜브는 관경에 따라 평가되는 주파수 범위가 변경되므로 적절한 관경의 선택이 중요하다.
즉, 임피던스 튜브를 이용한 레조네이터 성능평가 장치를 이용하여, 예컨대 차량용 터보차져 레조네이터 등의 실제 소음 성능을 측정할 수 있으며, 이를 통해 수치해석 등을 통해 디자인한 레조네이터의 신뢰성을 확인할 수 있다.
그런데 종래의 레조네이터 성능평가 장치는 사전에 정해진 형상 및 크기의 레조네이터에 대해서만 성능평가가 가능하였다. 따라서 다양한 형상의 레조네이터에 대해 소음 성능을 평가하기 위해서는 별도의 평가장치를 마련해야 했다. 이러한 문제를 해소하기 위해 기존의 레조네이터 성능평가 장치를 사용하는 경우에는 임피던스 튜브의 측면부에 별도의 어댑터를 설치하여야 하는 등의 불편함이 있었다. 이 경우 측정 신뢰도가 낮아지는 문제가 발생하였다(특허문헌1 및 특허문헌2 참조).
특허문헌1: 대한민국 등록특허공보 제10-1175899호 (2012. 08. 21 공고) 특허문헌2: 대한민국 공개특허공보 제1998-046354호 (1998. 09. 15. 공개)
본 발명은 전술한 선행기술들의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 차량용 터보차져 레조네이터 등의 소음 성능을 평가할 수 있는 임피던스 튜브 타입의 레조네이터 성능평가 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.
특히 본 발명은, 다양한 형상의 레조네이터에 대해 대응 가능하면서도 사용이 편리하고 경제성이 높으며, 측정 신뢰도를 훼손하지 않는 레조네이터 성능평가 장치 및 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 레조네이터 성능평가 장치에 있어서, 양단이 개방되고 제1 마이크로폰이 장착 가능한 제1 임피던스 튜브; 양단이 개방되고 제2 마이크로폰이 장착 가능한 제2 임피던스 튜브; 상기 제1 임피던스 튜브의 일단에 설치되는 음원부; 상기 제1 임피던스 튜브의 타단에 설치되며, 레조네이터의 일측과 결합가능한 제1 플랜지가 마련되는 제1 체결부; 및 상기 제2 임피던스 튜브의 일단에 설치되며, 레조네이터의 타측과 결합가능한 제2 플랜지가 마련되는 제2 체결부;를 포함하며, 상기 제1 체결부 및 상기 제2 체결부는 레조네이터의 치수에 따라 다수개로 마련되며, 각각 상기 제1 임피던스 튜브 및 상기 제2 임피던스 튜브에 탈착가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는, 레조네이터 성능평가 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2 임피던스 튜브는 상기 제1 임피던스 튜브와 동축 상에 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 임피던스 튜브의 측면에 제1 마이크로폰 어댑터가 마련되고, 상기 제1 마이크로폰 어댑터에 다수개의 상기 제1 마이크로폰이 장착될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2 임피던스 튜브의 측면에 제2 마이크로폰 어댑터가 마련되고, 상기 제2 마이크로폰 어댑터에 다수개의 상기 제2 마이크로폰이 장착될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 마이크로폰, 상기 제2 마이크로폰, 및 상기 음원부와 전기적으로 연결된 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2 임피던스 튜브의 타단에 탈착가능하게 결합되는 캡부를 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는 제1 마이크로폰이 마련된 제1 임피던스 튜브, 제2 마이크로폰이 마련된 제2 임피던스 튜브, 및 제어부를 포함하는 레조네이터 성능평가 시스템으로서, 상기 제1 임피던스 튜브와 상기 제2 임피던스 튜브의 사이에 레조네이터의 양측이 체결될 수 있도록, 상기 제1 임피던스 튜브와 상기 제2 임피던스 튜브에 각각 교체 가능한 제1 체결부 및 제2 체결부가 마련되고, 상기 제어부는 제1 임피던스 튜브의 일단에 설치된 음원부를 통해 소음을 출력하고, 또한 상기 제1 마이크로폰 및 상기 제2 마이크로폰을 통해 음압을 입력받아, 상기 레조네이터의 음향 성능을 평가할 수 있는 것을 특징으로 하는, 레조네이터 성능평가 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 차량용 터보차져 레조네이터 등의 소음 성능을 평가할 수 있는 임피던스 튜브 타입의 레조네이터 성능평가 장치 및 시스템을 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 다양한 형상의 레조네이터에 대해 대응 가능하면서도 사용이 편리하고 경제성이 높으며, 측정 신뢰도를 훼손하지 않는 레조네이터 성능평가 장치 및 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 레조네이터 성능평가 시스템의 개략도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 시스템에 구비된 레조네이터 성능평가 장치의 구성도이다.
