KR102065067B1 - An ultrasonic cleaning device based on multi-ultrasonic vibrator that drive multiple frequencies simultaneously - Google Patents

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이희명
김정인
서동원
조경목
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주식회사 듀라소닉
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Abstract

Disclosed is a multi-frequency simultaneous driving type ultrasonic cleaning device based on multiple vibrators, which is characterized by comprising: a washing tank which accommodates an object to be washed and washing liquid therein in order to wash the object to be washed by an ultrasonic energy which is delivered to the inside through a vibration plate constituting one surface; a plurality of first vibrators which are individually installed to be spaced apart on the outer surface of the vibration plate and generate a first ultrasonic wave with a basic frequency; a plurality of second vibrators which are individually installed to be spaced apart between the first vibrators and generate a second ultrasonic wave corresponding to a harmonic wave of odd-number times the first ultrasonic wave; and a control unit which individually applies a predetermined control power to each of the first and second vibrators such that the first and second vibrators can simultaneously generate the first and second ultrasonic waves. Therefore, according to the present invention, the plurality of first and second vibrators, which individually receive the predetermined control power in a state of being alternately arranged to be spaced apart on the vibration plate, are provided in order to simultaneously and individually generate the ultrasonic waves corresponding to the relations of the basic wave and the harmonic wave in the same phase state from the vibration plate towards the inside of the washing tank. Consequently, unstable amplification (extinction) of a sound pressure in the washing tank can be minimized, such that the randomness of the ultrasonic energy performing a cleaning action on the object to be washed can be magnified, thereby fundamentally reducing or removing a standing wave phenomenon.

Description

다중 주파수 동시 구동형 멀티진동자 기반 초음파세척장치{AN ULTRASONIC CLEANING DEVICE BASED ON MULTI-ULTRASONIC VIBRATOR THAT DRIVE MULTIPLE FREQUENCIES SIMULTANEOUSLY}Multi-frequency simultaneous driven multi-vibrator-based ultrasonic cleaner {AN ULTRASONIC CLEANING DEVICE BASED ON MULTI-ULTRASONIC VIBRATOR THAT DRIVE MULTIPLE FREQUENCIES SIMULTANEOUSLY}

본 발명은 다중 주파수 동시 구동형 멀티진동자 기반 초음파세척장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 기본파와 고조파에 해당하는 초음파를 동시에 생성하는 다수의 진동자를 통해 피세척물로부터 오염물을 제거하는 초음파세척장치에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-frequency simultaneous driven multi-vibrator-based ultrasonic cleaning device, and more particularly, to an ultrasonic cleaning device for removing contaminants from a cleaned object through a plurality of oscillators that simultaneously generate ultrasonic waves corresponding to fundamental and harmonic waves. It is about.

초음파란 전파 등과 같은 고주파 진동에너지인 전자기파와는 명확히 구분되고, 가청음 영역보다 큰 주파수를 갖는 소리의 일종으로, 세척장치, 융착기 등의 산업용기계, 비파괴검사기 등의 산업용 설비진단장치, SONAR, 어군탐지기 등의 수중정보통신장치, 의료장치 등에 다양하게 활용되고 있다.Ultrasound is a kind of sound that is clearly distinguished from electromagnetic waves, which are high-frequency vibration energy such as radio waves, and has a frequency greater than that of the audible sound region. It is widely used in underwater information communication devices, medical devices, and the like.

특히, 초음파 세척장치는, 초음파의 캐비테이션 효과 및 입자가속도효과를 세정에 이용한 장치로서, 강력한 입자제거력, 분산효과, 비접촉 세척, 동시 양면 세척, 세제 반응 촉진, 좁은 공간에서의 높은 침투력 등의 장점으로 인해 다양한 형태와 방식으로 기술개발이 이루어지고 있는 실정이다.In particular, the ultrasonic cleaning device is a device that uses the cavitation effect and particle acceleration effect of the ultrasonic wave for cleaning, with the advantages of strong particle removal force, dispersion effect, non-contact cleaning, simultaneous double-sided cleaning, detergent reaction, high penetration in a narrow space, etc. As a result, technology development is being carried out in various forms and ways.

초음파 세척장치와 관련한 선행기술로서 대한민국공개특허 제 특1997-000903호(공개일: 1998년 10월 15일)는 다중 발진 초음파 세정장치에 대한 기술을 개시하고 있다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 1997-000903 (published: October 15, 1998) discloses a technology for a multi-oscillation ultrasonic cleaning device as a related art related to an ultrasonic cleaning device.

본 선행기술은, 수조 내에 포함된 세정액에 초음파를 제공하는 초음파 발진 유니트로서, 상기 수조에 설치되고 각각이 하나 이상의 초음파 진동자를 포함하는 다수개의 진동자 그룹과, 각각이 적어도 하나의 진동자 그룹을 발진시키는 복수개의 발진기와, 상기 발진기를 온오프 제어하는 제어기를 포함하고 있다.The present prior art is an ultrasonic oscillation unit for providing ultrasonic waves to a cleaning liquid contained in a water tank, the ultrasonic oscillation unit being installed in the water tank and each including one or more ultrasonic oscillators, and each oscillating at least one oscillator group. A plurality of oscillators and a controller for controlling the oscillator on and off.

이와 같이 구성된 다중 발진 초음파 세정장치는 진동판을 내부 세정조의 하부면에만 장착하는 것이 아니라 내부 세정조의 좌우측에도 장착하여 진동의 발생이 웨이퍼의 하부 및 웨이퍼의 좌우측에서도 일어나도록 하고 그 결과 향상된 세정 효과를 달성할 수 있고, 진동의 전달이 직/간접적으로 수행됨으로써 세정 효과를 극대화할 수 있으며, 측면에서 진동하는 추가 진동판을 구비함으로써, 내부 세정조의 하단부에 형성되는 진동판의 조립이 용이하도록 하는 장점이 있다.The multi-oscillation ultrasonic cleaning device configured as described above is not only mounted on the lower surface of the inner cleaning tank but also on the left and right sides of the inner cleaning tank, so that vibration is generated on the lower side of the wafer and the left and right sides of the wafer, thereby achieving an improved cleaning effect. It is possible to maximize the cleaning effect by performing the transmission of vibration directly or indirectly, and by providing an additional diaphragm vibrating from the side, there is an advantage to facilitate the assembly of the diaphragm formed in the lower end of the inner cleaning tank.

그러나 이러한 선행기술은, 제1 내지 제3 초음파 발생부와 진동판를 개별적으로 구비하여 서로 다른 주파수의 초음파 즉, 저주파수(30kHz)와 임의의 고주파수(1MHz)를 함께 발생시킴으로써 피세척물을 세정한다는 단순 설명만을 하고 있을 뿐, 주파수의 변동이나 구조적 배치에 따라 세정효과의 균일성과 강약이 극명하게 달라지는 문제와, 서로 다른 주파수의 초음파 간 싱크의 불일치로 큰 소음과 음압의 불균일 및 진동판에 심한 침식이 발생하는 등의 문제를 간과하고 있어 이에 대한 명확한 개선이나 개량이 필요한 실정이다.However, this prior art is provided with the first to third ultrasonic generators and the diaphragm individually to generate the ultrasonic waves of different frequencies, that is, the low frequency (30 kHz) and an arbitrary high frequency (1 MHz) together to clean the object to be cleaned The problem is that the uniformity and strength of the cleaning effect are dramatically changed according to the frequency fluctuations or structural arrangements, and the inconsistency of the sinks between the ultrasonic waves at different frequencies and the large noise and sound pressure irregularity and severe erosion of the diaphragm are caused. Overlooking such problems, it is necessary to clearly improve or improve this situation.

대한민국공개특허 제 특1997-000903호(공개일: 1998년 10월 15일)Korean Patent Publication No. 1997-000903 (Published: October 15, 1998)

본 발명의 목적은, 열을 이루며 배치된 다수의 진동자를 통해 기본파와 고조파 관계에 해당하는 초음파가 동일 위상 상태로 진동판에서 세척조 내부를 향해 각각 동시에 발생되게 하여 세척조 내 음압(音壓)의 불안정한 증폭(소멸)을 최소화함으로써, 낮은 주파수에 의한 큰 오염입자의 제거와 높은 주파수에 의한 작은 오염입자의 제거가 동시적이고 균일하게 이루어지도록 한 다중 주파수 동시 구동형 멀티진동자 기반 초음파세척장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to unstable amplification of the sound pressure in the cleaning tank by causing the ultrasonic waves corresponding to the fundamental and harmonic relations to be simultaneously generated from the diaphragm in the same phase state through a plurality of vibrators arranged in a row at the same time. By minimizing (dissipation), it is to provide a multi-frequency simultaneous drive multi-vibrator-based ultrasonic cleaning device which allows simultaneous and uniform removal of large contaminants by low frequency and small contaminants by high frequency.

상기의 목적은, 피세척물과 세척액을 내부에 수용하고, 일면을 구성하는 진동판을 통해 내부로 전달되는 초음파에너지에 의해 피세척물을 세정하는 세척조; 상기 진동판의 바깥면에 각각 이격설치되어 기본주파수를 갖는 제1 초음파를 발생시키는 다수의 제1 진동자; 상기 제1 진동자 사이에 각각 이격설치되어 상기 제1 초음파에 대한 관계에서 기수배의 고조파에 해당하는 제2 초음파를 발생시키는 다수의 제2 진동자; 및 상기 제1,2 진동자가 각각 제1,2 초음파를 동시에 생성하도록, 상기 제1,2 진동자 각각에 소정의 제어전원을 개별적으로 인가하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 동시 구동형 멀티진동자 기반 초음파세척장치에 의해 달성된다.The object of the above, the washing tank for receiving the cleaning object and the cleaning liquid therein, and cleaning the object to be cleaned by ultrasonic energy transmitted to the inside through a diaphragm constituting one surface; A plurality of first oscillators spaced apart from each other on the outer surface of the diaphragm to generate first ultrasonic waves having a fundamental frequency; A plurality of second vibrators spaced apart from each other between the first vibrators to generate second ultrasonic waves corresponding to radix harmonics in relation to the first ultrasonic waves; And a control unit for individually applying a predetermined control power to each of the first and second vibrators so that the first and second vibrators simultaneously generate the first and second ultrasonic waves, respectively. Achieved by a vibrator-based ultrasonic cleaner.

