KR100719778B1 - 초음파세척기의 과열방지장치 및 그 방법 - Google Patents

초음파세척기의 과열방지장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초음파세척기의 과열방지장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파세척기의 초음파진동자가 일정온도이상으로 상승하여 과열될 경우 이를 감지하여 공급전류를 차단해주는 초음파세척기의 과열방지장치 및 그 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 고주파를 인가받아 초음파를 발산하는 초음파진동자(10)를 진동시켜 피세척물을 세척하는 초음파세척기의 과열방지장치에 있어서, 상기 고주파의 주파수변화를 제어하도록 고주파제어신호를 출력하는 컨트롤러(20)와, 이 컨트롤러(20)의 출력단에 연결되어 상기 고주파제어신호를 인가받아 고주파발생을 위한 전압 또는 전류신호로 변환하는 신호변환부(30)와, 이 신호변환부(30)의 출력단에 연결되어 상기 전류 또는 전압신호를 인가받아 그에 상응하는 고주파를 발생시키는 고주파발생부(40)와, 이 고주파발생부(40)의 출력단 및 상기 초음파진동자(10)의 입력단에 연결되어 상기 고주파를 인가받아 이를 증폭시켜 상기 초음파진동자(10)에 인가하는 증폭부(50)와, 이 증폭부(50)에 전원을 공급하는 전원라인(60)에 연결배치되어 상기 증폭부(50)의 전력소비량에 따라 변화하는 전압 내지 전류를 검출하는 신호검출부(70)를 포함하여 이루어지며, 상기 초음파진동자(10)의 온도상승에 따라 상기 신호검출부(70)에서 검출된 전압 내지 전류의 변화량이 미리 설정된 허용기준치를 벗어나 그 이상을 초과하면 상기 컨트롤러(20)는 상기 초음파진동자(10)에 인가되는 고주파를 차단하는 것 을 특징으로 하는 초음파세척기의 과열방지장치가 제공된다.
초음파진동자, 컨트롤러, 신호변환부, 고주파발생부, 증폭부, 전원라인

Description

초음파세척기의 과열방지장치 및 그 방법{Device for prevention from superheating of ultrasonic washer and the method thereof }
도 1은 본 발명에 따른 초음파세척기의 과열방지장치의 회로구성도
도 2는 본 발명에 따른 초음파세척기의 과열방지방법의 순서도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10. 초음파진동자 20. 컨트롤러
30. 신호변환부 40. 고주파발생부
50. 증폭부 60. 전원라인
70. 신호검출부 82. 릴레이
본 발명은 초음파세척기의 과열방지장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파세척기의 초음파진동자가 일정온도이상으로 상승하여 과열될 경우 이를 감지하여 공급전류를 차단해주는 초음파세척기의 과열방지장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 초음파세척기는 세척수가 담긴 세척수조와, 두 개의 극판 사이에도전성 본드로 압전소자가 부착되며 세척수조의 저면에 설치되는 초음파진동자와, 이 초음파진동자를 고주파로 증폭시키는 증폭회로, 그리고 상기 증폭회로를 제어하기 위한 마이컴 등으로 구성되어 상기 초음파진동자를 수십khz로 진동시킴으로 세척수에 초음파를 발진시켜 이에 따라 발생한 음압 효과와 기포의 진동 효과 등을 이용하여 피세척물의 미세한 부분까지도 깨끗이 세척한다. 이러한 초음파세척기는 보석류 및 시계부품, 실험실 장비, 치과용기기, 광학류 등의 세척에 광범위하게 사용되며 강력한 세척작용을 한다.
한편, 상기 초음파진동자는 상기 두 개의 극판이 초음파를 발산하기 위해 매우 빠른 속도로 빈번히 진동함에 따라 극판과 극판사이에 마찰열이 발생되어 초음파진동자가 과열되는 경우가 발생한다. 따라서, 이와 같은 과열에 따른 초음파진동자의 파손을 막기 위해 종래에는 상기 초음파진동자에 구비된 양극판의 일측에 열 감지센서를 장착한 후 이 열감지센서에서 측정된 온도를 상기 마이컴에 미리 설정된 기준온도와 비교하여 이 기준온도를 초과하면, 상기 증폭회로의 출력을 차단하여 과열로 인한 초음파세척기의 손상을 방지하였다.
