KR20200101340A - 침지되도록 된 측정 디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물에 침지되도록 의도된 측정 디바이스에 관한 것으로서, 이 측정 디바이스는 아암들 세트 및 기준 축선을 포함하고, 상기 측정 디바이스는 전개된 구성으로 있을 수 있으며, 상기 측정 디바이스는, 아암들 세트 중 아암들에 의해 지지되고 음파 센서를 각각 포함하는 측정 유닛 세트를 포함하고, 측정 유닛 세트는, 전개된 구성에서 측정 디바이스의 수직 병진 이동시 기준 축선 주위에서 측정 디바이스에 토크를 생성시키도록 구성 및 배열되며, 측정 디바이스는 수직 병진 이동 동안 기준 축선 주위에서 측정 디바이스상에 다른 토크를 발생시키도록 구성 및 배열되는 보상 수단을 포함하고, 다른 토크는 상기 토크와 반대 방향으로 지향되며 상기 토크의 2 배 미만의 강도를 가진다.

Description

침지되도록 된 측정 디바이스

본 발명의 분야는 침지되도록 의도된 측정 디바이스의 분야이다. 측정 디바이스는 기준 축선을 포함하고, 침지될 때 전개된 구성 (deployed configuration) 일 수 있는데, 이 전개된 구성에서, 아암들은 기준 축선 주위에 분포되고 적어도 하나의 음향 센서를 각각 포함하는 측정 유닛 세트를 보유하며, 기준 축선은 실질적으로 수직으로 연장된다. 측정 유닛은, 전개된 구성에서 측정 디바이스의 수직 병진 이동 동안, 기준 축선에 대하여 측정 디바이스상에 토크를 발생시킨다.

본 발명은, 특히 특허 출원 WO 2010025494 에 개시된 유형의 공기 발사성 음향 부표 (소노부이(sonobuoys)) 에 관한 것이다. 공기 발사성 부표의 측정 디바이스는, 음향 신호를 수신하고 음향 센서들의 네트워크를 포함하는 수신 안테나이다. 측정 디바이스는 부표가 침지될 때까지 관형 케이싱에 수용되는 적재된 구성 (stowed configuration) 으로 있을 수 있다. 그런 다음 아암은 축선 (r) 에 평행하게 연장된다. 부표가 침지되면, 아암은 해제되고 전개된다. 음향 센서 (501) 를 보유하는 아암 (502) 및 잠김 라인 (dunking line; 503) 의 종축선을 따라 실질적으로 수직으로 연장되는 기준 축선 (r) 을 포함하는 유형의 소노부이의 측정 디바이스 (500) 의 일예의 사시도가 도 1 에 도시되어 있다. 센서 (501) 는, 도 2 에 도시된 바와 같이, 침지 전에 축선 (r) 의 원통형 관형 케이싱 (504) 내에 아암 (502) 및 센서 (501) 를 수용할 필요가 있기 때문에, 축선 (r) 에 대하여 경사지는 플레이트 형태를 각각 취한다. 아암 (502) 은 케이싱 (504) 에 의해 한정된 내부 실린더 내측에 그리고 축선 (r) 을 중심으로 하고 아암 (502) 에 의해 점유되는 고리 내에 내접된다.

이제, 센서의 경사로 인해, 측정 디바이스 (500) 가 수직 축선을 따라 병진 이동에 영향을 줄 때, 음향 센서는 실질적으로 수직인 잠김 라인의 축선 (r) 주위에서 측정 디바이스 (500) 상에 토크를 발생시킨다. 측정 디바이스 (500) 의 상방향으로의 수직 병진 이동에 의해 야기되는 회전 방향은 도 1 에서 화살표로 도시된다.

이러한 측정 디바이스의 회전은 성능을 저하시키는 영향을 준다. 한편으로는, 음향 센서에 걸친 물 유동은 이 음향 센서의 수중 음향 성능을 방해한다. 다른 한편으로는, 음향 센서의 회전 이동은 잠김 라인의 축선 주위의 위치를 정확하게 결정하기 어렵게 만들고, 이는 수신 안테나의 측정 정확성, 특히 지상 기준 프레임에서 검출된 목표물의 위치 정확성에 불리한 영향을 미친다.

위치 정확성을 개선하기 위한 일 방안은, 센서의 배열에 의해 야기된 회전의 존재 하에서도 충분히 정확한 위치 데이터를 제공할 수 있는 나침반을 부표에 장착하는 것이다. 하지만, 이는 나침반 비용을 적어도 10 배 증가시킨다. 또한, 이러한 방안은 여전히 물의 유동에 영향을 받는 수중청음기 (hydrophones) 의 수중 음향 성능을 향상시키지 않으므로, 부표의 성능을 제한한다.

다른 방안은 아암이 전개될 때 센서들 사이에서 전개되는 방수포를 부표에 장착하는 것이다. 측정 디바이스의 수직 항력을 증가시키는 이 방수포는 센서의 수직 이동을 제한하려는 목적이다. 방수포의 항력은 수직 이동을 크게 제한한다. 하지만, 다양한 깊이에서 측정을 수행하기 위해 특히 충분한 속도로 수화기의 깊이를 변경하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 이러한 방안은 사실 경량의 안테나에서만 효과적이며 부피가 크고 비싸다.

측정 디바이스의 제어되지 않은 수직 이동은, 주로 팽창, 즉 측정 디바이스 위에 위치되어 잠김 라인에 의해 이 측정 디바이스에 연결되는 양의 부력을 나타내는 본체 (이하 부력체라고 함) 의 수직 이동에 의해 발생한다. 팽창의 결과로 부력체의 이동은 잠김 라인을 통해 측정 디바이스로 전달된다. 일 방안은, 측정 디바이스의 수직 이동으로부터 부력체의 수직 이동을 분리시키는 댐핑 스프링 형태로 측정 디바이스와 부력체 사이의 잠김 라인의 일부를 형성함으로써 측정 디바이스의 수직 이동을 제한하는 것이다. 팽창으로 인한 이동은 평형 위치의 양측에서 5 미터 정도의 진폭을 가진다. 이제, 부표의 침지된 부분의 중량이 크면, 불가능하지는 않더라도, 이러한 분리를 제공하기 위해서 평형 위치의 양측에서 5 m 의 연신율 변화를 나타낼 수 있는 스프링을 찾는 것이 복잡해질 수 있고, 동시에 부표의 침지된 부분의 중량보다 더 큰 항력을 나타낼 수 있다. 다시 말해, 이 방안이 효과적이기 위해서는, 팽창 이동과 관련된 힘이 정적 조건하에서 댐핑 스프링에 존재하는 힘보다 커야 한다. 그 결과, 이 방안이 작동하기 위해서는, 부표가 경량이어야 하고 상당한 항력을 나타내어야 한다. 또한, 이 방안을 선택하면, 잠긴 라인의 케이블의 긴 길이를 비싸고 부피가 큰 댐핑 스프링으로 교체해야 한다.

본 발명의 목적은 전술된 단점들을 적어도 부분적으로 제한하는 것이다.

이를 위해, 본 발명은 물에 침지되도록 의도된 측정 디바이스에 관한 것으로서, 이 측정 디바이스는 아암들 세트 및 기준 축선을 포함하고, 상기 측정 디바이스는 전개된 구성으로 있을 수 있으며, 상기 측정 디바이스는, 아암들 세트 중 아암들에 의해 지지되고 음파 센서를 각각 포함하는 측정 유닛들 세트를 포함하고, 상기 측정 유닛 세트는 전개된 구성에서 측정 디바이스의 수직 병진 이동시 기준 축선 주위에서 측정 디바이스에 토크를 발생시키도록 구성 및 배열되며, 측정 디바이스는 수직 병진 이동 동안 기준 축선 주위에서 측정 디바이스상에 다른 토크를 발생시키도록 구성 및 배열되는 보상 수단을 포함하고, 다른 토크는 상기 토크와 반대 방향으로 지향되며 상기 토크의 2 배 미만의 강도를 가진다.

유리하게는, 아암은 기준 축선 주위에서 반경방향으로 연장된다.

유리하게는, 측정 세트의 각각의 측정 유닛은 물과 직접 물리적 접촉하도록 의도된 제 1 물 접촉 표면을 포함하고, 이 제 1 물 접촉 표면은, 전개된 구성에서, 수직 병진 이동 동안 제 1 물 접촉 표면에 걸친 물 유동의 영향하에서, 기준 축선 주위에서 측정 디바이스상에 개별 토크를 생성하는 접선 성분을 포함하는 수평 성분 및 수직 성분을 포함하는 제 1 힘을 받도록 배향되며, 측정 세트의 측정 유닛에 의해 생성된 개별 토크는 토크 방향으로 배향된다.

유리하게는, 보상 유닛은 물과 직접 물리적 접촉하도록 의도된 제 2 물 접촉 표면을 포함하는 적어도 하나의 보상 유닛 세트를 포함하고, 이 제 2 물 접촉 표면은, 전개된 구성에서, 수직 병진 이동 동안 제 2 물 접촉 표면에 걸친 물 유동의 영향하에서, 기준 축선 주위에서 측정 디바이스상에 개별 보상 토크를 생성하는 접선 성분을 포함하는 수평 성분 및 수직 성분을 포함하는 제 2 힘을 받도록 배향되며, 개별 보상 토크는 토크 반대 방향으로 배향된다.