상기 제1 진동자와 상기 제2 진동자는, 15kHz 내지 100kHz의 기본주파수를 갖는 동일한 볼트 체결형 란즈방 진동자(BLT)로 이루어져 상기 진동판을 기준으로 동일 위상의 상기 제1 초음파와 상기 제2 초음파를 각각 발생시킬 수 있다.The first vibrator and the second vibrator may be configured of the same bolted-type lanceian vibrator (BLT) having a fundamental frequency of 15 kHz to 100 kHz, respectively, for the first and second ultrasonic waves having the same phase with respect to the diaphragm. Can be generated.

상기 제1 진동자와 상기 제2 진동자는, 서로 교대로 열을 이루며 상기 진동판에 대하여 대각선 방향으로 병렬배치되고, 상기 제어부와 각각 분리배선되어 소정의 제어전원을 개별적으로 인가받을 수 있다.The first vibrator and the second vibrator may be alternately arranged in a row in parallel to each other in a diagonal direction with respect to the diaphragm, and may be separately wired with the controller to receive a predetermined control power separately.

상기 제어부는, 상기 제1 진동자가 기본주파수에 대하여 제3 고조파 주파수 성분을 갖는 상기 제1 초음파를 발생시키고, 동시에 상기 제2 진동자가 기본주파수에 대하여 제5 고조파 주파수 성분을 갖는 상기 제2 초음파를 발생시키도록, 상기 제1,2 진동자 각각에 소정의 제어전원을 개별적으로 인가할 수 있다.The control unit is configured to generate the first ultrasonic wave having the third harmonic frequency component with respect to the fundamental frequency of the first vibrator, and simultaneously generate the second ultrasonic wave having the fifth harmonic frequency component with respect to the fundamental frequency. In order to generate it, a predetermined control power may be individually applied to each of the first and second vibrators.

상기 초음파세척장치는, 상기 진동판의 바깥면에서 상기 제1 진동자, 상기 제2 진동자와 함께 열을 이루며 교대로 이격설치되어 제3 초음파를 발생시키는 다수의 제3 진동자를 더 포함하고, 상기 제1 초음파, 상기 제2 초음파 및 상기 제3 초음파는, 각각 기본파, 제3 고조파 및 제5 고조파의 관계로 이루어질 수 있다.The ultrasonic cleaning apparatus further includes a plurality of third vibrators that are alternately spaced apart from each other in a row with the first vibrator and the second vibrator on an outer surface of the diaphragm to generate a third ultrasonic wave. The ultrasonic wave, the second ultrasonic wave, and the third ultrasonic wave may be formed in a relationship of fundamental wave, third harmonic wave, and fifth harmonic wave, respectively.

상기 제어부는, 상기 제1 진동자와 상기 2 진동자가 일정한 시간간격을 두고 상기 제1 초음파와 상기 제2 초음파를 각각 교대로 발생시키도록, 소정의 제어전원을 상기 1,2 진동자에 인가할 수 있다.The controller may apply a predetermined control power to the first and second vibrators so that the first and second vibrators alternately generate the first and second ultrasonic waves at predetermined time intervals, respectively. .

상기 초음파세척장치는, 상기 세척조 내에 피세척물이 안착되는 위치에서의 음압상태를 감지하기 위해, 상기 세척조 일측에 구비되는 적어도 하나 이상의 음압측정기를 더 포함할 수 있다.The ultrasonic cleaning apparatus may further include at least one sound pressure measuring device provided at one side of the washing tank to detect a sound pressure state at a position where the object to be cleaned is placed in the washing tank.

상기 제어부는, 상기 음압측정기를 통해 감지된 음압상태 정보에 기초하여 상기 제1,2 진동자에 개별적으로 인가되는 소정의 제어전원을 가변시킬 수 있다.The controller may vary a predetermined control power separately applied to the first and second vibrators based on sound pressure state information detected by the sound pressure gauge.

본 발명에 의하면, 진동판에 교대로 이격배치된 상태로 소정의 제어전원을 개별적으로 인가받아 기본파와 고조파 관계에 해당하는 초음파를 동일 위상 상태로 진동판에서 세척조 내부를 향해 각각 동시에 발생시키는 다수의 제1,2 진동자가 마련됨으로 인해 세척조 내 음압(音壓)의 불안정한 증폭(소멸)이 최소화됨에 따라 피세척물에 대하여 세정작용을 하는 초음파에너지의 무작위성이 증대될 수 있고, 정재파 현상이 근본적으로 감소 내지 제거될 수 있다.According to the present invention, a plurality of first generating the ultrasonic wave corresponding to the fundamental wave and harmonic relationship by generating a predetermined control power separately while being alternately spaced on the diaphragm to simultaneously generate the ultrasonic waves corresponding to the fundamental wave and harmonics from the diaphragm toward the inside of the washing tank. , 2 The oscillator is provided to minimize the unstable amplification (dissipation) of the sound pressure in the washing tank can increase the randomness of the ultrasonic energy to clean the cleaning object, the standing wave phenomenon is fundamentally reduced to Can be removed.

이로 인해 낮은 주파수에 의한 큰 오염입자의 제거와 높은 주파수에 의한 작은 오염입자의 제거가 동시적이고 균일하게 이루어질 수 있어, 피세척물에 대한 효과적인 세정이 가능해 진다.As a result, the removal of large contaminants by low frequency and the removal of small contaminants by high frequency can be performed simultaneously and uniformly, thus enabling effective cleaning of the cleansed object.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 주파수 동시 구동형 멀티진동자 기반 초음파세척장치를 개략적으로 도식화한 사시도이다.
도 2는 도 1의 종단면도이다.
도 3은 도 1의 저면도이다.
도 4a는 도 1에 따른 초음파세척장치에서 생성되는 제1,2 초음파의 위상 관계를 도시한 도면이다.
도 4b는 도 1에 의한 방식(c)과 단주파 방식(a)(b)에서 발생하게 되는 캐비테이션 현상의 분포를 각각 간략하게 도식화하여 비교한 도면이다.
도 5는 도 1에 의한 방식(c)과 단주파 방식(a)(b)에서 발생하게 되는 호일 천공 상태를 각각 촬영한 사진이다.
도 6은 도 1에 의한 방식(c)과 단주파 방식(a)(b)에서 측정된 초음파에너지의 압력분포 및 세기를 각각 표시한 사진이다.
도 7은 제1 주파수와 제2 주파수를 갖는 초음파를 본 발명에 따른 제1,2 진동자를 통해 각각 교대로 발생시킨 경우, 측정된 초음파에너지의 압력분포 및 세기를 표시한 사진이다.1 is a schematic perspective view of a multi-frequency simultaneous driven multi-vibrator-based ultrasonic cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a longitudinal cross-sectional view of FIG. 1.
3 is a bottom view of FIG. 1.
4A is a diagram illustrating a phase relationship between first and second ultrasonic waves generated by the ultrasonic cleaning apparatus according to FIG. 1.
FIG. 4B is a diagram schematically illustrating the distribution of cavitation phenomena generated in the scheme (c) and the short frequency scheme (a) and (b) of FIG. 1, respectively.
FIG. 5 is a photograph of foil perforation states generated in the method (c) and the short frequency method (a) and (b) of FIG. 1, respectively.
FIG. 6 is a photograph showing pressure distribution and intensity of ultrasonic energy measured in the method (c) and the short frequency method (a) and (b) of FIG. 1, respectively.
7 is a photograph showing the pressure distribution and the intensity of the ultrasonic energy measured when the ultrasonic waves having the first frequency and the second frequency are alternately generated through the first and second vibrators according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in the following description of the present invention, descriptions of already known functions or configurations will be omitted to clarify the gist of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 주파수 동시 구동형 멀티진동자 기반 초음파세척장치를 개략적으로 도식화한 사시도이고, 도 2는 도 1의 종단면도이고, 도 3은 도 1의 저면도이고, 도 4a는 도 1에 따른 초음파세척장치에서 생성되는 제1,2 초음파의 위상 관계를 도시한 도면이고, 도 4b는 도 1에 의한 방식(c)과 단주파 방식(a)(b)에서 발생하게 되는 캐비테이션 현상의 분포를 각각 간략하게 도식화하여 비교한 도면이고, 도 5는 도 1에 의한 방식(c)과 단주파 방식(a)(b)에서 발생하게 되는 호일 천공 상태를 각각 촬영한 사진이고, 도 6은 도 1에 의한 방식(c)과 단주파 방식(a)(b)에서 측정된 초음파에너지의 압력분포 및 세기를 각각 표시한 사진이고, 도 7은 제1 주파수와 제2 주파수를 갖는 초음파를 본 발명에 따른 제1,2 진동자를 통해 각각 교대로 발생시킨 경우, 측정된 초음파에너지의 압력분포 및 세기를 표시한 사진이다.1 is a perspective view schematically illustrating a multi-frequency simultaneous driven multi-vibrator-based ultrasonic cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of FIG. 1, FIG. 3 is a bottom view of FIG. 1, and FIG. 4A is a view showing the phase relationship of the first and second ultrasonic waves generated by the ultrasonic cleaning device according to FIG. 1, and FIG. 4B is a diagram illustrating the phase relationship between the method (c) and the short frequency method (a) and (b) of FIG. FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a distribution of cavitation phenomena, and FIG. 5 is a photograph of foil perforation states generated in the method (c) and the short frequency method (a) and (b) of FIG. 1, respectively. 6 is a photograph showing pressure distribution and intensity of ultrasonic energy measured in the method (c) and the short frequency method (a) and (b) of FIG. 1, respectively, and FIG. 7 shows the first frequency and the second frequency. The ultrasonic waves are alternately generated through the first and second vibrators according to the present invention. Wu, is a display of the measured pressure distribution and intensity ultrasound energy pictures.

