KR20240002842A - 공중음파 수집 장치와 연결되는 음파신호 취득용 다공성 호스 - Google Patents

공중음파 수집 장치와 연결되는 음파신호 취득용 다공성 호스 Download PDF

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KR20240002842A
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Abstract

공중음파 수집 장치와 연결되는 음파신호 취득용 다공성 호스가 개시된다. 공중음파 수집 장치와 연결되는 음파신호 취득용 다공성 호스는, 공중 음파 신호를 수집하는 적어도 하나 이상이 공중 음파 수집 장치(100)에 연결되는 적어도 하나 이상의 연결 니플(110)을 구비하는 다공성 호스(130); 및 상기 다공성 호스(130)와 연결되며, 상기 다공성 호스(130)를 통해 상기 공중 음파 신호를 취득하기 위한 적어도 하나 이상의 공중 음파 수집 장치(100)를 포함한다.
마이크로 스케일의 구멍들이 형성되어 있는 미세 다공성 호스의 제조 방법은 다공성 호스를 이용한 음파 신호 취득이 가능하며, 마이크로 스케일의 미세한 구멍이 다수 형성되어 있는 다공성 호스를 통해 음파 변화를 관측할 수 있는 장비(지진기록계)에 연결되어 사용할 수 있다. 다공성 호스를 이용하여 음파 신호가 주는 변화를 관측할 수 있는 장비(공중음파 센서)를 통해 디지털 값으로 기록 장치(지진기록계)에 저장할 수 있고, 다공성 호스를 통해 취득된 음파 신호는 네트워크를 통해 원격지에서 관측 자료를 수신할 수 있는 특성을 갖는다. 본 발명에 따르면, 야외 등의 외부 환경 노출 시에도 다공성 호스는 침수 및 변형의 우려가 없으며, 음파 수집를 위한 다공성 호스가 안정적이고 신뢰도를 확보할 수 있는 구조의 공중 음파 수집 장치의 역할을 수행하며, 유지 보수의 편의성을 확보할 수 있다.

Description

공중음파 수집 장치와 연결되는 음파신호 취득용 다공성 호스{Porous hose for sensing infrasound signal to be connected an air infrasound sensor device}
본 발명은 인공적으로 발생하는 음파 신호를 수집하는 공중음파 수집 호스 인 음파신호 취득용 다공성 호스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마이크로 스케일의 구멍들이 형성되어 있는 미세 다공성 호스를 이용한 음파 신호 취득이 가능하며, 다수의 미세한 구멍이 형성되어 있는 다공성 호스를 통해 음파 변화를 관측할 수 있는 장비(지진기록계)에 적절하게 연결할 수 있다.
인공적으로 발생하는 음파(infrasound) 신호는 산업 활동이 진행되는 장소 어디에서나 발생할 수 있으며, 특수하게는 군사 훈련이나 북한군의 각종 무기 실험 등에 의해 발생하기도 한다. 이러한 음파 신호는 그 발생 방향이 특정하게 지정되지 않는 불특정성을 가지는 바, 음파 신호를 수집하기 위해 360° 전 방위에서 발생되는 신호를 감지해야 한다.
인공적으로 발생하는 음파 신호는 방재적 측면에서 유용하게 이용될 수 있다.
자연 재해를 방지하는 문제에 적용되는 예는 화산분화 시, 발생하는 초저주파 음파 탐지가 될 수 있다. 화산이 분화하는 과정에 대기에 에너지를 전이함으로써 발생되는 초저주파 음파는 화산 분화를 예측하고 대비하게 함으로써 재난을 미연에 방지하기 위한 도구로 사용될 수 있다. 우리나라의 경우, 최근 백두산 분화 가능성에 대한 연구가 수행되고 있으며, 이러한 재난에 대한 대비 차원에서 초저주파 음파를 활용할 필요성이 대두되고 있다.
인위적 재난과 관련된 예는 인공 지진에 의해 발생한 초저주파 음파로서, 이 경우 자연 지진과 인공 지진을 구분하는 판별 방법의 하나로 적용된다. 자연 지진은 일반적으로 진앙이 지표 인근보다는 얕게는 수 km, 깊게는 수백 km의 깊이에 위치함으로써 지진파 에너지의 대기 전이가 잘 되지 않는 반면, 인공 지진은 지표면이나 지하 1 km 미만의 깊이에 진원이 위치함으로 인해 대기로의 에너지 전이가 상대적으로 용이하여 초저주파 음파를 발생하게 된다. 지진원의 깊이가 상이한 특성에 따라 초저주파 음파의 발생 여부가 연계되어 있고, 이러한 특성은 자연 지진과 인공 지진을 구분하는 판별 방법 중 하나를 제공하여 인적 재난에 대처할 수 있게 한다.