유리하게는, 본 발명에 따른 디바이스는 아래에서 단독으로 또는 조합하여 고려되는 특징들 중 적어도 하나를 포함하고:

- 다른 토크는 토크의 강도와 실질적으로 동일한 강도를 가지며,

- 보상 수단은, 물과 직접 물리적 접촉하고 수직 병진 이동 동안 표면에 걸친 물 유동의 영향하에서, 토크 반대 방향으로 기준 축선 주위에서 측정 디바이스상에 다른 개별 토크를 생성시키도록 기준 축선에 접선인 성분을 가진 힘을 받는 적어도 하나의 보상 유닛 세트를 포함하고,

- 보상 유닛은 보상 유닛에 의해 받게 되는 힘이 접선 성분만을 포함하는 수평 성분을 갖도록 배열 및 구성되며,

- 적어도 하나의 보상 유닛 세트는 2 개의 인접한 아암들 사이에서 연장되고,

- 적어도 하나의 보상 유닛은 아암에 의해 지지되며,

- 각각의 보상 유닛은, 수직 병진 이동 동안, 토크와 반대 방향으로 기준 축선 주위에서 측정 디바이스상에 개별 토크를 생성하도록 구성 및 배열되고,

- 적어도 하나의 보상 유닛 세트 및 측정 유닛 세트는 아암 세트에 고정되고,

- 하나의 보상 유닛은 각각의 측정 유닛과 관련 있고, 측정 유닛과 관련된 보상 유닛은 측정 유닛과 동일한 하나의 아암에 고정되며 수직 병진 이동 동안, 이와 동일한 수직 병진 이동 동안 측정 유닛에 의해 생성되는 실질적으로 개별 토크 반대 방향으로 측정 디바이스상에 개별 토크를 생성하도록 구성 및 배열되며,

- 보상 유닛에 의해 생성된 개별 토크는 측정 유닛에 의해 생성된 개별 토크와 실질적으로 반대이고,

- 아암은 신축자재 (telescopic) 하고 각각은 서로에 대해 슬라이딩할 수 있는 여러 개의 세그먼트들을 포함하고, 보상 유닛은 관련된 측정 유닛과 동일한 하나의 세그먼트에 고정되며,

- 측정 유닛은 관련된 보상 유닛과 일체형이고,

- 보상 유닛은, 기준 축선 (r) 주위에서, 관련된 측정 디바이스가 점유하는 각방향 섹터보다 더 작은 각도를 이루는 각방향 섹터를 점유하며,

- 측정 유닛 세트는 하나의 동일한 아암에 장착된 측정 유닛의 서브세트를 포함하고, 서브세트의 측정 유닛은 아암의 축선을 통과하는 기준 축선에 대해 반경 방향 평면의 하나의 동일한 측상에 위치되고,

- 아암에 장착된 각각의 보정 유닛은 반경방향 평면의 다른 측상에 위치되며,

- 제 2 물 접촉 표면은, 전개된 구성에서, 기준 축선 주위에서 측정 디바이스상에 개별 보상 토크를 생성하도록, 기준 축선에 대해 그리고 기준 축선에 대하여 규정된 접선 축선에 대해 경사진 평균 법선을 가지고,

- 제 2 물 접촉 표면은 수직 병진 이동 방향으로 배향되며,

- 보상 유닛은 본질적으로 평행육면체 플레이트 형태를 가지고,

- 보상 유닛의 선단 및 후단을 통과하는 직선은, 전개된 구성에서, 기준 축선 주위에서 측정 디바이스상에 개별 토크를 생성하도록, 기준 축선에 대하여 그리고 이 기준 축선에 대하여 규정된 제 2 접선 축선에 대하여 경사진 법선을 가지며,

- 제 1 물 접촉 표면은, 기준 축선 주위에서 측정 디바이스상에 개별 토크를 생성하도록, 기준 축선에 대해 그리고 이 기준 축선에 대하여 규정된 접선 축선에 대해 경사진 평균 법선을 가지고,

- 적어도 하나의 보상 유닛은 음향 센서 이외의 측정 요소를 포함하며,

- 적어도 하나의 보상 유닛은 음향 센서 이외의 측정 요소를 갖지 않고,

- 측정 디바이스는 아암이 축선이 기준 축선인 실린더 내측에 내접하는 적재된 구성 (stowed configuration) 에 있을 수 있고, 측정 유닛 및 보상 수단은 측정 디바이스가 적재된 구성에 있을 때 상기 실런더 내측에 수용되도록 구성 및 배열되며,

- 아암은 전개된 구성에서 기준 축선에 실질적으로 수직인 평면으로 연장된다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 측정 디바이스를 포함하는 부표에 관한 것이다.

유리하게는, 소노부이는 부력체 및 부력체와 아암이 연결되는 잠김 라인을 포함하고, 부표는, 측정 디바이스가 전개된 구성에 있을 때 부력체가 수면상에 부유하고 기준 축선과 실질적으로 일치하는 수직 축선을 따라서 잠김 라인이 종방향으로 연장되도록 구성된다.

본 발명은, 완전히 비제한적인 실시예에 의해 제공되고 첨부된 도면에 의해 예시된 다수의 실시형태들을 연구함으로써 보다 잘 이해될 것이다.

도 1 은, 이미 설명된 바와 같이, 선행 기술의 전개된 수신 안테나의 개략적인 사시도이다.
도 2 는, 이미 설명된 바와 같이, 침지 전에 원통형 케이싱 내측에 적재된 선행 기술의 부표의 횡단면의 개략도이다.
도 3a 는 항공기로부터 공기 발사성 부표를 발사하는 개략도이고, 도 3b 는 공기 발사성 부표의 침지 도면이며, 도 3c 는 부표의 침지 후에 부표의 전개 시작 개략도를 도시한다.
도 4 는 적재된 구성에서 전개가능한 부표의 내부 요소의 개략도이다.
도 5 는 아암이 길어졌을 때 도 4 의 부표의 개략도이다.
도 6 은 전개된 구성에서 도 4 의 부표의 개략도이다.
도 7 은 본 발명에 따른 전개된 공기 발사성 부표의 일 실시예의 보다 구체적인 도면이다.
도 8 은 센서 유닛을 지지하는 전개된 아암의 보다 구체적인 도면이다.
도 9 는 기준 축선 (r) 에 접선이고 센서 유닛들 중 하나를 통과하는 수직 평면상의 섹션에서 아암들 중 하나의 개략도이다.
도 10 은 접힌 구성에서 아암의 개략도이다.
도 11 은 초기에 접힌 구성에서 그리고 케이싱 내측에 수용된 아암의 횡단면의 개략도이고, 본체 (9) 는 명확성을 위해 도시되지 않았다.

일 도면에서 다른 도면으로, 동일한 요소들에 대해서는 동일한 도면부호들로 지칭된다.

본 발명은 침지되도록 의도된 측정 디바이스들에 적용되고, 이 측정 디바이스들은 음향 센서를 포함하고 측정 디바이스들의 기준 축선 주위에서 각방향으로 분포된 아암들에 의해 지지되는 측정 유닛들을 포함한다. 측정 디바이스는 이 측정 디바이스의 기준 축선이 실질적으로 수직인 전개된 구성에 있을 수 있고, 이 전개된 구성에서 측정 유닛은 측정 디바이스의 수직 병진 이동 동안 기준 축선 주위에서 측정 디바이스상에 토크를 생성한다.

전개된 구성은 기준 축선에 대한 아암의 배향이 실질적으로 안정적인 한 실질적으로 안정적이다.

기준 축선은 종축선에 있을 수 있고, 이 종축선을 따라서, 아암에 연결된 물리적 잠김 라인은 측정 디바이스가 전개된 구성에 있을 때 연장되고 그리고/또는 아암들이 장착되는 지지체에 연결된다.

각각의 측정 유닛은 음파를 측정가능한 (측정하도록 구성된) 적어도 하나의 음파 센서, 예를 들어 수중청음기 또는 전기 음향 변환기를 포함한다.

각각의 측정 유닛은, 예를 들어, 음향 센서에 의해 획득된 측정을 증폭하기 위한 증폭기 및/또는 측정된 그리고 가능하다면 증폭된 신호를 변환하기 위한 아날로그/디지털 변환기 및/또는 적어도 음파 송신기와 같은, 음파 측정 시퀀스에서 적어도 하나의 다른 수단을 포함할 수 있다. 음파 송신기는 음파 송신기에 의해 방출된 음향 펄스로부터 목표물에서 반사된 음파를 측정하도록 의도된 음파 센서를 포함하는 음파를 측정하도록 의도된 측정 시퀀스에서의 수단이다. 각각의 측정 유닛은 물의 염도를 측정하기 위한 물 염도 센서 및/또는 물의 온도를 측정하기 위한 온도 센서와 같은 다른 물리적 파라미터를 측정할 수 있는 적어도 하나의 센서를 더 포함할 수 있다.

다양한 측정 유닛은 상이한 요소를 포함할 수 있다.

측정 디바이스는, 예를 들어 소나 (sonar) 음파 수신 안테나 및 가능하다면 송신 안테나를 포함할 수 있다.

