목차

    음향 출력 측정이란 무엇인가요?

    CRYSOUND Senior Engineer

    음향 출력 측정은 장비에서 방사되는 전체 음향 에너지 양을 정량화하기 위한 것으로, 핵심 지표는 음향 출력 레벨 Lw입니다. 특정 지점에서의 크기만을 나타내는 음압 레벨과 달리, 음향 출력은 사이트, 실험실, 생산 배치가 달라도 소음 벤치마킹과 규제 적합성 선언에 훨씬 더 적합한 지표입니다. 이 글은 먼저 음압, 음향 강도, 음향 출력 간의 관계를 살펴보고, 산업에서 음향 출력을 사용하는 이유를 설명한 뒤, ISO 3744, ISO 3745, ISO 3746, ISO 9614를 포함한 주요 음압·음향 강도 기반 표준과 실제 구현 시 유의해야 할 점들을 정리합니다.

    1. 산업 분야에서 음향 출력이 필요한 이유

    음향 출력 측정을 논의하기 전에, 음압, 음향 강도, 음향 출력의 기본 개념을 이해하는 것이 중요합니다. 이 부분에 대해서는 아래 블로그 글을 참고하실 수 있습니다.

    https://www.crysound.com/blog/what-are-sound-pressure-sound-intensity-and-sound-power

    제품 소음 평가에서는, 결과를 사이트, 조직, 생산 배치 간에 비교해야 하는 경우 단순한 음압 레벨만으로는 충분하지 않습니다. 음압 레벨은 공간상의 특정 위치에서의 유효 음압을 나타내며, 측정 거리, 설치 조건, 배경 소음 등 여러 요인의 영향을 받습니다. 음압, 음향 강도, 음향 출력의 기본 개념에 대해서는 아래에 링크된 내용을 참조해 주십시오.

    그림 1에서 볼 수 있듯이, 마이크로폰으로 측정한 음압 레벨은 음원으로부터의 거리 변화에 따라 필연적으로 달라집니다. 지향성이 강한 음원의 경우, 마이크로폰이 음원을 향할 때와 뒤쪽에 위치할 때 측정값 사이에 상당한 차이가 발생할 수 있습니다.

    그림 1. 음압 시험

    음향 출력은 음원이 음향 에너지를 방사하는 비율을 나타냅니다. 원칙적으로, 이는 음원의 고유한 방사 특성입니다. 정의상, 음향 출력은 한 점에서의 물리량이 아니라, 둘러싸는 면에서의 에너지 흐름을 적분하여 얻는 값입니다. 이렇게 점 측정값을 면 기반 물리량으로 변환함으로써, 국부적인 변동, 우연한 측정점, 반사로 인한 공간적 비균일성이 결과에 미치는 영향을 크게 줄일 수 있습니다. 동시에, 표준화된 측정면, 마이크로폰 위치, 환경 조건 및 보정 방법을 적용함으로써, 음향 출력 측정값이 음원의 실제 소음 방사 수준을 대표할 수 있게 됩니다.

    그림 2에서 볼 수 있듯이, 음향 출력 측정 표준에 규정된 계산식을 따르면, A 사이즈 프레임을 사용할 때의 둘러싸는 측정 면적은 B 사이즈 프레임보다 작지만, 그에 대응하는 측정 음압 레벨은 더 높습니다. 이 두 요소는 계산 과정에서 서로 상쇄되므로, 전체 음향 출력 레벨은 변하지 않아야 합니다.

    그림 2. 프레임 크기 비교

    2. 음향 출력 측정 시스템

    1960년대에는 장비의 소음 등급을 평가할 때 보통 소음계를 사용해 음압 레벨을 측정했습니다. 그러나 동일한 기계라도 방이나 측정 거리가 바뀌면 값이 달라졌고, 이로 인해 업계는 음향 출력 측정으로 방향을 전환하게 되었습니다. 음향 출력 결정에 대한 국제 표준화는 비교적 이른 시기부터 시작되어, 예를 들어 ISO 495:1966은 기계의 설치 및 운전 조건, 사용할 음향 물리량, 그리고 자유 음장실 및 잔향실과 같은 전형적인 환경에서 측정 데이터로부터 음향 출력을 산출하는 방법을 규정했습니다. 이후 제정된 ISO 3740, ISO 3744, ISO 3745 등의 음향 출력 표준에는 종종 "Previously ISO 495:1966"이라는 문구가 등장하는데, 이는 초기 프레임워크가 현재까지 계승·정교화되어 왔음을 나타냅니다.

