음향 시그니처 관리

음향 감지 및 식별 기술은 더욱 고급화되고 정교해졌습니다. HBK는 음향 시그니처 관리가 중요한 잠수함 및 기타 선박의 진동 및 잡음 모니터링을 위한 통합 솔루션을 제공합니다.

Four frigates exercising on the ocean at sunset.

음향 시그니처 관리의 과제

음향 감지 및 식별 기술은 지속적으로 발전하고 정교해졌습니다. 그것들이 진화함에 따라 음향 스텔스 전략도 마찬가지로 발전해야 합니다. 음향적 재량을 유지하기 위해 선박의 모든 소음원을 고려해야 합니다, 인원, 선상 장비 및 캐비테이션뿐만 아니라 선박 전체의 방사 소음 특성을 포함합니다.

HBK는 수중 음향 및 특정 작업에 사용할 수 있는 테스트 솔루션에 대한 광범위한 경험을 보유하고 있으며, 이는 소음원을 조사, 분석 및 식별하고 고급 설계를 검증하는 작업에 이르기까지 다양합니다.

The HBK 자체 소음 모니터링 시스템 (SNMS) 는 음향 신호 관리가 중요한 잠수함 및 기타 선박의 진동 및 소음 모니터링을 위한 영구적으로 설치된 통합 솔루션입니다.

HBK의 상용 범용(COTS) PULSE™ 플랫폼을 기반으로 하는 SNMS는 LAN-XI 데이터 수집 하드웨어와 PULSE 소프트웨어 애플리케이션을 통합하여 소음원을 모니터링하고 분석하는 완전 통합 솔루션을 제공합니다.

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시스템 제안

SNMS는 선박 전체의 선택된 위치에 장착된 일련의 센서 어레이를 통해 잠수함 또는 표면 선박에서 발생하는 구조 전달 및 캐비테이션 소음의 모니터링 및 분석을 수행합니다. 목적은 선박 직원이 소음 특성을 낮게 유지하도록 돕는 것입니다.

HBK 자체 소음 모니터링 시스템(SNMS) 기능

SNMS의 주요 기능은 다음과 같습니다:

선체 진동 측정, 그리고 유체 역학적 소음;
선박 내 다양한 소음 소스를 모니터링, 기록, 분석 및 청취 소음 감시 및 캐비테이션 모니터링을 수행하기 위한 용도로;
지속적이고 자동적으로 제한을 준수하는지 모니터링하기 위해 브로드밴드(3옥타브) 및 협대역 노이즈 모두에 대해 초과되지 않아야 합니다.;
추후 검색을 위해 측정된 스펙트럼을 기록하고 저장합니다 다른 유사 기록과의 검토 또는 비교를 위해;
운영자가 SNMS 기능을 설정하고 제어할 수 있는 기능을 제공합니다., 다양한 측정, 분석 및 기록 결과를 표시합니다.
데이터/경보 정보 교환을 위한 명령 및 제어 시스템에 네트워크 인터페이스 제공, 그리고 자체 잡음 모니터링 시스템에 원격으로 접근하기 위해;
시스템은 영구적으로 설치된 트랜스듀서로 구성됩니다 (선체 장착 가속도계 및 외부 수중 마이크로폰), 변환기 전원 공급 장치, 데이터 수집, 데이터 분석, 저장 및 표시 및 데이터 인터페이스.

SNMS 시스템 아키텍처 – 주요 시스템 구성 요소는 LAN-XI 프런트엔드로, 선박 전체의 다른 위치에 위치할 수 있습니다.

LAN-XI 모듈 기능

LAN-XI 데이터 수집 장치는 매우 높은 다이나믹 입력 범위를 제공합니다. 가장 조용한 속삭임부터 가장 큰 폭발음까지, Brüel & Kjær의 160 dB DYN-X 입력 기술은 장치의 입력 범위가 항상 최적이 되도록 보장하며, 동시에 극도로 낮은 노이즈 플로어를 활용하면서 고수준의 오버로드를 방지합니다.

LAN-XI 하드웨어 제품군은 다양한 애플리케이션에 최적화된 여러 모듈 유형으로 구성됩니다. 최대 25.6, 51.2, 102.4 및 204.8 kHz(각각 65.5, 132, 264 및 528 kHz의 해당 샘플링 주파수와 함께)를 측정할 수 있는 모듈을 사용할 수 있습니다.

데이터 수집 하드웨어와 수집 워크스테이션 간의 인터페이싱은 표준 TCP/IP 기술을 통해 이루어집니다. 이는 표준 구리/광섬유 전송을 사용하여 고속, 중복 네트워크를 제공할 수 있는 유연성을 제공합니다.