본 발명은, 특히 음향 수신 안테나를 포함하는 측정 디바이스를 포함하는 공기 발사성 소노부이에 적용된다.

이하의 설명은 텍스트의 나머지 부분에서 공기 발사성 소노부이를 언급하지만, 전술한 바와 같은 임의의 다른 측정 디바이스 및 침지될 수 있고 이러한 음파 측정 디바이스를 포함하는 임의의 다른 수중 디바이스에 적용된다.

본 발명은, 예를 들어 아암이 지지체에 대하여 고정된 기준 축선 (r) 을 포함하는 지지체에 연결된 임의의 전개가능한 측정 디바이스에 적용된다. 아암은 축선 (r) 주위에 분포되고, 각각의 아암은 측정 디바이스가 적재된 구성에 있을 때 접힌 구성에 있을 수 있고 측정 디바이스가 전개된 구성에 있을 때 전개된 구성에 있을 수 있다. 각각의 아암의 단부 중 하나는 접힌 구성에서 전개된 구성으로 천이하는 동안 축선 (r) 으로부터 멀어지게 이동한다. 유리하게는, 아암은 축선 (r) 주위에서 각방향으로 분포되고, 바람직하게는 반드시 균등하지 않게 분포된다.

대안으로서, 측정 디바이스는 영구적으로 전개된 구성에 있다.

아암은 고정된 길이를 가질 수 있거나 연장가능한, 예를 들어 신축자재할 수 있다. 그 후, 아암은, 접힌 구성으로 있고 최소 길이를 가지는 적재된 구성을 가지고, 측정 디바이스는 적재된 구성에 있게 된다. 이 아암은, 아암을 연장시킴으로써 그리고 접힌 구성에서 전개된 구성으로 천이시킴으로써 적재된 구성에서 전개된 구성으로 천이된다.

아암은 고정된 길이를 가질 수 있거나 연장가능한, 예를 들어 신축자재할 수 있다. 그런 다음, 아암은 접힌 구성에 있는 적재된 구성을 가진다. 이 아암은, 아암을 연장시킴으로써 그리고 접힌 구성에서 전개된 구성으로 천이시킴으로써 적재된 구성에서 전개된 구성으로 천이된다.

수중 디바이스는 지지체에 연결된 잠긴 라인을 포함할 수 있고, 잠김 라인은 실질적으로 기준 축선을 따라서 그리고 실질적으로 아암의 전개 시작시 실질적으로 수직으로 연장된다.

수중 디바이스는, 측정 디바이스가 전개가능할 때, 아암이 전개된 구성으로 이동될 수 있게 하는 전개 수단을 포함한다. 이러한 전개 수단은 받침 라인 유형의 전개 라인을 포함할 수 있다. 각각의 받침 라인은, 한편으로는 아암들 중 하나에 연결되고, 다른 한편으로는 지지체를 부유물에 연결하는 잠김 라인에 연결되어, 디바이스의 침지 영향하에서, 부유물 및 지지체는 서로 멀어지게 이동하여, 잠김 라인이 전개되도록 하고 팽팽해져 기준 축선을 따라서 수직으로 연장되고 받침 라인을 인장시킨 후에 이 받침 라인이 아암들상에서 당겨진다.

대안으로서, 부유물은, 예를 들어 아암의 원위 단부에 고정되어, 아암이 해제될 때, 부유물은 아암을 전개시킨다. 대안으로서, 비틀림 스프링은 아암과 지지체 사이의 관절부에 설치될 수 있다. 각각의 비틀림 스프링의 와인딩 축선은 아암을 지지체에 연결하는 선회 연결 축선을 따라서 연장된다.

수중 디바이스는, 수중 디바이스가 침지될 때 아암이 적재된 구성에서 전개된 구성으로 자동 이동하는 방식으로 구성될 수 있거나, 명령시 아암을 전개하도록 구성될 수 있다.

도 3a 는 잠재적 목표물 (3) 에 의해 방출되거나 반사된 (에코된) 음파에 대응하는 음파를 검출하기 위해 해양 환경에서 본 발명에 따른 소노부이 (1) 를 발사하는 항공기 (A) 를 도시한다. 부표 (1) 는 대안으로서 표면 용기, 예를 들어 플랫폼 또는 수중 차량으로부터 발사될 수 있다. 도 3a 에서, 부표 (1) 및 측정 디바이스는 부표의 요소가 케이싱 (4) 에 수용되는 초기 적재된 구성에 있다. 소노부이 (1) 가 발사되면, 부표에 속하는 낙하산 (5) 이 자동으로 전개되어, 도 3b 에 도시된 바와 같이 하강을 늦춘다. 부표가 침지되면, 부표의 내부 요소들은 도 3c 에 도시된 바와 같이 케이싱 (4) 을 떠난다. 부표는, 이 부표가 적재된 구성에 있을 때 초기에 케이싱 (4) 내부에 수용된 부력체 (7) 를 포함하고, 이 부력체는 부표 (1) 가 물에 침지될 때 수면으로 다시 상승하고 수면에 부유 상태를 유지하도록 구성된다.

도 4 는 부표가 적재된 구성에 있을 때 케이싱 (4) 내측에 배열된 부표의 내부 구조 요소를 개략적으로 도시한다. 도 5 및 도 6 에서와 같이, 측정 유닛은 도 4 에 도시되어 있지 않다.

부표는, 이 부표가 적재된 구성에 있을 때 초기에 케이싱 (4) 내부에 수용된 부력체 (7) 를 포함하고, 이 부력체는 부표 (1) 가 물에 침지될 때 수면으로 다시 상승하고 수면에 부유하도록 구성된다.

부표 (1) 는 음의 부력 소나 (110) 를 포함한다. 이 소나 (110) 는 2 개의 서브 부분 (6aa, 6ab) 을 포함하는 잠김 라인의 제 1 부분 (6a) 에 의해 부력체 (7) 에 연결된다. 잠김 라인 (6) 은 부착 본체 (211) 를 통하여 부력체 (7) 를 음의 부력 소나 (110) 에 연결한다. 보다 구체적으로, 제 1 부분 (6a) 은 부착 본체 (211) 를 통하여 부력체 (7) 를 소나 (110) 에 연결한다.

소나 (110) 는 지지체 (9) 를 포함하는 수신 안테나 (111) 를 포함하고, 아암 (10) 세트는 도 4 에 도시되지 않은 음향 센서를 보유하며, 아암의 전체 세트는 명확성을 위해서 2 개의 정반대의 대향 아암들로서 개략적으로서만 도시되어 있다.

부분들 (6a 및 6b) 은 초기에 접힌다.

도 4 의 실시예에서, 수신 안테나 (111) 는 잠김 라인 (6) 의 제 2 부분 (6b) 에 의해 지지체 (9) 에 연결된 다른 본체 (8) 를 포함하고, 본체 (8) 는 지지체 (9) 를 통하여 부력체 (7) 에 연결된다. 대안으로서, 본체 (8) 는 지지체 (9) 에 대하여 고정된다. 이들은 일체형으로 제조될 수 있다.

수신 안테나 (111) 는 전개가능하다. 다시 말해서, 수신 안테나는 도 4 의 적재된 구성에서 도 4 의 전개된 구성으로 천이될 수 있고, 그리하여 각각의 아암은, 이 암들이 접힌 구성인 적재된 구성에서 전개된 구성으로 통과할 수 있다.

아암 (10) 은 지지체 (9) 의 기준 축선 (r) 주위에서, 즉 본체 (10) 에 대하여 고정된 축선 (r) 주위에서 각방향으로 분포된다. 아암 (10) 은 아암이 축선 (r) 으로부터 멀리 이동함으로써 접힌 구성에서 전개된 구성으로 천이될 수 있도록 지지체 (9) 에 관절연결된다. 보다 구체적으로, 각각의 아암 (10) 은 지지체 (9) 에 관절연결된 근위 단부 (EP) 에서부터 아암 (10) 이 전개됨에 따라 축선 (r) 으로부터 멀리 이동하는 원위 단부 (ED) 까지 종방향으로 연장된다.

도면의 실시형태에서, 아암 (10) 은 지지체 (9) 에 대하여 선회함으로써 접힌 구성에서 전개된 구성으로 천이된다. 아암 (10) 은 선회 연결부 (41) 에 의해 지지체 (9) 에 연결된다. 각각의 선회 연결부 (41) 의 축선은 기준 축선 (r) 에 접선이다. 다시 말해, 기준 축선 (r) 을 중심으로 하고 기준 축선 (r) 에 수직인 원호에 접선이다.

부표 (1) 가 도 4 에 도시된 적재된 구성에 있을 때 아암 (10) 은 적재된 구성으로 유지된다.

도면들의 특정 실시형태에서, 아암들 (10) 은 신축자재하다. 각각의 아암 (10) 은 지지체 (9) 에 연결된 제 1 세그먼트 (11) 및 아암 (10) 이 연장될 수 있도록 제 1 세그먼트 (11) 에 신축자재하게 연결된 적어도 하나의 다른 세그먼트 (12) 의 집합체를 포함한다. 아암 (10) 은, 아암 (10) 이 접힌 구성일 때의 도 4 의 적재된 구성으로부터, 아암 (10) 의 연장 및 회전체 (9) 에 대한 아암 (10) 의 회전에 의해 도 6 의 전개된 구성으로 천이될 수 있다. 아암 (10) 은 도 5 에 도시된 세장형 구성으로 지칭되는 구성을 통해 통과하고, 이 구성은 도 4 보다 더 길고 여전히 접힌 구성에 있다.