    그림 3. 1962년에 출시된 B&K Type 2203 소음계

    2.1 음압 기반 음향 출력 측정

    2.1.1 시험 방법의 발전

    1970년대에 들어서면서 산업계의 음향 출력 측정 요구는 훨씬 더 엄격해졌고, 초기의 음향 출력 측정 방법으로는 요구되는 정확도를 달성할 수 없게 되었습니다. 이에 따라 두 가지 주요 방법이 등장했습니다. 잔향실 음압법과 무향·반무향실 음압법입니다.

    • 잔향실에서의 엔지니어링 방법: 이 방법 역시 잔향실에서 음향 출력을 결정하는 방식으로, ISO 3743에 규정되어 있습니다. ISO 3741과 비교하면, 동일한 원리를 엔지니어링 등급으로 구현한 방법입니다. 이는 작고 이동이 가능한 음원을 대상으로 하여 사용성과 효율을 높이며, 경질 벽 시험실에서의 비교 방법(ISO 3743-1)과 잔향 시험실 방법(ISO 3743-2)으로 구분됩니다.
    • 잔향실에서의 정밀 방법: 음원을 잔향 시험실에 설치하여 다중 반사로 음장이 거의 확산 상태에 이르도록 하는 방법입니다. 규정된 측정 위치에서 공간 평균 음압 레벨을 얻고, 여기에 실내의 음향 흡음 특성을 결합하여 음향 출력 레벨을 역산합니다. 이를 통해 평균 음압과 음향 출력 사이의 안정적인 관계를 확립할 수 있습니다. ISO 3741의 첫 판은 1975년에 발행되었습니다. 그 후 여러 차례 개정되었으며, 2010년에 네 번째 판이 발행되어 잔향 시험실에서의 정밀 등급 음압 측정을 표준화했습니다.
    • 무향실 또는 반무향실에서의 정밀 방법: 이 방법은 시험실에 엄격한 음향 성능을 요구하며, 반사를 충분히 낮은 수준으로 억제한 뒤 음압으로부터 음향 출력을 산출합니다. ISO 3745는 1977년에 이 방법을 표준화했습니다. 여러 차례 개정을 거쳐 ISO 3745:2012로 발전했으며, 현재도 유지·관리되고 있습니다.
    • 무향·반무향실에서의 서베이/엔지니어링 방법: 실제 엔지니어링에서는 정밀 방법의 비용 부담이 상당히 큽니다. 이에 따라 1979년에 도입된 서베이 방법인 ISO 3746은 보다 완화된 사이트 조건을 허용하면서, 둘러싸는 측정면에서의 음압 측정을 통해 서베이 등급의 음향 출력 결과를 얻을 수 있도록 했습니다. 1981년에는 ISO 3744가 엔지니어링 방법을 도입하여, 절충안으로 반자유 음장(hemi‑free field)을 사용하는 방식을 제시했습니다. 완전한 무반사 환경을 요구하는 대신, 표준화된 측정면, 마이크로폰 위치, 환경 보정을 통해 오차를 엔지니어링 등급 범위 내로 관리합니다.
    • 현장 비교 방법: 많은 사이트는 자유 음장 조건을 만족하지도, 이상적인 확산 음장을 형성하지도 못하지만, 설치된 위치에서 음향 출력을 평가해야 하는 경우가 많습니다. ISO 3747은 이러한 상황을 다루기 위한 표준입니다. 이 방법에서는 실제 운전 환경에서 피시험 음원의 음압 레벨을 측정함과 동시에, 음향 출력이 이미 알려진 교정용 기준 음원의 음압 레벨도 함께 측정합니다. 그 후 두 결과를 비교하여 피시험 음원의 음향 출력 레벨을 산출합니다.

    2.1.2 측정 원리

    음압 기반 방법은 정의된 측정면에서 음압 레벨을 측정하고, 여기에 환경 보정 계수를 적용하여 음원의 음향 출력을 결정하는 방식입니다. 시험에 앞서, 배경 소음은 일반적으로 피시험 음원 동작 레벨보다 일정 수준 낮도록 요구됩니다. 환경에 따라, 측정값은 배경 소음 보정 K₁, 환경 보정 K₂ 등의 요소를 사용해 보정됩니다. 음향 출력 레벨을 계산하는 핵심 공식은 다음과 같습니다.

