KR20230056762A - 사운드 필드 감지를 기반으로 한 저전력 음향학의 근접 경보장치 및 경보방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사운드 필드 감지를 기반으로 한 저전력 음향학 근접 경보장치 및 경보방법에 관한 것으로, 상기 경보장치는 스피커(1), 음향 압력 센서(2), 전치 증폭기(pre amplifier)(3), 위상 교정유닛(4)과 파워 증폭기(5)를 포함하며; 음향 압력 센서(2)는 스피커(1)의 진동막에 장착되어 스피커(1) 진동막의 기계 진동을 확보하는 데 사용하며; 음향 압력 센서(2)의 출력 신호는 전치 증폭기(3)의 입력단과 연결하고, 전치 증폭기(3)가 출력한 신호는 위상 교정유닛(4)에 의해 교정된 후, 파워 증폭기(5)의 입력으로 되고, 파워 증폭기(5)의 출력단은 스피커(1)의 입력과 연결하며; 전치 증폭기(3)의 부스터 A와 위상 교정유닛(4)의 위상 편차량 △p의 값은 아래와 같이, 경보장치에 자기 여자(self-excitation)가 발생하지 않도록 하는 상황에서, 부스터 A가 최대치를 취하도록 한다. 가까이하는 표적이 없을 경우에 탐측 음파를 발사할 필요가 없으므로, 전력 소모가 매우 적어 전력에 민감하고 장시간 모니터링이 필요한 경우에 사용할 수 있다.

Description

사운드 필드 감지를 기반으로 한 저전력 음향학의 근접 경보장치 및 경보방법

본 발명은 음향학 표적 탐측 기술분야에 속하고, 상세하게, 사운드 필드 감지를 기반으로 한 근접 경보장치 및 경보방법에 관한 것이다.

근접 경보장치는 통상적으로 설비 주변에 안전 범위를 유지할 필요가 있는 응용 환경에 사용한다. 다른 물체가 안전 범위에 진입할 때 경보를 내보낸다. 음향학 근접 경보시스템은 표적이 음향 전파에 미치는 영향을 이용하여 침입한 표적에 대한 탐측을 실현하는 동시에, 표적이 가까워질 때 강한 음파를 내보내 침입한 표적에 경고를 주고 쫓아내는 역할을 한다. 확인되지 않는 침입자를 경계하는 데 사용해 불필요한 상해 및 손실을 피할 수 있다.

현재 흔히 사용하는 음향학 근접 경보장치는 탐측 음파를 지속적으로 방출해 표적을 탐측하므로, 전력 소모가 비교적 많다.

본 발명은 종래기술의 상기 문제를 해결하기 위하여 공개하며, 그 목적은, 가까이하는 표적이 없을 경우에 탐측 음파를 발사할 필요가 없으므로, 전력 소모가 매우 적어 전력에 민감하고 장시간 모니터링이 필요한 경우에 사용할 수 있는, 사운드 필드 감지를 기반으로 한 저전력 음향학 근접 경보장치 및 경보방법을 제공하는 데 있다.

본 발명은 일 측면에서 사운드 필드 감지를 기반으로 한 저전력 음향학 근접 경보장치를 공개하며, 이는 스피커, 음향 압력 센서, 전치 증폭기(pre amplifier), 위상 교정유닛과 파워 증폭기를 포함하며;

상기 음향 압력 센서는 스피커의 진동막에 장착되어 스피커 진동막의 기계 진동을 확보하는 데 사용하며; 상기 음향 압력 센서의 출력 신호는 전치 증폭기의 입력단과 연결하고, 전치 증폭기가 출력한 신호는 위상 교정유닛에 의해 교정된 후, 파워 증폭기의 입력으로 되고, 상기 파워 증폭기의 출력단은 스피커의 입력과 연결하며;

상기 전치 증폭기의 부스터 A와 위상 교정유닛의 위상 편차량 △p의 값은 아래와 같이, 경보장치에 자기 여자(self-excitation)가 발생하지 않도록 하는 상황에서, 부스터 A가 최대치를 취하도록 한다.

상기 음향 압력 센서는 INV9206형 음향 압력 센서이다.

다른 일 측면에서, 본 발명은 상기 경보장치를 이용한 경보방법을 공개하며, 아래와 같이,

S11: 상기 전치 증폭기의 부스터

를 최대치로 설정하는 단계;

S12: 상기 위상 교정유닛의 위상 편차량

를 조절하여

로 되도록 하는 단계;

S13: 표적이 상기 경보장치에 가까워질 경우, 사운드 필드의 피드백이 상기 경보장치에 위상 편차

를 증가시켜

이 되도록 하고, 상기 경보장치가 자기 여자를 실시하여 경보음을 내보내는 단계;를 포함한다.