도 4 내지 도 7 에 도시된 바와 같이, 부표 (1) 는 아암 (10) 당 하나의 받침 라인 (13) 을 포함한다. 각각의 받침 라인 (13) 은, 한편으로는 지지체 (9) 와 부력체 (7) 사이에 부착부를 형성하는 부착 본체 (211) 에 연결되고, 다른 한편으로는 지지체 (9) 와 아암 (10) 사이의 관절부로부터 일부 거리를 두고 아암 (10) 중 하나에 연결된다.

받침 라인 (13) 은 아암 (10) 이 전개된 구성을 향하여 지지체 (9) 에 대하여 선회될 수 있도록 구성 및 배열된다.

도 3c 에 도시된 바와 같이, 부력체 (7) 는 팽창성 백 (70) 을 포함하고, 이 팽창성 백은 케이싱 (4) 으로부터 나오고 그리고 부표 (1) 가 물에 잠기면 부포 내측에 수용된 초기 압축 가스에 의해 팽창되어, 부력체 (7) 는, 부표가 전개됨에 따라 수면 (S) 으로 다시 상승하고 이 수면 (S) 에 부유하여 유지되는 양의 부력을 나타낸다. 부력체 (7) 는 부표 (1) 와 멀리 있는 수신기 및/또는 송신기 뿐만 아니라 예를 들어 전자 장비를 수용할 수 있는 케이싱 (71) 사이의 원격 및 무선 통신을 허용하는 전파의 송신기 및/또는 수신기 (72) 를 포함한다.

부력체 (7) 가 수면을 향해 다시 상승하는 반면, 소나 (110) 는 케이싱 (4) 과 마찬가지로 가라 앉는다. 각각의 아암 (10) 의 원위 단부 (ED) 는 초기에 본체 (8) 에 기계적으로 결합되고, 이는 본체 (9) 가 도 5 의 연장된 구성까지 멀리 부력체 (7) 로부터 멀리 이동할 때 아암 (10) 이 연장됨을 의미한다.

지지체 (9) 의 가라 앉음은 부력체 (7) 가 수면에 부유하기 시작할 때 팽팽하게 되는 잠김 라인의 부분 (6a) 에 의해 정지된다. 아암이 연장된 구성에 있을 때 본체 (8) 의 가라 앉음이 정지된다. 케이싱 (4) 은 계속 가라 앉고 이에 따라서 아암 (10) 을 접힌 구성으로부터 해제시킨다.

부력체 (7) 가 수면을 향해 상승하는 동안 본체 (8) 의 가라 앉음은 아암 (10) 으로부터 부착 본체 (211) 를 분리시키는 수직 거리의 증가를 야기하였고, 받침 라인 (13) 은 팽팽해지고 이제 아암 (10) 을 상방으로 당기며, 아암 (10) 의 원위 단부 (ED) 를 지지체 (9) 로부터 멀리 이동시키고, 보다 구체적으로는 도 6 의 전개된 구성까지 멀리 기준 축선 (r) 으로부터 멀리 이동시킨다.

따라서, 아암 (10) 은 지지체 (9) 의 기준 축선 (r) 에 대하여 반경방향으로 연장된다. 다시 말해서, 기준 축선 (r) 에 수직인 평면에서 각각의 아암의 돌출부들은 이 기준 축선에 대하여 규정된 각각의 반경방향 축선을 따라 연장된다.

대안으로서, 아암 (10) 은 전개된 구성에서 지지체 (9) 의 기준 축선 (r) 에 대하여 반경방향으로 연장되지 않는다. 그러면, 예를 들어 아암들은, 축선이 기준 축선 (r) 에 접선이 아닌 선회 연결에 의해, 지지체 (9) 에 연결될 수 있다.

일반적으로, 아암들은 유리하게는 전개된 구성에서 기준 축선 (r) 에 대하여 경사져 있다.

도면들의 비제한적인 경우에, 부표는, 아암이 접힌 구성에서 전개된 구성으로 천이하는 동안, 축선 (r) 이 실질적으로 수직 (축선 (z) 에 평행) 하도록 구성된다. 축선 (r) 은 부표의 본체들 사이의 부력 차이의 영향하에서 실질적으로 수직 축선을 따라서 팽팽한 잠김 라인 (6) 의 종방향 축선이다.

도면들에 도시된 실시형태에서, 아암들 (10) 은 상방으로 전개된다. 대안으로서, 아암들은 하방으로 전개된다.

부표 (1) 는 도 7 의 전개된 구성으로 도시되어 있다. 그러면, 수신 안테나는 전개된 구성으로 있다. 아암 (10) 및 측정 유닛 (60) 은 도 8 에서 전개된 구성으로 보다 정확하게 도시되어 있다.

도 7 및 도 8 의 특정 실시형태에서, 아암 (10) 은 전개된 구성으로 본체의 축선 (r) 에 수직인 평면으로 연장된다. 대안으로서, 아암은 전개된 구성으로 축선 (r) 에 수직인 평면에 대하여 경사져 있다.

도면들의 실시형태에서, 아암들은 각각의 종방향 축선을 중심으로 회전 대칭을 나타낸다. 이러한 경우에, 아암들은 원형 단면을 가진다. 대안으로서, 아암들은 실질적으로 전체 길이를 따라서 고정되어 유지되는 다른 형상의 단면을 나타낼 수 있다. 아암들의 단면의 직경은, 특히 아암들이 신축자재할 때, 아암들을 따라서 변할 수 있어서, 서로에 장착된 아암들의 다양한 섹터들이 서로 내부에 내포되고 다양한 섹터들이 서로에 대하여 슬라이딩할 수 있다. 보다 일반적으로, 아암들은 전개된 구성으로 측정 디바이스의 수직 병진 이동 동안 축선 (r) 주위에서 측정 디바이스 (111) 상에 임의의 토크를 생성하지 않도록 구성된다.

도 7 및 도 8 에 도시된 바와 같이, 아암들 (10) 에 의해 지지되는 측정 유닛 (60) 은 아암들 (10) 사이에서 연장된다.

도 9 는, 측정 유닛 (60) 에서 축선 (r) 에 대하여 접선방향으로 그리고 측정 유닛 (60) 을 통과하는, 아암 (10) 에 실질적으로 수직인 수직 평면상의 도 8 의 단면을 도시한다.

도 9 에 도시된 바와 같이, 물 접촉 표면 (S) 에 의해 한정된 각각의 측정 유닛 (60) 은, 양방향 (상방 및 하방) 으로 수직 축선 (z) 을 따라서 전개된 구성으로 측정 디바이스의 병진 이동 동안, 축선 (z) 주위에서 수신 디바이스 (111) 상에 개별적인 토크를 생성한다. 개별 토크는 축선 (z) 주위에서 동일한 방향으로 지향되어, 측정 유닛 (60) 의 세트는 동일한 방향으로 축선 (z) 주위에 토크를 발생시킨다. 물 접촉 표면이 의미하는 것은, 측정 디바이스가 침지될 때 물과 직접 물리적 접촉하도록 의도된 표면을 의미이다.

구체적으로, 도 9 에 개략적으로 도시된 바와 같이, 상방 수직 병진 이동 동안 측정 유닛 (60) 의 접촉 표면 (S) 에 걸친 물의 유동 영향하에서, 각각의 측정 유닛은 수직 성분 (V) 및 접선 성분 (T) 을 포함하는 수평 성분을 포함하는 힘을 받는다. 이러한 접선 성분 (T) 은, 축선 (z) 주위에서 측정 디바이스 (111) 상에 개별 토크라고 하는 토크를 발생시킨다.

도면의 비제한적인 실시예에서, 측정 유닛 (60) 각각은, 아암들 사이에서 연장되고 전개된 구성에서 이 전개된 구성으로 실질적으로 수직 축선 (z) 인 축선 (r) 에 대하여 경사지는 실질적으로 평행육면체 형상을 가진다. 측정 유닛의 이러한 형상은 물론 비제한적이다. 측정 유닛 (60) 의 2 개의 가장 큰 면은 물 접촉 표면들인 제 1 면 (21) 및 제 2 면 (22) 이다. 제 1 근사치에 대하여, 전개된 측정 디바이스 (111) 의 상향 방향으로의 병진 이동 동안 측정 유닛에 의해 받은 힘은, 제 1 표면 (21) 이 받게 되는 힘 및 하향 수직 이동 동안 제 2 면 (22) 이 받게 되는 힘이다. 이들 면들 (21 및 22) 은 축선 (z) 에 실질적으로 평행한 기준 축선 (r) 및 실질적으로 접선 수평 직선에 대해 경사지고, 접선 방향은 축선 (r) 에 대하여 규정된다. 이는, 또한 각각의 법선 (N1, N2) 을 가진 경우이다.

