Design and Evaluations of Underwater Hydrophone with Self Noise Suppressing Structures; - Part Ⅱ. Influence of Acostic Damping Layer Properties -

저 잡음 수중 청음기의 설계 방안 연구 - Ⅱ. 음향 감쇠층 재질의 영향 -

This paper investigates the influence of material properties of the acoustic damping layer in the low noise hydrophone designed in the previous paper. For increase of the insensitivity of the hydrophone to external noises, acoustic impedance and damping coefficients are selected and the effects of the selected material property on the hydrophone response to the external noises are simulated with finite element method (FEM). The results show that the damping coefficients are not influential to the structural vibration decoupling from the sensing element. On the other hand, the optimum acoustic impedance of compliant layer is estimated which is smaller than 1 Mrayl or larger than 4 Mrayl. However polymer materials, which are in general use for acoustic window and damping layers, is not appropriate for the compliant materials of this hydrophone. Therefore development of new composite materials, i.e. ceramic-polymer composite or metal-ceramic composites etc., is required for the development of effective self noise suppressing underwater hydrophones.

본 논문에서는 구조 변경한 저 잡음 수중 청음기에서 사용되는 음향 감쇠층의 최적 물성을 제시하고 제작 가능성을 알아보고자 하였다. 이를 위하여 음향 감쇠층의 특성 중 재료 감쇠도와 음향 임피던스를 변화시켜 FEM (Finite Element Method)으로 과도 해석하여 재질 변경에 따른 잡음 응답 특성을 고찰 하였다. 그 결과 재료의 감쇠도는 큰 영향이 없었으며 1 Mrayl 이하 혹은 4 Mrayl 이상의 음향 임피던스 값을 갖는 음향 감쇠층을 사용하는 것이 효율적임을 알 수 있었다. 이러한 목적을 위해서는 일반적인 흡음 재료로 사용되는 고분자 폴리머들은 본 연구의 수중 청음기용 음향 감쇠 층으로 사용하기에 부적합하고, 새로운 금속 혹은 세라믹-폴리머 복합체의 개발이 필요하다.