진동 측정 (1)

우리 주변에는 많은 종류의 진동이 항상 존재하고 있습니다.

공사장의 진동, 차량 진동 등은 일상생활에 지장을 주므로 일정한 규제를 받고 있습니다.

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공사중 발생하는 소음진동

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전철 주변의 소음진동

그러나, 사람이 전혀 느끼지 못하는 미세진동(微細振動 또는 微振動, 微小振動)은 우리들의 일상 생활에 별다른 불편을 주지는 않습니다만, 실험실이나 계측실 또는 정밀산업현장에 설치된 진동민감장비에는 여러가지 부적절한 영향을 끼치기도 합니다.

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진드기 by 전자현미경

이러한 경우, 진동문제 해결하기 위해, 주변환경을 바꾸거나, 제진대를 설치하는 방법을 씁니다만, 사전에 계량적으로 진동을 측정하여, 진동 상태를 좀더 정확히 알아보고 대책 수립하는 것이 필요합니다.


진동을 계측하기 전에,

우선, 어떤 종류의 진동을 측정하고, 또 측정된 진동에 대해 어떤 기준으로 판단하는지 알아보겠습니다.

먼저, 진동의 종류는 아주 다양합니다. 지진진동, 대형기계설비진동, 차량내 진동 등이 있으며, 이러한 진동분야는 개별 산업분야에 해당할 만큼 광범위한데, 저희 아이빅은 micro, nano급의 미세진동을 1000Hz이하의 대역에서 계측하여 진단 분석하는 전문회사입니다.

현재 많이 사용되는 미세진동 판단기준으로는, 콜린 고든(Colin G. Gordon)의  “진동에 민감한 장비를 위한 일반 범위”(Generic Criteria for Vibration Sensitive Equipment)의 논문을 많이 인용하고 있습니다.

이것은 “BBN criterion”이라는 “진동허용규제치(振動許容規制値)”로 국내에 알려져 있으며, 현장의 미세진동을 판단하는 데에 많이 사용되고 있습니다.

“진동허용규제치”를 현장에서 많이 사용하는 이유는, 공학적으로 사용이 편리하고, 규정되어진 수치값 들이 단계별 진동 허용치를 나타내기 때문입니다.

즉, 어떤 수준 이상의 진동값이 민감장비에 영향을 미치면, 그 진동이 장비에 장애가 될지 여부를 판단하는 허용 진동값으로 이용되므로, 현장에서 사용하기가 편리합니다.

예를 들어, 정밀장비를 설치할 때, 그 정밀장비의 바닥(Floor)진동요구사양이 특정한 수치값으로 표시된 경우가 있습니다. (예: 전자현미경, FIB장비, 나노장비, 정밀가공장비 등).

이러한 정밀장비를 설치하기 전에, 현장 바닥(Floor)에서 측정된 진동값들이, 정밀장비 요구사양의 진동규제치 범위에 들어가는지를 판단하여 설치가능여부를 결정하면 됩니다.

즉, 바닥(Floor)진동 측정값들이 정밀장비의 요구사양에 맞으면, 장비설치가 가능하지만, 맞지 않으면, 적절한 진동방지대책 즉, 제진 대책을 세워야 하는데 이때 필요한 판단 기준이 될 수 있습니다.

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BBN criterion ( 진동허용규제치 [振動許容規制値] )

위의 표(BBN criterion)를 보시면, Class를 “일반진동환경(4종)”, “Class A”, “Class B”, “Class C”, “Class D”, “Class E”로 크게 6단계로 나뉘어져 있습니다. (※참고 : 표기를 VC-A, VC-B, VC-C, VC-D, VC-E 로 하기도 합니다.)

BBN criterion이 제안된 이유는  초정밀산업의 발전으로 인해, 건물자체의 미세한 진동도 무시할 수 없는 장애 요인이 되는 경우가 많기 때문입니다. 그래서 정밀 산업현장/연구실 등의 바닥(Floor)진동에 대한 대책을 수립하기 위해서라도, 진동측정이 선행되어야 합니다.

아래 그림은 실제 바닥진동값과 BBN-Criterion의 값들을 함께 나타낸 그래프입니다. 이 그래프를 보시면, 바닥진동의 진동 등급이 VC-D라는 것을 바로 알 수 있습니다.

바닥진동(Floor Vibration)에 대한 진동등급판정 그래프 (VC-D)

바닥진동(Floor Vibration)에 대한 진동등급판정 그래프 (VC-D)

 

 

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