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音響特性管理

音響検出と識別技術はさらに高度なで洗練されている。HBKは、音響シグネチャ管理が不可欠な潜水艦やその他の船舶の振動および騒音モニタリングのための統合ソリューションを提供しています。

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Four frigates exercising on the ocean at sunset.

音響シグネチャ管理における課題

音響検出および識別技術は、継続的により高度で洗練されたものとなっています。進化するにつれ、音響ステルス戦略も必要になります。音響的な秘匿性を維持するには、船舶全体の放射騒音シグネチャだけでなく、人員、船内設備、キャビテーションなど、船舶のすべての騒音源を考慮する必要があります。

HBKは、騒音源の調査、分析、特定から高度なな設計の検証まで、アプリケーション固有のタスクで使用できる水中音響および試験ソリューションに関する豊富な経験がございます。 

 HBK自己騒音モニタリングシステム（SNMS） は、音響シグネチャの管理が不可欠な潜水艦やその他の船舶の振動および騒音モニタリングのための常設の統合ソリューションです。

SNMSは、HBKのCommercial-off-the-Shelf（COTS）PULSE™プラットフォームをベースに、LAN-XIデータ収集ハードウェアとPULSEソフトウェアアプリケーションを統合し、騒音源の監視と分析のための完全に統合されたソリューションを提供します。

システム提案

SNMSは、潜水艦または水上艦艇内で発生する構造物搭載騒音およびキャビテーション騒音を、艦艇全体の選択された位置に装着された一連のセンサアレイから監視および分析します。船舶職員による低騒音シグネチャの維持を支援することを目的としています。 

HBK自己騒音モニタリングシステム（SNMS）機能

SNMSの主な機能は以下の通りである。

  • 船体振動の測定、および流体力学的騒音；
  • 騒音監視及びキャビテーション監視を実施する目的で、船舶内の各種騒音源を監視、録音、分析及び聴取すること。
  • ブロードバンド（第3オクターブ）騒音と狭帯域騒音の両方の限界を超えないよう、継続的かつ自動的に監視します。
  • 検査または他の類似記録との比較のために、測定されたスペクトルを記録し、後でリコールするために保管すること。
  • オペレーターがSNMS機能をセットアップおよび制御できる設備を提供し、さまざまな測定、分析、記録の結果を表示する。
  • データ/警報情報の交換、および自己騒音監視システムへのリモートアクセスのための指揮制御システムへのネットワークインターフェースを提供する。
  • システムは、恒久的に設置されたトランスデューサ（船体に取り付けられた加速度計と外部ハイドロホン）、トランスデューサ電源、データ収集、データ分析、保存と表示およびデータインタフェースで構成されています。

 

LAN-XIモジュールの機能

LAN-XIデータ収集ユニットは非常に高いダイナミック入力範囲を提供します。ブリュエル・ケアーの160dB DYN-X入力テクノロジーは、ささやくような静かな音から大きな音まで、ユニットの入力レンジを常に最適に保ち、極めて低い騒音フロアを利用すると同時に高レベルの過負荷を回避します。

LAN-XIハードウェア製品群は、さまざまなアプリケーションに最適化された多数のモジュールタイプで構成されています。25.6、51.2、102.4および204.8kHz（対応するサンプリング周波数はそれぞれ65.5、132、264および528kHz）まで測定可能なモジュールが用意されています。

データ収集ハードウェアと収集ワークステーション間のインターフェイスは、標準のTCP/IPテクノロジーを介して行われます。これにより、標準の銅線/ファイバ伝送を柔軟に使用できるため、高速で冗長なネットワークを実現できます。

Power over Ethernet（POE）は、各入力モジュールに必要な電力を個別の電源ケーブルではなくLANケーブルで伝送することを意味します。これにより、必要なケーブル数が最小限に抑えられるため、コストの削減、設定の迅速化、メンテナンスの容易化、インストールの柔軟性の向上を実現できます。

IEEE標準化LANネットワークプロトコルを使用して、システム内の異なるモジュールをサブマイクロ秒の精度で同期します。これは、スタンドアロン、フレーム、または分散システムのいずれかのLAN-XIモジュールで使用できます。信号およびモジュール電源と同じLANケーブルを使用して、船全体に分散されたすべてのモジュールを同期させることができます。

