[음향 카메라] 중장비 소음 분석( Acoustic Camera for Environmental Noise Analysis and Heavy Equipment, Sound Source)

 

목차

 

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Application Note - 중장비 소음 분석

 

환경 소음은 산업 현장뿐 아니라 주변 주거지에까지 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 특히 채굴 작업이 이루어지는 지역에서는 대형 장비에서 발생하는 소음이 주요한 문제로 작용할 수 있습니다. 이번 글에서는 독일 Welzow 지역의 채굴 장비에서 발생하는 소음을 Acoustic Camera 기술을 활용해 분석하고 해결한 사례를 살펴보겠습니다.

 

 

채굴 장비 소음의 영향

Welzow 지역에 거주하는 주민들은 채굴 현장에서 발생하는 소음으로 인해 지속적인 불편을 겪고 있었습니다. 특히 버킷휠 굴착기라는 대형 장비는 그 크기와 복잡한 구조 때문에 다수의 소음원을 포함하고 있으며, 이를 방치할 경우 주민들에게 심각한 환경적 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 소음을 줄이기 위한 첫 단계는 소음의 발생 원인을 정확하게 파악하는 것이었습니다.

 

 

소음 측정을 위한 Acoustic Camera 기술

Acoustic Camera는 소음 분석 및 시각화를 위한 혁신적인 장비로, 여러 개의 마이크로 구성된 배열을 사용해 소음의 출처를 정확하게 파악하고 이를 시각화할 수 있는 시스템입니다. Welzow 현장에서는 48개의 마이크 채널로 구성된 Star 배열을 사용하여 소음 측정을 진행했습니다. 이 시스템은 노이즈 이미지 소프트웨어(NoiseImage)와 함께 사용되었으며, 2D 음향 사진을 통해 소음 발생 지점을 시각적으로 표시할 수 있었습니다.

 

 

 

Application Note - 중장비 소음 분석: 측정 및 분석

 

 

측정 과정: 단계별 소음 분석

측정은 먼저 150미터 거리에서의 초기 분석으로 시작되었습니다. 이 거리는 대규모 장비에 대한 개요 측정을 위한 최적의 거리였으며, 주요 소음원을 파악하기 위한 기초 데이터를 제공했습니다. 초기 측정을 통해 발전소와 굴착기의 지브(derrick jib)가 주요 소음원임을 확인했습니다. 이를 바탕으로, 소음 발생 지점에 대한 정밀 분석을 위해 장비 근처에서 추가 측정이 진행되었습니다.

 

추가 측정에서는 굴착기의 지브 회전 지점에서 발생하는 소음이 특히 크다는 사실이 밝혀졌습니다. 이 지점은 기계적 마찰과 진동이 발생하는 곳으로, 고주파 대역에서 래틀(rattle) 소음이 발생하는 것으로 확인되었습니다.

 

 

 

 

기술적 분석 및 결과

소음의 주파수 분석은 소음을 줄이기 위한 중요한 단계입니다. HDR(High Dynamic Range) 알고리즘을 사용한 분석은 35 dB(A) 범위 내에서 소음의 위치를 더욱 정확하게 파악할 수 있었습니다. 주파수 스펙트럼 분석을 통해 700 Hz ~ 1.1 kHz 범위에서 소음의 패턴을 시각화했으며, 이는 굴착기의 삽 가이드와 가이드 블록에서 발생하는 충돌 소음임이 밝혀졌습니다.

 

• 1차 분석: 150미터 거리에서 발전소 및 굴착기 지브의 소음원 파악
• 2차 분석: 지브 회전 지점의 소음 발생 확인
• 3차 분석: 고주파 대역에서 발생하는 기계적 충돌 소음 분석

 

 

 

Acoustic Camera를 사용한 소음 분석은 여러 가지 장점을 제공합니다.

• 빠른 설치와 분석: 복잡한 설정 없이 빠르게 장비를 설치하고 분석할 수 있어, 소음 문제를 신속하게 파악할 수 있습니다.
• 기계 정지 시간 없음: 소음 분석을 위해 굴착기 등의 대형 장비를 중지할 필요가 없으므로, 작업 효율에 영향을 미치지 않고 소음을 측정할 수 있습니다.
• 원거리 측정 가능: Acoustic Camera는 장거리에서도 효과적인 측정이 가능하여, 위험 지역에 들어가지 않고도 안전하게 분석을 진행할 수 있습니다.
• 정확한 소음 위치 파악: 고급 알고리즘과 시각화를 통해 소음원의 정확한 위치를 파악할 수 있어, 소음 감소를 위한 효과적인 조치가 가능합니다.

 

이 사례는 소음 분석 기술이 환경 소음 문제를 해결하는 데 얼마나 중요한 역할을 할 수 있는지를 잘 보여줍니다. 특히 산업 현장에서 발생하는 소음은 단순한 불편함을 넘어 주민들의 건강과 생활의 질에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. Welzow의 사례처럼 정확한 소음 분석을 통해 문제를 조기에 파악하고 해결하면, 장기적으로 주민들의 불만을 줄이고 산업 활동과 환경 보호를 동시에 달성할 수 있습니다.

 

이번 사례는 Acoustic Camera의 유연성과 정확성을 잘 보여주는 예시입니다. 빠르고 간단한 설정으로 대형 기계의 소음 문제를 해결할 수 있었으며, 정밀한 주파수 분석을 통해 주요 소음원을 정확하게 파악할 수 있었습니다. 이를 통해 Welzow 지역 주민들의 소음 피해를 줄이고, 더 나은 환경을 조성하는 데 기여했습니다.

 

 

 

 

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https://famtech.co.kr/sub04/01_01.php

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