발명의 설명 및 청구범위 등에서 방향을 지칭하는 상(위쪽), 하(아래쪽), 좌우(옆쪽 또는 측방), 전(정,앞쪽), 후(배,뒤쪽) 등은 권리의 한정의 용도가 아닌 설명의 편의를 위해서 도면 및 구성간의 상대적 위치를 기준으로 정한 것으로, 이하에서 설명되는 각 방향은 이와 다르게 특별히 한정하는 경우를 제외하고, 이에 기초한 것이다.Top (bottom), bottom (bottom), left and right (side or side), front (front, front), rear (fold, back), etc., which refer to directions in the description of the invention and claims, etc., are not intended to limit rights. For convenience of description, the relative positions between the drawings and the configurations are determined based on the relative positions between the drawings and the configurations.

본 발명에 따른 다중 주파수 동시 구동형 멀티진동자 기반 초음파세척장치(100)는, 주기적으로 피세척물에 대한 세정 불량과 표면 손상을 초래하는 정재파 현상(Standing wave Problem)을 근본적으로 제거함은 물론, 세척조(110) 내에서 초음파 상호 간의 간섭으로 인해 초래되는 음압(音壓)의 불안정한 증폭(소멸)을 최소화기 위해 안출된 발명으로, 이를 통해 피세척물에 대하여 세정작용을 하는 초음파에너지의 무작위성이 증대됨에 따라 피세척물 표면에 부착된 오염물에 대한 균일하고 효과적인 세정이 이루어질 수 있게 된다.The multi-frequency simultaneous driven multi-vibrator-based ultrasonic cleaning apparatus 100 according to the present invention fundamentally eliminates standing wave problems that cause cleaning failures and surface damages on the objects to be cleaned periodically. The invention is devised to minimize the unstable amplification (dissipation) of sound pressure caused by the mutual interference of ultrasonic waves within 110, thereby increasing the randomness of the ultrasonic energy to clean the object to be cleaned. As a result, uniform and effective cleaning of contaminants adhering to the surface of the object to be cleaned can be achieved.

여기서 정재파 현상이란, 세척조(110) 내에서 전파된 초음파가 세척액(W)의 표면 등에서 반사되면서 대략 1/4 파장마다 에너지 분포가 소멸(또는 강화)되는 현상으로, 저주파수(대략 15kHz 내지 100kHz)의 초음파를 단주파 방식(단일 주파수의 초음파만을 이용한 방식)으로 초음파 세정에 이용하는 경우 주로 발생하여 피세척물 표면의 불균일한 세정을 초래하게 된다.(도 4b의 (a), 도 5의 (a) 및 도 6의 (a) 참조)Here, the standing wave phenomenon refers to a phenomenon in which the energy distribution disappears (or strengthens) at approximately 1/4 wavelengths while the ultrasonic waves propagated in the washing tank 110 are reflected from the surface of the washing liquid W, and at a low frequency (about 15 kHz to 100 kHz). When ultrasonic waves are used for ultrasonic cleaning in a short frequency method (only using a single frequency ultrasonic wave), they are mainly generated, resulting in non-uniform cleaning of the surface of the object to be cleaned. (FIG. 4B (a) and FIG. 5A). And (a) of FIG. 6)

위와 같은 기능 내지 작용을 구현하기 위해, 본 발명의 실시예에서는 진동판(112)을 기준으로 기본파와 고조파 관계에 해당하는 초음파를 동시에 개별 생성하는 다수의 제1,2 진동자(120,130)를 소정의 배치 내지 배열로 설치하게 된다.In order to implement the above functions or actions, in the embodiment of the present invention, a plurality of first and second vibrators 120 and 130 that simultaneously generate an ultrasonic wave corresponding to a fundamental wave and a harmonic relationship based on the diaphragm 112 are arranged in a predetermined manner. To install in an array.

구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 멀티진동자 기반 초음파세척장치(100)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 세척조(110), 제1 진동자(120), 제2 진동자(130), 제어부(140) 및 음압측정기(150) 등을 포함하여 구성될 수 있다.Specifically, the multi-vibrator-based ultrasonic cleaning device 100 according to an embodiment of the present invention, as shown in Figures 1 to 3, the washing tank 110, the first vibrator 120, the second vibrator 130 , The controller 140 and the sound pressure gauge 150 may be configured.

이하에서는 상술한 각 구성들에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, each configuration described above will be described in detail.

먼저, 세척조(110)는, 피세척물과 세척액(W)을 내부에 수용하고, 일면을 구성하는 진동판(112)을 통해 내부로 전달되는 초음파에너지로 피세척물에 부착된 오염물을 세정하는 구성요소로서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상방이 개구된 형태로 내부에 수용공간을 갖는 사각통 형상으로 제작될 수 있고, 이와 달리 원통, 타원통 형상으로 제작될 수도 있다.First, the washing tank 110 is configured to accommodate the cleaning object and the washing liquid (W) therein, and to clean the contaminants attached to the cleaning object by ultrasonic energy transmitted to the inside through the diaphragm 112 constituting one surface. As an element, as shown in Figures 1 to 3, it can be manufactured in a rectangular cylindrical shape having a receiving space therein in the form of the upper opening, otherwise it may be manufactured in a cylindrical, elliptic cylindrical shape.

이때, 세척조(110)의 일면 중 바닥면이 초음파에너지를 세척조(110)의 내부로 전달하는 진동판(112)일 수 있다. 다만, 필요에 따라서는 세척조(110)의 측면(둘레면)이나 세척조(110)의 측면 및 바닥면 모두가 진동판(112)으로 구성될 수도 있음은 물론이다.At this time, the bottom surface of one surface of the washing tank 110 may be a diaphragm 112 for transmitting the ultrasonic energy to the inside of the washing tank (110). However, if necessary, the side surface (circumferential surface) of the cleaning tank 110 or both the side and bottom surface of the cleaning tank 110 may be configured of the diaphragm 112, of course.

세척조(110)는 세척액(W)에 의한 부식 방지와 제거된 오염물의 부착 방지를 위해 스테인리스로 제작하는 것이 바람직하고, 특히 진동판(112)의 경우에는 초음파에너지의 더욱 효과적인 전달을 위해 티타늄을 소재로 하여 제작될 수도 있다.The cleaning tank 110 is preferably made of stainless steel to prevent corrosion by the cleaning liquid (W) and adhesion of the removed contaminants. Particularly, in the case of the diaphragm 112, titanium is used as a material for more effective transmission of ultrasonic energy. It may be produced by.

제1 진동자(120)는, 진동판(112)의 바깥면에 각각 이격설치되어 기본주파수를 갖는 제1 초음파(UW1)를 발생시키는 구성요소로서, 도 1 내지 도 4a에 도시된 바와 같이, 다수 개가 열을 이루며 병렬배치된 상태로 에폭시접착제에 의해 진동판(112)에 결합될 수 있다.The first vibrator 120 is a component for generating the first ultrasound (UW1) having a fundamental frequency, respectively installed on the outer surface of the diaphragm 112, as shown in Figures 1 to 4a, It may be coupled to the diaphragm 112 by the epoxy adhesive in a state arranged in parallel in a row.

이러한 제1 진동자(120)는, 초음파를 발생시키는 여러 형태의 진동자 중에서 다양한 주파수대로 제조가 용이하고, 기계적으로 견고하며 안정성과 전기-음파 에너지 변환 효율이 우수할 뿐만 아니라 작은 열손실과, 고출력의 진폭이 가능한 볼트 체결형 란즈방 진동자(BLT:Bolt-clamped Langevin Transducer)로 구성될 수 있다.The first vibrator 120 is easy to manufacture at various frequencies among the various types of vibrators that generate ultrasonic waves, is mechanically robust, has excellent stability and electro-acoustic energy conversion efficiency, as well as small heat loss and high power. It can be configured as a bolt-clamped Langevin Transducer (BLT) capable of amplitude.

여기서 일반적인 볼트 체결형 란즈방 진동자(BLT)는, 서로 겹치도록 배치되어 전기적으로 병렬연결되는 링타입의 압전소자(P) 한 쌍과, 한 쌍의 압전소자(P) 상단과 하단에 각각 구비되어 볼트에 의해 체결되는 금속블록으로 구성된다.Here, the general bolted type lanceian vibrator (BLT) is disposed on the upper and lower ends of a pair of piezoelectric elements (P) of the ring type arranged in parallel to each other and electrically connected in parallel, a pair of piezoelectric elements (P). It consists of a metal block fastened by bolts.