도 4는 도 2에 따른 레조네이터 성능평가 장치에 있어서 체결부의 예시도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 장치 및 시스템을 이용하여 레조네이터 성능을 평가한 결과를 나타낸 그래프이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 레조네이터 성능평가 시스템의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 레조네이터 성능평가 시스템은 레조네이터(1)의 소음 관련 성능을 측정할 수 있는 레조네이터 성능평가 장치(10)를 포함할 수 있다. 또한, 시스템은 측정 소프트웨어를 탑재한 컴퓨터(20), 고속 푸리에 변환(FFT) 분석기(30), 전치 증폭기(preamplifier)(40), 및 전력 증폭기(power amplifier)(50)를 더 포함할 수 있다. 이들 컴퓨터(20), FFT 분석기(30), 전치 증폭기(40), 및 전력 증폭기(50)를 총칭하여 제어부라 한다. 다만, 제어부는 이에 한정하는 용어는 아니며, 후술하는 마이크로폰 및 음원부와 전기적으로 연결되어 신호 출력, 입력 및 연산이 가능한 임의의 구성이기만 하면 모두 제어부라 할 수 있다.
레조네이터 성능평가 시스템은 크게 3가지 파트로 구별할 수 있다.
먼저, 소프트웨어를 탑재한 컴퓨터(20)는 전체 평가(transmission loss) 알고리즘을 프로그램화하여 구동하는 부분으로서, 데이터 수집기에서 받은 결과를 분석하여 그래프로 나타낼 수 있다.
다음으로, FFT 분석기(30), 전치 증폭기(40), 및 전력 증폭기(50)는 소프트웨어 신호를 변경하여 데이터를 입출력할 수 있는 데이터 수집기로서, 출력단자는 음원(소음원) 소스를 전력 증폭기(50)로 출력하며, 입력단자는 마이크로폰에서 측정된 신호를 전치 증폭기(40)를 거쳐 입력받을 수 있다.
마지막으로, 레조네이터 성능평가 장치(10)는 임피던스 튜브 원리를 이용하여, 소프트웨어에서 보내는 신호를 전력 증폭기(50)에서 증폭하여 스피커로 소음을 재생하며, 레조네이터 입구 및 출구 측에서 마이크로폰으로 측정된 음압을 다시 데이터 수집기로 출력할 수 있다.
다음으로 레조네이터 성능평가 장치의 구성을 구체적으로 살펴보기로 한다. 도 2 및 도 3은 도 1의 시스템에 구비된 레조네이터 성능평가 장치의 구성도, 도 4는 도 2에 따른 레조네이터 성능평가 장치에 있어서 체결부의 예시도이다.
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 레조네이터 성능평가 장치(10)는 레조네이터(1)의 소음 성능을 평가하는 장치로서, 제1 임피던스 튜브(100), 제2 임피던스 튜브(200), 음원부(300), 제1 체결부(400), 및 제2 체결부(500)를 포함할 수 있다. 레조네이터(1)는 예컨대 차량용 터보차져 레조네이터일 수 있다.