도면의 비제한적인 실시예에서, 각각의 (상향 또는 하향) 수직 병진 이동 동안 측정 유닛이 받게 되는 힘의 수평 성분 (H) 은 접선 성분 (T) 이다.

다양한 측정 유닛 (60) 이 받게 되는 힘의 접선 성분 (T) 은, 도면들의 비제한적인 실시예에서, 동일한 하나의 방향으로 배향되는데, 이는, 측정 유닛 (60) 이 전개된 구성에서 축선 (z) 에 대하여 그리고 각각의 측정 유닛들에서 각각의 접선 축선들에 대하여 동일한 경사를 나타내기 때문이다.

본 발명에 따라서, 측정 디바이스 (111) 는, 전개된 구성에서, 상향 및/또는 하향 수직 병진 이동 동안 축선 (z) 주위에서 측정 디바이스 (111) 의 회전을 제한 또는 방지하도록 구성 및 배열된 보상 수단 (161) 을 포함한다. 보상 수단 (161) 은 이러한 수직 이동 동안 측정 유닛이 야기하는 측정 디바이스의 회전 이동에 대향한다. 다시 말해, 보상 수단 (161) 은, 전개된 구성에서 측정 디바이스 (111) 의 수직 이동 동안, 동일한 수직 이동 동안 측정 유닛 (60) 에 의해 생성된 토크 반대 방향으로 축선 (z) 주위에서 측정 디바이스 (111) 상에 토크를 발생시키도록 구성 및 배치되고, 전개된 측정 디바이스의 수직 이동 동안 축선 (z) 주위에서 측정 디바이스가 받는 총 토크가 측정 유닛 (60) 에 의해 생성된 축선 (z) 주위에서 측정 디바이스상의 토크의 강도 보다 낮은 강도를 가진 강도로 된다. 이는 축선 (z) 주위에서 측정 디바이스의 회전을 제한하는 것을 가능하게 한다. 이러한 목적을 위해, 축선 (z) 주위에서 보상 수단에 의해 생성된 토크는, 측정 유닛에 의해 생성된 토크의 강도 보다 낮은 강도를 가지므로, 측정 디바이스는 여전히 축선 (z) 주위에서 회전하지만 낮은 속도로 회전한다. 대안으로서, 축선 (z) 주위에서 보상 수단에 의해 생성된 토크는 측정 유닛에 의해 생성된 토크의 강도와 실질적으로 동일한 강도를 가지므로, 측정 디바이스는 축선 (z) 주위에서의 회전 관점에서 실질적으로 움직이지 않는다. 대안으로서, 축선 (z) 주위에 보상 수단에 의해 생성된 토크는 측정 유닛에 의해 생성된 토크의 강도의 2 배 미만의 강도를 가지므로, 측정 디바이스는 그 후에 보상 수단이 장착되지 않은 디바이스와 비교하여 반대 반향으로 회전하지만 낮은 속도로 회전한다.

본 발명은 수직 이동에 의해 야기되는 측정 디바이스의 회전을 제한 또는 감소시킬 수 있고, 이에 따라서 회전 축선 주위에서 회전하는 측정 디바이스와 관련된 전술한 문제점을 제한할 수 있다. 더욱이, 이러한 방안은 아암의 종축선 주위에서 측정 유닛 (60) 의 임의의 회전 유동성을 필요로 하지 않기 때문에, 측정 디바이스는 이동 부품의 수를 제한하는 것과 관련하여 어떠한 신뢰성을 유지할 수 있게 한다.

유리하게는, 보상 수단은, 보상 수단 (161) 에 의해 생성된 축선 (z) 주위의 토크가 상방 및/또는 하향 수직 이동 동안 측정 유닛 (60) 의 세트에 의해 생성된 축선 (z) 주위의 토크와 실질적으로 반대가 되는 방식으로 구성 및 배열된다. 이는 관련 방향 또는 방향들로의 수직 이동의 영향하에서 축선 (r) 주위에서 회전하는 측정 디바이스 (111) 를 방지할 수 있게 한다.

도 9 에 도시된 바와 같이, 보상 수단 (161) 은 측정 디바이스가 침지될 때 물과 직접 물리적 접촉하도록 의도된 보상 표면 (S') 으로 지칭되는 표면에 의해 한정된 적어도 하나의 보상 유닛 (61) 의 세트를 포함한다. 보상 유닛 (61) 은, 축선 (z) 주위에서 측정 디바이스 (111) 의 회전 이동을 제한하도록, 전개된 구성에서 측정 디바이스의 상방 및/또는 하방 수직 이동 동안, 측정 유닛 (60) 에 의해 축선 (z) 주위에서 측정 디바이스상에 생성된 토크와 반대 방향으로 축선 (z) 주위에서 측정 디바이스상에 보상 토크라고 하는 토크를 생성하도록 구성 및 배열된다. 수직 병진 이동 동안, 보상 유닛에 의해 발생된 토크는 이러한 이동 동안 보상 유닛의 표면에 걸친 물의 유동으로 인한 것이다.

다시 말해서, 측정 디바이스 (111) 가 전개된 구성에 있을 때, 각각의 보상 유닛은, 축선 (z) 을 따른 전개된 구성에서 측정 디바이스의 병진 이동 동안 그 표면에 걸친 물의 유동의 영향하에서, 수직 성분 (V') (상방 수직 이동 동안) 및 축선 (z) 에 접선인 접선 성분 (T') 을 포함하고 그리고 접선 성분 (T) 과 반대 방향으로 지향되는 수평 성분을 포함하는 힘을 받는다. 축선 (z) 을 따라서 전개된 측정 디바이스의 수직 병진 이동 동안에도 동일하게 발생한다.

수직 성분 (V') 은 수직 성분 (V) 과 동일한 방향에 있다.

도면의 비제한적인 실시예에서, 도 9 에 보다 구체적으로 도시된 바와 같이, 각각의 보상 유닛 (61) 은 본질적으로 평행직육면체의 형태를 가지고 그리고 실질적으로 보상 표면 (S') 을 형성하는 2 개의 더 큰 면들 (31 및 32) 을 포함한다. 이러한 면들 (31 및 32) 은, 전개된 구성에서, 축선 (z) 에 실질적으로 평행한 기준 축선 (r) 및 축선 (r) 에 대해 규정된 접선 축선에 대하여 경사진다. 이는, 또한 각각의 법선 (N1', N2') 의 경우이다. 축선 (r) 에 대하여 규정된 접선 축선은, 기준 축선 (r) 을 중심으로 하는 원에 접선이고 그리고 보상 유닛에서 또는 해당 면에서 기준 축선 (r) 에 수직인 축선이다. 다시 말해, 원에 대한 축선의 접선은 보상 유닛 또는 해당 면의 위치에 있다. 원은 기준 축선을 중심으로 하고 기준 축선에 수직이다.

제 1 근사치에 대하여, 전개된 보상 디바이스의 상방 수직 이동 동안 보상 유닛이 받는 힘의 성분 (T') 은, 이러한 이동 동안 물의 유동에 대향하여 위치된 표면 (31) 이 받는 힘의 접선 성분이다. 제 1 근사치에 대하여, 전개된 보상 디바이스의 하방 수직 이동 동안 보상 유닛이 받는 힘의 성분 (T) 은, 이러한 이동 동안 물의 유동에 대향하여 위치된 표면 (32) 이 받는 힘의 접선 성분이다.

일반적으로, 각각의 측정 유닛은, 유리하게는 전개된 구성에서 기준 축선에 대하여 그리고 기준 축선에 대하여 규정된 제 1 접선 축선에 대하여 경사지는 평균 법선을 가진 제 1 물 접촉 표면을 포함하여, 일 방향으로 기준 축선을 따른 측정 디바이스의 병진 이동 동안 기준 축선 (r) 주위에서 측정 디바이스상에 개별 토크를 발생시킨다. 표면에 대한 평균 법선은 표면의 기본 표면에 대한 기본 법선의 합이다. 축선 (r) 에 대하여 규정된 제 1 접선 축선은, 기준 축선 (r) 을 중심으로 하는 원에 접선이고 그리고 해당 측정 유닛에서 또는 해당 표면에서 기준 축선 (r) 에 수직인 축선이다. 여기에서 축선 (T) 으로 표시된다.

측정 유닛의 상방 추력을 무시할 수 있을 때, 제 1 물 접촉 표면은 실질적으로 측정 디바이스의 수직 병진 이동 방향으로 배향된 측정 유닛의 표면의 일부이다.

도 9 의 비제한적인 실시예에서, 측정 디바이스의 수직 병진 이동 방향으로 배향된 표면은 실질적으로 상방 이동 동안 표면 (21) 이고 하방 이동 동안 표면 (22) 이다.

각각의 보상 유닛은, 유리하게는 전개된 구성에서 기준 축선 (r) 에 대하여 그리고 기준 축선 (r) 에 대하여 규정된 제 2 접선 축선에 대하여 경사지는 평균 법선을 가진 제 2 물 접촉 표면을 포함하여, 동일한 방향으로 기준 축선을 따른 측정 디바이스의 병진 이동 동안 기준 축선 (r) 주위에서 측정 디바이스상에 개별 보상 토크를 발생시킨다. 축선 (r) 에 대하여 규정된 제 2 접선 축선은, 기준 축선 (r) 을 중심으로 하는 원에 접선이고 그리고 보상 유닛 또는 해당 표면의 위치에서 기준 축선 (r) 에 수직인 축선이다. 여기에서 축선 (T') 으로 표시된다.

