1. 서 론

사람의 가청 주파수(약 20 Hz ~ 20 kHz)보다 낮은 주파수의 음파인 인프라사운드(초저주파 음파)를 측정하면 화산 폭발(1), 쓰나미(2), 눈사태(3), 지진 등 자연재해로 이어지는 대규모 변동 현상을 감지할 수 있다. 이러한 인프라사운드를 측정하는 대표적인 장비로는 수정 진동식 기압계(4)(9)가 있다. 이 기압계는 0.1 mPa(10억 분의 1 수준)의 높은 분해능과 ±0.08 hPa(±0.008 %FS)의 정확도를 실현하는 등 뛰어난 측정 성능을 갖추고 있다. 그러나 가격이 높아 국가 차원의 방재 설비 등 제한적인 용도 외에는 광범위한 지역에 다수 설치하기 어렵다.

반면 보급형 기압계는 가격 경쟁력은 우수하지만, 샘플링 속도(약 1 Hz)와 분해능(0.1 hPa)이 충분하지 않아 인프라사운드 관측용으로는 성능에 제약이 있다. 따라서 인프라사운드 관측의 정확도와 공간 해상도를 높이기 위해서는 넓은 지역에 인프라사운드 센서(미세 기압계)를 촘촘하게 배치하는 것이 중요하다. 이를 위해서는 저비용이면서도 높은 측정 성능을 갖춘 미세 기압계의 개발이 필요하다. 그림 1은 사쿠라지마 화산 분화(1)에 의해 발생한 인프라사운드의 측정 파형 예이다. 가로축은 시간 변화를, 세로축은 기압 변화를 나타내며, 샘플링 주파수는 100 Hz이다. 표 1에 다양한 현상에 의해 발생하는 인프라사운드의 대표적인 진폭과 주파수 대역을 정리하였다.

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⇒ 본고는 월간지 ‘計測技術’(일본, 일본공업출판주식회사 발행) 2026년 6월호(특집)를 번역·전재한 것입니다. 본 기사의

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