제1 임피던스 튜브(100)의 양단은 개방되어 있으며, 제1 마이크로폰(110)이 장착 가능할 수 있다. 여기서, 제1 마이크로폰(110)은 제1 마이크로폰 어댑터(120)를 개재하여 제1 임피던스 튜브(100)에 장착될 수 있다. 구체적으로, 제1 임피던스 튜브(100)의 측면(104)에 제1 마이크로폰 어댑터(120)가 마련되고, 이 제1 마이크로폰 어댑터(120)에 다수개의 제1 마이크로폰(110)이 장착될 수 있다. 제1 마이크로폰 어댑터(120)는 예컨대 아크릴 수지로 제조될 수 있으나, 이러한 소재로 한정되는 것은 아니다.
더욱 구체적으로 살펴보면, 제1 임피던스 튜브(100)의 측면 상단에 직사각 형상의 절개부(미도시)가 마련되고, 이 절개부에 제1 마이크로폰 어댑터(120) 하면에 마련되는 튜브 체결면(미도시)이 결합될 수 있다. 이 튜브 체결면은 제1 임피던스 튜브9100)의 내측면과 동일한 곡면 형상을 가질 수 있다.
제1 임피던스 튜브(100)는 예컨대 스테인리스 스틸로 제조될 수 있으나, 이러한 소재로 한정되는 것은 아니다. 또한, 제1 임피던스 튜브(100)는 관내 음파의 반사를 최대한 줄이기 위해, 즉 소음이 관을 통과하며 전파될 때 이상적인 정현파(평면파)를 생성하기 위하여, 굴곡이 없는 완전한 직관 형태가 바람직하나, 반드시 이러한 형태로 한정되는 것은 아니다.
제1 임피던스 튜브(100)의 일단(101)에는 음원부(300)가 설치될 수 있고, 그 타단(102)에는 제1 체결부(400)가 설치될 수 있다. 구체적으로, 제1 임피던스 튜브(100)의 타단(102)에는 제1 튜브 확관부(103)가 마련되고, 이 제1 튜브 확관부(103)에 제1 체결부(400)의 제1 체결 확관부(402)가 볼트 결합, 또는 기타 방식으로 결합될 수 있다.
다음으로, 제2 임피던스 튜브(200)의 양단은 개방되어 있으며, 제2 마이크로폰(210)이 장착 가능할 수 있다. 여기서, 제2 마이크로폰(210)은 제2 마이크로폰 어댑터(220)를 개재하여 제2 임피던스 튜브(200)에 장착될 수 있다. 구체적으로, 제2 임피던스 튜브(200)의 측면(204)에 제2 마이크로폰 어댑터(220)가 마련되고, 이 제2 마이크로폰 어댑터(220)에 다수개의 제2 마이크로폰(210)이 장착될 수 있다.
제2 임피던스 튜브(200)의 형상, 기능, 소재 등은 제1 임피던스 튜브(100)와 유사하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
한편, 제2 임피던스 튜브(200)는 제1 임피던스 튜브(100)와 동축 상에 설치될 수 있다.
제2 임피던스 튜브(200)의 일단(201)에는 제2 체결부(500)가 설치될 수 있고, 그 타단(202)에는 캡부(230)가 탈착가능하게 결합될 수 있다. 구체적으로, 제2 임피던스 튜브(200)의 일단(201)에는 제2 튜브 확관부(203)가 마련되고, 이 제2 튜브 확관부(203)에 제2 체결부(500)의 제2 체결 확관부(502)가 볼트 결합, 또는 기타 방식으로 결합될 수 있다.
캡부(2300는 스테인리스 스틸로 제조될 수 있으나, 이러한 소재로 한정되는 것은 아니다.
캡부(230)는 레조네이터(1)의 성능 평가시 제2 임피던스 튜브(200)에 탈착될 수 있다. 레조네이터(1)의 입출구에서의 음향 파워(sound power) 차이를 투과손실(transmission loss: TL)이라 할 때, TL 평가는 하나의 샘플 당 2회 이루어질 수 있다. 즉, 1회 평가시 캡부(230)를 제2 임피던스 튜브(200)에 결합한 상태에서 평가를 수행하고, 나머지 1회 평가시 캡부(230)를 제2 임피던스 튜브(200)에 결합하지 않은 상태에서 평가를 수행함으로써, 알고리즘 상 함수의 미지수를 구할 수 있게 된다.