    여기서 LpA는 A-가중 시간평균 음압 레벨, N은 마이크로폰 개수, S는 둘러싸는 면의 면적, S0는 기준 면적(1 m²), K1A 는 배경 소음 보정값, K2A는 환경 보정값입니다.

    2.1.3 측정면 정의 및 마이크로폰 위치 규칙

    표준에 따르면, 음원 주변에 가상의 폐쇄 또는 반폐쇄 면을 정의한 후, 그 면 위의 선택된 측정 위치에 마이크로폰을 배치하여 각 지점에서의 음압 레벨을 측정합니다. 일반적인 측정면 형상은 다음과 같습니다.

    • 반구면: 음원이 반사면 위에 설치된 경우에 적합하며, 반구의 중심은 보통 음원의 기하학적 중심에 둡니다. 반구면의 장점은 상부 반공간만 커버하면 되므로, 음원을 둘러싸면서도 상대적으로 적은 측정점으로 음향 출력을 산출할 수 있다는 점입니다. 서베이 방법에서는 보통 4~8개의 측정점을 사용하고, 정밀 방법에서는 20~40개 정도로 더 많은 측정점을 사용하며, 균일한 분포가 요구됩니다. 음원의 지향성이 매우 강해 위치에 따라 음압 레벨 차이가 크게 나타나는 경우에는, 공간 밀도를 높이기 위해 마이크로폰 수를 늘려야 합니다.
    그림 4. 반구형 프레임
    • 구면: 자유 음장 조건에서 부유 상태로 설치된 음원을 측정할 때 적합합니다. 음원을 둘러싸는 가상의 구면 위에 측정점을 균일하게 분포시켜야 합니다. 구면은 모든 방향을 커버해야 하므로 일반적으로 더 많은 측정점이 필요하며, 보통 정밀 방법에만 사용되고 20개 이상의 측정점을 두는 것이 일반적입니다.
    그림 5. 구형 프레임
    • 직육면체 면: 음원을 둘러싸는 6면체 직사각형 면을 정의하고, 각 면의 중심과 모서리 위치에 마이크로폰을 배치하는 방식입니다. 이 방법은 대체로 직육면체 형태를 가진 장비나 주된 방사 방향이 명확한 장비에 적합합니다. 표준에서는 엔지니어링 및 서베이 방법에서 직육면체 측정면 사용을 허용하며, 이 경우 각 면을 충분히 커버하도록 측정점 수를 늘리도록 규정합니다. 예를 들어 최소 면당 1점, 정확도를 높이기 위해 면당 4점을 두면 총 24점이 됩니다. 각 면의 면적은 가능한 한 서로 비슷하게 유지해야 합니다. 직육면체 측정면을 사용할 때는 피시험체의 크기와 측정면까지의 거리를 기준으로 각 측정점의 위치를 계산해야 합니다.
    그림 6. 직육면체 프레임

    어떤 측정면을 사용하더라도, 마이크로폰 위치는 둘러싸는 전체 면을 균일하게 커버하여 각 지점이 전체 음향 출력에 거의 동일하게 기여하도록 해야 합니다. 표준에서는 일반적으로 권장 측정 좌표를 제시하고 있습니다. 마이크로폰은 음원으로부터의 거리가 서로 같고, 원거리장 조건을 만족하는 위치에 두어야 합니다. 엔지니어링 및 정밀 방법에서는 통상 반경 1 m 또는 1.5 m가 사용됩니다. 잔향실 방법에서는 음원이 벽에서 충분히 떨어져 있어야 하며, 예를 들어 1.5 m 이상 떨어져야 음향 에너지가 충분히 확산될 수 있습니다.

    단일 마이크로폰을 사용해 각 위치를 순차적으로 측정하는 경우에는, 피시험 음원의 운전 상태와 배경 소음이 안정적으로 유지되어야 하고, 시간 경과에 따른 드리프트 영향을 최소화하기 위해 가능한 한 짧은 시간 안에 모든 위치를 측정해야 합니다. 또한 마이크로폰과 측정 시스템은 클래스 1 정확도 요구 사항을 만족하여, 계측 오차가 결과에 미치는 영향을 줄여야 합니다.

    2.1.4 배경 소음 및 환경 보정

    음향 출력 계산에서는 배경 소음 보정 K1과 환경 보정 K2가 두 가지 핵심 보정량입니다. 이는 각각 배경 소음과 측정 환경의 영향을 보정해 줍니다.

