홀로그래피 기반 근거리 음향 측정 기술과 적용 필요성(SONAH, HELS, Acoustic Camera, 음향 카메라, 소음 가시화 장비)

 

목차

 

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1. 홀로그래피 기반 근거리 측정 기술의 개념

Block diagram of beamforming in the time domain, 팜테크

 

GFAI에서 사용하는 홀로그래피 기반 근거리 측정 기술은 소리가 발생하는 위치를 단순히 귀로 듣거나 마이크 한 지점에서 측정하는 방식이 아니라, 여러 개의 마이크가 배열된 장비를 이용해 소리의 크기와 위상 정보를 함께 측정한 뒤, 이를 계산하여 소음원이 있는 표면의 음향 상태를 재구성하는 기술입니다.

 

쉽게 말씀드리면, 일반적인 소음 측정이 “얼마나 큰 소리가 나는가”를 확인하는 방법이라면, 홀로그래피 기반 측정은 “어느 부품의 어느 지점에서 실제로 소리가 발생하고 있는가”를 찾아내는 방법이라고 할 수 있습니다. 특히 근거리 음향 홀로그래피는 측정 대상과 매우 가까운 위치에서 음압, 입자속도, 음향 인텐시티 등의 정보를 얻고, 이를 바탕으로 제품 표면에서 소리가 어떻게 방사되고 있는지를 영상처럼 보여줍니다. 따라서 이 기술은 기계, 자동차 부품, 전자제품, 모터, 펌프, 압축기처럼 구조물이 진동하면서 소음을 발생시키는 대상의 원인을 분석하는 데 매우 유용합니다.

 

 

2. 근거리 측정이 필요한 이유

 

Setup for measuring the acoustic sound field with a microphone array (Fibonacci120 AC Pro, gfai tech GmbH) in an anechoic chamber. Left: alignment of shaker, plate and microphone array; Right: rubber band mounted plate with parallel microphone array. 팜테크

 

근거리 측정이 필요한 가장 큰 이유는 멀리서 측정할 경우 실제 소음원이 흐릿하게 보이거나 여러 소음원이 하나로 섞여 보일 수 있기 때문입니다. 특히 저주파 소음은 파장이 길기 때문에 원거리에서 측정하면 정확한 발생 위치를 파악하기 어렵고, 소음원이 제품의 어느 표면이나 부품에서 발생하는지 구분하기가 쉽지 않습니다. 또한 기계 내부처럼 여러 부품이 좁은 공간에 모여 있는 경우에는 팬, 모터, 베어링, 기어, 커버 진동 등이 동시에 소리를 만들기 때문에 원거리 측정만으로는 각각의 소음원을 정확히 분리하기 어렵습니다. 이럴 때 마이크 어레이를 소음원 가까이에 두고 측정하면, 각 부품 주변의 음압과 위상 변화가 더 뚜렷하게 나타나므로 실제 소음 발생 위치를 보다 정밀하게 확인할 수 있습니다. 즉, 근거리 측정은 단순히 가까이에서 소리를 듣는 것이 아니라, 소음의 원인을 더 선명하게 보기 위한 분석 방법이라고 이해하시면 됩니다.

 

 

3. 근거리 측정을 할 수밖에 없는 경우

 

근거리 측정을 할 수밖에 없는 경우는 주로 측정 환경이나 소음 특성 때문에 원거리 측정으로는 충분한 정보를 얻기 어려운 상황입니다. 예를 들어 측정 대상이 작거나, 장비 내부 공간이 좁아 마이크를 멀리 설치할 수 없는 경우에는 근거리 측정이 필요합니다. 또한 자동차 엔진룸, 전자제품 내부, 산업기계 커버, 모터 하우징, 얇은 판넬처럼 소음원이 가까이 붙어 있거나 구조물이 직접 진동하여 소리를 발생시키는 경우에도 근거리 홀로그래피가 적합합니다. 특히 얇고 가벼운 부품은 가속도계 같은 접촉식 센서를 붙이면 센서 무게 때문에 원래의 진동 특성이 달라질 수 있으므로, 비접촉 방식으로 가까운 거리에서 측정하는 것이 더 바람직합니다. 주변 배경소음이나 반사음이 많은 공장, 실험실, 장비실에서도 원거리 측정은 목표 소음과 주변 소음이 섞일 가능성이 높기 때문에, 실제 원인 소음을 분리하기 위해 근거리 측정을 선택하는 경우가 많습니다. 따라서 근거리 홀로그래피 측정은 저주파 소음, 구조진동, 좁은 공간, 작은 부품, 비접촉 분석이 필요한 상황에서 소음의 원인을 정확히 찾기 위한 필수적인 방법이라고 할 수 있습니다.

 

 

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