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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.

underwater ship noise characterization with sound intensity
PULSE Standard Configurations 1

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.

 

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.

Submarine

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

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.

JRC Tooki underwater ship noise characterization

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