    • 배경 소음 보정 K1: 피시험 음원이 동작하는 동안 배경 소음이 존재하면, 측정된 음압 레벨은 실제보다 높게 나옵니다. K₁은 이 배경 소음의 영향을 보정하는 값으로, 음원이 동작 중일 때와 정지해 있을 때의 음압 레벨 차이 ΔL로부터 결정됩니다. ΔL이 충분히 크면 K₁을 0으로 둘 수 있지만, ΔL이 작으면 다음과 같이 계산합니다.

    정밀 방법에서는 배경 소음이 피시험 음원 레벨보다 최소 10 dB 낮아야 하며, 이때 K₁은 약 0.4 dB를 넘지 않아야 합니다. 엔지니어링 방법에서는 최소 6 dB 차이를 요구하며, 이때 K₁은 1.3 dB입니다. 서베이 방법에서는 최소 3 dB 차이를 허용하며, 이때 K₁은 약 3 dB까지 허용됩니다. 배경 소음 보정값이 지나치게 크면 측정 불확도가 크게 증가하므로, 이 경우 시험 환경을 개선해야 합니다.

    • 환경 보정 K2: K₂는 시험 환경 때문에 발생하는 오차를 보정하기 위한 값입니다. 이상적인 자유 음장 또는 반자유 음장에서는 K₂ = 0입니다. 시험 사이트에 벽 반사가 많거나 음향 흡음이 부족한 경우, 측정 위치에서의 음압 레벨 분포는 이런 요인의 영향을 받게 됩니다. K2는 두 가지 방식으로 계산할 수 있습니다.
      • (1) 기준 음원 비교 방법: 음향 출력이 알려진 표준 음원을 동일한 사이트에서 측정하고, 그 결과를 공인값과 비교하여 K₂를 산출하는 방법입니다.
      • (2) 실내의 등가 흡음 면적을 이용해 K₂를 계산하는 방법으로, 다음과 같이 표현할 수 있습니다.

    여기서 S는 측정면의 면적, A는 실내의 흡음량입니다.

    옥외 사이트에서 주변에 유의미한 반사체가 없고 지면의 흡음 특성이 충분히 좋다면, K₂를 거의 0으로 간주할 수 있습니다. 정밀 방법에서는 K₂ = 0.5 dB, 엔지니어링 방법에서는 K₂ = 2 dB, 서베이 방법에서는 K₂ = 7 dB 이내를 요구합니다. 현장 환경이 이러한 기준을 만족하지 못할 경우, 흡음 재료를 추가하거나 반사 방향을 피하는 등의 방법으로 시험 환경을 개선해야 합니다.

    2.2 음향 강도 기반 음향 출력 측정

    2.2.1 시험 방법의 발전

    정확한 음압 기반 음향 출력 측정은 잔향실이나 무향실과 같은 특수 시험실에 크게 의존합니다. 그러나 대형 장비의 경우, 충분한 크기의 무향실을 구축하거나 품질이 충분한 반자유 음장 환경을 확보하기가 어렵습니다. 음향 강도 방법은 이러한 핵심 문제를 해결하기 위해 고안된 것으로, 음향 강도가 벡터 물리량이기 때문에 반사와 배경 소음의 영향에 더 강하며, 둘러싸는 측정면을 통과하는 순 에너지 흐름을 적분하여 음향 출력으로 얻을 수 있습니다.

    • 1993년에 발행된 ISO 9614-1(이산점 측정 방법)은 음향 강도 기반 음향 출력 측정이 국제 표준 체계에 공식 편입되었음을 의미합니다. 이 표준은 둘러싸는 측정면에서 법선 방향 음향 강도 성분을 측정하고, 면적 적분을 통해 음향 출력을 산출하는 방법을 규정합니다.
    • 1996년에 발행된 ISO 9614-2는 점 측정에서 면 스캐닝 방식으로 발전하여, 측정 효율을 크게 향상시켰습니다. 연속적인 스캐닝 경로를 사용해 부분 면을 커버하고, 스캔 동안 취득한 데이터를 바탕으로 해당 구간의 평균 법선 음향 강도와 관련 통계값을 제공합니다.
    • 2000년에 발행된 ISO 9614-3는 측정면 분할, 스캐닝 경로 커버리지, 통계 및 품질 관리, 측정 품질 및 불확도 관련 기준을 한층 강화했습니다.

    2.2.2 측정 원리

    음향 강도 방법으로 음향 출력을 측정할 때는, 먼저 음향 출력의 정의를 상기하는 것이 유용합니다. 임의의 폐곡 측정면 S가 음원을 둘러싼다고 할 때, 음향 출력은 그 면에서의 법선 방향 음향 강도를 적분한 값과 같습니다.