이러한 인공 음파를 관측하기 위한 방법은, 고정식 관측소를 설치하는 방법과 이동식 관측소를 설치하는 방법이 있으며, 고정식 관측소는 광대한 지역에 필요한 관측점을 설계하여 일정한 거리를 두고 관측소를 설치하여 운영되며, 이동식 관측소는 측정 대상에 근접하여 일시적으로 관측소를 설치하여 운영된다.
이러한 관측을 하기 위해, 필수적으로 음파를 지면 및 공중으로부터 수집할 수 있는 다공성 호스장치가 있어 음파를 수집하여 공중음파 센서에 전달하는 장치가 있어야 하며, 음파 수집 장치 인 다공성 호스의 구조 및 그 다공성 호스 내 미세한 구멍의 배열에 따라 공중으로부터 수집된 음파 신호를 효과적으로 leaking없이 관측할 수 있게 된다.
이와 관련된 선행기술1로써, 특허등록번호 10-1706313에서는 "미세 다공성 구조체의 제조방법"이 등록되어 있으며, 폴리머 기재의 내부에 레이저 충격 및 열 전달에 의해 형성된 다수의 마이크로 스케일 또는 나노 스케일의 기공(pore) 또는 액적을 구비한 것을 특징으로 하는 미세 다공성 구조체 및 그 제조방법을 제공한다.
미세 다공성 구조체 제조방법은, 폴리머 기재를 금속 재질의 열 유도판의 상부면에 배치하는 단계와; 상기 폴리머 기재의 상부면과 일정 거리 이격된 위치에 초점을 맞추어 레이저 빔을 조사하는 단계를 포함하며; 상기 레이저 빔에 의해 폴리머 기재의 상측 외부에서 광학 충격파가 발생함과 동시에 열 유도판이 가열되어 폴리머 기재 외부의 가스가 폴리머 기재 내부로 순간적으로 침투하여 폴리머 기재 내부에 다수의 기공(pore)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이와 관련된 선행기술2로써, 특허등록번호 0-1203292에서는 "나노 미세 기공의 가공 방법"이 등록되어 있다.
나노 미세 기공의 가공 방법은 펨토초 레이저를 이용하여 모재에 서로 다른 방향으로 복수개의 나노 미세 채널을 가공하여 끝단이 서로 맞닿도록 함으로써 원래의 나노 미세 채널보다 크기가 작은 나노 미세 기공을 형성하고, 모재 내부에 미리 금속 패턴을 형성한 후 펨토초 레이저를 이용하여 복수개의 나노 미세 채널을 가공하고 끝단이 금속 패턴에서 맞닿도록 함으로써 나노 미세 기공에 나노 미세 전극이 동시에 형성되도록 하여, 가공 관련 변수를 단순화시키고 가공이 용이하며, 적은 비용으로 보다 미세하면서도 빠른 시간에 정확하게 나노 미세 기공과 나노 미세 전극을 형성할 수 있음은 물론, 나노 미세 기공의 형성 여부와 나노 미세 전극의 형성 여부, 미세 채널과 금속 패턴간의 정렬 상태 등을 실시간으로 모니터링함으로써 보다 정확하게 나노 미세 기공을 형성할 수 있다.
이를 위해 나노 미세 기공의 가공 방법은 (a) 펨토초 레이저로 모재의 일 방향에서 제1 나노 미세 채널을 가공하는 단계; (b) 펨토초 레이저로 상기 모재의 다른 방향에서 제n 나노 미세 채널(n은 2 이상의 자연수)을 가공하는 단계; 및 (c) 상기 제1 나노 미세 채널과 상기 제n 나노 미세 채널의 끝단이 서로 접촉하도록 하여 상기 제1 나노 미세 채널 및 상기 제n 나노 미세 채널보다 더 작은 크기를 갖는 나노 미세 기공을 가공하는 단계를 포함한다.
이와 관련된 선행기술3로써, 특허등록번호 10-1067438에서는 "공중 음파 수집 장치"가 등록되어 있으며, 공중 음파 수집 장치는, 특히 공중음파를 수집하는 적어도 1 이상이 음파수집호스가 연결되는 적어도 1 이상의 연결 니플을 구비하는 본체부; 상기 본체부 내부에 배치되어 상기 연결 니플 상호간을 연통시키는 통로부; 상기 통로부에서 수집된 공중음파를 음파 센서로 전달하는 음파전달부; 및 상기 본체부를 지면에서 일정간격 이격시키는 지지대를 포함하여 구성될 수 있다.