다음으로, 음원부(300)는 제1 임피던스 튜브(100)의 일단(101)에 브라켓(130)을 개재하여 설치될 수 있다. 음원부(300)는 예컨대 스피커일 수 있으며, 소프트웨어에서 보내는 신호가 전략 증폭기(50)를 거쳐 스피커로 소음이 재생될 수 있다(도 1 참조). 브라켓(130)은 스테인리스 스틸일 수 있으나, 이러한 소재로 한정되는 것은 아니다.
한편, 제1 임피던스 튜브(100) 및 제2 임피던스 튜브(200)의 관경(직경)에 따라 레조네이터(1)의 소음 성능 평가 주파수 범위가 결정된다. 달리 말하면, 평가 주파수 범위에 따라 제1 임피던스 튜브(100) 및 제2 임피던스 튜브(200)의 관경이 정해지므로, 제1 및 제2 임피던스 튜브(100; 200)와 관경이 다른 레조네이터(1)를 체결하기 위해서는 별도의 조립 플랜지 구성이 필요하다. 즉, 조립 플랜지 구성에 따라 같은 임피던스 튜브로 다양한 관경의 레조네이터를 평가하는 것이 가능하게 된다. 본 발명의 일실시예에 있어서 조립 플랜지 구성은 제1 체결부(400) 및 제2 체결부(500)를 의미한다.
제1 체결부(400)는 제1 임피던스 튜브(100)의 타단(102)에 설치되며, 레조네이터(1)의 일측과 결합가능한 제1 플랜지(401)가 마련될 수 있다. 즉 제1 체결부(400)는, 레조네이터(1)와 결합하는 제1 플랜지(401)와, 제1 임피던스 튜브(100)의 제1 튜브 확관부(103)와 결합되는 제1 체결 확관부(402)로 이루어질 수 있다.
유사하게, 제2 체결부(500)는 제2 임피던스 튜브(200)의 일단(201)에 설치되며, 레조네이터(1)의 타측과 결합가능한 제2 플랜지(501)가 마련될 수 있다. 즉 제2 체결부(500)는, 레조네이터(1)와 결합하는 제2 플랜지(501)와, 제2 임피던스 튜브(200)의 제2 튜브 확관부(203)와 결합되는 제2 체결 확관부(502)로 이루어질 수 있다.
제1 체결부(400) 및 제2 체결부(500)는 스테인리스 스틸로 이루어질 수 있으나, 이러한 소재로 한정되는 것은 아니다.
한편, 제1 체결부(400) 및 제2 체결부(500)는 레조네이터(1)의 치수에 따라 다수개로 마련될 수 있으며, 각각 제1 임피던스 튜브(100) 및 제2 임피던스 튜브(200)에 탈착가능하게 결합될 수 있다.
도 4를 참조하면, 총 6개의 제1 체결부(400)가 도시되어 있는데, 제1 임피던스 튜브(100)의 관경이 40Φ이고, 레조네이터(1)의 입구측 관경이 각각 35Φ, 30Φ, 25Φ, 45Φ, 50Φ, 55Φ인 경우에 대해 사용가능한 제1 체결부(400)의 형상이 나타나 있다.
마찬가지로, 제2 체결부(500)의 형상도 제2 임피던스 튜브(200)와 레조네이터(1)의 출구측 관경에 따라서 정해질 수 있다.
이와 같이 다양한 형태의 제1 체결부(400) 및 제2 체결부(500)를 사용함으로써, 피측정 대상인 레조네이터(1)의 내경이나 크기가 다양하게 주어지는 경우에도, 동일한 레조네이터 성능평가 장치(10)를 사용할 수 있게 된다. 즉, 다양한 형상의 레조네이터(1)에 대해 대응가능하면서도, 사용자의 사용편의성이 높고, 경제성도 높으며, 측정 신뢰도도 훼손되지 않을 수 있다.
