초음파 탐지는 어떻게 작동하나요?

초음파 탐지 분야에서 소리는 매우 중요한 정보를 전달합니다. 우리가 해야 할 일은 그저 듣는 것뿐입니다.

PROSARIS 솔루션의 핵심은 초음파 센서 , 즉 초음파 방출을 감지하는 장치입니다. 이 센서를 "퍽(Puck)"이라고 부릅니다. 퍽에는 초음파 이상을 감지할 수 있는 24개의 MEMS(미세 전기 기계 시스템) 마이크가 탑재되어 있으며, 독자적인 배열 및 처리 기술 덕분에 동급 최고의 성능을 자랑합니다. 퍽은 태블릿이나 모바일 기기에 연결되어 감지된 초음파 주파수를 화면에 시각화해 줍니다. 이를 통해 초음파 방출의 정확한 발생 위치를 삼각측량할 수 있습니다. 초음파 감지 도구의 주파수 범위를 감지하려는 문제 유형에 맞게 설정하는 것이 매우 중요합니다(예: 압축 공기 누출은 약 36~42kHz의 주파수를 방출합니다). 하지만 누출 감지의 경우, 문제의 심각도를 판단하는 데 중요한 것은 데시벨(dB) 값 입니다. 예를 들어, 경미한 누출과 심각한 누출 모두 약 39kHz의 주파수를 방출하지만, 데시벨 값은 경미한 누출의 경우 낮고 심각한 누출의 경우 높습니다. 또한, 초음파 문제는 객관적인 데시벨 수치를 갖지 않고, 탐지 거리와 각도에 따라 완전히 달라집니다. 예를 들어, 동일한 누출 지점을 1미터 거리에서 정면으로 탐지하면 8미터 거리에서 45도 각도로 탐지할 때보다 훨씬 높은 데시벨 수치가 나타납니다. (이는 신호의 "거리 반비례 감쇠 법칙" 때문입니다.) PROSARIS는 일반적으로 약 10미터 이내 거리에서 초음파 문제를 탐지하는 데 탁월한 성능을 보이지만, 정확한 계산을 위해서는 최소 30cm(1피트) 이상의 거리를 유지해야 합니다.

OL2 퍽 및 PROSARIS 앱

PROSARIS는 감지 주파수 범위 조정, dB 레벨 기록, 손실 계산 등 다양한 스마트 기능을 제공합니다. PROSARIS 솔루션과 이러한 모든 기능에 대한 자세한 내용은 각 제품 페이지 에서 확인할 수 있습니다. 하지만 이 글에서는 특히 이 주제와 관련된 한 가지 기능에 대해 자세히 살펴보겠습니다. PROSARIS의 기본 감지 모드는 시각 모드 입니다. 위 이미지에서 볼 수 있듯이 초음파 주파수의 방향이 태블릿 카메라 영상에 겹쳐 표시되어 주파수의 흐름을 따라가며 발생 지점을 정확히 파악할 수 있습니다. PROSARIS는 두 번째 감지 모드인 청각 모드 도 제공합니다.

다운컨버전 프로세스

이전 블로그 에서 배웠듯이 우리는 초음파 영역의 소리를 들을 수 없습니다. 그렇다면 오디오 모드는 어떻게 작동하는 걸까요? 이 질문에 답하기 위해 헤테로다인 다운컨버전에 대해 알아보겠습니다.

간단히 말해, 헤테로다인 다운컨버전은 음파의 특정 주파수 대역을 더 낮은 주파수 대역으로 이동시키는 기술입니다. 예를 들어, 25kHz~45kHz 대역(초음파)의 녹음된 소리를 0Hz~20kHz(가청 주파수) 대역으로 다운컨버전하면 효과적으로 들을 수 있게 됩니다. 주파수 범위는 여전히 20kHz이지만, 가청 주파수 대역으로 이동한 것입니다.

다운컨버전 과정을 시각적으로 표현한 것

Puck은 시각 모드에서 청각 모드로 전환할 수 있는 기능을 통해 사용자가 일반적으로 가청 범위를 벗어나는 초음파 주파수 범위에서 무슨 일이 일어나고 있는지 정확하게 들을 수 있도록 해줍니다.

다른 기술들도 있지만, 저희의 헤테로다이닝 공정은 고음질 오디오를 구현하면서도 스펙트럼 품질을 유지하여 고장 상태의 고조파적 징후를 분석하는 고급 후처리 작업을 지원합니다. 게다가 음질도 훌륭합니다.