공중 음파 수집 장치에 따르면, 야외 등의 외부환경에 노출시에도 침수 및 변형의 우려가 없으며, 음파수집호스의 배치를 안정적이고 자유도를 확보할 수 있는 구조의 공중음파 수집장치를 형성해 음파수집의 효율성을 극대화하며, 유지 보수의 편의성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
이와 관련된 선행기술4로써, 특허등록번호 10-1539363에서는 "해상의 스파구조물에 설치되는 공중 음파 감지 장치"가 등록되어 있으며, 해상에서 공중으로 전파되는 음파를 외부의 노이즈가 인입되지 않고 정밀하게 감지할 수 있는 해상의 스파구조물에 설치되는 공중 음파 감지 장치를 제공한다.
공중 음파 감지 장치는 해상의 스파 구조물의 해상 밖의 위치 일측에 장착되어 공중으로 전파되어 오는 음파를 감지하는 장치로서, 대기중으로 전파되는 저주파수 음압 신호를 입력받아 감지 신호를 발생하도록 구성된 저주파수 공중 음파 센서, 노이즈를 차단함과 아울러 저주파수 음압 신호만을 받아들여 저주파수 공중 음파 센서에 전달하도록 구성된 다공성 호스, 및 다공성 호스를 외부에서 감싸며 관통홀이 복수개 형성된 플랙셔블한 재질로 된 주름관을 포함하며, 주름관은 양단부가 폐쇄되어 있다.
그러나, 종래의 음파신호 관측을 위한 수집용 호스를 교환하거나 탈착하는 경우, 호스를 연결하는 연결 매체인 나사 부분이 부식되어 탈부착 작업이 원활하지 못하며, 호스 자체가 손상되는 문제가 발생하게 된다.
음파 전달 경로의 신뢰성을 향상시키면, 수집된 음파신호가 왜곡 또는 새는 현상을 줄일 수 있으므로 일체형이 아닌 호스의 내피와 안피를 제작함으로써 원활한 음파 수집을 수행해 음파전달 경로가 단절되는 문제를 차단시킬 수 있다.
특허 등록번호 10-1706313 (등록일자 2017년 02월 07일), "미세 다공성 구조체의 제조방법", 부산대학교 산학협력단 특허 등록번호 10-1203292 (등록일자 2012년 11월 14일), "나노 미세 기공의 가공방법", 이상현 특허 등록번호 10-1067438 (등록일자 2011년 09월 19일), "공중음파수집장치", 한국지질자원연구원 특허 등록번호 10-1539363 (등록일자 2015년 07월 20일), "해상의 스파구조물에 설치되는 공중 음파 감지 장치", 한국지질자원연구원
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 마이크로 스케일의 구멍들이 형성되어 있는 미세 다공성 호스를 이용한 음파 신호 취득이 가능하며, 다수의 미세한 구멍이 형성되어 있는 다공성 호스를 통해 음파 변화를 관측하는 장비(지진기록계)에 연결되어 사용되는, 음파신호 취득용 다공성 호스 제조 방법을 제공하는 것이다.
다공성 호스를 이용하여 음파 신호가 주는 변화를 관측할 수 있는 장비(공중음파센서)를 통해 디지털 값으로 기록 장치(지진기록계)에 저장할 수 있고, 다공성 호스를 통해 취득된 신호는 네트워크를 통해 원격지에서 관측자료를 수신할 수 있는 특성을 갖는다.
본 발명에 따르면, 야외 등의 외부환경에 노출시에도 기상에 따른 침수 및 변형의 우려가 없으며, 음파수집용 다공성 호스의 안정적이고 자유도를 확보할 수 있는 구조의 공중음파 수집용 다공성 호스를 제작해 음파수집의 효율성을 극대화하며, 유지보수의 편의성을 확보할 수 있는 음압 신호 취득용 다공성 호스 제작 기술을 제공하는데 있다.
또한, 초저주파 음파를 탐지하는 음파 관측 장비(공중 음파 수집 장치)는 음파 수집 센서(Infrasound sensor)와 바람과 같은 배경 잡음을 제거하는 장치의 결합으로 구성되어 있으며 이러한 배경잡음 제거장치는 파이프 혹은 호스로 구성되는 것이 일반적이다.
배경 잡음 제거 장치를 다공성 호스로 구성할 경우 이동 및 설치의 용이성이 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 공중음파 수집 장치와 연결되는 음파신호 취득용 다공성 호스는, 공중 음파 신호를 수집하는 적어도 하나 이상이 공중 음파 수집 장치(100)에 연결되는 적어도 하나 이상의 연결 니플(110)을 구비하는 다공성 호스(130); 및 상기 다공성 호스(130)와 연결되며, 상기 다공성 호스(130)를 통해 상기 공중 음파 신호를 취득하기 위한 적어도 하나 이상의 공중음파 수집 장치(100)를 포함한다.