    음향 출력 계산식에서 보듯이, 측정면은 많은 작은 요소로 분할됩니다. 각 요소에 수직한 시간평균 음향 강도 In을 측정하고, 요소 면적 Si를 곱한 뒤, 모든 요소의 기여분을 합산하여 음원의 전체 음향 출력을 구합니다.

    따라서 음향 강도 방법의 본질은 둘러싸는 측정면 전체에서의 법선 방향 음향 강도 분포를 측정하는 것이며, 이를 위해 음향 강도 프로브가 필요합니다. 실제 측정에서는 프로브를 항상 측정면에 수직이 되도록 유지해야 하며, 그렇지 않으면 법선 방향에서 벗어난 성분 때문에 실효 음향 강도가 과소 측정됩니다.

    그림 7. 음향 강도 시험

    2.2.3 표준 방법과 구현

    2.2.1절에서 설명했듯이, ISO 9614는 음향 강도 측정을 기반으로 한 음향 출력 결정 방법을 표준화한 규격입니다. 이 표준은 세 부분으로 나뉘며, 각각 서로 다른 구현 방법에 대응합니다. 세 방법 모두 기본 원리는 동일하며, 측정면에서의 법선 방향 음향 강도로부터 음향 출력을 산출합니다. 차이점은 주로 시험 절차와 적용되는 정확도 등급에 있습니다.

    • 이산점 측정 방법(ISO 9614-1):

    ISO 9614-1에서는 둘러싸는 측정면을 작은 직사각형 요소의 격자로 분할합니다. 그 후 음향 강도 프로브를 각 직사각형 요소의 중심에 정해진 시간 동안 고정하여 음향 신호를 취득하고, 시간평균 법선 음향 강도를 얻습니다. 모든 직사각형 요소에 대해 측정을 완료하면, 측정면 전체의 음향 강도 분포를 얻을 수 있습니다. 각 지점에서의 평균 강도에 해당 직사각형 면적을 곱하고, 모든 요소에 대해 합산하면 해당 면의 음향 출력을 얻을 수 있으며, 모든 면에 대해 계산한 값을 합하면 전체 음향 출력이 됩니다. 이때 얻어진 음향 강도 맵은 장비 표면에서의 소음 분포를 시각화해 주므로, 소음원 위치 파악에 유용한 정보를 제공합니다.

    그림 8. 음향 강도 맵

    이산점 방법은 각 지점을 개별적으로 측정하기 때문에 비교적 단순하고 구현이 쉽습니다. 또한 측정 지점이 고정되어 있어 일관성과 재현성이 좋고, 작업자 영향이 상대적으로 적습니다. 따라서 높은 재현성이 요구되거나 작업자 경험이 제한적인 경우에 적합합니다. 또한 격자 간격을 충분히 촘촘하게 설정하면 높은 정확도도 달성할 수 있습니다.

    반면, 측정면을 격자로 분할해야 하므로 측정 지점 수가 많아질 수 있고, 전체 시험에 상당한 시간이 걸릴 수 있습니다. 격자가 너무 성기게 설정되면, 음향 강도 분포가 불균일한 영역을 놓칠 수 있어 정확도에 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 요구되는 정확도를 만족하는 범위 내에서 측정점 수와 시험 시간을 균형 있게 조정해야 합니다.

    • 스캐닝 측정 방법(ISO 9614-2)

    이산점 방법과 달리, 스캐닝 방법에서는 엔지니어가 음향 강도 프로브를 손으로 연속적으로 이동시켜 전체 측정면을 균일하게 커버하도록 합니다. 프로브는 여전히 측정면을 향하게 유지하고, 아래 그림과 같은 경로를 따라 일정한 속도로 앞뒤로 이동합니다. 스캔 전 구간에서 음향 강도 데이터가 연속적으로 취득되며, 측정면 전체를 하나의 영역으로 보아 평균 강도를 산출합니다. 스캔 경로가 측정면의 모든 위치를 지나게 되므로, 얻어진 평균 음향 강도는 그 면 전체에 대한 공간 평균을 나타냅니다. 이 평균 강도에 해당 면적을 곱하면, 그 측정면의 음향 출력이 됩니다.

