NFSC202에는 화재로 인하여 하나의 층의 확성기 또는 배선이 단락되어도 다른 층의 화재 통보에 지장이 없도록 규정하고 있다. 이를 위해 Analog digital converter (ADC), High pass filter (HPF), Low pass filter (LPF)로 구성된 초음파송수신장치를 제작하였으며 시험을 통해 해당 장치가 증폭기출력, 확성기용량, 음량레벨의 변동에 관계없이 동작함을 확인하였다. 또한 기준주파수 110 kHz(-12 dB)를 송신하는 경우 단락시 -12dB~-18 dB, 정상인 경우-24 dB~-66 dB, 단선시에는 -66 dB을 초과하는 경우와 수신데이터가 없는 경우의 설정된 값을 만족하였다. 따라서 NFSC202 규정에 적정한 시스템임을 확인하였으며 본 시스템을 적용할 경우 점검기준이나 시험기준이 수정 또는 개정되어야 한다.
NFSC202에는 화재로 인하여 하나의 층의 확성기 또는 배선이 단락되어도 다른 층의 화재 통보에 지장이 없도록 규정하고 있다. 이를 위해 Analog digital converter (ADC), High pass filter (HPF), Low pass filter (LPF)로 구성된 초음파송수신장치를 제작하였으며 시험을 통해 해당 장치가 증폭기출력, 확성기용량, 음량레벨의 변동에 관계없이 동작함을 확인하였다. 또한 기준주파수 110 kHz(-12 dB)를 송신하는 경우 단락시 -12dB~-18 dB, 정상인 경우-24 dB~-66 dB, 단선시에는 -66 dB을 초과하는 경우와 수신데이터가 없는 경우의 설정된 값을 만족하였다. 따라서 NFSC202 규정에 적정한 시스템임을 확인하였으며 본 시스템을 적용할 경우 점검기준이나 시험기준이 수정 또는 개정되어야 한다.
NFSC 202 stipulates that if a loudspeaker or wiring on one floor of a building is shorted because of fire, it should not interfere with the fire notification on the other floors. To address this problem, this study proposes an ultrasonic transmitter/receiver consisting of an ADC, HPF, and LPF in an ...
NFSC 202 stipulates that if a loudspeaker or wiring on one floor of a building is shorted because of fire, it should not interfere with the fire notification on the other floors. To address this problem, this study proposes an ultrasonic transmitter/receiver consisting of an ADC, HPF, and LPF in an emergency broadcasting system that can operate regardless of the volume level of the amplifier output loudspeaker capacity. After transmitting the transmission frequency at -12 dB (110 kHz), it is received at -18 dB by transmitting -12 dB in case of short circuit depending on the frequency characteristics. Typically, depending on the loudspeaker capacity, it is received from -24 dB to -66 dB. In case of disconnection, it exceeds -66 dB and no data are received. It is also possible to check the track status during fire or general broadcasting. Thus, it was confirmed that the system is suitable for NFSC 202 regulations. Furthermore, as the current system is replaced, the inspection or test criteria should be amended or revised.
NFSC 202 stipulates that if a loudspeaker or wiring on one floor of a building is shorted because of fire, it should not interfere with the fire notification on the other floors. To address this problem, this study proposes an ultrasonic transmitter/receiver consisting of an ADC, HPF, and LPF in an emergency broadcasting system that can operate regardless of the volume level of the amplifier output loudspeaker capacity. After transmitting the transmission frequency at -12 dB (110 kHz), it is received at -18 dB by transmitting -12 dB in case of short circuit depending on the frequency characteristics. Typically, depending on the loudspeaker capacity, it is received from -24 dB to -66 dB. In case of disconnection, it exceeds -66 dB and no data are received. It is also possible to check the track status during fire or general broadcasting. Thus, it was confirmed that the system is suitable for NFSC 202 regulations. Furthermore, as the current system is replaced, the inspection or test criteria should be amended or revised.
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문제 정의
그러므로 선로의 상태점검이 육안으로 가능하고 단락뿐 아니라 단선도 체크 가능하며 비방송시라도 단선, 단락상태를 확인할 수 있으며 증폭기(AMP)용량, 음량(Volume), 확성기용량 및 수량에 관계없이 작동될 수 있어야 한다. 따라서 이를 만족할 수 있는 초음파를 이용한 새로운 비상방송시스템에 대해 논하고자 한다.