보상 유닛의 상방 추력을 무시할 수 있을 때, 물 접촉 표면은 실질적으로 측정 디바이스의 수직 병진 이동 방향으로 배향된 표면이다.

도 9 의 비제한적인 실시예에서, 보상 유닛의 수직 병진 이동 방향으로 배향된 표면은 실질적으로 상방 이동 동안 표면 (31) 이고 하방 이동 동안 표면 (32) 이다.

이들 모두 다양한 형태의 측정 유닛 및 보상 유닛에 적용된다. 이들 유닛들은 큰 직사각형 표면 또는 예를 들어 타원형과 같은 임의의 다른 형상의 표면을 갖는 플레이트의 전체 형상을 취할 수 있다.

물과 직접 접촉하는 표면은 평면 또는 비평면일 수 있다. 예를 들어, 리브들을 나타낼 수 있다.

측정 또는 보상 유닛은 하나 이상의 노치들을 가질 수 있다.

이들 유닛들은 고정 또는 가변 두께를 가질 수 있다. 두께는 아암의 축선에 접선인 축선 방향으로 고려될 수 있다. 이 두께는 아암의 축선에 대하여 규정된 반경방향 축선에 따라 변할 수 있다.

적어도 하나의 측정 유닛 및/또는 하나의 보상 유닛은 "에어포일 (airfoil)” 유형일 수 있다. 유리하게는, 보상 유닛 (또는 측정 유닛) 의 선단 및 후단을 통과하는 직선은, 전개된 구성에서, 기준 축선 (r) 및 기준 축선 (r) 에 대하여 경사지는 법선을 가져서 관련 토크를 발생시킨다. 축선 (r) 에 대하여 규정된 접선 축선은, 기준 축선 (r) 을 중심으로 하는 원에 접선이고 그리고 해당 유닛에서 또는 해당 법선에서 기준 축선 (r) 에 수직인 축선이다.

유리하게는, 필수적이지는 아니지만, 도 9 에 도시된 바와 같이, 보상 유닛은 각각의 측정 유닛 (60) 이 받는 수평 성분 (H) 및 상방 및/또는 하방 수직 이동 동안 각각의 보상 유닛이 받는 수평 성분 (H') 이 실질적으로 접선이거나 다시 말해서 접선 성분 (T 또는 T') 만을 나타내는 방식으로 구성 및 배열된다. 이러한 구성은 (축선 (z) 에 대해 규정된) 반경방향 축선을 따른 디바이스의 병진 이동을 방지할 수 있게 한다.

각각의 측정 유닛의 제 1 물 접촉 표면에 대하여 평균 법선은, 유리하게는 전개된 구성에서, 기준 축선 (r) 에 평행한 축선 및 기준 축선 (r) 에 대하여 규정된 제 1 접선 축선을 포함하는 평면에 포함된다. 각각의 보상 유닛의 제 2 물 접촉 표면에 대하여 평균 법선은, 유리하게는 전개된 구성에서, 기준 축선 (r) 에 평행한 축선 및 기준 축선 (r) 에 대하여 규정된 제 2 접선 축선을 포함하는 평면에 포함된다.

측정 유닛 (60) 은, 각각의 보상 유닛이 축선 (z) 을 따라 일 방향으로 측정 디바이스의 병진 이동 동안, 축선 (z) 주위에서 동일한 방향으로 측정 디바이스 (111) 상에 개별 토크를 발생시키도록 배향된다. 또한, 보상 유닛 (61) 은, 각각의 보상 유닛 (61) 이 축선 (z) 을 따른 동일한 방향으로 측정 디바이스 (111) 의 병진 이동 동안 측정 유닛에 의해 발생된 개별 토크의 방향과 반대로, 동일한 방향으로 축선 (z) 주위에서 측정 디바이스 (111) 상에 개별 보상 토크라고 하는 개별 토크를 발생시키도록 배향된다.

측정 유닛들 (60) 및 보상 유닛들 (61) 은, 접힘 구성에서 적재된 구성으로 천이 동안, 아암의 천이 동안 아암들 (10) 에 의해 구동되도록, 아암들 (10) 에 의해 지지된다.

측정 유닛들 (60) 및 보상 유닛들 (61) 은 아암들 (10) 사이에서 연장된다. 보다 구체적으로, 이들 중 각각 하나 및 보상 표면들 중 각각 하나는 2 개의 인접한 아암들 사이에서, 즉 축선 (r) 주위에 형성되고 2 개의 인접한 아암들을 분리하는 각방향 섹터에 걸쳐 연장된다.

도 8 에 도시된 바와 같은 도면의 특정 실시형태에서, 각각의 측정 유닛 (60) 은 아암 (10) 에 고정되고 각각의 보상 유닛 (61) 은 아암 (10) 에 고정된다. 이는, 이러한 유닛들에 아암들상에서 이동할 수 있는 능력, 예를 들어 각각의 종축선 주위에 선회할 수 있는 능력이 장착되는 경우보다 측정 디바이스의 신뢰성을 더욱더 향상시킬 수 있다.

도면들의 실시형태에서, 여러 개의 측정 유닛들 (60) 및 여러 개의 보상 유닛들 (61) 은 아암들 각각에 장착된다. 대안으로서, 적어도 하나의 보상 유닛 및/또는 적어도 하나의 측정 유닛은 아암들 각각에 장착된다. 예를 들어, 보상 유닛은 측정 유닛들과 다른 아암에 장착될 수 있다. 도면들의 특정 실시형태에서, 각각의 아암 (10) 은 보상 유닛들과 동일한 수의 측정 유닛들 (60) 을 지지하지만, 이들 중 일부는 도 8 에서 보이지 않는다.

보상 유닛들 및 측정 유닛들 각각은 아암들 중 하나에 돌출부를 형성한다. 이는 세그먼트들이 서로 내측에 끼워질 수 있는 신축자재한 아암에 장착될 때 보상 유닛들 및 측정 유닛들이 서로 중첩되는 것을 방지한다. 따라서, 하나의 동일한 아암을 따라 인접한 보상 유닛들 및 측정 유닛들은 아암이 연장됨에 따라 서로 멀리 이동한다. 따라서, 하나의 동일한 아암에 장착된 다양한 측정 유닛은 전개된 구성에서 서로 거리를 두고, 이러한 측정 유닛들 및/또는 이러한 보상 유닛들은 전개된 구성에서 서로 접하여 놓일 수 있다. 측정 유닛들이 서로 멀리 이동된다는 사실은, 더 큰 크기의 안테나를 얻을 수 있게 하고 안테나에 의해 검출된 목표물의 위치를 보다 용이하게 찾아낼 수 있게 한다.

도면들의 실시형태에서, 아암에 장착된 각각의 측정 유닛 (60) 은 아암들 (10) 중 하나상에 돌출부를 형성하고, 이 돌출부는 측정 디바이스가 전개될 때 축선 (z) 주위에서 하나의 동일한 제 1 회전 방향으로 아암들 (10) 로부터 멀리 이동한다. 다시 말해서, 하나의 동일한 아암에 장착된 각각의 측정 유닛들 (60) 은 아암의 반경방향 축선을 포함하는 축선 (z) 에 대해 반경방향 평면의 하나의 동일한 측에서 아암상에 돌출부를 형성한다. 하나의 동일한 아암 (10) 에 장착된 각각의 보상 유닛 (61) 은 동일한 아암 (10) 에 장착된 측정 유닛들 (60) 에 대하여 아암의 반경방향 축선을 포함하는 축선 (z) 에 대해 반경방향 평면의 다른 측에서 아암상에 돌출부를 형성한다. 더욱이, 각각의 보상 유닛 (61) 은 제 1 방향과 반대인 축선 (z) 주위에 하나의 동일한 제 2 회전 방향으로 장착되는 아암 (10) 으로부터 멀리 이동하는 돌출부를 형성한다.

도면들의 특정 실시형태에서, 각각의 측정 유닛 (60) 은 동일한 아암 (10) 에, 바람직하게는 아암 (10) 의 반경방향 축선을 포함하는 축선 (z) 에 반경방향 평면의 다른 측에서 측정 유닛 (60) 에 대면하는 측정 유닛 (60) 과 동일한 아암 (10) 의 세그먼트 (11 또는 12) 에 고정된 보상 유닛 (61) 과 관련되어 있다. 다양한 측정 유닛 (60) 은 각각 다른 보상 유닛 (61) 과 관련되어 있다. 각각의 보상 유닛 (61) 은, 이와 관련된 측정 유닛 (60) 에 의해 가해지는 개별 토크의 2 배보다 작은 개별 보상 토크를 모듈러스 (modulus) 에 가하도록 배열 및 구성된다. 이는, 신축자재한 아암의 경우에, 아암의 종축선 주위에서 신축자재한 아암들의 다양한 세그먼트 주위에 비틀림 발생을 방지할 수 있게 한다. 또한, 아암 또는 해당 아암 세그먼트의 내측에서, 접선 회전 축선 주위에 토크 발생을 제한할 수 있고 아암들이 쉽게 구부러지게 할 수 있다. 이러한 2 가지 유형의 토크는, 센서가 동일 평면 상에 있거나 전개된 구성에서 적어도 서로에 대하여 미리 결정된 배열을 나타내는 것을 선호하기 때문에, 수신 안테나 (111) 의 성능을 손상시킬 수 있는 방식으로 아암이 변형될 수 있는 응력을 아암들에 도입한다. 제안된 구성은 또한 아암 레벨에서 항력의 축방향 성분을 균등화할 수 있게 하고 측정 디바이스의 수직 병진 이동 동안 측정 디바이스가 불안정해질 위험을 제한할 수 있게 한다.