상기 다공성 호스(130)는 다수의 호스 외피 구멍들(160)이 형성된 다공성 호스 외피(140)와; 상기 다공성 호스 외피(140)의 내부에 구비되는 다수의 호스 내피 구멍들(170)이 형성된 다공성 호스 내피(150)와 다공성 호스 내피의 내부 원통로를 통해 수집된 공중 음파 신호의 통로를 제공하는 음파 신호 통로(180)를 구비한다.
상기 연결 니플(110)은 음파전달 니플로써 나사산을 형성하며, 상기 나사산에 대응되는 밀폐 커버(120)를 더 포함하여 구성된다.
상기 연결 니플(110)은 내부 면에 나사산 모양 결합 구조를 구비할 수 있으며, 공중 음파를 취득하여 음파를 수집하는 상기 다공성 호스(130)의 끝부분이 연결되는 부분이며,
상기 나사산의 구조는 상기 밀폐 커버(120)를 이용하여 사용하지 않는 부분은 밀폐할 수 있으며, 상기 다공성 호스(130)의 연결시 결합력을 향상시킨다.
물론, 상기 연결 니플(110)은 나사산 구조가 아니라 일반적으로 원통형 구조로 형성하는 것도 가능하며, 이 경우 상기 밀폐 커버(120)는 내부에 나사산이 없는 구조로 형성되며, 상기 연결 니플(110)과 음파 수집 다공성 호스는 별도의 고정 부재를 이용하여 결합력을 향상시킨다.
상기 연결 니플(110)과 상기 밀폐 커버(120) 사이에 단면적을 기준으로 6개의 연속된 구멍으로 구성된다.
공중 음파 관측을 위한 상기 다공성 호스(130) 및 상기 다공성 호스(130)에 연결되는 상기 연결 니플(110)과 끝단의 상기 밀폐 커버(120)는 폴리우레탄수지 재질로 형성된다.
상기 공중 음파 신호는 저주파수 음압 신호를 포함하며,
상기 저주파수 음압 신호는 외부로부터 전달되어 오는 지진에 의한 음파, 화산 폭발 에너지 음파, 운석이 낙하하면서 발생하는 음파, 대규모 발파에 의한 음파를 포함한다.
상기 공중음파 수집 장치(100)에 연결되며, 공중 음파 센서로써 최적의 음파 신호 관측을 제공하는 다공성 호스의 길이는 최소한 25FT(7.72m)를 사용하며, 여러가지 길이로 제작된다.
상기 다공성 호스(130)는 일정한 간격으로 다수의 구멍 배열이 호스를 휘감는 나선형 구조로 제작되어 360° 방향에서 음파 신호 관측이 가능한 것을 특징으로 한다.
다수의 다공성 호스가 분배기를 통해 공중 음파 센서부로 사용되는 상기 공중음파 수집 장치(100)에 연결된다.
본 발명에 따르면, 음파신호 취득용 다공성 호스 제조 방법은 야외 등의 외부 환경에 노출 시에도 침수 및 변형의 우려가 없으며, 음파 신호 취득에 대해 안정적이고 자유도를 확보할 수 있는 360° 구멍 구조의 공중음파 수집용 다공성 호스를 제작해 음파 수집의 효율성을 극대화하며, 유지 보수의 편의성을 확보할 수 있는 음압 신호 취득용 다공성 호스 제작 기술을 제공한다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은, 음파 관측소의 자료품질 평가 및 관측망 수행능력을 향상시키기 위해 각 음파 센서에서 획득되는 신호를 360° 방면에서 음파 수집 효율이 일정하도록 하며 신호 leaking이 발생하지 않도록 다공성 호스의 끝부분에는 밀폐 커버로 형성된다.
도 1 내지 도 3은 음파 관측 장비(100)로 사용될 다공성 호스(130)의 사시도이다.
도 4는 다공성 호스(130)의 단면에 관한 예를 보인 도면이다.
도 5는 사용된 다공성 호스의 제품 사진이다.
도 6은 본 발명에 따른 음압 신호 취득용 다공성 호스(130)의 구멍 수 계산식을 보인 것이다.
도 7은 다공성 호스의 나선형 구조로 구멍들이 형성된 360° 1 Cycle의 호스의 길이(직각 삼각형의 대각선의 길이)가 ℓ, 다공성 호스의 나선형 구조의 시작점과 다음 나선형 구조의 시작점까지의 거리(직각 삼각형의 높이) h= 37.55mm, 다공성 호스의 외피/내피를 제외한 호스(음파 수신 통로)의 내부 직경이 D일때 직각 삼각형의 밑면의 길이가 πD= 3.14x15.70mm 인 경우, sin θ = h/ℓ값을 나타낸 결과이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 발명의 구성 및 동작을 상세하게 설명한다.