그런데, 이러한 방법은 초음파진동자의 극판에 상기 열감지센서가 부착됨에 따라 추가적인 회로구성이 필요하게 되어 회로가 복잡해지고, 이와 같은 복잡한 구성에 따라 정확한 온도상승을 체크하지 못하여 에러율이 증가하는 문제점이 있었다. 또한, 열감지센서의 장착에 따른 회로 및 장치구성에 필요한 제조원가상승과 열감지센서의 고장시 이를 수리해야 하는 유지보수상의 비용 및 불편함이 생기는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 상기 초음파진동자의 온도과열시 주파수변화에 따른 전압변화량을 체크하여 이 전압변화량이 미리 설정된 기준치를 벗어나면 이를 인식하고 상기 초음파진동자를 구동시키는 전류를 차단하여 과열에 따른 초음파세척기의 파손을 방지하는 초음파세척기의 과열방지장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 고주파를 인가받아 초음파를 발산하는 초음파진동자(10)를 진동시켜 피세척물을 세척하는 초음파세척기의 과 열방지장치에 있어서, 상기 고주파의 주파수변화를 제어하도록 고주파제어신호를 출력하는 컨트롤러(20)와, 이 컨트롤러(20)의 출력단에 연결되어 상기 고주파제어신호를 인가받아 고주파발생을 위한 전압 또는 전류신호로 변환하는 신호변환부(30)와, 이 신호변환부(30)의 출력단에 연결되어 상기 전류 또는 전압신호를 인가받아 그에 상응하는 고주파를 발생시키는 고주파발생부(40)와, 이 고주파발생부(40)의 출력단 및 상기 초음파진동자(10)의 입력단에 연결되어 상기 고주파를 인가받아 이를 증폭시켜 상기 초음파진동자(10)에 인가하는 증폭부(50)와, 이 증폭부(50)에 전원을 공급하는 전원라인(60)에 연결배치되어 상기 증폭부(50)의 전력소비량에 따라 변화하는 전압 내지 전류를 검출하는 신호검출부(70)를 포함하여 이루어지며, 상기 초음파진동자(10)의 온도상승에 따라 상기 신호검출부(70)에서 검출된 전압 내지 전류의 변화량이 미리 설정된 허용기준치를 벗어나 그 이상을 초과하면 상기 컨트롤러(20)는 상기 초음파진동자(10)에 인가되는 고주파를 차단하는 것을 특징으로 하는 초음파세척기의 과열방지장치가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 신호검출부(70)는 상기 전원라인(60)에 연결되어 그 흐르는 전압 내지 전류를 상기 컨트롤러(20)에 적합하게 낮추어 출력시키는 포토커플러(72)로 이루어지며, 이 포토커플러(72)의 출력단 및 상기 컨트롤러(20)의 입력단 사이에 연결되어 상기 포토커플러(72)에서 출력된 아날로그신호를 디지털신호로 변환하여 상기 컨트롤러(20)에 인가하는 A/D컨버터(74)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 초음파세척기의 과열방지장치가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 원하는 초음파출력을 발산시키도록 출력주파수에 해당되는 목표전압값(Vt)을 설정하는 단계(S10)와, 허용온도범위에 대한 주파수값에 상응하는 허용전압값(Va)을 설정하는 단계(S20)와, 초음파주파수(UF)를 발생시키는 단계(S30)와, 현재 전원라인(60)에 흐르는 현재전압값(Vp)을 검출하고 이 값이 상기 목표전압값(Vt)과 같은지를 판별하여 두 값이 서로 다르면 같아지도록 초음파주파수(UF)를 증가 또는 감소시켜 상기 단계(S30)이후의 동작을 반복수행하며 값이 서로 같으면 다음 단계로 넘어가는 단계(S40, S50)와, 초음파진동자(10)의 온도상승에 따라 발생되는 전압변동치의 누적값(Vc)을 산출하는 단계(S60)와, 상기 누적값(Vc)과 상기 허용전압값(Va)을 비교하여 누적값(Vc)이 허용전압값(Va)보다 작으면 상기 단계(S30)이후의 동작을 반복수행하고 누적값(Vc)이 허용전압값(Va)보다 크면 초음파진동자(10)의 전원을 차단하는 단계(S80)를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파세척기의 과열방지방법이 제공된다.