본 연구는 비상방송설비의 화재안전기준(NFSC202)에 적합한 새로운 방송시스템이다. 실험결과 평상시는 물론 방송중일 때도 시험이 가능하였으며 송신주파수 110 kHz (-12 dB)를 송신한 후 주파수 특성에 따라 단락시에는 -12 dB송신하여 -18 dB에서 수신되고, 정상인 경우에는 확성기 용량에 따라 -24 dB부터 -66 dB까지 수신되며, 단선시에는 -66 dB을 초과하던지 수신데이터가 없는 경우이었다.
제안 방법
초음파 송신기에서의 송신주파수인 110 kHz는 확성기, 매칭트랜스를 통과하면서 일정비율의 손실이 발생한다. 그러므로 LPF와 HPF를 통과시켜 원래 송신주파수인 110 kHz를 검출한 후 ADC를 통해 디지털신호로 변환하여 MCU에서 분석한 다음 선로의 단락/단선/정상을 판단한다. 회로 단선시에는 일정비율의 손실은 매칭트랜스와 결합된 확성기의 용량에 따라 다르게 나타난다.
이 때 -12 dB송신하여 단락시에는 -12 dB∼18 dB에서 수신되어야 하며, 정상인 경우에는 확성기 용량에 따라 -24 dB로부터 -66 dB까지 수신되고, 단선시에는 -66 dB을 초과하던지 수신데이터가 없는 경우가 된다. 따라서 선로가 정상적인 경우에 확성기 용량이 변화할 때와 선로가 단락된 경우 그리고 단선되었을 때의 송・수신주파수 값을 측정하였다.
송신주파수 110 kHz(-12 dB)를 송신한 후 주파수 특성에 따라 수신 주파수를 분석하여 회로의 정상, 단락, 단선등의 경우에 대하여 시험을 실시하였다. 이 때 -12 dB송신하여 단락시에는 -12 dB∼18 dB에서 수신되어야 하며, 정상인 경우에는 확성기 용량에 따라 -24 dB로부터 -66 dB까지 수신되고, 단선시에는 -66 dB을 초과하던지 수신데이터가 없는 경우가 된다.
Figure 4의 (a)는 회로도이며 (b)는 본 연구를 위해 제작한 실장회로이다. 회로에는 DC24 V의 전원을 사용하고 110 kHz (-12 dB) 초음파발생기 2개, 멀티플렉스(Multiplex) 4개로 구성하고 각 멀티플렉스는 각각 12개의 채널을 갖도록 하였다. 증폭기에 접속된 회로에서 선택스위치를 지나 접속된 인덕터(Inductor)를 접속하고 출력값을 수신하며 그 값을 멀티플렉스에 송신한다.
성능/효과
본 연구는 비상방송설비의 화재안전기준(NFSC202)에 적합한 새로운 방송시스템이다. 실험결과 평상시는 물론 방송중일 때도 시험이 가능하였으며 송신주파수 110 kHz (-12 dB)를 송신한 후 주파수 특성에 따라 단락시에는 -12 dB송신하여 -18 dB에서 수신되고, 정상인 경우에는 확성기 용량에 따라 -24 dB부터 -66 dB까지 수신되며, 단선시에는 -66 dB을 초과하던지 수신데이터가 없는 경우이었다. 또한 증폭기용량, 볼륨, 확성기 용량 및 수량에 따른 오차 해소, 단선, 단락등에 대한 육안 확인을 할 수 있었으며 화재등 비상상황 발생시에도 계속 방송이 가능하였다.
참고문헌 (5)
D. H Baek, Discussion on Performance Improvement of Emergency Broadcast Facilities, Korea Forensic Science Forum (2019).
NFSC National Fire Safety Code, Fire Departmant (2018).
D. H Baek and S. G. Kim, "Fire Eelectrical Facilities Theory", DongIl Publishinghouse, Korea, pp. 365-385 (2019).
J. G. Quintiere, "Fundamentals of Fire Phenomena", John Wiley, & Sons Ltd., Chichester, UK (2006).
S. C. Kim, "A Study on Fire Characteristics of Solid Combustible Materials Based on Real Scale Fire Test", Journal of Korean Institute of Fire Science & Engineering, Vol. 25, No. 5, pp. 62-68 (2011).
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