• The Journal of the Acoustical Society of Korea
• /
• v.16 no.5
• /
• pp.105-111
• /
• 1997

Before application of the angular spectrum method to calculate acoustic fields in stratified water, its efficiencies and errors were analyzed by using a virtual boundary in homogeneous water. As the results, it was confirmed that the angular spectrum method was able to calculate an acoustic field rapidly though some errors due to the limitation of reference field size and number of data in FFT ware included. A modified method combined the angular spectrum with Lommel's approximation, which was newly proposed in this paper, was useful to reduce the errors.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
• /
• v.11 no.3
• /
• pp.67-73
• /
• 1992

An electromagnetic induction transducer which radiates an implusive ultrasonic wave, could be useful for high power sound source in underwater acoustical survey. The aim of this study is to investigate the waveforms and the spectral characteristics of the waves produced by the transducer which was on the basis of the design criteria proposed by Eisenmenger. It was found that the sound pressure levels of the impulsive ultrasonic waves were directly proportional to the capacitance of the energy stored in the capacitor and inversely proportional to the thickness of the vibrating copper foil, while the center frequencies and the fractional bandwidths were vice versa.

• Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
• /
• v.10 no.1
• /
• pp.1-6
• /
• 2009

Propagation of electromagnetic wave in the water or underground is very difficult because of the conductivity of the propagation materials. In this case, we usually use acoustic signal as ultrasonic but, it is not easy to transfer long distance with coherent method because of time varying multipath, doppler effect, and attenuations. So, we use noncoherent method as FSK to communicate between long distances. But, as the propagation speed of acoustic sound is very slow, the BW of the channel is narrow. It is very hard to guaranty the enough speed of communication like digital image data. In this paper, we proposed a new data communication protocol which can transmit multi-bit digital data with every single ping, and improve the data communication speed in the water.

• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
• /
• v.34 no.1
• /
• pp.74-84
• /
• 1998

A doubly resonant ultrasonic transducer has been designed as an attempt to increase the bandwidth of underwater transducers. The dual resonance conditions were accomplished by attaching a single acoustic matching layer on the front face of a Tonpilz transducer consisted of an aluminum head, a piezoelectric ring, a brass tail and a prestress bolt. A modified Mason's model was used for the performance analysis and the design of transducers, and the constructed transducers were tested experimentally and numerically by changing the impedances and thicknesses of the head, tail and matching layers in the water tank. Two distinct resonance peaks in the transmitting voltage response(TVR) of a developed transducer were observed at 34.3 and 40.4 kHz, respectively, with the difference frequency of 6.1kHz and the center frequency of 37.2kHz. The values of TVR at these frequencies were 136.5 dB re $1\;\muPa/V$ at 34.3 kHz and 136.8 dB re $1\;\muPa/V$ at 40.4 kHz, respectively. Reasonable agreement between the experimental results and the numerical results was achieved. From this result, it is expected that the generation of the distinct resonances at any two desired frequencies can be achieved through the proper choice of the matching layer to provide the impedance transformation between the transducer and the medium.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
• /
• 2009.05a
• /
• pp.240-243
• /
• 2009

본 논문에서는 수중에서 이동하는 무인잠수정 및 수중이동체의 위치를 측정하는 방법 중의 하나인 동적 단기선 방식(SBL)에 의한 무인잠수정의 위치측정에 대한 방법을 하이드로폰과 DAQ(Data Aquisition) 시스템을 이용하여 수조에서 테스트를 수행하였고, 실 해역에서의 실험을 실시하였다. 실험을 위해서 4개의 센서가 수조의 벽면에 고정이 되어 있으며, 이동체와 고정된 4개의 센서가 신호를 송수신함으로써 상호간의 위치추적이 가능하게 하는 시뮬레이션을 실시하였으며, 제안하는 SBL시스템과 장기선 방식(Long baseline)을 비교하기위한 시뮬레이션을 실시하여 두 시스템을 비교하였다. 측정된 신호는 DAQ 시스템을 이용하여 데이터를 취득하였고, Labview 프로그램을 이용하여 실시간으로 무인잠수정의 위치를 추정하였다. 위치추정에 사용된 알고리즘은 삼각측량법에 의한 방법을 사용하였으며, X, Y방향에 대해서는 비교적 오차가 적은 추정 결과를 나타내었으나 Z방향에 대하여서는 큰 오차를 보여 데이터로 사용할 수 가 없었다. 이는 수중이동체의 수심측정 센서를 이용하여 보완할 수 있을 것으로 본다. 향후 연구로는 위치추정 알고리즘을 보완하여 실제 선박 선저부에 센서가 부착되었을 경우에 대한 적용연구를 진행할 예정이며, 위치추정 알고리즘을 발전시켜 3차원에서의 정확한 위치 추적을 가능하게 할 예정이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2021.06a
• /
• pp.233-233
• /
• 2021

ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler)는 유수의 흐름을 방해하지 않으면서 수중에 발사된 음파의 도플러 효과를 이용하여 3차원 유속 측정이 가능한 초음파 유량측정장비이다. 2009년부터 다양한 하천에서 ADCP 사용량이 증가하면서 ADCP를 이용한 유량측정 기법과 현장 적용상의 문제, 자료처리 과정에서의 문제점들이 발생하고 있다. 이런 문제점들을 분석한 결과 다음과 같은 사례들이 나타났다. 첫 번째 하상이 매우 불규칙한 단면의 부적절한 측정 사례, 두 번째 하안 수직벽 존재에 따른 단면의 부적절한 측정 사례, 세 번째 수심 오측이 다수 발생한 측정 사례, 네 번째 유속 프로파일 결측이 다수 발생한 측정 사례, 다섯 번째 통신문제로 인한 주기적인 결측이 발생한 측정 사례, 여섯 번째 홍수기 고농도 유사로 인해 결측이 발생한 사례, 일곱 번째 수중식생의 영향으로 수심 및 유속 프로파일 오측이 발생한 측정 사례, 여덟 번째 이동상 조건이 발생한 측정 사례 등 많은 문제들이 발생하였다. 본 연구에서는 수중식생의 영향으로 수심 및 유속 프로파일 오측이 발생하는 사례에 대해 개선할 수 있는 방안을 연구하였다. ADCP에서 수중에 발사한 음파 중 식생에 부딪친 강한 반사파의 노이즈로 side-lobe현상에 의한 오측 및 결측이 발생한다. 현재 오측 및 결측 자료는 ADCP 제조사별 자료 취득 소프트웨어의 기능에 의존 하거나, USGS의 OSW(Office of Surface Water) Hydroacoustics의 QRev를 이용하여 후처리 과정을 거쳐 측정 자료로 정리하고 있다. 이에 본 연구에서는 노이즈로 인한 side-lobe 현상을 물리적인 방법으로 제거하기 위해 음향 녹음 과정에서 노이즈를 물리적인 방법으로 제거하는 윈드실드와 팝 필터를 고려한 ADCP필터를 개발하여 적용하였다. 이번 연구의 대상지점은 원주시(지정대교)수위관측소로 5월 이후 수중에 식생이 성장하는 지점이다. 먼저 ADCP필터를 제거한 상태에서 측정을 실시하고, 이후 ADCP필터를 장착하여 측정을 실시하였다. ADCP필터 적용의 측정성과에서는 노이즈에 의한 오측 및 결측이 다수 발생하는 것을 볼 수 있고, ADCP필터를 적용한 측정성과에서는 노이즈가 제거되어 오측 및 결측이 개선되는 결과를 볼 수 있었다. 본 연구에서는 수중식생 영향으로 강한 반사파에 의한 노이즈로 side-lobe현상에 의한 ADCP측 정성과의 오측 및 결측을 ADCP필터를 적용하여 물리적인 방법으로 노이즈를 제거 할 수 있다는 결과를 얻었다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
• /
• v.26 no.1
• /
• pp.48-54
• /
• 2007