中央制御局のオペレータは、システム内のすべてのセンサチャネルに即座にアクセスできます。分析とデータマネジメントは、この場所から行われます。ワークステーションは、3オクターブ、ナローバンドFFT、ウォーターフォール、デーモン、ローファー分析、さらに多くの機能とディスプレイで構成されるPULSEアプリケーションソフトウェアの完全なスイートを実行します。


SNMSの完全な動作は、専用アプリケーションによって制御されます。カスタマー・ユーザー・インターフェースは通常、次の機能を提供します。

  • システムセットアップ
  • スキャンの自動化とユーザーによる開始
  • あらゆる信号を聞くことが可能
  • 警告/アラーム表示
  • 詳細な信号分析とトラブルシューティング


ワークステーションは、アプリケーションに必要な大容量データスループットとリアルタイム分析の要件を管理するために最適化されています。

HBK LAN-XIモジュールを使用するメリット

通常、LAN-XIモジュールは、船舶の周囲にセンサに近い適切な場所に分散配置され、最大限の柔軟性と高価なアナログ信号配線の短時間実行を保証します。

モジュールは堅牢で非常にコンパクトなユニットで、潜水艦の高温で狭いスペースへの搭載に適しています。LAN-XIモジュールは、すべてのデータ収集、電源供給、コンディショニング機能を提供します。

  • 加速度ピックアップとハイドロホン信号の取得
  • アレイ加速度計とハイドロホンに電力を供給
  • コンディショニング、フィルタリング、増幅信号
  • 信号のアナログからデジタルへの変換、適切なアンチエイリアスフィルタリングの実行
  • LAN経由で中央制御局に信号を伝送

オーディオモニタリングを使用する利点

詳細な振動分析ツールを使用して、高い振動レベルを「その場で」解析し、合格/不合格の許容レベル帯域を設定できます。

音響海上試験、騒音調査、測距などのアプリケーションの場合、測定/分析システムの要件は、恒久的なインストールではなく、さらに短期的な性質を持つ場合があります。ここでは、300～400チャンネルシステム（さらに）を「持ち込み」システムとして、特定の時間制限のあるタスクを実行します。データ収集モジュールは、多くの場合、船舶の周りに分散するのではなく、使いやすいようにポータブルラックに配置されています。すべてのPULSE分析ツールは、困難な測定および分析タスクに利用できます。

SNMSはCOTS（Commercial-Off-The-Shelf）機器をベースとしており、商業処理開発を利用したアーキテクチャを採用している。これにより、潜水艦のスケジュールへの影響を最小限に抑えながら、ソフトウェアとハードウェアの両方の定期的なメンテナンスを容易にし、メンテナンス作業、システムサポート、トレーニングを簡素化できます。

COTS機器を使用することで、以前の特注システムよりも総所有コストが削減され、技術革新、適応性、陳腐化に対する21世紀の要求に完全に対応しています。

音響シグネチャ管理製品

センサー

ハイドロホンと加速度計

HBKには、多様な海軍用途に対応する幅広いOEMセンサがあります。高感度ハイドロホンから、放射線硬化型、EMI免疫型、防水型の加速度計まで、過酷な長期動作条件向けに設計されています。 戦略的に搭載された加速度計とハイドロホンは、測定/監視システムへの入力を提供します。ハイドロホンはキャビテーションセンシングや水上騒音モニタリングに、加速度計は船体振動モニタリングに使用されます。

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CVLDセンサーテクノロジー

船舶の重機械周辺によく見られる高電磁気環境では、騒音ピックアップによって測定された低レベルの振動音響信号が破壊されるのを防ぐことが課題となる場合があります。CVLD (Constant Voltage Line Drive: 定電圧線駆動) センサー技術を利用することで、騒音拾いを低減できるというメリットがあります。CVLDセンサーは電圧ではなく変調電流として信号を生成するため、長いセンサケーブルでもEMI誘導電圧信号の影響を受けません。
 

データ収集ハードウェア

LAN-XI

SNMSの主要なシステムコンポーネントはLAN-XIデータ収集ハードウェアであり、フレームで結合したり、分散としてセットアップしたり、スタンドアロンのデータ収集システムとして使用したりできる、多目的なモジュラーユニットのシステムである。

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4971-H-041 型

ハンドヘルドアナライザ

ポータブル振動計は、手動による機械振動調査やトラブルシューティングに使用でき、部品、アセンブリ、サブアセンブリの振動増加を検査および監視できます。HBKのハンドヘルドアナライザ 2250-H型が最適です。

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音響シグネチャ管理に関連する

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