유리하게는, 서로 연관된 보상 유닛 (61) 및 측정 유닛 (60) 은 측정 디바이스 (111) 가 전개될 때 수직인 하나의 동일한 접선 평면에 대하여 대칭이다.

또한, 도면들의 특정 실시형태에서, 측정 유닛과 관련된 보상 유닛은 이러한 측정 유닛과 일체로 되어 있다. 이들은 조립된 세트를 매우 신속하게 장착할 수 있게 한다. 대안으로서, 이러한 2 개의 유닛들은 2 개의 상이한 성분에 속한다.

유리하게는, 서로 연관된 측정 유닛 및 보상 유닛을 포함하는 유닛은, 아암상에 측정 유닛 및 보상 유닛을 장착하기 위한 수단을 포함한다.

대안으로서, 서로 연관된 측정 유닛 및 보상 유닛은 아암을 따라서 또는 아암의 하나의 동일한 세그먼트를 따라서 오프셋된다. 그럼에도 불구하고, 이러한 방안은 컴팩트하지 않고 보상 유닛들의 표면을 조정하기가 더 어려워진다. 더욱이, 이러한 방안은 아암이 변형될 위험 및 측정 디바이스가 불안정해질 위험을 증가시킨다.

대안으로서, 보상 유닛의 수는 측정 유닛의 수와 다르다. 단일의 보상 유닛을 상정하는 것도 가능하다.

이용가능한 부피가 충분히 큰 경우에, 측정 디바이스의 상방 및/또는 하방의 병진 이동시에 측정 유닛의 세트에 의해 발생된 토크와 반대 방향으로 토크를 발생시키도록 구성 및 배열된 단일의 보상 유닛을 제공 할 수 있다.

도면들의 특정 실시형태에서, 측정 유닛 및 보상 유닛 각각은 4 개의 측면들에 의해 연결된 2 개의 더 큰 면들을 포함하는 직사각형 평행육면체의 현상을 본질적으로 나타내는 플레이트 형태를 가지고, 측면들 중 하나의 측면은 상기 측면의 전체 길이를 따라서 아암에 접한다. 이 형태는 전적으로 비한정적이고, 임의의 다른 형태도 상정가능하다. 보상 유닛의 면들이 반드시 평면이거나 평행 쌍인 것은 아니다. 측정 유닛 및 보상 유닛은, 예를 들어 측정 디바이스의 수직 이동의 영향하에서, 침지될 때 변형되지 않도록 유리하게 구성된다.

유리하게는, 측정 유닛 (60) 및 보상 유닛 (61) 은 아암이 적재된 구성에 있을 때 케이싱 (4) 내부에 수용되는 방식으로 아암에 장착된다. 이에 따라서, 이러한 제약은 전개된 구성에서 아암의 수평면에 놓이도록 배열된 측정 유닛 및 보상 유닛을 배제한다.

따라서, 유리하게는, 측정 유닛 (60) 및 보상 유닛 (61) 은, 예를 들어 아암들이 도 10 (케이싱 없음) 및 도 11 (케이싱 있음) 에 도시된 바와 같이 접힌 구성에 있을 때, 아암들 (10) 에 의해 한정된 축선 (r) 의 실린더 내측에 내접되는 방식으로 아암에 장착된다.

유리하게는, 측정 유닛 (60) 및 보상 유닛 (61) 은, 축선 (r) 에 수직으로, 적재된 구성에서 케이싱 (4) 및 지지체 (9) 에 의해 한정된 축선 (r) 의 고리내에 수용되는 방식으로 아암들 (10) 상에 장착된다.

도면들의 비한정적인 실시형태에서, 아암들 (10) 은 상방으로 전개되고 전개된 구성에서 하나의 동일한 실질적으로 수평면으로 연장된다. 따라서, 보상 유닛 (61) 및 측정 유닛 (60) 은 전개된 구성에서 축선 (z) 을 따라서 아암들 (10) 의 평면 아래로 연장된다.

대안으로서, 아암들은 하방으로 전개되고 전개된 구성에서 하나의 동일한 실질적으로 수평면으로 연장된다. 그런 다음, 보상 유닛 및 측정 유닛은 축선 (r) 을 따라서 아암들의 평면 위로 연장된다.

유리하게는, 다양한 측정 유닛들 (60) 은, 일 방향으로 및/또는 반대 방향으로 전개된 측정 디바이스 (111) 의 수직 병진 이동 동안, 하나의 동일한 접선 성분 (T) 을 받도록 구성 및 배열된다. 이는 또한 유리하게는 다양한 보상 유닛 및 접선 성분 (T') 과 관련된 경우이다. 이는 측정 디바이스 (111) 의 어떠한 실시형태의 용이성을 허용한다.

이를 위해, 전개된 구성에서 아암 (10) 이 실질적으로 수평면으로 배열되는 도면들의 비한정적인 실시형태에서, 측정 유닛들 (60) 은 하나의 동일한 외부 엔벌로프, 즉 하나의 동일한 제 1 접촉 표면 (21) 및 하나의 동일한 제 2 접촉 표면 (22) 을 가진다. 또한, 도 9 에 도시된 바와 같이, 측정 유닛들 (60) 은 전개된 구성에서 수평면 (H) 에 대해 각각 장착되는 아암 (10) 의 축선 주위로 배향된 하나의 동일한 각도 (α) 를 형성하도록 배열된다. 이는, 측정 유닛들 (60) 의 세트의 공면 위치결정 및 하나의 동일한 아암에 장착된 측정 유닛들 (60) 의 선형 위치결정을 보장할 수 있게 한다. 하나의 동일한 외부 엔벌로프, 즉 하나의 동일한 제 1 보상 표면 (31) 및 하나의 동일한 제 2 보상 표면 (32) 을 가진 보상 유닛 (61) 에 대해서도 마찬가지이다. 또한, 보상 유닛들 (61) 은 전개된 구성에서 수평면에 대해 각각 장착되는 아암 (10) 의 축선 주위에 배향된 하나의 동일한 반경방향 각도 (β) 를 형성하도록 배열된다. 또한, 해당 보상 유닛 및 측정 유닛이 서로 대면하도록 위치되기 때문에, 축선 (r) 주위에 동일한 강도의 토크를 발생시키기 위해서, 제 1 보상 및 접촉 표면은 동일한 표면적을 가지고, 제 2 보상 및 접촉 표면은 동일한 표면적을 가지며 이들은 축선 (r) 주위에 동일한 각도 (α 및 β) 를 형성한다.

이러한 특징은 비한정적임을 알아야 하고; 아암상의 보상 유닛의 치수, 형상 및 배열은 전술한 바와 상이할 수 있는 반면, 동시에 연관된 측정 유닛에 의해 발생된 개별 토크의 반대인 하나의 동일한 개별 토크를 발생시킨다.

도면들의 실시형태에서, 장착되는 아암 (10) 의 축선을 따른 각각의 보상 유닛 (61) 의 치수는, 이와 연관된 측정 유닛의 치수보다 큰 반면, 접선 치수는 도 11 의 적재된 구성에서 측정 유닛의 치수보다 크다. 다시 말해서, 보상 유닛은 특히 적재된 구성에서 축선 (r) 주위에서 연관된 측정 유닛보다 더 작은 종속 섹터를 점유하도록 치수결정된다. 구체적으로, 도 11 에 도시된 바와 같이, 각각의 측정 유닛 (60) 은, 측정 유닛만큼 큰 접선 치수를 나타낼 수 있도록, 장착된 아암 (10) 과 보상 유닛을 위한 인접한 아암 (10) 사이에 충분한 공간을 남기지 않는다.

대안으로서, 측정 디바이스는, 인접한 아암들에 의해 지지되는 케이블에 고정되고 그리고 전개된 구성에서 인장하에 있도록 구성 및 배열되는 적어도 하나의 측정 유닛 및/또는 하나의 보상 유닛을 포함한다.

적어도 하나의 보상 유닛은 음향 센서 이외의 측정 시퀀스의 적어도 하나의 수단을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 보상 유닛은 증폭기 및/또는 아날로그/디지털 변환기 및/또는 음파 방출기, 즉 음파를 방출하도록 구성된 수단을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 보상 유닛은, 예를 들어 물의 염도를 측정하기 위한 물 염도 센서 및/또는 물의 온도를 측정하기 위한 온도 센서와 같은 다른 물리적 파라미터를 측정할 수 있는 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 대안으로서, 보상 유닛은 측정 시퀀스의 일부를 형성하는 수단을 갖지 않는다.

