KR102399994B1 - 수중 방사소음 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해상에서 수중의 방사소음을 측정하는 장치에 있어서: 해상에서 부상체(11)의 하방향으로 케이블(12) 상에 수중청음기(21), 자세측정기(23), 핑거(27)를 수용하는 검출수단(20); 및 상기 케이블(12)의 하단에서 이탈기(30) 상에 무게추(15)를 단속 가능하게 지지하는 해체수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 해상의 외란과 연동하여 잠수함 등의 방사소음 정확하게 측정하는 동시에 회수하는 과정에서 하단에 설치된 무거운 추를 신속하고 안전하게 제거하는 효과가 있다.

Description

수중 방사소음 측정장치{Apparatus for detecting underwater radiated noise}

본 발명은 수중 방사소음 측정장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 해상에 설치하여 잠수함 등의 방사소음 정확하게 측정하는 동시에 회수하는 과정에서 하단에 설치된 무거운 추를 신속하고 안전하게 제거하는 수중 방사소음 측정장치에 관한 것이다.

통상 해상에서 수중방사소음 등과 같은 시험을 실시할 경우, 음향센서(수신)부가 파도나 조류로 인해 상하로 이동하면 센서 표면에 유막이 형성되어 소음 취득이 원활하지 않다. 이를 해결하기 위해 일반적으로 수중으로 하단에 원형판 형태의 무게추를 적용한다. 그럼에도 수중으로 길게 연장되는 구조상 조류 등에 의한 자세의 변화로 측정의 정확성이 저하되고, 장비를 철거할 때는 무게추의 유체저항으로 인해 매우 큰 하중이 작용하여 작업불편과 공수증가를 초래한다.

이와 관련되어 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서 한국 등록특허공보 제1357763호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제1529511호(선행문헌 1) 등을 검토할 수 있다.

선행문헌 1은 수중소음을 측정하기 위한 수중음향 센서; 데이터 전송 케이블로부터 전송되는 수중소음 감지신호를 필터링하고 증폭한 후 저장하기 위한 자동 기록장치; 및 내부 보호 프레임을 포함하고, 상기 수중음향 센서와 데이터 전송 케이블 및 상기 하우징 일직선상에 배치된다. 이에, 수중소음을 자동으로 기록할 수 있고, 중량물과의 분리가 용이하게 이루어지는 효과를 기대한다.

그러나, 이는 중량물이 해저에 안착되기는 하지만 케이블의 길이가 길어질수록 요동에 의하여 측정의 정밀도 저하되고, 중량물을 분리하기 위한 음향이탈기를 공지의 구성으로 기재하므로 참고로 삼기에 미흡하다.

선행문헌 2는 수중장비를 분리하는 장치에 있어서, 하단부에 제1 와인딩 모듈이 장착되는 상부 바디와, 상단부에 제2 와인딩 모듈이 장착되는 하부 바디와, 상기 제1 및 제2 와인딩 모듈을 감도록 형성되는 와이어를 포함하고, 상기 와이어는, 도선 둘레에 피복부와 함께 부식 가능한 노출부룰 포함한다. 이에 따라, 장치의 구성을 단순하게 하고 사용을 용이하게 하는 효과를 기대한다.

그러나, 이는 측정과 관련되는 요소를 제시하지 않을뿐더러 와이어의 노출부 부식을 이용하는 것이므로 원하는 시점에 무게추를 분리하는 작동 신뢰성과 편의성을 보장하기에 미흡하다.