압전소자(P)는 후술할 제어부(140)에 의해 인가된 제어전원 즉, 전기에너지를 기계적인 진동에너지로 변환하는 소자로서, 정격의 제어전원 인가시 구동되는 주파수(진동수)인 기본주파수는 단순히 압전소자(P) 자체의 공진 주파수로 결정되는 것이 아니라 일체로 조립된 란즈방 진동자(BLT)의 재질, 크기, 형상, 제작방식 등 여러 요인에 따라 결정된다.The piezoelectric element P is a device for converting control power applied by the control unit 140 to be described later, that is, electrical energy into mechanical vibration energy, and a basic frequency, which is a frequency (frequency) driven when a control power of rated power is applied, is simply It is not determined by the resonant frequency of the piezoelectric element P itself, but is determined by various factors such as the material, size, shape, and fabrication method of the integrated Lanzbang vibrator BLT.

이러한 볼트 체결형 란즈방 진동자(BLT)는, 저주파에서 고주파까지 다양하게 규격화된 기본주파수를 갖는 제품으로 제조될 수 있지만, 본 발명의 실시예에 따른 제1 진동자(120)는 15kHz 내지 100kHz 범위의 기본주파수를 갖는 규격화된 볼트 체결형 란즈방 진동자(BLT)로 구성될 수 있다.The bolt-mounted lance bang vibrator (BLT), but can be made of a product having a standardized frequency from low frequency to high frequency, the first vibrator 120 according to an embodiment of the present invention is in the range of 15kHz to 100kHz It can be composed of a standardized bolted lanyard laser (BLT) having a fundamental frequency.

위의 범위 내에서 선택되어 규격화된 란즈방 진동자(BLT)에 의해 발생되는 기본주파수를 갖는 제1 초음파(UW1)는, 후술할 제2 초음파(UW3 또는 UW5)(UW3 또는 UW5)처럼 제어부(140)에 의해 변조된 제어전원을 인가받아 발생하는 것이 아니라 정격의 제어전원을 인가받아 발생하게 된다.The first ultrasonic wave UW1 having a fundamental frequency generated by the selected Lanzbang vibrator BLT within the above range is controlled like the second ultrasonic wave UW3 or UW5 (UW3 or UW5), which will be described later. Rather than being generated by the control power modulated by), it is generated by being supplied with the rated control power.

상술한 바와 같은 제1 진동자(120)의 배치는, 세척조(110)의 형상에 따라 배치 방식이 다양하게 변경될 수 있다. 다만, 도 3에 도시된 실시예와 같이, 사각통 형상인 경우 세척조(110)의 측면에 대하여 대각선 방향으로 열을 이루며 병렬배치될 수 있고, 이와 달리 세척조(110)의 측면에 대하여 나란(평행)하게 열을 이루며 병렬배치될 수도 있다.The arrangement of the first vibrator 120 as described above may be changed in various ways depending on the shape of the cleaning tank (110). However, as shown in the embodiment shown in Figure 3, in the case of a rectangular cylinder shape can be arranged in parallel in a row in a diagonal direction with respect to the side of the washing tank 110, otherwise (parallel to the side of the washing tank 110) It may be arranged in parallel in parallel.

반면에 제2 진동자(130)는, 진동판(112)의 바깥면에서 상술한 제1 진동자(120) 사이에 각각 이격설치되어 제1 초음파(UW1)에 대한 관계에서 기수배의 고조파에 해당하는 제2 초음파(UW3 또는 UW5)를 발생시키는 구성요소로서, 도 1 내지 도 4a에 도시된 바와 같이, 다수 개가 제1 진동자(120) 사이에서 열을 이루며 배치된 상태로 에폭시접착제에 의해 진동판(112)에 결합될 수 있다.On the other hand, the second vibrator 130 is installed between the above-mentioned first vibrator 120 on the outer surface of the diaphragm 112 to correspond to the odd harmonics in the relation to the first ultrasonic wave UW1, respectively. 2 is a component for generating an ultrasonic wave (UW3 or UW5), as shown in Figures 1 to 4a, a plurality of diaphragm 112 by the epoxy adhesive in a state arranged in a row between the first vibrator 120 Can be coupled to.

본 발명의 실시예에 따른 제2 진동자(130)는, 상술한 제1 진동자(120)와 마찬가지로 15kHz 내지 100kHz 범위의 기본주파수를 갖는 규격화된 볼트 체결형 란즈방 진동자(BLT)로 구성될 수 있다.The second vibrator 130 according to the embodiment of the present invention, like the above-described first vibrator 120 may be composed of a standardized bolted type lansbang vibrator (BLT) having a fundamental frequency in the range of 15 kHz to 100 kHz. .

이때, 위의 범위 내에서 선택되어 규격화된 란즈방 진동자(BLT)에 의해 발생되는 제2 초음파(UW3 또는 UW5)는, 상술한 제1 초음파(UW1)처럼 규격화된 기본주파수 그 자체(일례로, 35kHz)가 아닌 기본주파수에 대하여 대략 기수배(3,5,7…)에 해당하는 주파수(일례로, 105kHz 또는 175kHz)를 갖는 초음파일 수 있다.At this time, the second ultrasonic wave UW3 or UW5 generated by the Lansbang vibrator BLT selected and standardized within the above range is the standardized frequency itself (for example, as the first ultrasonic wave UW1 described above). It may be an ultrasonic wave having a frequency (for example, 105 kHz or 175 kHz) corresponding to a fundamental multiple (3, 5, 7 ...) with respect to a fundamental frequency other than 35 kHz).

즉, 상술한 제1 진동자(120)로부터 발생되는 제1 초음파(UW1)와 제2 진동자(130)로부터 발생되는 제2 초음파(UW3 또는 UW5)는, 각각 기본파와 기수배의 고조파(harmonics, 제3 고조파, 제5 고조파 등) 관계를 이루며 도 4a에 도시된 바와 같이 발생하게 된다.That is, the first ultrasonic wave UW1 generated from the first vibrator 120 and the second ultrasonic wave UW3 or UW5 generated from the second vibrator 130 are harmonics of fundamental and odd multiples, respectively. Third harmonic, fifth harmonic, etc.), as shown in FIG. 4A.

여기서 제2 초음파(UW3 또는 UW5)를 기본주파수(일례로 35kHz)의 제1 초음파(UW1)에 대하여 기수배의 고조파(일례로 105kHz 또는 175kHz)로 특별히 제한한 이유는, 위와 같은 관계의 초음파가 동시에 발생되는 경우이어야 간섭 등에 의한 과도한 음압의 불균일이나 불안정한 증폭(소멸)이 최소화될 수 있고, 진동판(112)을 기준으로 각각 동일 위상의 제1,2 초음파(UW1,UW3 또는 UW5)가 발생되며 세척조(110) 내에서 각각의 파형 특성(마디(node)와 배(antinode))을 일정하게 유지한 상태로 전파될 수 있기 때문이다.Here, the reason why the second ultrasonic wave UW3 or UW5 is specifically limited to harmonics (eg 105 kHz or 175 kHz) of the fundamental multiple with respect to the first ultrasonic wave UW1 of the fundamental frequency (for example, 35 kHz) is because Only when it occurs at the same time can be minimized uneven or unstable amplification (extinction) of excessive sound pressure due to interference, etc., the first and second ultrasonic waves (UW1, UW3 or UW5) of the same phase, respectively, based on the diaphragm 112 This is because each wave characteristic (node and antinode) can be propagated in the washing tank 110 in a constant state.

이로 인해 기본파에 해당하는 기본주파수의 제1 초음파(UW1)는 도 4b의 (a)처럼 크기가 큰 캐비테이션(cavitation)을 독립적으로 형성하는 한편, 기수배의 고조파에 해당하는 제2 초음파(UW3 또는 UW5)는 도 4b의 (b)처럼 크기가 작은 캐비테이션(cavitation)을 독립적으로 형성한 후, 서로 중첩되는 영역에서 간섭(Interference)되어 일관성 있는 일정한 파형으로 합성됨으로써 결국, 도 4b의 (c)처럼 서로 다른 캐비테이션의 균일한 혼합이 유도될 수 있게 된다.As a result, the first ultrasonic wave UW1 of the fundamental frequency corresponding to the fundamental wave independently forms a large cavitation as shown in FIG. 4B, and the second ultrasonic wave UW3 corresponding to the odd harmonics. Alternatively, UW5) independently forms small cavitation as shown in (b) of FIG. 4B, and then synthesizes a consistent and consistent waveform by interfering with each other in a region overlapping with each other. As such, uniform mixing of different cavitations can be induced.

결국, 개별적 위치에서 각각 발생된 제1,2 초음파(UW1,UW3 또는 UW5)로 인해 서로 다른 크기(세기)로 개별형성된 캐비테이션(cavitation, 초음파에너지가 세척액(W)을 매질로 하여 빠르게 전파될 때 발생하는 압력의 변화에 따라 기화된 공동(기포)이 순간적으로 붕괴되며 충격력을 발생시키는 현상)은, 세척조(110) 내부 전체에 걸쳐 무작위적으로 분산되며 균일하게 분포될 수 있다.As a result, when the first and second ultrasonic waves (UW1, UW3, or UW5) generated at the respective positions are cavitation, ultrasonic energy that is individually formed in different sizes (strengths) is rapidly propagated using the cleaning liquid (W) as a medium. The vaporized cavity (bubble) instantaneously collapses and generates an impact force according to the change in pressure generated, may be randomly distributed and uniformly distributed throughout the inside of the washing tank 110.

이렇게 기본주파수의 제1 초음파(UW1)와, 이에 대하여 기수배의 고조파인 제2 초음파(UW3 또는 UW5)가 각각의 특성을 유지하며 개별위치에서 동시에 발생되는 본 발명에 따른 세정방법은, 다음과 같은 문제점들이 있었던 종래의 다중 주파수 세정방법을 진일보하게 개량한 것으로, 이들과 명확하게 구별된다.The cleaning method according to the present invention in which the first ultrasonic wave UW1 of the fundamental frequency and the second ultrasonic wave UW3 or UW5, which are harmonics of radix multiples, maintain their respective characteristics and are simultaneously generated at individual positions, are as follows. It is a further improvement of the conventional multi-frequency cleaning method with the same problems, and is clearly distinguished from these.