본 발명은 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 발명의 설명에 있어서 관련된 공지의 기술 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 자세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면 번호는 동일한 구성을 표기할 때에 다른 도면에서 동일한 도면번호를 부여한다.
본 연구개발을 통한 특정한 실시 형태에 대해 한정하지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 내지 3은 음파 관측 장비(100)로 사용될 다공성 호스(130)의 사시도이다.
본 발명에 따른 음파 관측 장비(공중 음파 수집 장치)(100)로 연결되어 사용되는 다공성 호스(130)는 연결 니플(110)과 밀폐 커버(120)의 중간에 위치하고, 마이크로 스케일의 다공성 호스에 형성되는 구멍은 액체가 마치 땀이 나듯이 스며 나오도록 미세한 크기를 가질 수 있으며, 압력에 따라 분사될 수 있는 크기를 가진다.
다공성 호스는 외부로부터 인입되는 음파를 수집하기 위하여 그 끝단이 막혀 있을 수 있다.
본 발명의 공중음파 수집 장치와 연결되는 음파신호 취득용 다공성 호스는
공중 음파 신호를 수집하는 적어도 하나 이상이 공중 음파 수집 장치(100)에 연결되는 적어도 하나 이상의 연결 니플(110)을 구비하는 다공성 호스(130); 및
상기 다공성 호스(130)와 연결되며, 상기 다공성 호스(130)를 통해 상기 공중 음파 신호를 취득하기 위한 적어도 하나 이상의 공중 음파 수집 장치(100)를 포함한다.
공중 음파는 초저주파 음파로써 핵실험, 화산폭발, 운석의 이동, 태풍, 산사태, 오로라, 지진(Ground coupled waves), 인공 발파, 초음속 비행기, 미사일 발사, 산악 지대에서의 대기흐름 변화, 대기권에서의 비행체 등이 음원이 될 수 있다.
공중 음파 수집 장치(음파 관측 장비)(100)는 다공성 호스(130)의 나선형 구조로 형성된 다수의 구멍들을 통해 공중 음파(Infrasound)를 수신하며, 거대한 폭발로 생기는 음파를 감지하는 음파 수집 센서(Infrasound sensor) 기기로, 북한이 핵실험을 했는지?, 핵실험 위력이 어느 정도인지? 등을 판단하는데 중요한 역할을 한다. 자연 지진은 음파가 발생하는 일이 매우 드물지만, 핵폭발 같은 인공 지진은 폭발한 에너지가 대기 중으로 퍼져 공중 음파를 만든다. 통상 지표면에서 비교적 얕은 1 ㎞ 깊이 이내 지하에서 북한이 핵실험을 하면 군사분계선 인근에서 그 음파를 탐지할 수 있다.
공중음파 수집 장치(100)는 열 및 기계적 안정성이 있는 건조한 환경에서 다공성 호스(130)의 나선형 구조에 일정한 간격으로 형성된 구멍들을 통해 최고의 공중 음파 신호 데이터를 관측 및 수집한다.
획득한 음파 신호 자료는 무선 자료 송신 장치와 전용 회선에 의해 해당 기관으로 전송된다.
다공성 호스(130)는 바람의 영향으로 생성되는 지역적인 대기압의 배경 잡음(background noise)를 감쇠시키기 위해 설치된 것으로 음파의 신호 대 잡음비(S/N비)를 높이는 역할을 한다.
상기 다공성 호스(130)는 다수의 호스 외피 구멍들(160)이 형성된 다공성 호스 외피(140)와; 상기 다공성 호스 외피(140)의 내부에 구비되는 다수의 호스 내피 구멍들(170)이 형성된 다공성 호스 내피(150)와 다공성 호스 내피의 내부 원통로를 통해 수집된 공중 음파 신호의 통로를 제공하는 음파 신호 통로(180)를 구비한다.
상기 연결 니플(110)은 음파전달 니플로써 나사산을 형성하며, 상기 나사산에 대응되는 밀폐 커버(120)를 더 포함하여 구성된다.
일 실시예로써, 상기 연결 니플(110)은 내부 면에 나사산 모양 결합 구조를 구비할 수 있으며, 공중 음파를 취득하여 음파를 수집하는 상기 다공성 호스(130)의 끝부분이 연결되는 부분이며,
상기 나사산의 구조는 상기 밀폐 커버(120)를 이용하여 사용하지 않는 부분은 밀폐할 수 있으며, 상기 다공성 호스(130)의 연결시 결합력을 향상시킨다.
