풍동 음향 이미징 및 소음원 위치 파악 솔루션
개요
풍동 사용자는 양력, 항력, 압력, 유동장 분석과 같은 전통적인 계측을 넘어 이제 공력음향 시험으로 영역을 확장하고 있습니다. 이들은 공력 성능 목표 달성 여부를 검증하는 것뿐만 아니라, 소음이 어디에서 발생하는지, 어떤 주파수 대역이 지배적인지, 어떤 구성 요소가 가장 크게 기여하는지, 그리고 설계 변경이 실제로 소음을 줄이는지를 파악하길 원합니다.
SonoDAQ 저속 풍동 음향 이미징 솔루션은 자동차 풍절음, UAV 로터, 항공우주 부품, 풍력 터빈 블레이드, 환기 장비 등과 같은 응용 분야를 위해 설계되었습니다. 이 솔루션은 음향장 계측, 동기식 기록, 스펙트럼 분석, 음원 위치 파악, 보고서 생성을 포괄하는 전체 워크플로를 제공합니다.
고정밀 다채널 동기식 계측
대규모 마이크로폰 어레이를 사용하는 음향 이미징은 채널 간 일관성과 위상 코히어런스에 대해 매우 엄격한 요구 사항을 가집니다. SonoDAQ는 통합 시간 기준으로 PTP(Precision Time Protocol, 정밀 시간 프로토콜)를 사용하여 다채널 동기식 계측과 다중 장치 확장을 지원하며, 모든 계측 채널이 동일한 시간축에서 정밀하게 정렬되도록 보장합니다.
100 ns보다 우수한 동기화 정확도를 통해, 시스템은 음원 위치 파악, 위상 분석 및 어레이 기반 음향 이미징을 위한 안정적이고 신뢰할 수 있는 기반을 제공합니다.
직관적인 음향 이미징 및 소음원 위치 파악
양력, 항력, 압력 분포 등 공력 성능 지표에 주로 초점을 맞추는 기존의 풍동 시험과 달리, 본 솔루션은 여기에 음향 이미징 기능을 도입합니다.
소음원은 실시간 카메라 영상 위에 중첩된 음향 히트맵으로 표시되어, 엔지니어가 소음이 정확히 어디에서 발생하는지 시각적으로 파악할 수 있습니다. 사용자는 소음의 크기뿐 아니라, 소음이 어디에서 발생하는지도 신속하게 확인할 수 있습니다.
이러한 시각화된 위치 파악 방식은 트러블슈팅 효율을 높이고, 소음 저감, 구조 최적화, 설계 비교 연구를 위한 직접적인 근거를 제공합니다.
불규칙 어레이 기하 구조
시스템은 불규칙 마이크로폰 어레이 레이아웃을採用하여, 정규 배열에서 흔히 발생하는 공간 에일리어싱 위험을 줄였습니다. 이 설계는 위치 파악 정확도에 부정적인 영향을 줄 수 있는 사이드 로브와 그레이팅 로브를 최소화합니다.
정규 어레이와 비교했을 때, 불규칙 구성은 음향 맵에서 메인 로브의 식별력을 향상시켜 주요 소음원을 더 쉽게 구분할 수 있게 합니다.
복잡한 저속 풍동 음향 환경에서 이 설계는 음원 위치 파악 결과의 안정성과 신뢰성을 높여, 후속 소음 분석과 최적화를 위한 보다 견고한 근거를 제공합니다.
다중 물리량 동기식 기록
모듈식 계측 아키텍처는 다음과 같은 다양한 센서 유형을 유연하게 통합할 수 있습니다:
• 음향 센서
• 진동 센서
• 풍속 센서
• 회전 속도 센서
• 자세각 센서
• 온습도 센서
• 기압 센서
이를 통해 음향 신호와 풍동 운전 조건을 동기식으로 계측하고 통합 기록할 수 있습니다.
각 음향 계측은 특정 시험 조건 및 운전 파라미터와 직접적으로 연계될 수 있어, 결과 재현, 다조건 비교, 근본 원인 분석 및 최적화 검증을 용이하게 합니다.
광대역 계측 및 고 다이내믹 레인지
시스템은 1 Hz에서 100 kHz에 이르는 주파수 범위를 지원하여, 저주파 구조 진동 계측부터 고주파 음향 세부 분석에 이르는 다양한 응용을 포괄합니다.
적용 가능한 주요 응용 분야는 다음과 같습니다:
• 풍절음 분석
• 톤성 소음 및 휘파람 소음 검출
• 비정상 소음 진단
• 구조 응답 시험
• 고대역폭 신호 분석
32비트 ADC 아키텍처와 Quad-ADC Fusion 기술을 결합하여 최대 170 dB의 다이내믹 레인지를 달성함으로써, 동일한 계측 플랫폼에서 극히 미약한 신호와 높은 음압 레벨 이벤트를 모두 정확하게 포착할 수 있습니다.
OpenTest 통합 분석 소프트웨어
OpenTest는 다음과 같은 주요 분석 기능을 단일 소프트웨어 환경에 통합합니다:
• 실시간 파형 모니터링
• FFT 스펙트럼 분석
• 1/3 옥타브 분석
• SPL 추이 모니터링
• 음원 위치 파악
• 음향 히트맵 시각화
• 운전 조건 상관 분석
이 통합 워크플로를 통해 엔지니어는 모니터링과 분석에서 결과 해석에 이르는 전체 과정을 효율적으로 완료할 수 있습니다.
소프트웨어는 또한 차트 내보내기와 자동 보고서 생성을 지원하여, 데이터 수집, 음향 이미징, 분석 및 보고를 하나의 통합 엔지니어링 딜리버리 워크플로로 연결합니다.
확장 가능한 플랫폼 아키텍처
1단계: 24-48채널
풍동 환경, 어레이 구성 및 초기 음향 이미징 성능을 검증하기 위한 소규모 검증 플랫폼입니다.
2단계: 64-128채널
스펙트럼 분석, 음원 위치 파악, 운전 조건 비교, 보고서 생성을 포함한 일상 시험 업무를 지원하는 프로젝트 수준의 구축 단계입니다.
3단계: 256채널 이상
표준화된 워크플로, 템플릿 및 시험 데이터베이스를 구축하여 기관 차원의 공력음향 시험 역량을 개발하기 위한 대규모 음향 이미징 플랫폼입니다.
전형적인 120채널 음향 이미징 구성
전형적인 120채널 시스템은 다음으로 구성됩니다:
• 계측용 마이크로폰
• 음향 교정기
• 커스텀 어레이 프레임
• SonoDAQ Pro
• IED 입력 모듈
• OpenTest 소프트웨어
이들 구성 요소는 교정, 음향 데이터 계측, 동기식 기록, 음원 위치 파악, 보고서 생성을 포괄하는 완전한 플랫폼을 형성합니다.
이 구성은 다음과 같은 용도에 적합합니다:
• 저속 풍동 공력 음향 시험
• 차량 및 부품 소음원 위치 파악
• 다조건 비교 음향 분석
• 엔지니어링 검증 및 최적화 연구
FAQ 자주 묻는 질문
System Devices
CRY3203-S01 자유 음장 마이크로폰 세트, 1/2", 50 mV/Pa
CRY3018 사운드 교정기
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