즉, 각각 다른 기본주파수를 갖는 진동자를 복수 배열한 후 동시에 각 기본주파수의 초음파를 발생시키는 종래의 세정방법은, 각 기본주파수 간 싱크 불일치, 큰 소음, 과도한 음압의 발생, 진동판(112)의 침식 등이 발생하는 문제가 있었는데, 이는 기본파와 기수배의 고조파를 사용하지 않음으로 인해 기인한 것임을 확인할 수 있다.That is, in the conventional cleaning method of generating a plurality of vibrators having different fundamental frequencies and simultaneously generating ultrasonic waves of each fundamental frequency, sync mismatch between each fundamental frequency, loud noise, excessive sound pressure generation, and erosion of the diaphragm 112 are performed. There was a problem that occurs, etc., it can be confirmed that this is due to the use of the harmonics of the fundamental and base multiples.

또한, 한 종류의 진동자를 복수 배열한 후 기본주파수와 고조파 주파수를(3,5,…) 시간차를 두고 번갈아 스위칭하며 초음파를 발생시키는 종래의 세정방법은, 진동 간 음압의 불균일 등이 발생하는 문제가 있었는데, 이는 기본파와 기수배의 고조파를 동시가 아닌 순차적인 주파수 변조방식을 적용함으로 인해 기인한 것임을 확인할 수 있다.In addition, a conventional cleaning method in which ultrasonic waves are generated by alternately switching a fundamental frequency and a harmonic frequency with a time difference (3, 5, ...) after arranging a plurality of vibrators of one kind, has a problem of uneven sound pressure between vibrations. This can be confirmed that this is due to the application of the sequential frequency modulation method to the harmonics of the fundamental and odd multiples.

또한, 한 종류의 진동자를 복수 배열한 후 진동자로 보내는 제어신호(제어전압) 자체를 합성파 형태로 인가하는 종래 세정방법은, 고조파의 약화, 세척액 높이에 따른 초음파의 강/약부분 발생, 불규칙적인 제어신호 자체의 입력에 따른 진동자 자체의 과도한 발열 및 고출력의 어려움 등이 발생하는 문제가 있었는데, 이는 기본파와 기수배의 고조파의 발생 위치를 명확히 구별하지 않음으로 인해 기인한 것임을 확인할 수 있다.In addition, the conventional cleaning method of applying a control signal (control voltage) itself to the oscillator after arranging a plurality of one type of vibrator in the form of a synthetic wave includes weakening of harmonics, generation of strong / weak portions of ultrasonic waves according to the height of the washing liquid, and irregularities There was a problem that excessive heat generation and high output difficulty of the vibrator itself due to the input of the control signal itself, which is due to the fact that the origin of the harmonics of the fundamental wave and the odd multiple are not clearly distinguished.

이러한 제2 초음파(UW3 또는 UW5)의 주파수 성분인 기수배의 고조파 주파수는, 상술한 제1 진동자(120)와 동일한 기본주파수를 갖는 제2 진동자(130)에 정격의 제어전원이 아닌 변조된 제어전원을 인가함으로써 얻어지게 된다.The harmonic frequency of the radix multiple, which is the frequency component of the second ultrasonic waves UW3 or UW5, is modulated to a second vibrator 130 having the same fundamental frequency as the above-described first vibrator 120, rather than a control power rating rated. It is obtained by applying power.

이때, 기본주파수의 기수배(3,5,7 …)에 해당하는 변조된 고조파 주파수가 제1 진동자(120)와 동일한 제2 진동자(130)를 통해 발진되도록 하기 위해서, 제2 진동자(130)에 인가될 개별화된 제어전원을 정확하게 특정하는 것이 요구되며, 이는 제2 진동자(130)의 전기적 특성을 임피던스 아날라이저를 통해 정확히 확인함으로써 이루어지게 된다. 이러한 과정은 본 기술분야의 당업자에게 용이하게 이루어지는 기술적 사항이므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.At this time, in order to make the modulated harmonic frequency corresponding to the radix (3, 5, 7 ...) of the fundamental frequency oscillated through the same second vibrator 130 as the first vibrator 120, the second vibrator 130 It is required to accurately specify the individualized control power to be applied to, which is done by accurately confirming the electrical characteristics of the second vibrator 130 through an impedance analyzer. Since this process is a technical matter easily made by those skilled in the art, a detailed description thereof will be omitted.

한편, 제2 진동자(130)는, 상술한 제1 진동자(120)와 교대로 배치되는 구조하에서 제1 진동자(120)와 함께 세척조(110)의 형상에 따라 배치 방식이 다양하게 변경될 수 있다.On the other hand, the second vibrator 130 may be changed in various ways depending on the shape of the cleaning tank 110 together with the first vibrator 120 under the structure alternately arranged with the first vibrator 120 described above. .

특히, 세척조(110)가 사각통 형상인 경우 제2 진동자(130)는, 제1 진동자(120)와 교대로 열을 이루며 세척조(110)의 측면에 대하여 나란하게 배치되거나, 도 3에 도시된 실시예와 같이, 제1 진동자(120)와 교대로 열을 이루며 세척조(110)의 측면에 대하여 대각선 방향으로 병렬배치될 수도 있다.In particular, when the washing tank 110 has a rectangular cylinder shape, the second vibrator 130 is arranged side by side with respect to the side of the washing tank 110 alternately with the first vibrator 120, or shown in FIG. As in the embodiment, the first vibrator 120 may be alternately arranged in parallel with respect to the side surface of the washing tank 110.

이때, 제1,2 진동자(120,130)가 서로 교대로 열을 이루도록 설치한 이유는, 제1,2 진동자(120,130)로부터 동시에 상방향 발진된 제1,2 초음파(UW1,UW3 또는 UW5)에 의해 각각 형성되는 크기가 큰 캐비테이션과 작은 캐비테이션이 세척조(110) 내에서 균일한 수준으로 골고루 배치되는 한편, 제1,2 초음파(UW1,UW3 또는 UW5) 간의 간섭이 일정성을 띠며 균일하고 활발하게 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.In this case, the reason why the first and second vibrators 120 and 130 are alternately formed with each other is due to the first and second ultrasonic waves UW1, UW3 or UW5 simultaneously oscillating upward from the first and second vibrators 120 and 130. The large cavitation and the small cavitation are formed evenly and uniformly arranged in the washing tank 110, while the interference between the first and second ultrasonic waves (UW1, UW3 or UW5) is uniform and active. To do so.

그리고 제1,2 진동자(120,130)를 세척조(110)의 측면에 대하여 나란하게 배열하지 않고 대각선 방향을 따라 병렬배치한 이유는, 각각의 위치에서 상방향 발진된 제1,2 초음파(UW1,UW3 또는 UW5) 및 간섭 현상에 의해 합성된 초음파가 전파되면서 세척조(110)의 내부 측면에 대하여 시간차를 두고 순차적으로 반사되도록 하기 위함이다.In addition, the first and second vibrators 120 and 130 are arranged in parallel along the diagonal direction without being arranged side by side with respect to the side of the washing tank 110. The first and second ultrasonic waves UW1 and UW3 oscillated upward at each position are provided. Alternatively, the ultrasonic wave synthesized by the UW5) and the interference phenomenon propagates while being sequentially reflected with respect to the inner side surface of the washing tank 110.

위와 같은 제1,2 진동자(120,130)의 배열과 배치방향으로 인해, 제1,2 진동자(120,130)로부터 서로 다른 주파수로 동시에 상방향으로 발진된 제1,2 초음파(UW1,UW3 또는 UW5)는, 각각의 파형을 일정부분 유지하면서 중첩되는 영역에서는 간섭에 의해 합성 초음파로 변환되는 한편, 세척조(110) 내부 측면에 대하여 시간차를 두고 반사되며 수평방향을 따라 다시 간섭됨에 따라 결국 세척조(110) 내에서는 무작위적인 초음파 합성이 중첩적이고 복합적으로 이루어지게 된다.Due to the arrangement and the arrangement direction of the first and second vibrators 120 and 130 as described above, the first and second ultrasonic waves UW1, UW3 or UW5 simultaneously oscillated upward at different frequencies from the first and second vibrators 120 and 130 are In the overlapping area while maintaining a certain portion of each waveform, the ultrasonic wave is converted to the synthetic ultrasonic wave by interference, while being reflected at a time difference with respect to the inner side of the washing tank 110 and interfering again along the horizontal direction. In the case of random ultrasonic synthesis is overlapping and complex.

이로 인하여 결국, 세척조(110) 내에서 피세척물에 대한 실질적인 세정력을 발휘하게 되는 캐비테이션(cavitation)은, 다양한 크기(세기)로 세분화된 후, 세척조(110) 내부 전체(상하방향 및 수평방향)에 걸쳐 무작위적으로 분산되며 균일하게 분포됨에 따라 특정 위치에서의 표면손상 없이 피세척물 전면에 대하여 강하면서도 균일하고 정밀한 세정력을 제공하게 된다.As a result, the cavitation that exerts substantial cleaning power on the object to be cleaned in the washing tank 110 is subdivided into various sizes (strengths), and then the entire inside (up and down and horizontal directions) of the washing tank 110. Randomly distributed and evenly distributed over, provide a strong, uniform and precise cleaning power to the entire surface of the object to be cleaned without surface damage at a particular location.

