• 한국음향학회지
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• 제38권2호
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• pp.193-199
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• 2019

본 논문에서는 선체부착형 음향센서의 플랫폼 진동유기 소음 차단 특성을 확인하기 위한 수중 진동 실험을 수행하고 결과를 분석하였다. 음향수조 환경에서 음향센서가 설치된 선체모사구조물과 가진기를 이용하여 플랫폼 진동유기 소음 조건을 구현하였고, 선체모사구조물 및 음향센서에 설치된 표준 가속도계와 음향센서의 출력신호 측정을 통해 음향센서의 진동차단율, 삽입손실 및 진동민감도와 같은 성능지수를 산출하였다. 산출된 성능지수 결과를 토대로 음향센서의 주파수별 소음 차단 특성을 분석하고 실험 기법의 유효성을 검토하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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• pp.253-256
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• 2000

본 연구에서는 유한요소법(FEM)을 이용하여 압전 수중음향센서의 모델링 및 음향특성을 해석하였다. 압전 복합구조 수중음향센서의 해석에서 기본적인 압전-탄성 구조물과 유체-구조물의 연성해석을 위한 유한요소 정식화를 하였으며 무한영역의 음향유체를 처리하기 위하여 IWEE(Infinite Wave Envelop Element)를 도입하였다. Topilz형 수중음향센서를 수중 산란체로 볼 경우 입사파가 산란체의 표면을 가진할 때 산란체로부터 발생되는 산란파는 IWEE로 인하여 무한 유체영역에서의 산란파의 감소특성을 갖게되어 무한영역을 유한영역으로 나눈 인위적인 경계에서 반사가 일어나지 않게 되므로 산란파의 음압을 정확히 구할 수 있었다. 또한, 이러한 산란해석을 바탕으로 입사파에 대한 음향센서 내부의 전기적 응답특성인 RVS(Receiving Voltage Signal)를 구하였다. 이러한 일련의 연구 과정들은 소나(SONAR) 시스템을 정확히 해석하고 음향특성을 예측하는 데 큰 도움이 될 것이다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1996년도 제11회 수중음향학 학술발표회 논문집 11th Underwater Acoustics Symposium Proceedings
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• pp.1-3
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• 1996

수중 트랜스듀서는 진동하는 물체위에 설치되어 다양한 외부 소음원이 유입되는 환경에 노출되어 있다. 외부 소음원으로는 선체 진동. 프로펠러 소음, 그리고 유동 유기 소음들을 들 수 있고, 트랜스듀서의 실제 작동시 이들의 레벨이 상당히 높아서 센서의 정확한 작동에 장애가 되고 있다. 본 논문에서는 외부 소음원에 무관한 고 정밀, 저 소음 특성을 지닌 음향센서를 개발하기 위하여 유한요소법 (FEN)을 사용하여 소음 전달 특성을 분석하고, air pocket과 음향 감쇠층의 다양한 조합으로 이루어진 구조를 개선한 음향센서의 설계 및 내소음성 평가를 하였다. 또한 사용한 음향 감쇠층의 최적 물성을 제시하고자 한다. 그 결과 센서 측면 하단부에 소음원이 위치할 경우 가장 큰 잡음 신호로 작용하며, 구조를 변경한 결과 기존 음향센서에 비해 55% 이상 내 소음성을 증진 시켰다. 그리고 음향 감쇠층의 최적 음향 임피던슨는 1 Mrayl 이하 혹은 4mrayl 이상으로 분석되었다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.133-141
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• 2017

하이브리드 음향센서 (hybrid acoustic sensor)는 음압 기반의 음향센서 (ECM)와 진동 기반의 가속도 센서(acceleration sensor)가 접목된 구조이다. 이는 음향센서의 저주파 대역 감도와 가속도 센서의 고주파 대역 감도를 결합하여 저주파에서 고주파 대역까지 광범위하게 음향을 포집할 수 있다. 본 논문에서는 하이브리드 음향센서에 사용되는 가속도 센서를 제안하였다. 가속도 센서는 음향신호에 의해 발생되는 고막의 진동을 포집한다. 제안된 가속도 센서의 사이즈는 고막의 해부학적 구조와 음향센서인 ECM의 규격을 고려하여 직경 3.2 mm로 결정하였다. 그리고 하이브리드 음향센서가 고감도 광대역 특성을 가지도록 하기 위해서는 가속도 센서의 공진 주파수는 3.5 kHz 부근에서 생성되는 것을 목표로 하였다. 가속도 센서를 구성하는 진동막은 수학적 모델과 유한요소 해석을 통하여 기하학적 구조를 도출하였다. 이를 바탕으로 화학적 식각공정을 이용하여 진동막을 제작하였다. 그리고 제작된 진동막의 주파수 특성을 확인하기 위하여 외력에 의한 진동 측정 실험을 수행하였고, 실험 결과 진동막의 기계적 공진은 3.4 kHz에서 발생되었다. 그러므로 제안한 가속도 센서는 하이브리드 음향센서에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국음향학회지
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• 제22권7호
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• pp.585-591
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• 2003

본 연구에서는 소형화 및 경량화의 특성을 가진 Fabry-Perot형 간섭계를 구성하였다. 음향이 광섬유의 횡방향으로 감지되도록 센서 헤드부를 1㎝정도로 제작하고 총 길이가 9.5㎝인 광섬유의 양단을 단순 지지토록 하였다. 센서의 음향 감지특성을 관찰하기 위하여 무지향성 스피커를 이용하여 음향신호를 인가하였다 횡방향으로 입력된 음향 신호를 광섬유 센서와 마이크로폰이 감지한 신호를 비교하였다. 1㎑ 이하의 신호에서는 광섬유 센서가 마이크로폰보다 감지 특성이 좋으나 2 ㎑에서는 광섬유센서의 감지 특성이 감소하였다. 이것은 제작된 광섬유 센서의 지지구조의 특성을 나타낸 것이며 실험을 통하여 Fabry-Perot 간섭계용 센서는 횡방향의 음향을 잘 감지함을 확인하였다. 이러한 형태의 센서는 지능구조물의 건강진단 모니터링 분야에도 적용가능 하리라 판단된다.