상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 초음파세척기의 과열방지장치의 회로구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파세척기의 과열방지장치의 전체구성은 고주파제어신호를 출력하는 컨트롤러(20)와, 이 컨트롤러(20)의 출력단에 연결되어 상기 고주파제어신호를 인가받아 고주파발생을 위한 전류 또는 전압신호로 변환하는 신호변환부(30)와, 이 신호변환부(30)의 출력단에 연결되어 상기 전류 또는 전압신호를 인가받아 그에 상응하는 고주파를 발생시키는 고주파발생부(40)와, 이 고주파발생부(40)의 출력단 및 상기 초음파진동자(10)의 입력단에 연결되어 상기 고주파를 인가받아 이를 증폭시켜 상기 초음파진동자(10)에 인가하는 증폭부(50)와, 이 증폭부(50)에 전원을 공급하는 전원라인(60)에 연결배치되어 상기 증폭부(50)의 전력소비량에 따라 변화하는 전압 내지 전류를 검출하는 신호검출부(70)를 포함하여 구성되며, 상기 초음파진동자(10)의 온도상승에 따라 상기 신호검출부(70)에서 검출된 전압 내지 전류의 변화량이 미리 설정된 허용기준치를 벗어나 그 허용기준치를 초과하면 상기 컨트롤러(20)는 상기 초음파진동자(10)에 인가되는 고주파를 차단하도록 동작한다.
본 실시예에서 상기 신호변환부(30)는 상기 컨트롤러(20)에 구비된 8개의 출력단자로 부터 신호를 입력받는다. 또한, 이 출력단자는 0V 또는 +5V의 0과 1의 신호만을 출력함으로 상기 8개의 출력단자에서 출력될 수 있는 신호의 경우의 수는 총 2의 8승에 해당하는 256가지의 경우 수가 출력된다. 한편, 상기 신호변환부(30)의 구성은 상기 8개의 출력단자에 각각 연결된 8개의 저항과 이 8개의 저항의 끝단부를 쭉 연결시킨 라인선상에서 저항과 저항 사이사이에 해당되는 곳에 연결배치되는 7개의 저항이 상호 병렬로 연결되어 구성되며 상기 라인선상의 마지막끝단이 출력단이 되어 상기 고주파발생부(40)의 입력단과 연결된다. 이와 같은 구성에 따라서 상기 신호변환부(30)를 통해 출력되는 출력전압은 0V에서 5V사이의 값을 256등 분한 전압값이 출력된다.
한편, 상기 고주파발생부(40)는 바람직하게는 PLL(phase locked loop) IC가 사용된다. 이 PLL IC는 외부에서 입력되는 전압에 따라 그 출력단에 각각 다른 고주파를 출력시킨다. 예를 들어, 0V에서 5V사이의 전압이 인가될 때 상기 PLL IC는 5V일 때는 50khz, 4.5V일 때는 45khz, 4V일 때는 40khz의 고주파를 출력시킨다.
따라서, 이와 같이 출력된 고주파는 상기 증폭부(50)를 거쳐 증폭된 후 최종적으로 상기 초음파진동자(10)로 인가되어 상기 초음파진동자(10)를 수십khz 대의 초음파를 진동시킨다. 이 때 상기 증폭부(50)는 상기 고주파발생부(40)를 통해 인가된 고주파를 1차 증폭시키는 1차트랜스(52)와, 이 1차트랜스(52)를 통해 증폭된 고주파를 다시 2차증폭시키는 2차증폭회로(54)로 이루어지며, 상기 2차증폭회로(54)는 FET소자를 이용한 증폭회로로써 상용전원을 정류하는 정류회로에서 그 전원을 입력받아 상기 1차트랜스(52)를 증폭된 고주파신호를 2개의 FET의 베이스단자에 인가하여 교번으로 스위칭 함으로 상기 초음파진동자(10)를 진동시키는 고주파를 발생시킨다.