다른 실시예로써, 물론, 상기 연결 니플(110)은 나사산 구조가 아니라 일반적으로 원통형 구조로 형성하는 것도 가능하며, 이 경우 상기 밀폐 커버(120)는 내부에 나사산이 없는 구조로 형성되며, 상기 연결 니플(110)과 음파 수집 다공성 호스는 별도의 고정 부재를 이용하여 결합력을 향상시킨다.
상기 연결 니플(110)과 상기 밀폐 커버(120) 사이에 단면적을 기준으로 6개의 연속된 구멍으로 구성된다.
공중 음파 관측/수집을 위한 상기 다공성 호스(130) 및 상기 다공성 호스(130)에 연결되는 상기 연결 니플(110)과 끝단의 상기 밀폐 커버(120)는 폴리우레탄수지 재질로 형성된다.
상기 공중 음파 신호는 저주파수 음압 신호를 포함하며,
상기 저주파수 음압 신호는 외부로부터 전달되어 오는 지진에 의한 음파, 화산 폭발 에너지 음파, 운석이 낙하하면서 발생하는 음파, 대규모 발파에 의한 음파를 포함한다.
상기 공중 음파 수집 장치(100)에 연결되며, 공중 음파 센서로써 최적의 음파 신호 관측을 제공하는 다공성 호스의 길이는 최소한 25FT(7.72m)를 사용하며, 특정 길이에 한정하지 않고 여러가지 길이로 제작될 수 있다.
상기 다공성 호스(130)는 일정한 간격으로 다수의 구멍 배열이 호스를 휘감는 나선형 구조로 제작되어 360° 방향에서 음파 신호 관측이 가능한 것을 특징으로 한다.
다수의 다공성 호스를 사용하는 경우, 다수의 다공성 호스가 분배기를 통해 공중 음파 센서부로 사용되는 상기 공중음파 수집 장치(100)에 연결되어 사용된다.
분배기는 다수의 다공성 호스로부터 어느 설치 방향이라도 음파 신호를 수신하도록 하기 위함이다.
다공성 호스(130) 및 그 다공성 호스(130)에 연결되는 연결 니플(110)과 끝단의 밀폐 커버(120)는 폴리우레탄수지로 형성될 수 있다.
상기 연결 니플(110)은 내부 면에 나사산 모양 결합 구조를 구비할 수 있으며, 공중 음파를 취득하여 음파를 수집하는 다공성 호스(130)의 끝부분이 연결되는 부분이다.
상기 나사산의 구조는 도시된 바와 같이, 밀폐 커버(120)을 이용하여 사용하지 않는 부분은 밀폐할 수 있으며, 음파 수집 다공성 호스(130)의 연결시 결합력을 향상시킬 수 있도록 한다.
물론, 연결 니플(110)은 나사산 구조가 아니라 일반적으로 원통형 구조로 형성하는 것도 가능하며, 이 경우 상기 밀폐 커버(120)는 내부에 나사산이 없는 구조로 형성하게 된다. 상기 연결 니플(110)과 음파 수집 다공성 호스(130)는 별도의 고정 부재를 이용하여 결합력을 향상시킬 수 있음은 당업자에게 자명하다 할 것이다.
본 발명의 음파수집을 취득하는 다공성 호스(130)는 연결 니플(110)에 각각 연결되는 장치로 지표면부터 공중 음파 수집 장치(음파 관측 장비)(100)에 연결될 수 있도록 배치하며, 음파 수집의 효율성을 극대화할 수 있으며, 이 경우 종래의 호스가 접히는 현상을 해결할 수 있도록 하였다.
음파 신호가 주는 변화를 관측할 수 있는 음파 관측 장비(공중 음파 센서)에 수집된 인공 음파를 배경 잡음 없이 탐지하기 위한 다공성 호스(130)의 신뢰성을 향상시키면, 수집된 음파 신호가 왜곡되는 현상을 줄일 수 있으므로, 일체형이 아닌 다공성 호스의 외피와 내피를 제작함으로써 원활한 음파 수집을 수행하여 음파전달 경로가 단절되는 문제를 차단시킬 수 있다.
참고로, 기존 다공성 호스의 구멍 배열은 직렬로 되어 있고,
본 발명의 다공성 호스(130)의 구멍 배열은 호스를 휘감는 나선형 구조로 일정한 간격으로 구멍들이 형성되며, 공중 음파 수집 장치(공중 음파 센서)(100)로의 최적의 공중 음파 신호를 관측/수집하는 다공성 호스의 길이는 25FT(7.72m)로 쓰이고 있다. 본 발명의 다공성 호스는 구멍 배열은 일정한 간격으로 구멍들이 형성되고 호스를 휘감는 나선형 구조로 제작되어 360° 방향에서 효율적인 음파 신호 관측이 가능하다.
도 4는 다공성 호스(130)의 단면에 관한 예를 보인 도면이다.