In this paper we have implemented a 3-D PL (Position Location) system to estimate the 3-dimensional position of a moving object in underwater environments. In this research, we let four sensors fixed in different Positions and moving sensorsto communicate with each other to find the 3-dementianal positions for both the fixed and moving objects. Using this we were also able to control the moving object remotely. When finding the position, we calculated the norm of the Jacobian matrix every iteration in the Newton algorithm. Also by using a different initial value for calculating the solution when the norm became higher than the critical value and the solution from the inverse matrix became unstable, we could find a more reliable position for the moving object. The proposed algorithm was used in implementing a DSP system capable of real-time position location. To verify the performance, experiments were done in a water tank. As a result we could see that our system could located the position of an object every 2 seconds with a error range of 5cm.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
• /
• 2001.05a
• /
• pp.383-387
• /
• 2001

The sea flower begins at the water-sediment Interface. In the ocean basins, the sound velocity of the sediments at the interface vary from a few percent less than the sound speed in water just above the interface to somewhat greater. Marine sediments are unconsolidated; that is, the particles are not cemented of fused together. Samples feel like mud, muddy sand, sand, and so on. With the theoretical knowledge, the systematic research on the searching capability of Ultra Sonic Signal will be continued to identify the influence against the sea water subject. In this research, signal will be analyzed according to the influence range, power and sensitiveness of Ultra Sonic Generator. In addition, the radius of Ultra Sonic Signal will be included. The experimental field work will be executed at Nockdong, Pulkyo and other places well known as a habitat of Pan Shell.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2018.05a
• /
• pp.273-273
• /
• 2018

하천유량을 산정하는 전통적인 방법은 수위-유량관계(stage-discharge relation)를 이용하는 것이며, 최근에는 하천특성에 따라 연속적으로 유속을 직접 측정하고 지표유속법(index velocity method) 또는 유속분포법(velocity profile method)을 이용하는 방법도 적용되고 있다. 연속으로 유속을 측정하는 방법에는 전자파 또는 영상이미지를 이용하여 표면유속을 측정하는 방법과 수중에 초음파 유속계를 설치하여 수중의 유속을 측정하는 방법이 있으며, 국내에서는 초음파 유속계를 이용하는 방법이 주로 활용되고 있다. 본 연구에서는 전자파표면유속계(MU2720)로 측정된 표면유속과 지표유속법을 이용하여 하천유량 산정방법을 검토하였다. 본 연구는 홍천강의 홍천군(반곡교)와 홍천군(홍천교), 한탄강의 철원군(한탄대교) 수위관측소에서 2016년도에 전자파표면유속계로 측정된 43개의 자료(평균유속 0.61~2.56m/s)를 이용하였다. 전자파표면유속계에 의한 유속측정은 한 지점에 고정하여 측정하지 않고 여러 개의 측선을 분할하여 표면유속을 측정하였으며, 단면 평균유속(Vm)과 가장 상관성이 높은 측선(지점)의 유속을 지표유속으로 하여 지표유속(vi)과 평균유속과의 관계식을 작성하고, 이를 통해 유량을 산정하였다. 여기서 평균유속은 전자파표면유속계로 측정한 유속을 이용하여 산정한 값이다. 그 결과 지표유속과 평균유속관계식의 결정계수($R^2$)는 0.9874~0.9976이었으며, 측정 평균유속과 지표유속관계식으로 산정된 평균유속과의 평균 편차율은 2.26~3.80%로 표면유속과 지표유속법을 이용한 유량산정 방법의 적정성을 확인할 수 있었다. 따라서 현재 국내에서 자동유량측정시스템에 초음파유속계만 상용화되고 있으나 향후에는 하천특성에 따라 전자파표면유속계를 이용하는 방법도 고려해 볼 필요가 있을 것으로 판단된다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
• /
• v.36 no.2
• /
• pp.108-114
• /
• 2017

We have experimentally analyzed the self-radiation impedance of an ultrasonic transducer with a square radiation surface that is used as a vibrator in underwater ultrasonic detection systems. The radiation reactance and the radiation resistance were measured in the range from 1 to 3 of ka that is the product of a wave number and a length of the edge of the square vibrator. By comparing the measured results with those of theoretical calculation of the radiation impedance using a series, we confirmed the validity of the experimental method and experimentally confirmed the variation trend in the radiation impedance of the square radiation surface.