상기 신호검출부(70)는 상기 전원라인(60)에 연결되어 전원라인(60)에 흐르는 전압 또는 전류를 상기 컨트롤러(20)에 적합한 전압 또는 전류수준으로 낮추어 출력시키는 포토커플러(72)로 구성된다. 상기 전원라인(60)은 증폭부(50)에 필요한 공급전원을 공급하므로 증폭부(50)의 소비전력량에 따라 상기 전원라인(60)에 흐르는 전류 또는 전압 역시 변화한다. 그리고, 상기 증폭부(50)의 소비전력량은 상기 초음파진동자(10)의 캐패시턴스 성분값의 영향을 받는다. 따라서, 상기 신호검출 부(70)는 현재 초음파진동자(10)의 온도 또는 주파수 상태를 반영한 전압 또는 전류를 항상 검출하게 된다.
한편, 상기 포토커플러(72)의 출력단 및 상기 컨트롤러(20)의 입력단 사이에는 포토커플러(72)에서 출력된 아날로그신호를 디지털신호로 변환하여 상기 컨트롤러(20)에 인가하는 A/D컨버터(22)가 더 포함되어 구성된다. 따라서, 상기 포토커플러(72)의 발광부를 이루는 포토다이오드(74)는 전원라인(60)에 순방향으로 연결되어 전류를 통전시킴으로 이 전류에 상응하는 빛을 발광시켜 포토커플러(72)의 수광부를 이루는 포토트랜지스터(76)의 베이스단자에 전달한다. 이 때, 상기 포토트랜지스터(76)는 그 컬렉터단자와 이미터단자 사이에 DC +5V의 전압이 걸리고, 이미터단자에는 가변저항(78)이 연결배치되는데, 이 가변저항(78)은 필요에 따라 컬렉터단자와 이미터단자 사이에 흐르는 전압을 DC +5V의 범위내에서 낮추거나 올리도록 기능한다. 따라서, 포토트랜지스터(76)의 베이스단자에 흡수되는 빛의 량에 따라 이 DC +5V의 전압이 변화되어 이미터단자로 흐르게 된다. 결국, 이 이미터단자는 상기 포토커플러(72)의 출력단이 되고, 이 출력단을 통해 출력된 전압은 포토커플러(72)의 후단에 연결된 A/D컨버터(22)를 거쳐 디지털신호로 변환되어 상기 컨트롤러(20)에 인가된다. 이와 같은 방법으로 상기 전원라인(60)에 흐르는 전류 또는 전압값을 상기 신호검출부(70)을 통해 상기 컨트롤러(20)는 안전하고 정확하게 인지할 수 있게 된다.