    그림 9. 스캐닝 측정 방법

    이론적으로 스캐닝 방법은 프로브가 더 많은, 더 촘촘한 궤적 지점을 지나가며 음장을 충분히 샘플링하므로, 연속적인 음향 강도 적분 과정에 더 근접한 방법입니다. 일반적으로 더 높은 정확도와 더 나은 시험 효율을 제공합니다. 따라서 제한된 시간 안에 시험을 완료해야 하거나, 측정점 수가 매우 많은 대형 음원에 특히 적합합니다.

    스캐닝 방법에서의 주요 오차 원인은 작업자입니다. 작업자 간 스캔 속도와 궤적 차이는 편향을 유발하고 불확도를 키울 수 있습니다. 신뢰할 수 있는 결과를 얻으려면, 작업자는 반드시 사전에 교육을 받고 표준에서 규정한 속도와 경로를 따라 스캐닝해야 합니다. 또한 스캐닝 방법은 측정면 전체의 평균 강도만 제공하고, 이산점 방법처럼 국부 강도 분포 정보를 제공하지 못하므로, 세밀한 소음원 위치 분석에는 적합하지 않습니다.

    • 정밀 스캐닝 방법(ISO 9614-3)

    ISO 9614-3는 더 높은 정확도의 음향 출력 결과를 얻기 위해 스캐닝 방법을 강화한 버전입니다. 시험 절차는 ISO 9614-2와 유사하게 음향 강도 프로브로 측정면을 스캔하지만, 스캐닝 경로, 면적 적분, 데이터 처리에 대해 더 엄격한 요건을 부과합니다. 예를 들어, 측정면은 종횡비가 0.83~1.2 범위인 규칙적인 직사각형 격자로 분할해야 하며, 프로브는 격자선 방향으로 스캔하고 각 격자 구간을 완전히 커버해야 합니다. 또한 반복 스캔, 배경 소음 점검, 위상 교정 등 추가적인 기준도 규정하고 있습니다. 이러한 조치는 시험 중 발생할 수 있는 우연 오차와 계통 오차를 줄여 결과를 실제값에 더 가깝게 합니다.

    정밀 스캐닝 방법은 음압 기반 방법과 비교 가능한 수준의 음향 출력 정확도를 달성할 수 있습니다. 그러나 구현이 더 복잡하고, 작업자와 장비 안정성에 대한 요구가 매우 높으며, 시험 시간이 길고 모든 단계를 표준에 엄격히 따라야 합니다. 따라서 일상적인 엔지니어링 업무보다는 연구나 교정용 측정에 더 자주 사용됩니다.

    그림 10. 음향 강도 방법의 전형적인 적용 사례

    2.3 요약

    앞서 살펴본 음향 출력 측정 시스템을 바탕으로, 아래 표에서는 각 시험 표준의 적용 시나리오와 주요 차이점을 정리합니다.

    표준방법환경등급장점단점
    ISO 3741음압잔향실정밀불확도 낮음, 재현성 우수시설 요건이 까다롭고, 음원/설치 조건에 제약 있음
    ISO 3743경질 벽 / 잔향실엔지니어링작은 이동형 음원에 효율적적용 가능한 음원 종류가 제한적이며, 여전히 실내 특성의 영향을 크게 받음
    ISO 3745무향실 / 반무향실정밀계통 오차가 작고, 시험 간 비교성이 매우 높음시설 비용이 크고, 소음·반사·설치 조건이 매우 엄격함
    ISO 3744반자유 / 자유 음장엔지니어링정확도와 비용의 균형이 좋고, 적용 범위가 넓음사이트 적합성 평가가 필요하며, 공간이 좁거나 반사가 강한 환경에서는 적용이 어려움
    ISO 3746약. 자유 음장서베이비용이 낮고, 현장에서 빠른 평가 가능불확도가 높고 보정 의존도가 커서, 고정밀 소음 선언에는 부적합
    ISO 3747현장(in situ)엔지니어링 / 서베이실제 설치 현장기준 음원 품질과 반복 가능한 배치/소음 조건에 크게 의존
    ISO 9614-1음향 강도현장(in situ)정밀 / 엔지니어링 / 서베이반사 환경에서도 사용 가능하며, 소음원 위치 파악을 지원프로브 및 교정 요구 수준이 높고, 기류·외란 소음에 민감하며, 측정점이 많을 경우 시험 시간이 길어질 수 있음
    ISO 9614-2상동엔지니어링 / 서베이넓은 면적에 적합하고, 현장 적용성이 좋음스캔 경로와 속도를 엄격히 제어해야 하며, 외부 소음이 결과에 영향을 줄 수 있음
    ISO 9614-3상동정밀데이터 품질이 매우 높음조건이 까다롭고, 워크플로가 복잡함