본 발명의 실시예에 따른 제1,2 진동자(120,130)로 인해 유발되는 초음파의 세정 효과를 도 4b 내지 도 6에 도시된 시험 결과를 참조하여 간략히 설명하면 다음과 같다.The cleaning effect of the ultrasonic wave caused by the first and second vibrators 120 and 130 according to an exemplary embodiment of the present invention will be briefly described with reference to the test results shown in FIGS. 4B to 6.

도 4b의 (a)에 도시된 바와 같이 주파수가 35kHz인 초음파만이 전파되는 세척조(110) 내에서는, 정재파 현상하에서 해당 진폭과 주파수에 대응하여 크기(충격력의 세기)가 큰 캐비테이션(cavitation)만이 형성되므로, 도 5의 (a)에 나타난 바와 같이 일정한 간격(대략 1/4 파장) 마다 금속호일 상에 천공이 수평열을 이루며 발생하게 된다.As shown in (a) of FIG. 4B, in the washing tank 110 in which only an ultrasonic wave having a frequency of 35 kHz is propagated, only a cavitation having a large magnitude (impact strength) corresponding to the amplitude and frequency under standing wave phenomenon. Since it is formed, as shown in (a) of FIG. 5, perforations are generated in horizontal rows on the metal foil at regular intervals (about 1/4 wavelength).

이러한 금속호일 상의 수평열 형태의 천공은, 도 6의 (a)에 도시된 수평방향의 강하고 불규칙한 압력 분포(녹색 부분, 캐비테이션의 충격력이 큼)를 통해 확인할 수 있고, 아울러 과도하게 작은 압력 분포(파란색 부분, 캐비테이션의 충격력이 작음) 또한 확인할 수 있다.The horizontal row-shaped perforation on the metal foil can be confirmed through the horizontal and strong pressure distribution in the horizontal direction shown in (a) of FIG. 6 (a green portion, the impact force of the cavitation is large), and the excessively small pressure distribution ( The blue part, the impact force of the cavitation is small) can also be seen.

그리고 도 4b의 (b)에 도시된 바와 같이 주파수가 105kHz인 초음파만이 전파되는 세척조(110) 내에서는, 해당 진폭과 주파수에 대응하여 크기(충격력의 세기)가 작은 캐비테이션(cavitation)만이 촘촘하게 형성되므로, 도 5의 (b)에 나타난 바와 같이 금속호일의 표면만이 비교적 균일하게 변형될 뿐이고, 과도한 충격력에 의한 천공은 발생하지 않게 된다.In addition, as shown in (b) of FIG. 4B, only the cavitation having a small size (impact strength) is densely formed in the washing tank 110 in which only an ultrasonic wave having a frequency of 105 kHz is propagated. Therefore, as shown in FIG. 5 (b), only the surface of the metal foil is deformed relatively uniformly, and no puncturing due to excessive impact force occurs.

이러한 금속호일 상의 균일한 변형과 천공의 부재는, 도 6의 (b)에 도시된 균일하고 촘촘한 압력 분포를 통해 확인할 수 있다.The uniform deformation and absence of perforation on the metal foil can be confirmed through the uniform and tight pressure distribution shown in FIG.

그리고 도 4b의 (c)에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 제1,2 진동자(120,130)에 의해 각각 생성된 35kHz(기본파)와 105kHz(고조파)의 제1,2 초음파(UW1,UW3)가 동시에 전파되는 세척조(110) 내에서는, 35kHz의 제1 초음파(UW1)에 의해 크기(충격력의 세기)가 큰 캐비테이션(cavitation)이, 105kHz의 제2 초음파(UW3)에 의해 크기(충격력의 세기)가 작은 캐비테이션(cavitation)이 동시에 형성된다.As shown in (c) of FIG. 4B, the first and second ultrasonic waves UW1 and UW3 of 35 kHz (fundamental wave) and 105 kHz (harmonic wave) generated by the first and second vibrators 120 and 130, respectively, according to the present invention. In the washing tank 110 where the radio waves propagate at the same time, the cavitation having a large magnitude (intensity of impact force) by the first ultrasonic wave UW1 at 35 kHz is larger than the magnitude (intensity of impact force) by the second ultrasonic wave UW3 at 105 kHz. Small cavitation is formed at the same time.

이렇게 형성된 각각의 캐비테이션은 상술한 바와 같은 제1,2 진동자(120,130)의 대각선 방향 교대 배치 구조에 의해 상하방향 및 수평방향에 걸쳐 무작위적으로 분산되며 균일하게 분포되므로, 도 5의 (c)에 나타난 바와 같이 정재파 현상을 확인할 수 없을 정도로 금속호일 전체에 걸쳐 미세하고 균일한 표면 변형과 균일한 분포의 강한 천공이 발생하게 된다.Each cavitation thus formed is randomly distributed and evenly distributed in the vertical and horizontal directions by the diagonal alternating arrangement of the first and second vibrators 120 and 130 as described above, As shown, fine and uniform surface deformation and uniform perforation of the uniform distribution occur throughout the metal foil to the extent that the standing wave phenomenon cannot be confirmed.

이러한 금속호일 상의 미세하고 균일한 표면 변형과 균일한 분포의 강한 천공은, 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 전체적으로 균일하고 강한 압력 분포를 통해 확인할 수 있다.Fine and uniform surface deformation and strong perforation of the uniform distribution on the metal foil, as shown in Figure 6 (c), can be confirmed through the overall uniform and strong pressure distribution.

이상에서 살펴본 바와 같이, 도 4b 내지 도 6에 도시된 시험 결과에 따르면, 본 발명의 실시예는, 저주파인 35kHz의 제1 초음파(UW1)만을 이용한 세정방식이나 고주파인 105kHz의 제2 초음파(UW3)만을 이용한 세정방식에 비해 피세척물에 대하여 강하면서도 균일하고 정밀한 세정력을 제공하게 됨을 알 수 있다.As described above, according to the test results shown in FIGS. 4B to 6, the embodiment of the present invention may be a cleaning method using only the first ultrasonic wave UW1 of 35 kHz, which is a low frequency, or a second ultrasonic wave UU3 of 105 kHz, which is a high frequency. Compared to the cleaning method using only), it can be seen that it provides strong, uniform and precise cleaning power to the object to be cleaned.

이러한 결과는, 본 발명의 실시예가 다양하고 일정한 크기(세기)로 세분화된 캐비테이션(cavitation)을 동시에 생성하면서도 각각의 캐비테이션(cavitation)을 상하방향 및 수평방향에 걸쳐 무작위적으로 균일하게 분산시킴에 따라 초래되는 것임을 상술한 내용으로부터 알 수 있다.This result is that as embodiments of the present invention simultaneously generate cavitation subdivided into various and constant sizes (strengths), the cavitations are distributed uniformly randomly in the vertical and horizontal directions. It can be seen from the above that it is caused.

제어부(140)는, 제1,2 진동자(120,130) 및 후술할 음압측정기(150) 등의 부대 장치와 전기적으로 연결된 상태에서 제1,2 진동자(120,130) 각각에 소정의 제어전원을 개별적으로 인가하여 제1,2 진동자(120,130)가 각각 제1,2 초음파(UW1,UW3 또는 UW5)를 동시에 생성하도록 제어하는 한편, 음압측정기(150) 등의 부대 장치에서 측정된 데이터를 전송받아 처리하는 구성요소로서, MCU(micro controller unit), 마이컴(microcomputer), 아두이노(Arduino) 등과 같은 모듈화된 유닛으로 구현될 수 있다.The controller 140 individually applies a predetermined control power to each of the first and second vibrators 120 and 130 while being electrically connected to an auxiliary device such as the first and second vibrators 120 and 130 and a sound pressure gauge 150 to be described later. To control the first and second vibrators 120 and 130 to simultaneously generate the first and second ultrasounds UW1, UW3 or UW5, respectively, and receive and process data measured by an auxiliary device such as a sound pressure gauge 150. As an element, it may be implemented as a modular unit such as a micro controller unit (MCU), a microcomputer, an Arduino, or the like.

이때, 연결된 각 장치에 제어전원을 인가하고 그 작동을 제어하며 송수신되는 데이터 등을 처리하는 제어부(140)의 일련의 과정은, 모듈화된 유닛을 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, 기계어 등의 프로그래밍 언어로 코딩됨으로써 이루어지게 된다.At this time, a series of processes of the controller 140 for applying a control power to each connected device, controlling its operation, and processing data transmitted and received, such as C, C ++, JAVA, machine language, etc. that can be read through a modular unit This is done by coding in a programming language.

이러한 제어부(140)는, 본 발명에 적용된 동일 규격의 제1 진동자(120) 및 제2 진동자(130)의 전기적(임피던스 등) 특성을 분석한 임피던스 분석결과를 기초로 각각 개별화된 제어전원을 제1,2 진동자(120,130)에 인가하여 기본주파수(일례로, 35kHz)의 제1 초음파(UW1) 및 기본주파수에 대하여 기수배의 고조파 주파수(일례로, 105kHz 또는 175kHz 등) 성분을 갖는 제2 초음파(UW3 또는 UW5) 각각 발진시키게 된다.The control unit 140 generates a control power that is individually individualized based on an impedance analysis result of analyzing the electrical (impedance, etc.) characteristics of the first vibrator 120 and the second vibrator 130 of the same standard applied to the present invention. First and second ultrasonic waves (UW1) having a fundamental frequency (for example, 35 kHz) applied to the first and second vibrators (120,130) and second ultrasonic waves having harmonic frequencies (for example, 105 kHz or 175 kHz, etc.) of a multiple of the fundamental frequency. (UW3 or UW5) will each oscillate.