도 2는 상기 컨트롤러(20)가 이와 같이 온도상승에 따라 인지한 전압값을 내부적으로 미리 정해진 기준치 값들과 비교연산을 수행함으로 상기 초음파진동 자(10)의 과열을 방지하는 동작을 도시한 순서도이다. 그 동작을 순서에 따라 설명하면 다음과 같다. 도 2에 도시된 것처럼, 처음단계는 사용자가 상기 컨트롤러(20)에 원하는 출력주파수에 해당하는 목표전압값(Vt)을 설정하는 단계(S10)이다. 여기서 목표전압값(Vt)은 바람직하게 상기 신호검출부(70)의 가변저항(78)을 조절하여 설정하며, 설정된 값은 컨트롤러(20)의 내부에 기억되는데, 이 목표전압값(Vt)에 따라 상기 초음파진동자(10)에 최종 출력되는 출력이 결정된다. 그런데 이 때, 상기 목표전압값(Vt)이 공진주파수점보다 낮게 설정된 경우 상기 초음파진동자(10)의 온도가 상승하면 상기 신호검출부(70)에서 검출되는 전압 또는 전류값은 하강하게 된다. 그 이유는 앞서 전술한 것처럼 초음파진동자(10)의 캐패시턴스값이 영향을 받기 때문인데, 온도가 상승하면 이 캐패시턴스값이 똑같이 상승한다. 이것은 결국 초음파진동자(10)의 공진주파수점이 이동되는 것을 의미함으로 이에 따라, 상기 증폭부(50)의 출력역시 저하된다. 따라서, 증폭부(50)의 소비전력량에 따라 상기 신호검출부(70)에서 검출되는 전압 또는 전류값 역시 하강하게 되는 것이다. 따라서, 이와 같이 신호검출부(70)에서 검출되는 전압값이 하강하면 상기 컨트롤러(20)는 이 하강된 값을 다시 보정하여 원래의 목표전압값(Vt)에 도달하도록 초음파주파수(Ultrasonic Frequency, 이하 UF)출력을 증가 또는 감소시키는 것이다. 그 다음 단계는 초음파진동자(10)에 생기는 온도변화를 얼마큼 허용할 것인지를 결정하는 허용전압(Va)을 설정하는 단계(S20)이다. 초음파진동자(10)의 온도상승 허용폭을 예를 들어, 30도를 정했다면 이 허용전압(Va)은 이 30도에 해당되는 3V가 되고 온도상승의 허용치를 20도로 정했다면 허용전압(Va)는 2V가 될 것이다. 다음의 단계 는 상기 컨트롤러(20)의 8개의 출력단자에서 발생된 조합된 신호를 근거로 초음파주파수(UF)를 발생시키는 단계(S30)이다. 다음 단계는 상기 컨트롤러(20)에서 상기 신호검출부(70)를 통해 현재전압값(Vp)을 검출하고 이 값이 목표전압값(Vt)과 같아졌는가를 판단하여(S40) 서로 다른 경우 현재전압값(Vp)이 상기 목표전압값(Vt)과 매칭되도록 초음파주파수(UF)를 증가 또는 감소시켜(S50) 상기 단계(S30)이후의 동작을 반복수행하고 서로 같으면 다음단계로 넘어가는 단계(S40, S50)이다. 여기서 초음파주파수(UF)를 증가 또는 감소시킨다는 것은 원하는 목표치의 초음파출력에 도달하도록 상기 컨트롤러(20)에서 상기 신호변환부(30)를 거쳐 출력되는 출력전압을 증감시키는 것을 의미한다. 다음 단계는 온도상승에 상응하는 전압변동치의 누적값(Vc)을 계산하는 단계(S60)이다. 전술한 것처럼, 초음파진동자(10)의 온도가 상승하면 상기 신호검출부(70)에서 검출되는 전압 또는 전류값은 그 온도상승분에 해당되는 값만큼 떨어진다. 예를들어, 현재의 초음파진동자(10)의 온도가 30도이고 현재전압값(Vp)은 4V인데, 온도가 10도상승시마다 0.5V씩 전압이 떨어진다고 가정하면, 온도가 10도 상승했다면, 이에 상응하는 현재전압값(Vp)은 0.5V가 떨어진 3.5V가 되는 것이다. 