    3. 음향 출력 측정 솔루션

    CRYSOUND는 소음 규제 적합성, 소음 제어, 제품 최적화 과정에서 공통적으로 발생하는 어려움을 해결하기 위해, 산업 사용자용 통합 음향 출력 측정 솔루션을 제공합니다. 이 솔루션은 음압 기반 음향 출력 측정의 표준 워크플로를, 표준화된 측정점 레이아웃, 파라미터 설정 안내, 다채널 동기식 취득, K1/K2 및 음향 출력 결과의 자동 계산, 사용자 정의 보고 등으로 구성된 반복 가능한 엔지니어링 프로세스로 전환해 줍니다. 이를 통해 시험 진입 장벽을 크게 낮추고, 생산 배치 및 실험실 간 음향 출력 결과의 일관성과 정확도를 향상합니다. 이 솔루션은 산업 장비 및 건설 기계, 자동차·항공우주 핵심 부품, 가전제품 및 소비자 전자기기, 발전 및 에너지 저장 제품 등에서의 소음 등급 평가와 규제 인증에 두루 적용할 수 있습니다.

    그림 11. 음향 출력 측정 솔루션 블록 다이어그램

    3.1 주요 적용 시나리오

    소비자 전자제품 및 가전제품
    • 가전제품 소음 등급 평가: 진공청소기, 세탁기, 냉장고, 에어컨, 공기청정기 등과 유사 제품의 음향 출력을 측정하여 소음 등급 라벨 부착 및 외부 사양 선언에 활용;
    • 양산 일관성 및 샘플링 합격 판정: 배치 변경, 공급업체 변경, 공정 조정 후 소음 일관성을 검증하는 데 활용;
    일반 산업 장비
    • 회전 기계 및 유체 기기: 펌프, 팬, 컴프레서, 블로어, 진공 펌프 등과 같은 장비의 음향 출력을 측정하여 제품 소음 등급 평가 및 상호 비교에 활용;
    • 모터 및 구동 관련 장비: 모터, 기어박스, 커플링 및 관련 시스템의 소음 시험을 통해 구조·공정 최적화와 공급업체 기술 평가에 활용;
    • 캐비닛 및 패키지형 장비: 전기 캐비닛, 인클로저, 캐비닛형 패키지 장비의 소음을 평가하여 장비 전체의 소음 제어에 활용;
    자동차 및 운송
    • 차량 부품 소음 평가: 모터, 냉각 팬, 에어 컴프레서, 워터 펌프, 변속 관련 부품 등 전기 구동계 관련 부품과 액세서리의 음향 출력을 측정하여, 공급업체 솔루션 비교 및 부품 레벨 NVH 평가에 활용;
    • 열 관리 및 공조 시스템 부품: 송풍기, 컴프레서, 콘덴서/증발기 유닛, 냉각 모듈 등 유사 부품의 소음을 측정하여, 쾌적성 목표 분배 및 최적화 검증에 활용합니다.
    데이터 센터
    • 서버 및 캐비닛 냉각 시스템: 서버, 스위치, 스토리지, 캐비닛 팬 시스템의 소음을 측정하여 냉각 솔루션 최적화 및 소음 제어 검증에 활용합니다.
    • 플랜트룸 장비의 누적 소음 영향 평가: 플랜트룸이나 데이터 센터 설비가 밀집 배치된 환경에서, 장비 레벨 소음 데이터를 구축해 계획 수립 및 개선 평가를 지원합니다.
    빌딩 설비
    • 공기조화기 및 냉·난방 열원 장비: 패키지형 공기조화기, 팬 캐비닛, 콘덴싱 유닛, 히트 펌프 등 유사 장비의 음향 출력을 측정하여, 주변 환경 소음 영향 평가에 활용;
    • 환기 시스템 및 액세서리: 디퓨저, 터미널 유닛 같은 덕트 말단 기기, 소음기, 댐퍼 및 관련 부품의 소음을 평가하여 시스템 소음 제어 및 솔루션 비교에 활용합니다.