도면의 실시형태에서, 측정 디바이스 (111) 는 또한 도 7 에 도시된 바와 같이 잠김 라인 (6) 에 부착된 음향 송신기 (171) 를 포함한다. 수신 안테나 (111) 는 라인 (6) 상의 부력체 (7) 와 송신기 (171) 사이에 개재된다. 이러한 음향 송신기 (171) 는 초기에 케이싱 (4) 내측에 수용된다.

수직 이동 동안 회전하는 시스템의 주요 원인은 측정 유닛들이 경사지기 때문이다. 이러한 경사는, 예를 들어 측정 디바이스가 적재된 구성에 있을 때 한정된 부피로 측정 유닛을 통합해야 하기 때문에 발생한다. 따라서 이러한 방안으로서는, 축선 (r) 주위에서 측정 디바이스상의 토크를 제한하거나 줄이기 위해 역토크를 생성할 수 있는 유사한 표면을 사용하는 것이다.

제안된 방안은 깊이의 변경 또는 팽창이 존재하더라도 측정 디바이스의 양호한 안정성을 보장할 수 있다. 구체적으로, 이러한 방안은, 예를 들어 팽창 또는 요구되는 깊이 변경에 의해 야기될 수 있는 측정 디바이스의 수직 이동 동안 측정 유닛에 의한 측정 디바이스의 회전 이동을 취소할 수는 없다면 제한할 수 있게 한다. 보상 표면들은, 원래 보상 유닛의 크기 정도로 크기가 작다. 따라서, 이러한 보상 표면들은 작은 수평 표면적을 나타내어, 항력을 적게 증가시키고, 그리하여 깊이 변경, 특히 깊이 변경 동안 속도를 방해지 않는다.

제안된 방안은 구현하기 용이하다. 예를 들어, 제한된 비용을 나타내며 일회용 품목인 공기 발사성 부표 분야에서 프리미엄인 매우 적은 양의 부피를 점유한다.

Claims (22)

1. 물에 침지되도록 된 측정 디바이스로서,
   상기 측정 디바이스는 아암들 세트 및 기준 축선을 포함하고,
   상기 측정 디바이스는, 상기 아암들이 상기 기준 축선 주위에 반경방향으로 연장되는 전개된 구성 (deployed configuration) 으로 있을 수 있으며,
   상기 측정 디바이스는, 상기 아암들 세트 중 아암들에 의해 지지되고 음파 센서를 각각 포함하는 측정 유닛들 세트를 포함하고, 상기 측정 유닛들 세트는 상기 전개된 구성에서 상기 측정 디바이스의 수직 병진 이동시 상기 기준 축선 주위에서 상기 측정 디바이스에 토크를 생성시키도록 구성 및 배열되며,
   측정 세트의 각각의 측정 유닛은 물과 직접 물리적 접촉하도록 된 제 1 물 접촉 표면을 포함하고, 상기 제 1 물 접촉 표면은, 상기 전개된 구성에서, 상기 수직 병진 이동 동안 상기 제 1 물 접촉 표면에 걸친 물 유동의 영향하에서, 상기 기준 축선 주위에서 상기 측정 디바이스상에 개별 토크를 생성하는 접선 성분을 포함하는 수평 성분 및 수직 성분을 포함하는 제 1 힘을 받도록 배향되며, 상기 측정 세트의 상기 측정 유닛들에 의해 생성된 상기 개별 토크는 상기 토크 방향으로 배향되고,
   상기 측정 디바이스는 상기 수직 병진 이동 동안 상기 기준 축선 주위에서 상기 측정 디바이스상에 다른 토크를 생성시키도록 구성 및 배열되는 보상 수단을 포함하고, 상기 다른 토크는 상기 토크와 반대 방향으로 지향되며 상기 토크의 2 배 미만의 강도를 가지고,
   상기 보상 수단은 물과 직접 물리적 접촉하도록 된 제 2 물 접촉 표면을 포함하는 적어도 하나의 보상 유닛 세트를 포함하고, 상기 제 2 물 접촉 표면은, 상기 전개된 구성에서, 상기 수직 병진 이동 동안 상기 제 2 물 접촉 표면에 걸친 물 유동의 영향하에서, 상기 기준 축선 주위에서 상기 측정 디바이스상에 개별 보상 토크를 생성하는 접선 성분을 포함하는 수평 성분 및 수직 성분을 포함하는 제 2 힘을 받도록 배향되며, 상기 개별 보상 토크는 상기 토크 반대 방향으로 배향되는, 측정 디바이스.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 다른 토크는 상기 토크의 강도와 실질적으로 동일한 강도를 갖는, 측정 디바이스.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 보상 유닛은 상기 보상 유닛이 받는 힘이 접선 성분만을 포함하는 수평 성분을 갖도록 배열되고 구성되는, 측정 디바이스.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 보상 유닛 세트 및 상기 측정 유닛들 세트는 상기 아암들 세트에 고정되는, 측정 디바이스.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   하나의 보상 유닛은 각각의 측정 유닛과 관련 있고, 측정 유닛과 관련된 상기 보상 유닛은 상기 측정 유닛과 동일한 하나의 아암에 고정되며 상기 수직 병진 이동 동안, 상기 수직 병진 이동 동안 상기 측정 유닛에 의해 생성되는 개별 토크에 실질적으로 반대 방향으로 상기 측정 디바이스상에 개별 토크를 생성하도록 구성 및 배열되는, 측정 디바이스.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 보상 유닛에 의해 생성된 상기 개별 토크는 상기 측정 유닛에 의해 생성된 상기 개별 토크와 실질적으로 반대인, 측정 디바이스.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
   상기 아암들은 신축자재 (telescopic) 하고 각각은 서로에 대해 슬라이딩할 수 있는 여러 개의 세그먼트들을 포함하고, 상기 보상 유닛은 관련된 측정 유닛과 동일한 하나의 세그먼트에 고정되는, 측정 디바이스.
8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 측정 유닛은 관련된 보상 유닛과 일체형인, 측정 디바이스.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 보상 유닛은, 상기 기준 축선 (r) 주위에서, 관련된 상기 측정 디바이스에 의해 점유된 각방향 섹터보다 작은 각도를 이루는 각방향 섹터를 점유하는, 측정 디바이스.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 유닛들 세트는 하나의 동일한 아암에 장착된 측정 유닛들의 서브세트를 포함하고, 상기 서브세트의 측정 유닛들은 상기 아암의 축선을 포함하는 상기 기준 축선에 대해 반경방향 평면의 하나의 동일한 측상에 위치되는, 측정 디바이스.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 아암에 장착된 각각의 보상 유닛은 상기 반경방향 평면의 타측에 위치되는, 측정 디바이스.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 물 접촉 표면은, 상기 전개된 구성에서, 상기 기준 축선 주위에서 상기 측정 디바이스상에 상기 개별 보상 토크를 생성하도록, 상기 기준 축선에 대하여 그리고 상기 기준 축선에 접선인 축선에 대하여 경사지는 평균 법선을 가지는, 측정 디바이스.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 물 접촉 표면은 상기 수직 병진 이동 방향으로 배향되는, 측정 디바이스.
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보상 유닛은 본질적으로 평행육면체 플레이트의 형태를 가지는, 측정 디바이스.
15. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보상 유닛의 선단 및 후단을 통과하는 직선은, 상기 전개된 구성에서, 상기 기준 축선 주위에서 상기 측정 디바이스상에 상기 개별 토크를 생성하도록, 상기 기준 축선에 대하여 그리고 상기 기준 축선에 대하여 규정된 접선 축선에 대하여 경사지는 법선을 가지는, 측정 디바이스.
16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 물 접촉 표면은, 상기 전개된 구성에서, 상기 기준 축선 주위에서 상기 측정 디바이스상에 상기 개별 보상 토크를 생성하도록, 상기 기준 축선에 대하여 그리고 상기 기준 축선에 대하여 규정된 접선 축선에 대하여 경사지는 평균 법선을 가지는, 측정 디바이스.
17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 보상 유닛은 음향 센서 이외의 측정 요소를 포함하는, 측정 디바이스.
18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보상 유닛은 음향 센서를 갖지 않는, 측정 디바이스.
19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 디바이스는 상기 아암이 축선이 상기 기준 축선인 실린더 내측에 내접하는 적재된 구성 (stowed configuration) 으로 있을 수 있고, 상기 측정 유닛 및 상기 보상 수단은 상기 측정 디바이스가 상기 적재된 구성으로 있을 때 상기 실런더 내측에 수용되도록 구성 및 배열되는, 측정 디바이스.
20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 아암들은 상기 전개된 구성에서 상기 기준 축선에 실질적으로 수직인 평면으로 연장되는, 측정 디바이스.
21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 따른 측정 디바이스를 포함하는 소노부이.
22. 제 21 항에 있어서,
    상기 소노부이는 부력체 및 상기 부력체와 상기 아암이 연결되는 잠김 라인을 포함하고, 상기 소노부이는, 상기 측정 디바이스가 상기 전개된 구성에 있을 때 상기 부력체가 수면상에 부유하고 상기 기준 축선과 실질적으로 일치하는 수직 축선을 따라서 잠김 라인이 종방향으로 연장되도록 구성되는, 소노부이.

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