이처럼, 현재전압값(Vp)이 떨어지면 상기 컨트롤러(20)의 입력전압이 떨어지는 것이므로 컨트롤러(20)에서 출력되는 8비트 출력신호의 값도 떨어진 수치를 출력시키게 된다. 따라서, 온도가 상승하면 출력이 저하되는 결과가 생긴다. 이처럼, 출력이 저하되면, 컨트롤러(20)는 다시 이 저하된 출력을 상기 목표전압값(Vt)에 해당되는 출력으로 그 출력을 증가시키게 된다. 이와 같이, 초음파세척기는 매번 초음파진동자(10)의 초음파주파수가 원하는 목표전압값(Vt)에 도달 하고 다시 온도상승으로 인해 이 목표전압값(Vt) 보다 떨어지는 과정을 반복하게 된다. 그런데 이 과정에서 초음파진동자(10)의 온도는 떨어지는 것이 아니라 현재전??값(Vp)이 목표전압값(Vt)과 같아져 제대로 된 출력으로 복귀될 때마다 한 단계 한 단계씩 더 상승하게 된다. 그러므로, 결국 온도가 현재까지 상승된 수치를 총 계산하기 위해서는 현재전압값(Vp)이 매번 떨어질 때마다 얼마나 떨어졌는가를 누적시킨 전압변동치의 누적값(Vc)을 계산하는 과정이 수행되는 것이다. 그리고 나서, 다음 단계는 상기 컨트롤러(20)가 상기 누적값(Vc)과 상기 허용전압(Va)을 비교하여(S70) 상기 누적값(Vc)이 허용전압(Va)보다 작을 경우는 상기 단계(S30)이후의 동작을 반복수행하고 만일 누적값(Vc)이 허용전압(Va)보다 클 경우에는 초음파진동자(10)의 전원을 차단하는(S80) 단계(S70, S80)이다. 다시 말해, 전압변동치의 누적값(Vc)이 허용전압(Va)보다 크다는 것은 지금 현재 초음파진동자(10)의 온도상승분이 허용된 기준치를 벗어났다는 의미이므로 이때는 과열로 인한 초음파진동자(10)의 파손을 막도록 전원을 차단하게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 장점은 상기 신호검출부(70)에서 검출된 전류 또는 전압신호를 이용해 상기 초음파진동자(10)의 온도상승 및 과열상태를 파악할 수 있으므로 상기 초음파진동자(10)가 과열될 경우 이를 감지하는 온도센서를 설치하지 않고도 온도상승에 의한 과열을 방지할 수 있어 추가적인 회로구성이 필요치 않아 초음파세척기의 제조비용이 절감되는 장점이 있다. 그에 더해, 열감지센서의 고장시 이를 수리해야하는 유지보수상의 불편함이 없어지는 장점이 있다. 또한, 회로구성이 간단해 짐으로 정확한 온도상승을 체크하지 못하여 에러율이 높아지는 일 없이 정확하게 온도제어가 가능한 장점이 있다.
본실시예에서, 전원을 차단하는 방법으로는 상기 컨트롤러(20)에서 상기 신호변환부(30)로 출력되는 신호를 억제할 수 도 있으나, 바람직하게는 도1 에 도시된 것처럼, 상기 전원라인(60)에 컨트롤러(20)와 연결된 릴레이(82)를 배치연결하고 컨트롤러(20)에서 차단신호를 상기 릴레이(82)로 송신하여 릴레이(82)가 오프동작 되도록 하여 증폭부(50)에 공급되는 전원을 차단하여 초음파진동자(10)의 동작을 차단하는 것이 가능하다.
또한, 전술한 초음파세척기의 과열방지방법 가운데서 각 단계마다 설정 및 비교되는 수치는 전압을 예시하여 설명하였으나, 전압에 상응하는 고주파 또는 초음파주파수(UF)를 설정하여 비교하는 것도 해당분야의 당업자라면 용이하게 적용하는 것이 가능할 것이다. 또한, 상기 목표전압값(Vt)을 설정할 때 사용자가 임의로 원하는 출력주파수를 설정할 때 그 출력을 극대화 하기 위해 공진주파수점을 목표전압값(Vt)으로 설정하는 것도 가능할 것이다.
