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문제 정의
- 그러나, 본 연구자가 이들 ADD를 우리나라의 오징어 채낚기 어선에서 시험한 결과, 오징어 어군을 향해 몰려드는 돌고래를 일시적으로 차단할 수는 있었으나, 음원강도가 매우 낮은 관계로 일정 시간이 경과한 후에는 학습효과에 의해 큰 효과를 발휘하지 못하였고, 이로 인해 돌고래에 의한 오징어 어군의 섭이가 반복적으로 자행됨으로써 이에 위협을 받은 오징어 어군이 집어등의 광원 범위 밖으로 도피하는 문제점이 있음을 파악할 수 있었다. 따라서, 본 연구에서는 이와 같은 문제점에 주목하여 넓은 주파수 범위에서 작동하면서도 강력한 음원출력을 발생시켜 사용자가 출력과 주파수를 어장 상황에 따라 자유롭게 선택하여 사용할 수 있는 광대역 수중 스피커 시스템을 설계, 제작하고, 그 성능 특성을 분석, 평가하였다.
- 5에서(a)는 PZT stack과 두 개의 삿갓형 알루미늄 진동체가 억압 볼트에 의해 체결된 상태를 나타낸 것이고,(b)는 양측의 삿갓 진동체를 서로 접합시켜 수밀 처리한 후 완성한 광대역 수중 스피커의 전체적인 구조를 나타낸 것이다. 본 연구에서는 10 kHz의 주파수를 중심으로 넓은 주파수 범위에 걸쳐 음향신호를 방성할 수 있는 음향 송출 시스템을 개발하기 위해 반복적인 설계 및 제작 변경을 통해 목적하는 수중 스피커를 구현하였다. 이 스피커 시스템의 제작에는 덴마크 Ferroperm Piezoceramics A/S의 PZ26의 링형 압전소자가 사용되었는데, 이 PZT 소자는 sonar의 고출력 음향변환기를 개발할 때 주로 사용되는 소자로서, 그 밀도와 기계적 품질계수는 각각 7.
- 본 연구에서는 우리나라 연안 해역에 설치 운용되고 있는 자망, 정치망 등과 같은 고정 어구류에 돌고래가 어획되어 폐사하는 것을 방지하고, 또한 오징어 채낚기 어장에서 집어등 불빛에 유집된 오징어를 섭이하기 위해 접근하는 돌고래를 차단 및 퇴치하기 위한 초음파 방성 시스템을 독자적으로 개발하기 위해 초음파 진동체의 형상과 구조를 반복적으로 변경하면서 목적하는 주파수 범위를 갖는 광대역의 수중 스피커를 설계, 제작하였는데, 그 구조의 모식도는 Fig. 1과 같다. Fig.
- 따라서, 이와 같은 송파전압감도의 주파수 의존성을 종합적으로 살펴보면, 140 dB의 송파전압감도를 기준으로 했을 때, 본 연구에서 개발한 수중 스피커의 사용 주파수 범위는 약 5-25 kHz이고, 이들 주파수 범위의 약 20 kHz의 대역에 걸쳐 해양 포유동물의 퇴치를 위한 음향신호를 방성할 수 있음을 알 수 있었다. 특히 본 연구에서는 돌고래나 기각류가 어구, 양식장, 어군 등에 접근하여 어구를 손상시키거나 어획물을 탈취하는 것을 미연에 방지하기 위한 음향방성장치의 개발에 초점을 두었다. 현재, 미국과 EU 등에서는 돌고래가 지닌 청각기능을 효과적으로 자극하기 위한 목적으로 주로 10 kHz를 중심 주파수로 하는 여러 핑거 시스템들이 개발되어 보급되고 있는 점에 주목할 때, 본 연구에서 개발한 광대역 수중 스피커 시스템은 특히, 연근해 어장에서 해양 포유류의 혼획 및 어획물 탈취, 또한 오징어 채낚기 어장에서 돌고래의 접근으로 인한 어군의 분산 및 도피 등을 효과적으로 차단할 수 있는 수중 스피커 시스템으로 유효하게 활용될 것으로 평가된다.
가설 설정
- 따라서, 본 연구에서 개발된 수중 스피커 시스템이 오징어 채낚기 어장이나 가두리, 자망 및 정치성어구가 시설된 해역에서 해양 포유류의 접근을 차단하기 위해 사용할 때, Fig. 8(b)의 광대역 chirp 펄스신호가 해중으로 방사될 것이다.
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