한편, 제 1 임피던스 튜브(100) 및 제2 임피던스 튜브(200)는 각각 제1 지지대(600) 및 제2 지지대(700)에 의해 지면 또는 소정의 표면 상에 안정적으로 지지될 수 있다. 제1 지지대(600) 및 제2 지지대(700)는 진동 및 열에 대한 차폐기능을 갖춘 것일 수 있다. 제1 지지대(600) 및 제2 지지대(700)의 형상이나 소재 등에 대해 특별한 제한은 없다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 레조네이터 성능평가 장치(10)는 제어부를 더 포함할 수 있다. 제어부는 제1 마이크로폰(110), 제2 마이크로폰(210), 및 음원부(300)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제어부는 음원부(300)에 음원 소스를 출력할 수 있으며, 레조네이터(1)의 상류 및 하류에 각각 위치하는 제1 마이크로폰(110) 및 제2 마이크로폰(210)으로부터 측정된 음압 신호를 입력받을 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 레조네이터 성능 평가 시스템은, 제1 마이크로폰(110)이 마련된 제1 임피던스 튜브(100), 제2 마이크로폰(210)이 마련된 제2 임피던스 튜브(200), 및 제어부를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 임피던스 튜브(100)와 제2 임피던스 튜브(200)의 사이에 레조네이터(1)의 양측이 체결될 수 있도록, 제1 임피던스 튜브(100)와 제2 임피던스 튜브(200)에 각각 교체 가능한 제1 체결부(400) 및 제2 체결부(500)가 마련될 수 있다.
제어부는, 제1 임피던스 튜브(100)의 일단(101)에 설치된 음원부(300)를 통해 소음을 출력하고, 또한 제1 마이크로폰(110) 및 제2 마이크로폰(210)을 통해 음압을 입력받아, 레조네이터(1)의 음향 성능을 평가할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 레조네이터 성능평가 장치 및 이를 포함하는 시스템을 이용하여 실제 레조네이터를 실차 측정에 앞서 평가하는 과정에 대해 설명하기로 한다. 도 5 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 장치 및 시스템을 이용하여 레조네이터 성능을 평가한 결과를 나타낸 그래프이다.
먼저, 레조네이터(1)의 입출구에서의 음향 파워 차이인 투과손실(TL)은 다음 식과 같이 계속된다. 참고로, 레조네이터 성능평가 장치(10)는 음향파워의 감쇄 크기를 측정하는 것이다.
Figure 112019111210864-pat00001
(식1)
여기서, W는 음향 파워를, 아래첨자 i 및 o는 각각 레조네이터의 입력 및 출력 측을 나타낸다.
Figure 112019111210864-pat00002
,
Figure 112019111210864-pat00003
(식2)
여기서, P는 음압, S는 튜브 단면, ρ는 밀도, c는 음속을 나타낸다.
입력 및 출력 측에서의 튜브 단면이 동일할 경우, 위 식 (1) 및 (2)에 따라 투과손실(TL)은 다음과 같다.
Figure 112019111210864-pat00004
(식3)
도 5는 레조네이터의 성능평가에 있어서 투과손실을 나타내는 것으로, 주파수별 감쇄값(dB)으로 결과치가 측정됨을 보여준다. 이 그래프에서 해석 예측값과 평가 결과가 잘 일치함을 알 수 있다.
다음으로 도 6은 레조네이터 성능평가 중의 측정값을 도시한 그래프로서, x축은 각각 주파수(Hz)를 나타낸다. 도 6의 상측 그래프는 각 마이크로폰의 주파수별 음압 FFT를 측정한 값(FRF)을 나타내고 있으며, 도 6의 중간 그래프는 각 마이크로폰의 음압 위상(phase)을 나타낸다. 도 6의 하측 그래프는 코히어런스(coherence)로서 주파수별 측정값의 신뢰성을 나타낸다. 이 값이 1에 가까우면 신뢰성이 상승한 것을 의미한다.