    3.2 고객 가치

    다수의 시험 규격 대응
    • OpenTest는 현재 ISO 3744, ISO 3745, ISO 3746 등 여러 음압 기반 음향 출력 표준을 지원하며, 음향 강도 방법을 위한 알고리즘도 개발 중입니다. 단일 소프트웨어 플랫폼으로 고객의 전체 음향 출력 측정 요구를 충족하는 것을 목표로 합니다.
    • OpenTest는 K1, K2 값을 자동으로 계산하고 배경 소음 및 환경 보정을 수행하여, 음향 출력 데이터의 정확성과 표준 준수성을 확보하는 데 도움을 줍니다.
    • OpenTest는 음향 출력 결과를 산출하는 동시에, 원시 시간 영역 파형과 주파수 영역 데이터를 완전하게 보존하고, 측정점 세부 정보, 교정 기록, 환경 파라미터 등의 핵심 정보를 함께 저장하여 심층 분석과 데이터 관리에 활용할 수 있도록 합니다.
    그림 12. OpenTest - 음향 출력 측정
    신속하고 효율적인 시험 셋업
    • 반지름 1 m 및 1.5 m의 표준 반구형 프레임을 제공합니다. 정교한 기구 설계를 통해 조립·분해·위치 설정을 빠르고 간편하게 할 수 있어, 사용자의 셋업 시간을 크게 절약해 줍니다.
    • 직육면체 측정면의 경우, OpenTest가 기준 박스 치수, 측정 거리 등의 파라미터를 바탕으로 각 마이크로폰의 좌표를 자동 계산하므로, 복잡한 수동 계산 없이도 신속하게 시험을 준비할 수 있습니다.
    그림 13. 셋업 인터페이스
    다양한 결과 표시 기능
    • OpenTest는 실시간 파형, 측정점/레이아웃 다이어그램, 음압 레벨 및 음향 출력 레벨 곡선, 1/3옥타브 스펙트럼, 표 형식 데이터 등 다양한 표시 형식을 지원하여 사용자가 데이터를 빠르게 검토할 수 있도록 합니다.
    • 차트는 확대/축소, 국부 확대, 구간별 보기 기능을 지원하여, 주요 주파수 대역이나 비정상 시간 구간을 상세히 분석할 수 있습니다.
    • 또한 OpenTest는 모든 차트와 표를 고해상도 이미지 또는 데이터 파일로 원클릭 내보내기를 지원하므로, 시험 보고서, 검토 자료, 프레젠테이션 작성에 편리하게 활용할 수 있습니다.
    그림 14. 결과 표시 화면
    사용자 정의 보고 및 자동 내보내기
    • ISO 규격을 준수하는 내장 보고서 템플릿이 시험 정보, 측정점 및 취득 파라미터, 계산 결과, 주요 차트를 자동으로 정리합니다.
    • 보고서 구조와 내용은 사용자 정의가 가능하여, 회사 로고, 담당자 정보, 비고, 표시 크기 등을 필요에 따라 설정할 수 있습니다.
    • 보고서는 원클릭으로 내보낼 수 있으며, 사용자가 데이터를 다시 가공하거나 시험 보고서를 수동으로 편집할 필요가 없습니다.
    그림 15 사용자 정의 보고서
    일관되고 신뢰성 높은 시험 데이터를 위한 고성능 동기식 취득
    • SonoDAQ Pro는 다채널 동기식 데이터 취득을 지원합니다. 단일 섀시로 최대 24개 측정점을 커버할 수 있으며, 필요 시 데이지 체인 방식으로 채널을 확장할 수 있습니다. PTP 기술을 통해 채널 간 위상 오차를 = 100 ns 이내로 유지합니다.
    • 다수의 측정점을 동시에 취득하는 경우, 마이크로폰을 음향 교정기로 하나씩 교정할 필요 없이 TEDS를 이용해 모든 마이크로폰의 감도 설정을 한 번에 완료할 수 있습니다.
    • SonoDAQ Pro는 1000 V 절연과 강력한 내간섭 성능을 제공하여, 복잡한 전자기 환경에서도 안정적인 동작을 보장합니다.

    음향 출력 측정에 관심이 있거나 CRYSOUND 제품에 대해 더 알고 싶으시다면, 아래의 문의 폼(Get in Touch)을 작성해 주십시오. 담당자가 가능한 한 빠르게 연락을 드리겠습니다.

    음압, 음향 강도, 음향 출력이란 무엇인가?

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    당사 제품에 관심이 있으시거나 궁금한 점이 있다면 데모를 예약해 주세요. 제품이 어떻게 작동하는지, 어떤 솔루션의 일부가 될 수 있는지 보여 드리고, 고객님의 니즈와 조직에 어떻게 부합할 수 있을지 함께 논의해 드리겠습니다.

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