한편, 제어부(140)는 제1 진동자(120)가 기본주파수(일례로, 35kHz)에 대하여 제3 고조파 주파수(일례로, 105kHz) 성분을 갖는 제1 초음파(UW3)를 발생시키고, 동시에 제2 진동자(130)가 기본주파수(일례로, 35kHz)에 대하여 제5 고조파 주파수(175kHz)) 성분을 갖는 제2 초음파(UW5)를 발생시키는 제어전원을 위의 임피던스 분석결과에 기초하여 각각 개별적으로 인가할 수도 있다.Meanwhile, the controller 140 generates a first ultrasonic wave UW3 having a third harmonic frequency (for example, 105 kHz) with respect to a fundamental frequency (for example, 35 kHz) while the first vibrator 120 generates a second ultrasonic wave. The oscillator 130 separately applies the control power for generating the second ultrasonic wave UW5 having the fifth harmonic frequency (175 kHz) component with respect to the fundamental frequency (for example, 35 kHz) based on the impedance analysis results. You may.

또한, 제어부(140)는, 제1,2 진동자(120,130)가 일정한 시간간격을 두고 기본주파수(일례로, 35kHz)의 제1 초음파(UW1)와 이에 대하여 기수배에 해당하는 고조파 주파수(일례로, 105kHz 또는 175kHz 등)를 갖는 제2 초음파(UW3 또는 UW5)를 각각 교대로 발생시키도록, 소정의 제어전원을 제1,2 진동자(120,130)에 교대로 인가할 수 있다.In addition, the control unit 140, the first and second vibrator (120,130) at a predetermined time interval, the first ultrasonic wave (UW1) of the fundamental frequency (for example, 35kHz) and the harmonic frequency corresponding to the radix multiple (for example) In order to alternately generate second ultrasonic waves UW3 or UW5 having 105 kHz or 175 kHz, respectively, predetermined control powers may be alternately applied to the first and second vibrators 120 and 130.

즉, 제어부(140)는, 도 7에 도시된 바와 같이 제1 진동자(120)가 제1 초음파(UW1, 일례로 35kHz)를 발진하고 제2 진동자(130)가 제2 초음파(UW3 또는 UW5, 일례로 105kHz 또는 175kHz 등)를 발진하도록 제어전원을 각각 인가(도 7의 (a))한 후, 일정한 시간간격(일례로 10분)을 두고, 제1 진동자(120)가 제2 초음파(UW3 또는 UW5, 일례로 105kHz 또는 175kHz 등)를 발진하고 제2 진동자(130)가 제1 초음파(UW1, 일례로 35kHz)를 발진하도록 제어전원을 각각 인가(도 7의 (b))할 수 있는 것이다.That is, as shown in FIG. 7, the control unit 140 oscillates the first ultrasonic wave UW1 (for example, 35 kHz) as shown in FIG. 7, and the second oscillator 130 moves the second ultrasonic wave UW3 or UW5, For example, after the control power is applied to oscillate at 105 kHz or 175 kHz, respectively (Fig. 7 (a)), the first vibrator 120 generates a second ultrasonic wave (UW3) at a predetermined time interval (for example, 10 minutes). Alternatively, a control power source may be applied to generate the UW5 (for example, 105 kHz or 175 kHz), and the second vibrator 130 may oscillate the first ultrasonic wave (UW1, for example, 35 kHz) (Fig. 7 (b)). .

위와 같은 제어부(140)를 통한 교대 방식의 제어전원 인가는, 제1,2 진동자(120,130)로부터 각각 동시에 생성된 제1,2 초음파(UW1,UW3 또는 UW5)로 인해 형성되는 서로 다른 크기의 캐비테이션(cavitation)을 더욱 복잡하고 다양한 형태로 분산시키기 위한 것이다. Alternating control power application through the control unit 140 as described above, cavitation of different sizes formed by the first and second ultrasonic waves (UW1, UW3 or UW5) generated simultaneously from the first and second vibrators (120, 130), respectively. To disperse cavitation into more complex and varied forms.

이러한 캐비테이션(cavitation)에 대한 무작위성의 증대는, 도 7의 (a)의 저압력 분포인 파란점들이 도 7의 (b)의 고압력 분포인 녹색으로 변화된 것을 통해 확인할 수 있듯이, 피세척물에 대한 세정 효과를 더욱 증대하게 된다.The increase in randomness for the cavitation can be seen through the fact that the blue points of the low pressure distribution of FIG. 7 (a) are changed to green, which is the high pressure distribution of FIG. 7 (b). The cleaning effect is further increased.

본 발명의 실시예에 따른 초음파세척장치(100)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 세척조(110)의 내부를 지향한 상태로 세척조(110) 일측에 설치되는 적어도 하나 이상의 음압측정기(150)를 더 포함할 수 있다.Ultrasonic cleaning apparatus 100 according to an embodiment of the present invention, as shown in Figures 1 to 3, at least one sound pressure meter installed on one side of the washing tank 110 in a state facing the inside of the washing tank 110 150 may be further included.

이러한 음압측정기(150)는, 세척조(110) 내에 피세척물이 안착되는 위치에서 세정력을 발휘하게 되는 제1,2 초음파(UW1,UW3 또는 UW5)의 음압상태를 실시간 감지 또는 모니터링하여 초음파 발진의 이상유무를 판별하기 위함이다.The sound pressure measuring instrument 150 detects or monitors the sound pressure state of the first and second ultrasonic waves UW1, UW3 or UW5 in real time to exert cleaning power at the position where the object to be cleaned is placed in the cleaning tank 110. This is to determine the abnormality.

이러한 음압측정기(150)는, 압력과 그 방향을 감지하는 센서와, 피세척물과의 이격거리를 측정하는 거리감지센서로 이루어져 제어부(140)에 음압의 크기 및 방향과 관련된 상태 정보와 감지 거리 정보를 각각 제공하게 된다.The sound pressure measuring unit 150 is composed of a sensor for detecting the pressure and its direction, and a distance sensor for measuring the separation distance between the object and the object, the state information and the sensing distance related to the magnitude and direction of the sound pressure in the controller 140. Information will be provided separately.

이때, 음압측정기(150)와 전기적으로 연결된 제어부(140)는, 해당 음압상태 정보 및 감지 거리 정보에 기초하여 제1,2 진동자(120,130)에 개별적으로 인가되는 소정의 제어전원을 가변시키게 된다.In this case, the controller 140 electrically connected to the sound pressure gauge 150 may vary a predetermined control power separately applied to the first and second vibrators 120 and 130 based on the sound pressure state information and the sensing distance information.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 초음파세척장치(100)는, 세척조(110)의 내부를 지향하도록 설치된 오염감지부(상술한 음압측정기(150)에 대응함)를 더 포함할 수 있는데, 이는 피세척물의 오염물에 흡착처리된 형광물질을 감지하여 제1,2 진동자(120,130)를 효과적으로 구동하기 위함이다.In addition, the ultrasonic cleaning apparatus 100 according to the embodiment of the present invention may further include a contamination detection unit (corresponding to the sound pressure measuring instrument 150 described above) installed to direct the inside of the washing tank 110, which is avoided. This is to effectively drive the first and second vibrators 120 and 130 by sensing the fluorescent material adsorbed on the contaminants of the washing water.

이때, 오염물에 대한 형광물질의 흡착처리는, 세척액(W) 내에 형광물질을 첨가하거나 피세척물을 세척조(110)에 투입하기 전에 피세척물 표면에 형광물질을 분사함으로써 이루어질 수 있다.At this time, the adsorption treatment of the fluorescent material to the contaminant may be made by adding the fluorescent material in the cleaning liquid (W) or by spraying the fluorescent material on the surface of the object to be cleaned before introducing the object to the cleaning tank (110).

이러한 오염감지부는, 형광물질을 감지하는 자외선카메라와, 형광물질이 흡착된 피세척물과의 이격거리를 측정하는 거리감지센서로 이루어져 제어부(140)에 형광물질 감지여부 정보와 감지 거리 정보를 각각 제공하게 된다.The contamination detection unit is composed of an ultraviolet camera for detecting the fluorescent material and a distance sensor for measuring the separation distance between the object to which the fluorescent material is adsorbed, and the controller 140 detects the fluorescent material detection information and the detection distance information, respectively. Will be provided.

이렇게 오염감지부와 전기적으로 연결된 제어부(140)는, 해당 감지여부 정보 및 감지 거리 정보에 기초하여 형광물질에 대응하는 특정 영역에 구비된 제1,2 진동자(120,130)에 소정의 제어전원을 각각 인가하게 된다.The control unit 140 electrically connected to the contamination detection unit supplies predetermined control power to the first and second vibrators 120 and 130 provided in the specific region corresponding to the fluorescent material based on the corresponding detection information and the detection distance information. Will be authorized.

또는, 해당 감지여부 정보 및 감지 거리 정보에 기초하여 제1,2 진동자(120,130)가 교대로 제1 초음파(UW1)와 제2 초음파(UW3 또는 UW5)를 각각 발진하도록 소정의 제어전원을 인가할 수도 있다.Alternatively, a predetermined control power may be applied so that the first and second vibrators 120 and 130 alternately oscillate the first ultrasonic wave UW1 and the second ultrasonic wave UW3 or UW5 based on the detected information and the detected distance information. It may be.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 초음파세척장치(100)는, 진동판(112)의 바깥면에서 제1 진동자(120), 제2 진동자(130)와 함께 열을 이루며 교대로 이격설치되어 제3 초음파(UW5)를 발생시키는 다수의 제3 진동자(미도시)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the ultrasonic cleaning device 100 according to an embodiment of the present invention, in the outer surface of the diaphragm 112, the first vibrator 120 and the second vibrator 130 are alternately spaced and alternately installed to form a third The apparatus may further include a plurality of third vibrators (not shown) for generating the ultrasonic wave UW5.

