일반기술

다주파용 진동자

본 고안은 초음파 세척기 등에 사용되는 BLT(Bolted Langevin Type : 볼트 체결 란쥬반) 진동자의 공진특성을 개선하여 동시에 다주파를 발생시킬 수 있도록 한 다주파용 진동자에 관한 것이다. 일반적으로 초음파는 주파수가 20KHz 이상인 음파를 의미하는 것으로 초음파의 여러 가지 물리·화학적인 작용을 이용하여 초음파 세척기, 용착기 및 의료용 진단기 등을 만드는데 사용한다. 초음파 발생기는 고주파 전기신호를 발생하는 발진장치와 전기신호를 초음파로 변환하는 진동자로 구성되어 있다. 초음파 진동을 일으키는 소자로는 자왜효과를 이용한 자왜진동자와 압전효과를 이용한 압전진동자가 있다. 압전효과는 수정 등의 결정체에 전기적인 진동이 가해질 때 그에 대응하는 기계적 진동이 발생하는 현상을 의미한다. 초음파 세척기에는 28KHz와 40KHz의 진동자가 사용되고 있으며, 이 진동자들은 하나의 원형 블록에 전극과 압전소자, 밸메스 등을 순차적으로 결합한 형상의 것으로 단일 주파수의 기계적 공진을 일으키는 원리로 되어 있다.등록번호 20-0091590은 종래의 하나의 원형 블록에 전극과 압전소자, 밸메스 등을 순차적으로 결합하여 단일 주파수의 기계적 공진을 일으키는 방식의 진동자에서 부하에 의해 공진주파수가 크게 변하고, 초음파의 방사면에서부터 진행하는 파와 수면에서 반사되는 파가 간섭하여 정재파 현상(Standing Wave)이 발생하는 단점을 개선하기 위한 것이다. 본 고안은 기존 진동자의 블록 구조를 원형에서 장방형으로 개선하고 한 개의 공진 블록을 2개의 공진 블록으로 바꿈으로써 종진동, 횡진동을 포함한 복합진동을 일으키도록 하고, 하나의 진동자로 40∼90KHz까지 다양한 초음파를 동시에 만들어 낼 수 있도록 한 점에 그 특징이 있다. 본 고안의 방사바는 장방형의 구조를 가지고 있으므로 단일 주파수 공진이 일어나는 대신 복합적인 주파수 공진이 일어난다. 또한 2개의 제 1 및 제 2 압전소자를 동일 방사바에 양측으로 나란히 결합함으로써 종진동, 횡진동을 포함한 복합진동이 발생하게 된다. 이에 따라 다양한 복합주파수의 초음파 발생이 이루어지게 되는 것이다.