이더넷 전원 공급(POE)은 각 입력 모듈에 필요한 전원이 별도의 전원 케이블이 아닌 LAN 케이블에 의해 전달됨을 의미합니다. 이는 필요한 케이블 수를 최소화하여 비용 절감, 설치 속도 향상, 유지 보수 용이성 및 설치 유연성 증대를 가져옵니다.

IEEE 표준화된 LAN 네트워크 프로토콜은 서브 마이크로초 정확도로 시스템의 다양한 모듈을 동기화하는 데 사용됩니다. 이 기능은 독립형, 프레임 내 또는 분산 시스템에서 사용할 수 있는 모든 LAN-XI 모듈과 함께 사용할 수 있습니다. 선박 전체에 분포된 모든 모듈은 신호 및 모듈 전원과 동일한 LAN 배선을 사용하여 동기화할 수 있습니다.

중앙 제어 스테이션에서 작업자는 시스템의 모든 센서 채널에 즉시 액세스할 수 있으며, 이 위치에서 분석 및 데이터 관리가 이루어집니다. 워크스테이션은 풀 스위트의 PULSE 애플리케이션 소프트웨어를 실행하며, 여기에는 서드 옥타브, 협대역 FFT, 워터폴, 데몬 및 로파 분석과 같은 많은 기능과 디스플레이가 포함됩니다.

SNMS의 전체 작동은 전용 애플리케이션에 의해 제어됩니다. 고객 사용자 인터페이스는 일반적으로 다음을 제공합니다:

시스템 설정
자동 및 사용자 시작 검사
{b}어떤 신호든 들을 수 있는 능력{u}
경고/경보 표시
상세 신호 분석 및 문제 해결

작업장은 애플리케이션에 필요한 대용량 데이터 처리량 및 실시간 분석 요구 사항을 관리하도록 최적화되어 있습니다.

HBK LAN-XI 모듈 사용의 장점

일반적으로 LAN-XI 모듈은 센서 근처의 적절한 위치에 배치되어 최대의 유연성과 비싼 아날로그 신호 케이블의 짧은 실행을 보장합니다.

모듈은 견고하고 매우 컴팩트한 장치로, 종종 뜨겁고 협소한 잠수함의 공간에 장착하기에 매우 적합합니다. LAN-XI 모듈은 모든 데이터 수집, 전원 공급 및 컨디셔닝 기능을 제공합니다:

가속도계 및 수중음향기 신호 획득
배열 가속도계 및 수중 마이크에 전원 공급
신호 컨디셔닝, 필터링 및 증폭
적절한 안티앨리어싱 필터링을 통해 신호의 아날로그-디지털 변환 수행
LAN을 통한 중앙 제어 스테이션으로 신호 전송

모듈은 견고합니다.

The modules are robust, extremely compact units well suited for mounting in the often hot and confined spaces of a submarine.

오디오 모니터링 사용의 장점

상세한 진동 분석 도구를 사용하여 '현장에서' 높은 진동 수준을 분석하고 통과/실패 허용 오차 수준 밴드를 구성할 수 있습니다.

음향 해상 시험, 소음 조사 및 측정과 같은 용도의 경우, 측정/분석 시스템에 대한 요구 사항이 영구 설치보다는 단기적인 성격일 수 있습니다. 여기서는 300~400개의 채널 시스템(또는 그 이상)이 특정 시간 제한 작업을 수행하는 '휴대용' 시스템으로 사용됩니다. 데이터 수집 모듈은 보통 선박 주변에 분산되어 있는 것보다 사용하기 쉽도록 휴대용 랙에 위치해 있습니다. PULSE 분석 도구의 전체 범위는 어려운 측정 및 분석 작업에 사용할 수 있습니다.

SNMS는 상용 프로세싱 개발을 활용한 아키텍처를 갖춘 상용 즉용 장비(COTS)를 기반으로 합니다. 이를 통해 소프트웨어와 하드웨어의 정기적인 유지 관리가 용이해지고 잠수함 스케줄에 미치는 영향이 최소화되며 유지 관리 관행, 시스템 지원 및 교육이 간소화됩니다.

COTS 장비를 사용하면 이전의 맞춤형 시스템에 비해 총 소유 비용이 절감되며 21세기의 기술 혁신, 적응성 및 구형화에 대한 요구를 완벽하게 충족합니다.

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오디오 모니터 기능을 통해 운영자는 모든 센서의 모든 신호를 들을 수 있습니다. 이는 특히 캐비테이션 모니터링에 유용합니다.