1. 한국 등록특허공보 제1357763호 "자동기록식 수중청음기 및 이를 이용한 선박 수중방사소음 측정장치 및 그 방법" (공개일자: 2014.02.03.) 2. 한국 등록특허공보 제1529511호 "절단하중 조절이 가능한 DC 전원 제어형 수중 분리장치" (공개일자 : 2015.06.17.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 해상의 외란과 연동하여 잠수함 등의 방사소음 정확하게 측정하는 동시에 회수하는 과정에서 하단에 설치된 무거운 추를 신속하고 안전하게 제거하는 수중 방사소음 측정장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 해상에서 수중의 방사소음을 측정하는 장치에 있어서: 해상에서 부상체의 하방향으로 케이블 상에 수중청음기, 자세측정기, 핑거를 수용하는 검출수단; 및 상기 케이블의 하단에서 이탈기 상에 무게추를 단속 가능하게 지지하는 해체수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 검출수단의 자세측정기는 3축콤파스와 수심센서로 구성되고, 케이블 상에서 3개소 이상에 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 해체수단은 걸림홈을 지닌 이탈기, 이탈기 상에서 무게추의 고리와 샤클을 개재하여 맞물리는 제1걸림수단, 이탈기 상에서 제1걸림수단에 구동기를 개재하여 맞물리는 제2걸림수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제1걸림수단의 샤클은 상단에 환봉체를 구비하고, 제2걸림수단의 구동기는 하단에 반원관체를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제2걸림수단의 구동기는 서보모터 또는 설정된 각도 단위로 회전하는 스테핑 모터를 사용하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 해상의 외란과 연동하여 잠수함 등의 방사소음 정확하게 측정하는 동시에 회수하는 과정에서 하단에 설치된 무거운 추를 신속하고 안전하게 제거하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 해상에 설치된 상태로 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 장치의 해체수단을 나타내는 구성도
도 3 및 도 4는 도 2의 작동전ㆍ후 상태를 나타내는 구성도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따르면 해상에서 수중의 방사소음을 측정하는 장치에 관하여 제안한다. 선박과 잠수함을 동원하여 해상에서 수중방사소음을 시험하는 경우를 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 수중방사소음은 함정의 스탤스 기능 등을 수행하기 위하여 해결해야 하는 중요한 설계 요소의 하나이다.

본 발명에 따르면 검출수단(20)이 해상에서 부상체(11)의 하방향으로 케이블(12) 상에 수중청음기(21), 자세측정기(23), 핑거(27)를 수용하는 구조를 지닌다. 검출수단(20)의 케이블(12)은 통상 100m 이상의 길이로 형성되어 파도와 조류에 의한 자세변동이 크다. 부상체(11)는 선박 및 잠수함과 설정된 제반 정보를 교신하는 기능을 수용한다. 수중청음기(21)는 시험 목적에 따라 복수개를 상하 분산적으로 배치한다. 자세측정기(23)는 케이블(12)이 자세와 관련된 정보를 획득하여 신호처리의 정확성을 높인다. 핑거(27)는 설정된 음파를 발신하고 수신하는 기능을 수용한다. 부상체(11)의 메인보드는 입출력단에 검출수단(20)을 연결하고 선박과 설정된 네트워크(일예로 RS-485통신)로 정보를 교신한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 검출수단(20)의 자세측정기(23)는 3축콤파스(24)와 수심센서(25)로 구성되고, 케이블(12) 상에서 3개소 이상에 설치되는 것을 특징으로 한다. 3축콤파스(24)는 3축방향의 자기성분을 분해하여 모션에 대한 정보를 획득하고, 수심센서(25)는 압력을 측정하여 심도 및 위치에 대한 정보를 획득한다. 자세측정기(23)의 설치 수량은 케이블(12)의 길이에 비례하지만 적어도 3개소에 설치하는 것이 측정신뢰성을 확보하는 측면에서 바람직하다.

이때, 자세측정기(23)는 상하에 스프링으로 지지되는 커버를 지닌 원통체로 형성하고, 내부에 기판 구조의 3축콤파스(24)와 수심센서(25)를 일정 간격으로 적층시켜 수용한다.