마지막으로 도 7은 레조네이터 성능평가가 완료된 후 분석 결과를 나타낸 그래프이다. 이 그래프는 최종 투과손실(TL)을 나타내는데, 레조네이터의 입출구 측 FRF 값을 log 스케일로 뺀 값이 투과손실(TL)이 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 레조네이터 성능평가 장치 및 시스템을 이용하여, 차량용 터보차져 레조네이터 등의 소음 성능을 실차 측정 이전 단계에서 경제적이고 신뢰성있게 평가할 수 있다. 특히 다양한 형상의 레조네이터에 대해 대응 가능하면서도 사용자 편의성이 높고 측정 신뢰도의 훼손이 적은 레조네이터 성능평가 장치 및 시스템을 제공하게 되었다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 레조네이터
10 레조네이터 성능평가 장치
20 컴퓨터
30 고속 푸리에 변환 분석기
40 전치 증폭기
50 전력 증폭기
100 제1 임피던스 튜브
110 제1 마이크로폰
120 제1 마이크로폰 어댑터
200 제2 임피던스 튜브
210 제2 마이크로폰
220 제2 마이크로폰 어댑터
230 캡부
300 음원부
400 제1 체결부
500 제2 체결부

Claims (7)

  1. 레조네이터 성능평가 장치에 있어서,
    양단이 개방되고 제1 마이크로폰이 장착 가능한 제1 임피던스 튜브;
    양단이 개방되고 제2 마이크로폰이 장착 가능한 제2 임피던스 튜브;
    상기 제1 임피던스 튜브의 일단에 설치되는 음원부;
    상기 제1 임피던스 튜브의 타단에 설치되며, 레조네이터의 일측과 결합가능하되, 상기 레조네이터의 일측으로 가까워짐에 따라 관경이 변하는 제1 플랜지가 마련되는 제1 체결부; 및
    상기 제2 임피던스 튜브의 일단에 설치되며, 상기 레조네이터의 타측과 결합가능하되, 상기 레조네이터의 타측으로 가까워짐에 따라 관경이 변하는 제2 플랜지가 마련되는 제2 체결부;를 포함하며,
    상기 제1 체결부 및 상기 제2 체결부는 상기 레조네이터의 치수에 따라 다수개로 마련되며, 각각 상기 제1 임피던스 튜브 및 상기 제2 임피던스 튜브에 탈착가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는, 레조네이터 성능평가 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 임피던스 튜브는 상기 제1 임피던스 튜브와 동축 상에 설치되는 것을 특징으로 하는, 레조네이터 성능평가 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 임피던스 튜브의 측면에 제1 마이크로폰 어댑터가 마련되고, 상기 제1 마이크로폰 어댑터에 다수개의 상기 제1 마이크로폰이 장착되는 것을 특징으로 하는, 레조네이터 성능평가 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 임피던스 튜브의 측면에 제2 마이크로폰 어댑터가 마련되고, 상기 제2 마이크로폰 어댑터에 다수개의 상기 제2 마이크로폰이 장착되는 것을 특징으로 하는, 레조네이터 성능평가 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마이크로폰, 상기 제2 마이크로폰, 및 상기 음원부와 전기적으로 연결된 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 레조네이터 성능평가 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 임피던스 튜브의 타단에 탈착가능하게 결합되는 캡부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 레조네이터 성능평가 장치.
  7. 제1 마이크로폰이 마련된 제1 임피던스 튜브, 제2 마이크로폰이 마련된 제2 임피던스 튜브, 및 제어부를 포함하는 레조네이터 성능평가 시스템으로서,
    상기 제1 임피던스 튜브와 상기 제2 임피던스 튜브의 사이에 레조네이터의 양측이 체결될 수 있도록, 상기 제1 임피던스 튜브와 상기 제2 임피던스 튜브에 각각 교체 가능한 제1 체결부 및 제2 체결부가 마련되고,
    상기 제1 체결부는 레조네이터의 일측과 결합가능하되, 상기 레조네이터의 일측으로 가까워짐에 따라 관경이 변하는 제1 플랜지를 구비하며,
    상기 제2 체결부는 상기 레조네이터의 타측과 결합가능하되, 상기 레조네이터의 타측으로 가까워짐에 따라 관경이 변하는 제2 플랜지를 구비하고,
    상기 제어부는 제1 임피던스 튜브의 일단에 설치된 음원부를 통해 소음을 출력하고, 또한 상기 제1 마이크로폰 및 상기 제2 마이크로폰을 통해 음압을 입력받아, 상기 레조네이터의 음향 성능을 평가할 수 있는 것을 특징으로 하는, 레조네이터 성능평가 시스템.