도 5는 사용된 다공성 호스의 제품 사진이다.
다공성 호스(130)는 다수의 호스 외피 구멍들(160)이 형성된 다공성 호스 외피(140)와; 상기 다공성 호스 외피(140)의 내부에 구비되는 다수의 호스 내피 구멍들(170)이 형성된 다공성 호스 내피(150)와 다공성 호스 내피의 내부 원통로를 통해 수집된 음파 신호의 통로를 제공하는 음파 신호 통로(180)를 구비한다.
실시예에서는, 다공성 호스(130)는 미국 "700 Series Polyurethane Soaker Hose(1/2") 제품을 사용하였다. 보통 Soaker Hose는 정원에 물을 균일하게 공급하는 제품으로써 우수한 물과 통기성을 가지는 것이 핵심 기술로 물과 공기를 적절하게 공급한다. 수도꼭지에 연결하면 호스에 있는 구멍으로 물이 나오지만, 거꾸로 빨아들이면 음압 효과가 나타난다. 이를 지진기록계 제품과 연동시켜 음압 호스로 사용이 가능하다.
도 6은 본 발명에 따른 음압 신호 취득용 다공성 호스(130)의 구멍 수 계산식을 보인 것이다.
도 7은 다공성 호스의 나선형 구조로 다수의 구멍들이 형성된 360° 1 Cycle의 호스의 길이(직각 삼각형의 대각선의 길이)가 ℓ, 다공성 호스의 나선형 구조의 시작점과 다음 나선형 구조의 시작점까지의 거리(직각 삼각형의 높이) h= 37.55mm, 다공성 호스의 외피/내피를 제외한 호스(음파 수신 통로)의 내부 직경이 D일때 직각 삼각형의 밑면의 길이가 πD= 3.14x15.70mm 인 경우, sin θ = h/ℓ값을 나타낸 결과이다.
다공성 호스의 최소한의 길이 25FT = 7.62m = 7,620mm
1 Cycle = 37.55mm 이므로, 7,620mm / 37.55mm = 202.92개의 Cycle을 따르므로 4,064개의 구멍이 형성된다.
4,064개의 구멍은 2 way로 제작하므로, 총 다공성 호스의 구멍 개수는 8,128개로 구성하였다.
본 발명에 따른 초저주파 음압 신호 취득용 다공성 호스 제작 기술은 바람과 같은 배경 잡음을 제거하는 장치가 포함된 하나 이상의 음파 수집용 다공성 호스가 연결되는 적어도 하나 이상의 연결 니플(110)을 구비하는 시작단을 갖으며, 다공성 호스의 길이는 최소한 25FT(7.62m)로 제작된다.
최소한 7,620개의 구멍들이 나사선을 그리며 다공성 호스를 휘감는 나선형 구조로 360도 방면에서 일정한 간격으로 형성 구멍들을 통해 공중 음파를 공중 음파 수집 장치(저주파수 공중 음파 센서의 역할을 하는 음파 관측 장비)(100)로 수집하여 전송하기 위해 신뢰성 있는 구조로 구성될 수 있다.
공중음파 센서로 사용되는 다공성 호스(130)는 외부로부터 인입되는 공중 음파 센서의 주변 노이즈를 최소화하고, 저주파수 음압 신호(예를들면, 외부로부터 전달되어 오는 지진에 의한 음파, 화산 폭발 에너지 음파, 운석이 낙하하면서 발생하는 음파, 대규모 발파에 의한 음파 등)만을 다공성 호스(130)의 다수의 미세한 구멍들을 통해 음파 신호를 수신하여 공중음파 수집 장치(저주파수 공중 음파 센서의 역할을 하는 음파 관측 장비)(100)에 전달하도록 구성되어 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 다공성 호스의 길이는 여러 가지 길이에 대한 제작이 가능하다.
