스펙트럼 인스트루먼트 PCIe 디지타이저, 화산 조기 경보 시스템 고도화 기여
-100dBm의 최소 잡음 전력 기반으로 6㎞ 떨어진 거리에서도 화산의 미세한 움직임 감지
자체 열 차단 기능으로 고온 다습한 환경에서도 문제없이 작동
스펙트럼 인스트루먼트 M2p.5921-x4 PCIe 디지타이저
UCL 연구팀 아민 아미리 박사는 “이 경보 시스템을 성공적으로 구축하기 위해선 감도가 매우 중요하다. 매우 민감한 -100dBm의 최소 잡음 전력을 가지고 있는 스펙트럼 인스트루먼트 디지타이저 기반의 이동 표적 표시(MTI) 시스템은 화쇄류의 첫 징후와 같은 미세한 움직임을 모두 포착할 수 있었다”고 강조했다.
실제로 UCL 연구팀의 측정 장비는 4㎞ 떨어진 곳에서 작동하도록 설계됐지만, 과테말라 지역의 지형적 한계로 6㎞ 밖에 설치되며 측정 정확도에 대한 우려를 낳았다. 하지만 연구팀이 드론을 활용해 화산의 경사면을 추가로 모니터링 해본 결과, 6㎞ 밖에서도 문제없이 작동하는 것으로 밝혀졌다.
UCL 연구팀은 화쇄류 화산의 메커니즘을 규명하기 위한 최초 연구의 하나로 과테말라 산티아구토 화산의 한 경사면을 모니터링하는 장비를 설치했다. 해당 장비는 진동이 감지되면 레이더 시스템을 작동시키는 지진 활동 감지기가 탑재돼 화쇄류 분출과 관련된 데이터만 수집한다. 이런 메커니즘은 장치의 배터리를 절약할 수 있다는 장점이 있다. 연구팀은 수집된 데이터를 몇 달 뒤 회수 및 분석하고, 이후 두 경사면에 추가로 모니터링 장비를 설치할 예정이다.
UCL 연구진이 개발하고 있는 경보 시스템은 송수신용 반사판을 포함한 X/Ku 밴드 레이더 시스템으로 구성된다. 해당 시스템은 수신 신호를 발신 신호와 비교, 화산 경사면에 화쇄류가 발생할 때마다 움직임과 범위에 대한 정보를 담은 중간 주파수(IF) 신호를 생성, 20MS/s 속도를 지원하는 M2p.5921-x4 디지타이저를 통해 디지털화되고, 스펙트럼 인스트루먼트의 SBench 6 측정 소프트웨어를 통해 처리된다.
아미리 박사는 “스펙트럼 인스트루먼트 제품은 과열을 방지하는 열 차단 기능 등을 통해 가혹한 환경에서도 무리 없이 작동한다. 다른 프로젝트에서 스펙트럼 인스트루먼트의 제품을 여러 번 사용해보며 제품의 우수한 성능을 경험했다. 앞으로의 연구에도 문제없이 작동할 것이라 확신한다”고 밝혔다.
한편 연구팀은 35℃에 달하는 과테말라의 고온에서 장비를 보호하기 위해 금속 상자를 덧대고, 그늘이나 내부 팬을 통해 장비의 온도를 조절하고 있다. 또 금속 상자에 큰 핀을 부착해 열을 방출하거나 태양열 전지로 구동되는 냉각장치를 활용하고 있다.
스펙트럼인스트루먼트 소개
스펙트럼 인스트루먼트는 고유의 모듈식 개념으로 200개가 넘는 다양한 디지타이저 및 제너레이터 제품을 PC 카드(PCIe 및 PXIe) 및 독립형 이더넷 장치(LXI)로 설계 및 생산한다. 1989년 설립된 이래 30년간 업계 내 리딩 브랜드와 명문대 등 전 세계 다양한 고객을 확보하고 있다. 독일 함부르크 인근에 본사를 두고 있으며, 5년 보증과 설계 엔지니어가 직접 고객 지원한다. 더 자세한 내용은 홈페이지에서 확인할 수 있다.
웹사이트: http://www.spectrum-instrumentation.com
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