여기서 제3 진동자는, 상술한 제1,2 진동자(120,130)의 교대 배열 및 배치 방향에 대응하여 추가되는 방식으로 설치될 수 있다.Here, the third vibrator may be installed in a manner in which the third vibrator is added corresponding to the alternating arrangement and the arrangement direction of the first and second vibrators 120 and 130 described above.

제3 진동자로부터 발진되는 제3 초음파(UW5)는, 제1 진동자(120)로부터 발진되는 기본주파수의 제1 초음파(UW1)를 기본파라고 할 때, 제5 고조파 즉, 대략 기본주파수의 5배에 해당하는 고조파 주파수를 갖는 초음파일 수 있다. 이때, 제2 진동자(130)로부터 발진되는 제2 초음파(UW3)는 제3 고조파 즉, 대략 기본주파수의 3배에 해당하는 고조파 주파수를 갖는 초음파일 수 있다.The third ultrasonic wave UW5 oscillated from the third vibrator has a fifth harmonic, that is, approximately five times the fundamental frequency when the first ultrasonic wave UW1 of the fundamental frequency oscillated from the first vibrator 120 is called a fundamental wave. It may be an ultrasonic wave having a harmonic frequency corresponding to. In this case, the second ultrasonic wave UW3 oscillated from the second vibrator 130 may be a third harmonic, that is, an ultrasonic wave having a harmonic frequency corresponding to approximately three times the fundamental frequency.

상술한 바와 같은 제3 초음파(UW5)를 발생시키는 제3 진동자의 추가를 통해, 본 발명은, 캐비테이션(cavitation)을 더욱 다양한 크기로 세분화할 수 있고, 캐비테이션(cavitation)에 대한 무작위성을 더욱 증대할 수 있게 된다.Through the addition of a third vibrator for generating the third ultrasonic wave UW5 as described above, the present invention can subdivide the cavitation to more various sizes and further increase the randomness to the cavitation. It becomes possible.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.While specific embodiments of the invention have been described and illustrated above, it is to be understood that the invention is not limited to the described embodiments, and that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention. It is self-evident to those who have. Therefore, such modifications or variations are not to be understood individually from the technical spirit or point of view of the present invention, the modified embodiments will belong to the claims of the present invention.

P: 압전소자 W: 세척액
UW1: 기본주파수의 초음파
UW3: 제3 고조파 주파수 성분을 갖는 초음파
UW5: 제5 고조파 주파수 성분을 갖는 초음파
100: 다중 주파수 동시 구동형 멀티진동자 기반 초음파세척장치
110: 세척조 112: 진동판
120: 제1 진동자 130: 제2 진동자
140: 제어부 150: 음압측정기P: Piezoelectric element W: Cleaning liquid
UW1: Ultrasound at fundamental frequency
UW3: Ultrasound with Third Harmonic Frequency Component
UW5: Ultrasound with Fifth Harmonic Frequency Component
100: multi-frequency simultaneous driven multi-vibrator-based ultrasonic cleaner
110: washing tank 112: diaphragm
120: first vibrator 130: second vibrator
140: control unit 150: sound pressure meter

Claims (8)

피세척물과 세척액을 내부에 수용하고, 일면을 구성하는 진동판을 통해 내부로 전달되는 초음파에너지에 의해 피세척물을 세정하는 세척조;
상기 진동판의 바깥면에 각각 이격설치되어 기본주파수를 갖는 제1 초음파를 발생시키는 다수의 제1 진동자;
상기 제1 진동자 사이에 각각 이격설치되어 상기 제1 초음파에 대한 관계에서 기수배의 고조파에 해당하는 제2 초음파를 발생시키는 다수의 제2 진동자; 및
상기 제1,2 진동자가 각각 제1,2 초음파를 동시에 생성하도록, 상기 제1,2 진동자 각각에 소정의 제어전원을 개별적으로 인가하는 제어부를 포함하고,
상기 제1 진동자와 상기 제2 진동자는,
15kHz 내지 100kHz의 기본주파수를 갖는 동일한 볼트 체결형 란즈방 진동자(BLT)로 이루어져 상기 진동판을 기준으로 동일 위상의 상기 제1 초음파와 상기 제2 초음파를 각각 발생시키되,
상기 제1 진동자와 상기 제2 진동자는,
서로 교대로 열을 이루며 상기 진동판에 대하여 대각선 방향으로 병렬배치되고, 상기 제어부와 각각 분리배선되어 소정의 제어전원을 개별적으로 인가받고,
초음파세척장치는,
상기 세척조 내에 피세척물이 안착되는 위치에서의 음압상태를 감지하기 위해, 상기 세척조 일측에 구비되는 적어도 하나 이상의 음압측정기; 및
상기 세척조의 내부를 지향하도록 설치되고, 피세척물의 오염물에 흡착처리된 형광물질을 감지하는 자외선카메라와, 형광물질이 흡착된 피세척물과의 이격거리를 측정하는 거리감지센서로 구성되어 상기 제어부에 형광물질 감지여부 정보와 감지 거리 정보를 제공하는 오염감지부를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 음압측정기 또는 상기 오염감지부를 통해 감지된 정보에 기초하여 상기 제1,2 진동자에 개별적으로 인가되는 소정의 제어전원을 가변시키는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 동시 구동형 멀티진동자 기반 초음파세척장치.A washing tank accommodating the objects to be cleaned and the cleaning liquid therein and cleaning the objects to be cleaned by ultrasonic energy transmitted to the inside through a diaphragm constituting one surface;
A plurality of first oscillators spaced apart from each other on the outer surface of the diaphragm to generate first ultrasonic waves having a fundamental frequency;
A plurality of second vibrators spaced apart from each other between the first vibrators to generate second ultrasonic waves corresponding to radix harmonics in relation to the first ultrasonic waves; And
And a controller for individually applying a predetermined control power to each of the first and second vibrators so that the first and second vibrators simultaneously generate the first and second ultrasonic waves.
The first vibrator and the second vibrator,
It is composed of the same bolted type Lanzbang vibrator (BLT) having a fundamental frequency of 15kHz to 100kHz to generate the first ultrasonic wave and the second ultrasonic wave of the same phase with respect to the diaphragm, respectively,
The first vibrator and the second vibrator,
Alternately arranged in a row in a diagonal direction with respect to the diaphragm, and are separately wired with the control unit to receive a predetermined control power separately,
Ultrasonic cleaning device
At least one sound pressure measuring device provided on one side of the washing tank to sense a sound pressure state at a position where the object to be cleaned is placed in the washing tank; And
The control unit is installed so as to direct the inside of the washing tank, and composed of an ultraviolet camera for detecting a fluorescent material adsorbed on the contaminants of the object to be cleaned, and a distance sensor for measuring a separation distance between the cleaning material adsorbed with the fluorescent material. Further comprising a pollution detection unit that provides information on whether the fluorescent material detection and detection distance,
The control unit,
Multi-frequency simultaneous drive type multi-vibrator-based ultrasonic cleaning apparatus, characterized in that for varying the predetermined control power applied to the first and second vibrator based on the information detected by the sound pressure meter or the contamination detector. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 진동자가 기본주파수에 대하여 제3 고조파 주파수 성분을 갖는 상기 제1 초음파를 발생시키고, 동시에 상기 제2 진동자가 기본주파수에 대하여 제5 고조파 주파수 성분을 갖는 상기 제2 초음파를 발생시키도록,
상기 제1,2 진동자 각각에 소정의 제어전원을 개별적으로 인가하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 동시 구동형 멀티진동자 기반 초음파세척장치.The method of claim 1,
The control unit,
Wherein the first vibrator generates the first ultrasound having a third harmonic frequency component with respect to the fundamental frequency, and simultaneously the second vibrator generates the second ultrasound with a fifth harmonic frequency component with respect to the fundamental frequency,
A multi-frequency simultaneous driven multi-vibrator-based ultrasonic cleaning device, characterized in that a predetermined control power is individually applied to each of the first and second vibrators. 제1항에 있어서,
상기 초음파세척장치는,
상기 진동판의 바깥면에서 상기 제1 진동자, 상기 제2 진동자와 함께 열을 이루며 교대로 이격설치되어 제3 초음파를 발생시키는 다수의 제3 진동자를 더 포함하고,
상기 제1 초음파, 상기 제2 초음파 및 상기 제3 초음파는,
각각 기본파, 제3 고조파 및 제5 고조파의 관계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 동시 구동형 멀티진동자 기반 초음파세척장치.The method of claim 1,
The ultrasonic cleaning device,
Further comprising a plurality of third vibrators to form a third ultrasonic wave alternately spaced alternately with the first vibrator, the second vibrator on the outer surface of the diaphragm,
The first ultrasound, the second ultrasound and the third ultrasound,
A multi-frequency simultaneous driven multi-vibrator-based ultrasonic cleaning apparatus, characterized in that it comprises a relationship between a fundamental wave, a third harmonic, and a fifth harmonic. 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 진동자와 상기 제2 진동자가 일정한 시간간격을 두고 상기 제1 초음파와 상기 제2 초음파를 각각 교대로 발생시키도록, 소정의 제어전원을 상기 제1,2 진동자에 인가하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 동시 구동형 멀티진동자 기반 초음파세척장치.The method of claim 1,
The control unit,
A predetermined control power is applied to the first and second vibrators so that the first and second vibrators alternately generate the first and second ultrasonic waves at predetermined time intervals, respectively. Multi-frequency simultaneous driven multi-vibrator-based ultrasonic cleaner. 삭제delete 삭제delete
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