상기 경보장치를 이용한 경보방법은 아래와 같이,

S21: 전치 증폭기의 부스터

를 증가시켜 상기 경보장치가 자기 여자를 형성하도록 하는 단계;

S22: 상기 위상 교정유닛의 위상 편차량

를 조절함으로써, 상기 경보장치가 네거티브 피드백(Negative Feedback)을 형성해 자기 여자를 발생하지 않도록 하는 단계;

S23: 상기 전치 증폭기의 부스터가 가장 커지고 상기 경보장치가 자기 여자를 생성하지 않을 때까지 단계 S21과 S22를 반복적으로 진행하고, 이 때

인 단계;

S24: 표적이 상기 경보장치에 가까워질 경우, 사운드 필드의 피드백이 상기 경보장치에 위상 편차

를 증가시켜

이 되도록 하고, 상기 경보장치가 자기 여자를 실시하여 경보음을 내보내는 단계;를 이용할 수도 있다.

상기 단계 S21에서, 전치 증폭기의 부스터는 매번

증가하고,

는 하나의 비교적 작은 상수이다.

본 발명은 아래의 유익한 효과를 이룬다.

종래기술에 대비해, 본 발명이 공개한 경보장치는 아래의 장점이 있다. 1. 상기 음향학 근접 경보장치는 음파를 탐측파로 이용하고, 음파의 침투성이 강하고 적용면이 넓어, 물질이 있는 장소라면 음파가 안에서 전파될 수 있으므로, 넓은 응용 전망을 갖고 있으며; 2. 본 발명이 공개한 음향학 근접 경보장치는 탐측 음파를 별도로 내보낼 필요가 없어 환경의 미세한 변동에 대한 감지를 통해 표적이 가까워지는 경우에 경보 기능을 실현하고, 전력 소모가 적고 은폐성이 강하며; 3. 상기 경보장치는 사운드 필드의 자기 여자(self-excitation) 피드백을 이용해 경보를 실현하므로, 외부의 소음과 무관하고 외부의 소음으로부터 교란받지 않으며; 4. 복수 세트의 경보장치는 네트워크를 조성해 표적 모니터링 네트워크를 형성하는 데 편리하다.

도 1은 본 발명이 공개한 저전력 음향학 근접 경보장치의 구성에 대한 설명도이고;
도 2는 실시예 2의 경보방법의 흐름도이고;
도 3은 실시예 3의 경보방법의 흐름도이다.

이하, 도면과 구체적인 실시방식을 결합해 본 발명을 더 설명한다.

실시예 1:

본 발명이 공개하는 사운드 필드 감지를 기반으로 한 저전력 음향학 근접 경보장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 스피커(1), 음향 압력 센서(2), 전치 증폭기(pre amplifier)(3), 위상 교정유닛(4)과 파워 증폭기(5)를 포함하며;

여기에서, 음향 압력 센서(2)는 스피커(1)의 진동막에 장착되어 스피커 진동막의 기계 진동을 확보하는 데 사용하며; 음향 압력 센서(2)의 출력 신호는 전치 증폭기(3)의 입력단과 연결하고, 전치 증폭기(3)가 출력한 신호는 위상 교정유닛(4)에 의해 교정된 후, 파워 증폭기(5)의 입력으로 되고, 파워 증폭기(5)의 출력단은 스피커(1)의 입력과 연결하며;

상기 전치 증폭기의 부스터

와 위상 교정유닛의 위상 편차량

의 값은 아래와 같이, 경보장치에 자기 여자가 발생하지 않도록 하는 상황에서, 부스터 A가 최대치를 취하도록 한다.

이런 상황에서,

이고, 경보장치는 자기 여자(self-excitation)를 발생하지 않고,

는 하나의 비교적 작은 양이다. 표적이 가까워질 경우, 사운드 필드의 피드백이 상기 경보장치에 별도의 위상 편차

를 발생시켜,

이고,

이 되도록 하고, 상기 경보장치는 자기 여자를 실시하여 경보음을 내보낸다.

탐측의 정확도를 향상하기 위하여, 본 실시예의 음향 압력 센서는 정밀도가 높은 INV9206형 음향 압력 센서를 이용한다.

실시예 2:

실시예 1의 저전력 음향학 근접 경보장치를 이용한 경보방법은 도 2에 도시된 바와 같이,

S11: 상기 전치 증폭기의 부스터

를 최대치로 설정하는 단계;

S12: 상기 위상 교정유닛의 위상 편차량

를 조절하여

로 되도록 하고, 이 때

는 하나의 비교적 작은 양인 단계;

S13: 표적이 상기 경보장치에 가까워질 경우, 사운드 필드의 피드백이 상기 경보장치에 위상 편차

를 증가시켜

이고,

이 되도록 하고, 상기 경보장치는 자기 여자를 실시하여 경보음을 내보내는 단계;를 포함한다.