본 발명의 구체적인 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 상기와 같이 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형하여 실시될 수 있으며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
100: 음파 관측 장치(음파 수집 장치)
110: 연결 니플
120: 다공성 호스로부터 수집된 음파통로부
130; 다공성 호스
170: 다공성 호스 외피/내피 구멍

Claims (11)

  1. 공중 음파 신호를 수집하는 적어도 하나 이상이 공중 음파 수집 장치(100)에 연결되는 적어도 하나 이상의 연결 니플(110)을 구비하는 다공성 호스(130);
    상기 다공성 호스와 연결되며, 상기 다공성 호스(130)를 통해 상기 공중 음파 신호를 취득하기 위한 적어도 하나 이상의 공중 음파 수집 장치(100);
    를 포함하는 공중음파 수집 장치와 연결되는 음파신호 취득용 다공성 호스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 호스(130)는 다수의 호스 외피 구멍들(160)이 형성된 다공성 호스 외피(140)와; 상기 다공성 호스 외피(140)의 내부에 구비되는 다수의 호스 내피 구멍들(170)이 형성된 다공성 호스 내피(150)와 다공성 호스 내피의 내부 원통로를 통해 수집된 공중 음파 신호의 통로를 제공하는 음파 신호 통로(180)를 구비하는, 공중음파 수집 장치와 연결되는 음파신호 취득용 다공성 호스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연결 니플(110)은 음파전달 니플로써 나사산을 형성하며, 상기 나사산에 대응되는 밀폐 커버(120)를 더 포함하여 구성되는, 공중음파 수집 장치와 연결되는 음파신호 취득용 다공성 호스.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연결 니플(110)은 내부 면에 나사산 모양 결합 구조를 구비할 수 있으며, 공중 음파를 취득하여 음파를 수집하는 상기 다공성 호스(130)의 끝부분이 연결되는 부분이며,
    상기 나사산의 구조는 상기 밀폐 커버(120)를 이용하여 사용하지 않는 부분은 밀폐할 수 있으며, 상기 다공성 호스(130)와의 연결시 결합력을 향상시키는, 공중음파 수집 장치와 연결되는 음파신호 취득용 다공성 호스.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 연결 니플(110)은 나사산 구조가 아니라 일반적으로 원통형 구조로 형성하는 것도 가능하며, 이 경우 상기 밀폐 커버(120)는 내부에 나사산이 없는 구조로 형성되며, 상기 연결 니플(110)과 음파를 수집하는 상기 다공성 호스(130)는 별도의 고정 부재를 이용하여 결합력을 향상시키는, 공중음파 수집 장치와 연결되는 음파신호 취득용 다공성 호스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 연결 니플(110)과 상기 밀폐 커버(120) 사이에 단면적을 기준으로 6개의 연속된 구멍으로 구성되는, 공중음파 수집 장치와 연결되는 음파신호 취득용 다공성 호스.
  7. 제1항에 있어서,
    공중 음파 관측을 위한 상기 다공성 호스(130) 및 상기 다공성 호스(130)에 연결되는 상기 연결 니플(110)과 끝단의 상기 밀폐 커버(120)는 폴리우레탄수지 재질로 형성되는, 공중음파 수집 장치와 연결되는 음파신호 취득용 다공성 호스.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 공중 음파 신호는 저주파수 음압 신호를 포함하며,
    상기 저주파수 음압 신호는 외부로부터 전달되어 오는 지진에 의한 음파, 화산 폭발 에너지 음파, 운석이 낙하하면서 발생하는 음파, 대규모 발파에 의한 음파를 포함하는 공중음파 수집 장치와 연결되는 음파신호 취득용 다공성 호스.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 공중 음파 수집 장치(100)에 연결되며, 공중 음파 센서로써 최적의 음파 신호 관측을 제공하는 다공성 호스의 길이는 최소한 25FT(7.72m)를 사용하며, 여러가지 길이로 제작되는, 공중음파 수집 장치와 연결되는 음파신호 취득용 다공성 호스.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 다공성 호스(130)는 일정한 간격으로 다수의 구멍 배열이 호스를 휘감는 나선형 구조로 제작되어 360° 방향에서 음파 신호 관측이 가능한 것을 특징으로 하는 공중음파 수집 장치와 연결되는 음파신호 취득용 다공성 호스.
  11. 제1항에 있어서,
    다수의 다공성 호스가 분배기를 통해 공중 음파 센서부로 사용되는 상기 공중음파 수집 장치(100)에 연결되는, 공중음파 수집 장치와 연결되는 음파신호 취득용 다공성 호스.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101067438B1 (ko) 2010-06-30 2011-09-27 한국지질자원연구원 공중음파수집장치
KR101203292B1 (ko) 2011-05-13 2012-11-20 이상현 나노 미세 기공의 가공방법
KR101539363B1 (ko) 2015-04-03 2015-07-27 한국지질자원연구원 해상의 스파구조물에 설치되는 공중 음파 감지 장치
KR101706313B1 (ko) 2014-08-05 2017-02-13 부산대학교 산학협력단 미세 다공성 구조체의 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101067438B1 (ko) 2010-06-30 2011-09-27 한국지질자원연구원 공중음파수집장치
KR101203292B1 (ko) 2011-05-13 2012-11-20 이상현 나노 미세 기공의 가공방법
KR101706313B1 (ko) 2014-08-05 2017-02-13 부산대학교 산학협력단 미세 다공성 구조체의 제조방법
KR101539363B1 (ko) 2015-04-03 2015-07-27 한국지질자원연구원 해상의 스파구조물에 설치되는 공중 음파 감지 장치

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