그에 더해, 본 실시예에서는 상기 목표전압값(Vt)이 공진주파수점보다 낮은 경우를 예시하였으므로 온도 상승에 따라 상기 현재전압값(Vp)이 떨어지는 것을 기준으로 설명하였으나, 상기 목표전압값(Vt)을 공진주파수점보다 높게 설정하는 경우도 가능하며, 이 경우에 온도 상승에 따른 현재전압값(Vp)은 높아지게 되며 이 높아진 전압변동치의 누적값(Vc)을 계산하여 상기 허용전압값(Va)와 비교하는 것도 가능할 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 상기 초음파진동자(10)의 출력저하에 따른 온도변화를 신호검출부(70)를 통해 검출된 전압 또는 전류의 변화를 상기 누적값(Vc)을 통하여 파악하고 이를 미리 설정된 허용전압값(Va)과 비교하여 상기 허용전압값(Va) 즉 허용된 기준치를 초과할 경우 즉시 공급전원이 차단되도록 구성함으로써, 별도의 온도센서와 그에 따른 추가회로구성 없이 초음파진동자(10)의 과열로 인한 온도상승을 감지하여 기기를 보호할 수 있어 초음파세척기의 제조비용이 절감되는 효과가 있다. 그에 더해, 열감지센서의 고장시 이를 수리해야하는 유지보수상의 불편함이 없어지는 효과가 있다. 또한, 회로구성이 간단해 짐으로 정확한 온도상승을 체크하지 못하여 에러율이 높아지는 일 없이 정확하게 온도제어가 가능한 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 고주파를 인가받아 초음파를 발산하는 초음파진동자(10)를 진동시켜 피세척물을 세척하는 초음파세척기의 과열방지장치에 있어서, 상기 고주파의 주파수변화를 제어하도록 고주파제어신호를 출력하는 컨트롤러(20)와, 이 컨트롤러(20)의 출력단에 연결되어 상기 고주파제어신호를 인가받아 고주파발생을 위한 전압 또는 전류신호로 변환하는 신호변환부(30)와, 이 신호변환부(30)의 출력단에 연결되어 상기 전류 또는 전압신호를 인가받아 그에 상응하는 고주파를 발생시키는 고주파발생부(40)와, 이 고주파발생부(40)의 출력단 및 상기 초음파진동자(10)의 입력단에 연결되어 상기 고주파를 인가받아 이를 증폭시켜 상기 초음파진동자(10)에 인가하는 증폭부(50)와, 이 증폭부(50)에 전원을 공급하는 전원라인(60)에 연결배치되어 상기 증폭부(50)의 전력소비량에 따라 변화하는 전압 내지 전류를 검출하는 신호검출부(70)를 포함하여 이루어지며, 상기 초음파진동자(10)의 온도상승에 따라 상기 신호검출부(70)에서 검출된 전압 내지 전류의 변화량이 미리 설정된 허용기준치를 벗어나 그 이상을 초과하면 상기 컨트롤러(20)는 상기 초음파진동자(10)에 인가되는 고주파를 차단하는 것을 특징으로 하는 초음파세척기의 과열방지장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 신호검출부(70)는 상기 전원라인(60)에 연결되어 그 흐르는 전압 내지 전류를 상기 컨트롤러(20)에 적합하게 낮추어 출력시키는 포토커 플러(72)로 이루어지며, 이 포토커플러(72)의 출력단 및 상기 컨트롤러(20)의 입력단 사이에 연결되어 상기 포토커플러(72)에서 출력된 아날로그신호를 디지털신호로 변환하여 상기 컨트롤러(20)에 인가하는 A/D컨버터(74)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 초음파세척기의 과열방지장치.
  3. 원하는 초음파출력을 발산시키도록 출력주파수에 해당되는 목표전압값(Vt)을 설정하는 단계(S10)와, 허용온도범위에 대한 주파수값에 상응하는 허용전압값(Va)을 설정하는 단계(S20)와, 초음파주파수(UF)를 발생시키는 단계(S30)와, 현재 전원라인(60)에 흐르는 현재전압값(Vp)을 검출하고 이 값이 상기 목표전압값(Vt)과 같은지를 판별하여 두 값이 서로 다르면 같아지도록 초음파주파수(UF)를 증가 또는 감소시켜 상기 단계(S30)이후의 동작을 반복수행하며 값이 서로 같으면 다음 단계로 넘어가는 단계(S40, S50)와, 초음파진동자(10)의 온도상승에 따라 발생되는 전압변동치의 누적값(Vc)을 산출하는 단계(S60)와, 상기 누적값(Vc)과 상기 허용전압값(Va)을 비교하여 누적값(Vc)이 허용전압값(Va)보다 작으면 상기 단계(S30)이후의 동작을 반복수행하고 누적값(Vc)이 허용전압값(Va)보다 크면 초음파진동자(10)의 전원을 차단하는 단계(S80)를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파세척기의 과열방지방법.
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