또, 본 발명에 따르면 해체수단이 상기 케이블(12)의 하단에서 이탈기(30) 상에 무게추(15)를 단속 가능하게 지지하는 구조를 지닌다. 무게추(15)는 파도나 조류로 인해 상하 이동을 감쇠하도록 원판 형태로 구성된다. 소정의 수중방사소음 시험이 종료된 후에는 케이블(12) 상의 무게추(15)를 제거하고 부상체(11)와 케이블(12)을 수거한다. 선박에서 원격제어가 가능한 전동모터 방식을 채택하면 무게추(15)의 탈착이 원활하게 수행될 수 있다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 해체수단은 걸림홈(35)을 지닌 이탈기(30), 이탈기(30) 상에서 무게추(15)의 고리(16)와 샤클(42)을 개재하여 맞물리는 제1걸림수단(40), 이탈기(30) 상에서 제1걸림수단(40)에 구동기(52)를 개재하여 맞물리는 제2걸림수단(50)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 이탈기(30)는 수직대(31)와 수평대(32)를 포함하여 케이블(12)의 하단에 연결되고, 무게추(15)의 고리(16)를 수용하여 맞물기 위한 걸림홈(35)을 수직대(31)의 하단에 구비한다. 제1걸림수단(40)은 "ㄷ"자 형태의 샤클(42)을 수직대(31) 상에 힌지(44)로 결합한 구조이다. 샤클(42)의 회동에 따라 수직대(31)의 하단에서 걸림홈(35)에 수용된 고리(16)에 대한 착탈이 이루어진다. 제2걸림수단(50)는 수평대(32) 상에 구동기(52)를 탑재한 구조이다. 구동기(52)는 전기적 신호에 따라 샤클(42)의 회동을 단속적으로 수행한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제1걸림수단(40)의 샤클(42)은 상단에 환봉체(46)를 구비하고, 제2걸림수단(50)의 구동기(52)는 하단에 반원관체(54)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 환봉체(46)는 샤클(42)의 상단에 고정되고 구동기(52)의 하단에 결합된 반원관체(54)와 다소 헐겁게 맞물리는 치수를 지닌다. 반원관체(54)는 파이프를 중심선 상으로 절개한 형태로서 구동기(52)의 회전축에 동심으로 결합된다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제2걸림수단(50)의 구동기(52)는 서보모터 또는 설정된 각도 단위로 회전하는 스테핑 모터를 사용하는 것을 특징으로 한다. 구동기(52)로 스테핑 모터를 사용하는 경우 반원관체(54)를 설정된 각도(예컨대 180˚)로 일시에 정확하게 회전하기 유리하다. 일반적인 서보모터를 사용하는 경우 회전위치를 감지하는 엔코더를 탑재하여 반원관체(54)를 정확하게 회전시킨다.

작동에 있어서, 도 4(a)처럼 걸림홈(35)과 샤클(42) 상에 고리(16)가 맞물린 상태에서 시험을 실시할 수 있다. 무게추(15)의 하중이 샤클(42)에 작용하지만 상단의 환봉체(46)가 반원관체(54)에 막하여 샤클(42)의 임의적 회전이 구속된다. 소정의 시험 종료 후 도 4 (b)처럼 구동기(52)에 신호를 인가하면 반원관체(54)가 회전하여 환봉체(46)가 개방구(56)로 이탈되면서 샤클(42)이 회전하고 고리(16)가 이탈되어 무게추(15)의 분리가 신속하고 안전하게 수행된다.

본 발명의 해체수단을 사용하는 경우 새로운 무게추(15)를 이탈기(30)에 연결하여 반복적인 사용이 가능하다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 측정장치 11: 부상체
12: 케이블 15: 무게추
16: 고리 20: 검출수단
21: 수중청음기 23: 자세측정기
24: 3축콤파스 25: 수심센서
30: 이탈기 31: 수직대
32: 수평대 35: 걸림홈
40: 제1걸림수단 42: 샤클
44: 힌지 46: 환봉체
50: 제2걸림수단 52: 구동기
54: 반원관체 56: 개방구

Claims (5)

1. 해상에서 수중의 방사소음을 측정하는 장치에 있어서:
   해상에서 부상체(11)의 하방향으로 케이블(12) 상에 수중청음기(21), 자세측정기(23), 핑거(27)를 수용하는 검출수단(20); 및
   상기 케이블(12)의 하단에서 이탈기(30) 상에 무게추(15)를 단속 가능하게 지지하는 해체수단;을 포함하되,
   상기 해체수단은 걸림홈(35)을 지닌 이탈기(30), 이탈기(30) 상에서 무게추(15)의 고리(16)와 샤클(42)을 개재하여 맞물리는 제1걸림수단(40), 이탈기(30) 상에서 제1걸림수단(40)에 구동기(52)를 개재하여 맞물리는 제2걸림수단(50)을 구비하는 것을 특징으로 하는 수중 방사소음 측정장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 검출수단(20)의 자세측정기(23)는 3축콤파스(24)와 수심센서(25)로 구성되고, 케이블(12) 상에서 3개소 이상에 설치되는 것을 특징으로 하는 수중 방사소음 측정장치.
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1걸림수단(40)의 샤클(42)은 상단에 환봉체(46)를 구비하고, 제2걸림수단(50)의 구동기(52)는 하단에 반원관체(54)를 구비하는 것을 특징으로 하는 수중 방사소음 측정장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제2걸림수단(50)의 구동기(52)는 서보모터 또는 설정된 각도 단위로 회전하는 스테핑 모터를 사용하는 것을 특징으로 하는 수중 방사소음 측정장치.

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