소음 진동 주파수 분석 시 사용되는 Window(창 함수)란?

FFT 분석 시 원 신호에서 N개의 샘플만 잘라내는데 사용하는 함수, 신호의 곱셈 이용, 원 신호와 곱셈을 하여 N개만 남기고 필요 없는 부분은 0으로 만듦

필터 설계에서도 사용됨

스펙트럼 누설(Spectral Leakage)

창 함수로 일부로 잘라서 스펙트럼을 계산하면 스펙트럼이 정확하게 나오지 않음

주엽(Main Lobe)의 폭이 넓어지고 측엽(Side Lobe)이 생기는 현상 발생

-> 스펙트럼 누설

해결 방안

스펙트럼 누설을 완전히 없앨 수는 없으나

창함수 모양을 다르게 해서 주엽과 측엽의  비율을 조정할 수 있음

초음파 음향카메라(Ultrasonic Acoustic Camera) 소리의 분포를 시각화하는 기기입니다.

초음파 음향 카메라는 가스 누설, 기계 결함, 또는 기타 비가시적인 소음원을 탐지하기 위해 설계된 고성능 진단 장치입니다.

초음파 영역(20kHz 이상의 소리)을 기반으로 음원을 시각화하여, 사람이 들을 수 없는 고주파 음향을 탐지하고 이를 이미지로 변환합니다.

대형 공장이나 가스 시설에서의 가스 누출, 기계 결함, 압축 공기 손실 등을 신속히 감지할 수 있어 산업 현장에서 안전성과 효율성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다.

우리가 일반적으로 시각적으로 사진을 찍어 카메라로 볼 수 있는 것처럼, 음향 카메라는 주변에서 발생하는 소리를 감지하고 이를 그림으로 나타냅니다.

대표적인 초음파 음향카메라는 CRY8124가 있습니다.

- CRY8124 : https://www.its21.co.kr/product/overview.html?c_id=A005004&p_no=26

전기안전관리자 직무고시용 추천하는 초음파 음향카메라는 CRY2620입니다.

- CRY2620 : https://www.its21.co.kr/product/overview.html?c_id=A005004&p_no=24

초음파 음향카메라 주요 기능

​- 초음파 감지: 사람의 청각 범위를 초과하는 20kHz 이상의 고주파 소리를 탐지.

- 음향 시각화: 초음파 음원을 열지도 또는 비디오 이미지 형태로 표현하여 문제 지점을 쉽게 식별.

- 정확한 위치 추적: 다수의 마이크 배열을 사용하여 음원의 방향과 위치를 정확히 확인.

- 실시간 분석: 음향 데이터를 실시간으로 처리하여 즉각적인 문제 식별 및 알림 제공.

- 데이터 기록: 탐지된 음향 정보를 저장하여 후속 분석 및 보고서 작성에 활용.

초음파 음향카메라 작동 원리

- 마이크 배열: 수십 개에서 수백 개의 초음파 감지용 마이크가 배열되어 음원을 정확히 감지.

- 음파 데이터 수집: 마이크에서 수집한 초음파 데이터를 디지털 신호로 변환.

- 위치 추적 및 분석: 데이터 처리 알고리즘을 통해 음원의 위치를 삼각 측량하여 시각적 이미지로 생성.

- 시각적 출력: 초음파의 강도를 색상으로 표현하여 누출 또는 결함의 위치를 화면에 표시.