실시예 3:

실시예 1의 저전력 음향학 근접 경보장치를 이용한 경보방법은 도 3에 도시된 바와 같이,

S21: 전치 증폭기의 부스터

를 증가시켜 상기 경보장치가 자기 여자를 형성하도록 하는 단계;

S22: 상기 위상 교정유닛의 위상 편차량

를 조절함으로써, 상기 경보장치가 네거티브 피드백(Negative Feedback)을 형성해 자기 여자를 발생하지 않도록 하는 단계;

S23: 상기 전치 증폭기의 부스터가 가장 커지고 상기 경보장치가 자기 여자를 생성하지 않을 때까지 단계 S21과 S22를 반복적으로 진행하고, 이 때

이고,

는 하나의 비교적 작은 양이며;

조절하는 데 편리하도록 단계 S21에서 전치 증폭기의 부스터가 매번

증가하고,

는 하나의 비교적 작은 상수인 단계;

S24: 표적이 상기 경보장치에 가까워질 경우, 사운드 필드의 피드백이 상기 경보장치에 위상 편차

를 증가시켜

이고,

이 되도록 하고, 경보장치가 자기 여자를 실시하여 경보음을 내보내는 단계;를 포함한다.

Claims (6)

1. 사운드 필드 감지를 기반으로 한 저전력 음향학 근접 경보장치에 있어서,
   스피커, 음향 압력 센서, 전치 증폭기(pre amplifier), 위상 교정유닛과 파워 증폭기를 포함하며;
   상기 음향 압력 센서는 스피커의 진동막에 장착되어 스피커 진동막의 기계 진동을 확보하는 데 사용하며; 상기 음향 압력 센서의 출력 신호는 전치 증폭기의 입력단과 연결하고, 전치 증폭기가 출력한 신호는 위상 교정유닛에 의해 교정된 후, 파워 증폭기의 입력으로 되고, 상기 파워 증폭기의 출력단은 스피커의 입력과 연결하며;
   상기 전치 증폭기의 부스터 A와 위상 교정유닛의 위상 편차량 △p의 값은 아래와 같이, 경보장치에 자기 여자(self-excitation)가 발생하지 않도록 하는 상황에서, 부스터 A가 최대치를 취하도록 하는 것을 특징으로 하는 사운드 필드 감지를 기반으로 한 저전력 음향학 근접 경보장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 음향 압력 센서는 INV9206형 음향 압력 센서인 것을 특징으로 하는 저전력 음향학 근접 경보장치.
3. 제1항에 따른 저전력 음향학 근접 경보장치를 이용한 경보 방법에 있어서,
   아래와 같이,
   S11: 상기 전치 증폭기의 부스터

   

   를 최대치로 설정하는 단계;
   S12: 상기 위상 교정유닛의 위상 편차량

   

   를 조절하여

   

   로 되도록 하는 단계;
   S13: 표적이 상기 경보장치에 가까워질 경우, 사운드 필드의 피드백이 상기 경보장치에 위상 편차

   

   를 증가시켜

   

   이 되도록 하고, 상기 경보장치가 자기 여자를 실시하여 경보음을 내보내는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 음향학 근접 경보장치의 경보 방법.
4. 제1항에 따른 저전력 음향학 근접 경보장치를 이용한 경보 방법에 있어서,
   아래와 같이,
   S21: 전치 증폭기의 부스터A 를 증가시켜 상기 경보장치가 자기 여자를 형성하도록 하는 단계;
   S22: 상기 위상 교정유닛의 위상 편차량

   

   를 조절함으로써, 상기 경보장치가 네거티브 피드백(Negative Feedback)을 형성해 자기 여자를 발생하지 않도록 하는 단계;
   S23: 상기 전치 증폭기의 부스터가 가장 커지고 상기 경보장치가 자기 여자를 생성하지 않을 때까지 단계 S21과 S22를 반복적으로 진행하고, 이 때

   

   인 단계;
   S24: 표적이 상기 경보장치에 가까워질 경우, 사운드 필드의 피드백이 상기 경보장치에 위상 편차

   

   를 증가시켜

   

   이 되도록 하고, 상기 경보장치가 자기 여자를 실시하여 경보음을 내보내는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 음향학 근접 경보장치의 경보 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 단계 S21에서, 전치 증폭기의 부스터는 매번

   

   증가하고,

   

   는 하나의 비교적 작은 상수인 것을 특징으로 하는 경보 방법.
6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 음향 압력 센서는 INV9206형 음향 압력 센서인 것을 특징으로 하는 경보 방법.

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