• 한국음향학회지
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• 제19권2호
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• pp.8-12
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• 2000

본 논문은 주위 환경인 수압 및 수온변화에 따른 맨드릴형 광-음향센서의 감도특성을 분석한 것에 관한 것이다. 음향감지부의 구조로는 실린더형, 중공 층상복합체형 및 air cavity가 삽입된 중공 층상복합체를 선정하고, 주위 수압과 수온변화에 따른 광-음향센서의 감도특성을 분석하였다. 맨드릴형 광-음향센서는 주위 정수압의 변화에 대해 0.15dB 미만의 음향감도 변화를 나타내고, 수압변화에 대해 안정적인 특성을 보유하고 있다. 주위 수온변화에 대한 음향감도의 상대적인 안정성은 air cavity가 삽입된 중공 나일론 층상복합체를 이용한 맨드릴형 광-음향센서가 가장 우수한 것으로 나타났다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2008년도 춘계학술발표대회
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• pp.881-884
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• 2008

수중 음향 센서 네트워크는 무선 센서 네트워크의 한 분야로서 활발하게 연구되고 있다. 하지만 무선 센서 네트워크에서의 지상이라는 환경은 수중 음향 센서 네트워크에서의 수중이라는 환경과 많은 차이가 있다. 예를 들어 수중에서는 지상에서 보다 더 많은 통신 에너지를 필요로 하며 현재 단일채널 밖에 사용할 수 없다. 그러므로 수중 음향 센서 네트워크에서 무선 센서 네트워크의 메커니즘을 그대로 사용하기에는 적합하지 않다. 본 논문에서는 수중 음향 센서 네트워크에서의 에너지 효율적 클러스터링 메커니즘을 제안한다. 제안하는 클러스터링 메커니즘은 단일채널의 수중환경을 대상으로 클러스터 내 통신에서 발생하는 충돌문제를 최소화하여 에너지 효율을 증가시키기 위해 하향식방법을 이용하여 클러스터 헤드 노드를 선정하고 선정된 클러스터 헤드 노드를 중심으로 클러스터 범위를 결정하는 방법을 제시한다.

• 한국음향학회지
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• 제35권5호
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• pp.403-409
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• 2016

전방향 센서를 이용하는 선배열 센서의 경우, 음원의 방향이 원추각의 형태로 결정되어지므로 좌 우 구분모호성이 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 운용적인 방법과 센서 배열의 구조적인 방법에 대한 연구가 진행되었다. 최근에는 음향 벡터 센서 기반의 연구가 이루어지고 있으며, 본 논문에서는 음향 벡터 센서 기반의 빔형성 기법에서 발생하는 센서 배열의 뒤틀림에 따른 좌 우 구분 성능에 대하여 분석하였다. 음향 벡터 센서는 하나의 전방향 센서와 세 개의 지향성 센서로 구성되며, 세 개의 지향성 센서는 서로 수직 방향의 속도성분을 측정한다. 이때 센서 배열의 뒤틀림에 따른 지향성 센서 축의 정보가 정확하지 않으면 잘못된 방향의 신호를 인가하여 빔형성 기법의 성능저하가 나타난다. 따라서 센서 배열의 뒤틀림에 따른 좌 우 구분 성능저하를 분석하고 보상을 통한 빔형성 기법의 성능향상을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제31권8호
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• pp.569-579
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• 2012

압전 세라믹을 이용한 전형적인 Tonpilz형 수중 음향센서는 외부에서 들어오는 음향 신호를 이에 상응하는 전압으로 변환해 스칼라 양인 음압의 크기만 측정할 뿐 외부에서 들어오는 신호의 방향은 파악할 수 없는 한계가 있다. 이와 같은 문제점을 해결하고자 본 논문에서는 Tonpilz형 트랜스듀서를 이용해 단일 센서만으로도 음압의 크기와 방위각 방향을 동시에 분석해 낼 수 있는 새로운 벡터 센서 구조를 제안하고, 제안된 구조의 타당성을 수식 및 유한요소해석을 통해 검증하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.203-208
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• 2016

본 논문에서는 음향 센서 시스템에서 다중 센서를 이용한 실시간 고장 진단 및 데이터 처리 알고리즘을 제안하고 실험을 통해 그 타당성을 입증하였다. 다중 센서 알고리즘은 하나의 물리량 계측을 위해 여러 개의 센서를 동시에 사용하는 방식을 사용하며 효율적으로 센서의 고장을 감지하여 신뢰성 있는 데이터를 출력할 수 있는 방법이다. 이를 음향 센서 시스템에 적용하기 위해 등가 소음레벨 $L_{eq}$를 이용한 실시간 고장 진단 및 오류 데이터 처리 알고리즘을 제안하고, 이를 검증하기 위한 실험 장치와 프로그램을 제작하고 실험하였다. 그 결과 다중 센서 알고리즘은 음향 센서 시스템에도 잘 적용되어 일부 센서의 고장 시에도 정확한 데이터 처리가 가능함을 보였다.