KR1020190136571A 2019-10-30 2019-10-30 레조네이터 성능평가 장치 및 시스템 KR102299423B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190136571A KR102299423B1 (ko) 2019-10-30 2019-10-30 레조네이터 성능평가 장치 및 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190136571A KR102299423B1 (ko) 2019-10-30 2019-10-30 레조네이터 성능평가 장치 및 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210051377A KR20210051377A (ko) 2021-05-10
KR102299423B1 true KR102299423B1 (ko) 2021-09-08

Family

ID=75917505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190136571A KR102299423B1 (ko) 2019-10-30 2019-10-30 레조네이터 성능평가 장치 및 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102299423B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100254550B1 (ko) 1996-12-06 2000-07-01 정몽규 자동차 리소네이터 성능시험장치
KR101175899B1 (ko) * 2010-01-25 2012-08-21 한국기계연구원 유동 및 온도를 고려한 음향공명기 시험장치
US10345140B1 (en) * 2018-04-12 2019-07-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Impedance tube and sample holder

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980046354A (ko) 1996-12-12 1998-09-15 박병재 흡기 레저네이터 튜닝상태 측정장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100254550B1 (ko) 1996-12-06 2000-07-01 정몽규 자동차 리소네이터 성능시험장치
KR101175899B1 (ko) * 2010-01-25 2012-08-21 한국기계연구원 유동 및 온도를 고려한 음향공명기 시험장치
US10345140B1 (en) * 2018-04-12 2019-07-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Impedance tube and sample holder

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210051377A (ko) 2021-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109141519B (zh) 一种用于消声元件声学及流场特性测试的测试台架
Jacobsen Sound intensity
CN103439126A (zh) 大管径消声器中高频声学性能的实验测量方法
CN106932481B (zh) 一种消音器消音特性测试系统
Gerhold et al. Development of an experimental rig for investigation of higher order modes in ducts
Phong et al. High frequency acoustic transmission loss of perforated plates at normal incidence
CN108716985A (zh) 一种声源模拟测试装置
KR102299423B1 (ko) 레조네이터 성능평가 장치 및 시스템
Kani et al. Acoustic performance evaluation for ducts containing porous materials
KR102179707B1 (ko) 마이크로폰 어댑터 및 이를 갖는 레조네이터 성능평가 장치
Da Silva et al. Design and construction of a low cost impedance tube for sound absorption coefficients measurements
Chen et al. Development of a muffler insertion loss flow rig
Davies et al. Acoustic modelling of multiple path silencers with experimental validations
CN108535018A (zh) 一种内燃机消声器壳体噪声辐射测试系统
CN109218955B (zh) 受话器的检测装置、异音识别方法及可读存储介质
Salikuddin et al. An impulse test technique with application to acoustic measurements
Rdzanek et al. Sound radiation by a vibrating circular plate located at the bottom of a non-rigid flanged circular cylindrical tube
CN113483977A (zh) 一种轻薄结构声学特性测试装置
Lavrentjev et al. On experimental techniques to determine acoustic performance of small exhaust silencers
US20200018204A1 (en) Anti-resonance muffler
Chen et al. Description and validation of a muffler insertion loss flow rig
Zhao et al. Experimental study of broadband noise attenuation using variable locally reacting impedance
US7293454B2 (en) Anti-aliasing acoustic filter in the presence of pulsating flow
US2844210A (en) Means for determining the effectiveness of sound reducing means
Shaaban et al. Measurements of acoustic admittance of piping systems at different flow velocities

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant