KR102345130B1 - 센서부 및/또는 액츄에이터부를 비접촉적으로 지지하는 방법 및 장치 - Google Patents

센서부 및/또는 액츄에이터부를 비접촉적으로 지지하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적어도 부분적으로 반향하는 기판(2), 특히 얇은 금속시트에 대하여 센서부 및/또는 액츄에이터부를 비접촉적으로 지지하는 방법 및 장치(1, 100, 101, 102)에 관한 것으로, 움직이는 서스펜션부(4); 상기 서스펜션부(4)에 기계적으로 연결되는 센서부 및/또는 액츄에이터부(6); 및 상기 서스펜션부(4)에 기계적으로 연결되는 위치조정부(5)를 포함하고, 상기 위치조정부는 상기 센서부 및/또는 액츄에이터부(6)가 기판(2)에 대하여 비접촉적으로 지지하는 적어도 하나의 비접촉 베어링을 포함한다. 상기 기판(2)에 대하여 정확하게 위치가 조정되기 위하여, 상기 위치조정부(5)는 초음파장(ultrasonic field)을 방출하는 적어도 하나의 소노트로드(7)를 포함하고, 상기 초음파장은 기판(2)에 대하여 상기 센서부 및/또는 액츄에이터부(6)를 비접촉적으로 지지하는 음향 부상파를 소노트로드(7)와 기판(2) 사이에, 초음파 베어링(17)으로 구현되는 비접촉 베어링에 의해 형성한다.

Description

센서부 및/또는 액츄에이터부를 비접촉적으로 지지하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR THE NON-CONTACT SUPPORT OF A SENSOR AND/OR ACTUATOR DEVICE}
본 발명은 적어도 부분적으로 반향하는(reverberant) 기판, 특히 얇은 금속시트(metal sheet)에 대하여 센서부 및/또는 액츄에이터부를 비접촉적으로 지지하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 움직이는 서스펜션부, 상기 서스펜션부에 기계적으로 연결되는 센서부 및/또는 액츄에이터부, 및 상기 서스펜션부에 기계적으로 연결되는 위치조정부를 포함하고, 상기 위치조정부는 기판에 대하여 센서부 및/또는 액츄에이터부를 비접촉적으로 지지하는 적어도 하나의 비접촉 베어링을 포함한다.
비접촉적으로 측정값을 기록하는 센서 장치의 센서부는 측정 데이터를 검출할 재료가 계속 움직이는 경우 또는 상기 재료 및/또는 센서가 서로 접촉되어 손상될 위험이 있을 때 필요하다. 움직이는 재료와 센서 사이에 소정의 간격이 유지되어야 하는 경우와 관련하여, 독일특허 DE 3435908A1에는 에어 베어링을 사용하여 센서부와 재료 사이에 간격을 형성하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법의 단점은 에어 베어링을 생성하기 위하여 추가적인 작동 매체가 필요하다는 것인데, 즉, 압축 공기가 공급되어야 하고, 압축 공기를 발생시키기 위해서는 특히 계속적으로 비용이 증가된다. 또한, 센서 내지 센서부와 재료 사이의 간격은 에어 쿠션의 두께에 따라 결정되는데, 이것 역시 방출되는 공기의 압력과 양에 영향을 받는다. 이에 따라, 센서와 재료 사이의 간격을 조정하는 것은 비교적 비용이 많이 들고, 또한 매체 공급의 편차에 의해 좌우된다.
본 발명의 과제는 도입부에서 설명한 종래기술로부터, 쉽고 확실하게 센서부 및/또는 액츄에이터부와 기판, 특히 움직이는 기판 사이에 일정한 간격을 보장하도록 장치를 개선하는 것이다. 이에 따라, 상기 장치의 작동 시 소요되는 경상 비용이 적어진다.
또한, 본 발명의 과제는 도입부에서 언급한 종류의 움직이는 기판에 대하여 센서부 및/또는 액츄에이터부의 위치를 조정하는 방법을 단순화하고, 작동 경상비용을 경감시키는 것이다.
상기 장치에 관한 본 발명의 상기한 과제는, 위치조정부가 초음파장(ultrasonic field)을 방출하는 적어도 하나의 소노트로드(sonotrode)를 포함하고, 상기 초음파장이 기판에 대하여 센서부 및/또는 액츄에이터부를 비접촉적으로 지지하는 음향 부상파(acoustic levitation waves)를 소노트로드와 기판 사이에, 초음파 베어링으로 구현되는 비접촉 베어링에 의해, 형성함으로써 달성된다.
위치조정부가 초음파장을 방출하는 적어도 하나의 소노트로드를 구비할 경우, 센서부 및/또는 액츄에이터부와 적어도 부분적으로 반향하는 기판 사이에 매우 일정한 간격이 마련될 수 있다. 왜냐하면 상기 소노트로드와 기판 사이에 센서부 및/또는 액츄에이터부를 비접촉적으로 지지하기 위해 초음파 베어링으로 구현되는 비접촉 베어링이 형성될 수 있기 때문이다. 또한, 상기 센서부 및/또는 액츄에이터부와 기판 사이의 간격은 추가적인 작동 매체를 사용함 없이 정확히 그리고 무엇보다 매우 일정하게 얻어질 수 있다. 즉, 상기 센서부 및/또는 액츄에이터부 및 상기 위치조정부가 이동 가능한 현가 상태(movable suspension)에 있음으로써 소노트로드로부터 방출되는 초음파장이 센서부 및/또는 액츄에이터부와 기판 사이의 간격을 고정할 수 있도록 하는데, 특히 기판이 움직이는 경우에도 이를 가능하게 한다. 이에 따라, 상기 위치조정부는 초음파장의 근접 영역에서 초음파 베어링을 형성하며, 센서부 및/또는 액츄에이터부가 기판에 대하여 정확한 간격을 유지한다. 거의 모든 센서부에서 초음파장을 발생시키기 위한 전류를 제공하기 때문에, 상기 초음파 베어링은 - 초음파장을 발생시키기 위한 전기 에너지를 제외하고 - 추가적인 작동 매체 없이 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 장치는 매우 유연하게 사용될 수 있고, 또한 압축 공기와 같은 특수한 작동 수단 또는 기타 매체의 공급이 제공되지 않거나 허용되지 않는 장소에서도 설치될 수 있다. 즉, 본 발명의 경우, 소노트로드와 기판 사이에 초음파를 전달하는데 적합한 기체 형태의 매체가 존재하기만 하면 충분하다. 따라서, 한편으로는 설치 수고 및 비용이 줄어들고, 또한 작동 지속 관련 비용도 줄일 수 있다.
일반적으로, 적어도 부분적으로 반향하는 기판은 인접하는 매체보다 파장 저항이 더 큰 기판을 가리키며, 이에 따라, 특히, 기체, 기체 혼합물, 보호 기체, 또는 공기 등의 인접하는 매체는 흡음적인 것으로 이해된다. 적어도 부분적으로 반향하는 기판으로는 금속 기판이 특히 적합한데, 특히 얇은 금속시트, 특히 얇은 강판이 적합하다. 이러한 금속 기판은 코팅될 수 도 있고 코팅되지 않을 수도 있다. 그러나, 기타 다른 금속 제품, 반제품, 또는 이의 초기물질에 장치를 사용하는 것도 가능하다. 또한, 본 발명은 유리, 세라믹, 또는 이러한 물질의 화합물로 형성되고 적어도 부분적으로 반향하는 기판에 적합하다. 이때, 센서부라고 할 때는 적어도 부분적으로 반향하는 기판의 측정 데이터를 기록하는 소자를 생각할 수 있다. 예를 들어 유도형 센서, 온도 센서, 디지털 센서 등이 있다. 액츄에이터부는 이를 사용하여 금속 기판에 작용을 가할 수 있는 소자를 말하는데, 예를 들어 가압하거나, 세정하거나, 기름칠을 하는 등의 작용을 가할 수 있는 소자를 말한다.
소노트로드가 상기 센서부 및/또는 액츄에이터부의 적어도 하나의 센서 및/또는 액츄에이터에 대한 개구를 포함하면, 상기 센서 및/또는 액츄에이터는 측면이 소노트로드에 의해 완전히 둘러싸일 수 있고, 이에 따라 매우 균일하고 일정한 베어링이 형성되고 유지될 수 있다. 또한, 이에 의해서 센서부 및/또는 액츄에이터부가 기계적으로 보호될 수 있다.
센서 및/또는 액츄에이터가 측방향 여유간격을 두고 적어도 부분적으로 소노트로드의 개구 안으로 돌출되는 경우, 측정 데이터 검출을 개선할 수 있다. 즉, 센서 및/또는 액츄에이터와 소노트로드 사이의 여유간격으로 인해 예를 들면 진동의 확산이 저지되거나 또는 적어도 감소될 수 있다. 이에 따라, 고장 없이 안정적으로 작동하는 센서부 및/또는 액츄에이터부가 제공될 수 있고, 이는 장치의 내구성의 증가에 기여할 수도 있다.
또한, 센서부 및/또는 액츄에이터부의 적어도 하나의 센서 및/또는 액츄에이터가 소노트로드의 측방향으로 그리고 소노트로드에 대하여 여유간격을 두고 구비되면, 소노트로드의 가장자리에 의해서 상기 센서부 및/또는 액츄에이터부가 작동을 시작할 수 있다. 특히, 이에 따라, 기판의 모서리 영역이 상기 센서부 및/또는 액츄에이터부에 접근할 수 있게 된다. 센서들 및/또는 액츄에이터들이 소노트로드에 대해 중심 영역에 배치되는 것이 바람직하며, 특히 백금 형태의 강판 등의 기판의 가장자리 영역에 대해 기록을 수행하는 경우 이점으로 작용할 수 있다. 또한, 이러한 중심 배치에 의해서 소노트로드의 평형 상태가 얻어질 수 있고, 그 결과 매우 견고하고 안정적인 장치가 제공될 수 있다.
상기 장치가 움직이는 얇은 금속시트, 특히 얇은 강판을 기판으로서 구비하고, 또한 상기 움직이는 기판을 안내하는 편향 롤러(deflection roller)를 포함하는 경우, 센서부 및/또는 액츄에이터부의 위치 조정은 소노트로드를 이용하여 매우 원활하게 실시될 수 있다. 즉, 공지된 바로는 움직이는 금속시트는 흔들림에 취약하다 - 그러나, 본 발명에 따르면, 소노트로드를 이용하여 센서부 및/또는 액츄에이터부의 위치조정이 정확하고 확실하게 실시될 수 있다.
상기한 센서부 및/또는 액츄에이터부의 센서 및/또는 액츄에이터는 물론 상기 소노트로드가 기판의 상부에 배치되는 경우, 이는 장치의 구성의 단순화 및 내구성에 있어서 이점이 될 수 있다. 즉, 센서 및/또는 액츄에이터 장치가 상방에서상기 기판에 대하여 간격을 두고 위치하면, 예를 들어 기판의 하면에 기판의 운반에 의해 발생되고 궁극적으로 측정 결과를 왜곡시키는 불순물의 영향이 작아지게 된다. 초음파 베어링이 형성됨에 따라, 센서부 및/또는 액츄에이터부의 중력의 일부가 서스펜션부에 의해서 보상된다면 센서부 및/또는 액츄에이터부는 위로부터도 기판에 대하여 간격을 두고 유지될 수 있다. 센서부 및/또는 액츄에이터부 및 소노트로드가 편향 롤러 위에 또는 그 상류에 배치되면 이는 측정 데이터 검출을 개선할 수 있는데, 왜냐하면 편향 롤러의 영역에서는 움직이는 기판의 진동이 단지 매우 적게 나타나기 때문이다. 또한, 금속시트는 편향 롤러에 의해 지지됨으로써 초음파 베어링에 의해서 멀리 밀리지 않을 수 있고, 이에 따라 기판의 진동 추세 등이 더 감소될 수 있다.
센서부 및/또는 액츄에이터부의 적어도 하나의 센서 및/또는 액츄에이터는 물론 소노트로드가 편향 롤러에 의해서 만곡되는 기판의 영역에 배치되면, 이는 장치의 내구성 및 기능 안정성을 더 개선시킬 수 있다. 즉, 만곡된 영역에서 기판은 상기 편향 롤러의 전체 면적에 배치되어, 초음파 베어링으로 되돌아가는 진동을 추가적으로 방지할 수 있다.
소노트로드가 적어도 부분적으로 만곡된 베이스면을 가지면, 이는 편향 롤러에서 수행되는 위치 조정에 매우 유리하게 작용할 수 있다. 소노트로드의 만곡된 베이스면에 의해서 소노트로드 내지 센서부 및/또는 액츄에이터부와, 편향 롤러에 의해서 이동되는 기판 사이의 베어링 간격이 균일해질 수 있다. 베이스면의 만곡은, 금속시트와 소노트로드 사이의 틈을 고려하여, 편향 롤러에서 편향되는 금속시트의 만곡에 대응되는 것이 바람직하다.
위치조정부 및 센서부 및/또는 액츄에이터부가 서스펜션부에 의해서 회전 가능하게 지지될 경우, 경우에 따라 센서부 및/또는 액츄에이터부를 추가적으로 투입하는 것을 허용할 수 있다. 상기와 같이 구성되는 센서부 및/또는 액츄에이터부를 사용함으로써 수평선에서 벗어나 이동하거나 위치하는 기판에서 확실하게 제 위치에 유지될 수 있다.
회전 베어링에 의해 소노트로드를 포함하는 레버암으로부터 분리되는 또 다른 레버암에 하중 경감용 추가 구비되는 경우, 소노트로드를 기판에 맞춰 배치하는 것은 수동적으로 수행될 수 있다.
서스펜션부가 상기 소노트로드의 적어도 하나의 진동 노드에 의해서 소노트로드에 기계적으로 연결되는 경우, 이는 센서부 및/또는 액츄에이터부의 내구성을 증가시킬 수 있다. 즉, 그에 따라 소노트로드의 초음파 진동은 서스펜션부에 의해 센서부 및/또는 액츄에이터부로 전달되지 않을 수 있는데, 왜냐하면 이러한 진동 노드에 있어서 초음파 진동의 진폭은 적거나 또는 대체로 무시할 정도인 것으로 간주할 수 있기 때문이다.
서스펜션부가 적어도 하나의 선형 가이드를 포함한다면, 이는 기판에 대한 센서부 및/또는 액츄에이터부의 위치 조정을 개선할 수 있다 - 예를 들어, 수평 및 수직 선형 가이드에 의해서 기판의 전체 폭에 대하여 위치가 조정될 수 있다. 또한, 수직 선형 가이드에 의해서 센서부 및/또는 액츄에이터부와 기판 사이의 제1 간격 조정 단계가 가능하다. 왜냐하면 초음파 베어링이 소노트로드의 근거리에서만 작용할 수 있기 때문이다. 이 때, 최소한의 간격의 유지는 초음파에 의해서 형성되는 초음파 베어링에 의해 확실하게 이루어질 수 있다.
서스펜션부가 스프링 베어링을 포함하는 경우, 상기 소노트로드는 고정된 위치에서 소정의 이동 상의 자유를 가질 수 있다.
센서부 및/또는 액츄에이터부가 유도형 센서, 특히 와전류 센서(eddy current sensor)를 포함하는 경우, 기록된 얇은 강판의 측정 데이터는 측정 데이터의 오류 및 불순물을 검사하기 위하여 참조될 수 있다. 또한, 이러한 센서들은 얇은 강판이 움직이는 경우 특히 나타날 수 있는 영향 등 부정적인 주변환경의 영향에 비교적 덜 민감하다.
또한, 본 발명의 과제는 도입부에서 언급한 종류의 움직이는 기판에 대하여 센서부 및/또는 액츄에이터부의 위치를 조정하는 방법을 단순화하고, 작동 경상비용을 경감시키는 것이다.
본 발명의 방법과 관련된 상기한 과제는 초음파 베어링을 형성하기 위하여 적어도 하나의 소노트로드에 의해서 초음파장을 방출하고, 소노트로드와 움직이는 기판 사이에 음향 부상파를 발생시켜 상기 소노트로드에 기계적으로 연결되는 센서부 및/또는 액츄에이터부를 기판으로부터 이격시킴으로써 달성된다.
적어도 하나의 소노트로드가 초음파장을 방출하고 그에 따라 음향 부상파들이 소노트로드와 적어도 부분적으로 반향하는 움직이는 기판 사이에서 발생되고, 이에 따라 형성되는 초음파 베어링에 의해, 상기 소노트로드에 기계적으로 연결되는 센서부 및/또는 액츄에이터부가 기판으로부터 이격되면, 쉽고 안정적으로, 그리고 정확하게 센서부 및/또는 액츄에이터부의 위치가 조정될 수 있다. 또한, 기판에 대한 센서부 및/또는 액츄에이터부의 접촉이 항상 방지된다. 그밖에, 초음파 내 근거리 효과에 의해서 형성된 베어링은 접촉에 대한 위험 없이 센서부 및/또는 액츄에이터부가 매우 작은 간격을 두고 접근하는 것을 허용한다. 초음파 베어링을 형성하기 위하여 소노트로드를 사용함으로써, 센서부 및/또는 액츄에이터부의 위치를 움직이는 기판에 대하여 간단하고 안정적이며 확실하게 조정하는 방법이 제공된다.
본 발명에 따른 장치는 매우 유연하게 사용될 수 있고, 또한 압축 공기와 같은 특수한 작동 수단 또는 기타 매체의 공급이 제공되지 않거나 허용되지 않는 장소에서도 설치될 수 있다. 즉, 본 발명의 경우, 소노트로드와 기판 사이에 초음파를 전달하는데 적합한 기체 형태의 매체가 존재하기만 하면 충분하다. 따라서, 한편으로는 설치 수고 및 비용이 줄어들고, 또한 작동 지속 관련 비용도 줄일 수 있다.
도면에는 본 발명의 다수의 실시예가 상세히 도시되어 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 위치조정부, 센서부 및 서스펜션부의 확대 단면도이다.
도 3은 도 2의 III-III 에 따른 단면도이다.
도 4는 제2 실시예에 따른 장치를 도시한다.
도 5는 제3 실시예에 따른 위치조정부, 센서부 및 서스펜션부를 도시한다.
도 6은 제4 실시예에 따른 장치의 부분 도면이다.
도 1을 참조하면, 예를 들어 제1 실시예에 따른 장치(1)의 측면의 단면도가 도시되어 있다. 상기 장치(1)는 움직이고 반향하는 기판(2), 즉, 얇은 강판, 및 구성 모듈(3)을 포함한다. 상기 구성 모듈(3)은 움직이는 서스펜션부(4)와 이 서스펜션부(4)에 기계적으로 연결되는 위치조정부(5) 및 센서부(6)를 포함한다. 상기 센서부(6) 대신 또는 센서부(6)에 추가적으로 액츄에이터부(6)를 구비하는 것도 가능하며, 이는 명료성을 위하여 도시되지 않았다. 상기 센서부(6)는 비접촉적으로 기판(2)에 대하여 위치가 조정되거나 유지된다.
본 발명에 따르면 상기한 위치의 조정 또는 유지는 위치조정부(5)의 소노트로드(sonotrode, 7)가 초음파장(ultrasonic field)을 방출함으로써 이루어진다. 초음파장에 의해서 발생되는 음향 부상파들은 틈(8)(도 2 참조)에서 상기 센서부(6)와 움직이는 기판(2) 사이에 초음파 베어링(17)을 형성한다. 이에 따라, 추가적인 작동 매체를 필요로 함 없이 상기 센서부(6)와 상기 움직이는 기판(2) 사이의 간격이 고정된다. 그 결과, 설치 작업이 간단해지는 것은 물론 작동 시 경상비용이 절감된다.
도 2 및 3에서 특히 상세하게 볼 수 있는 바와 같이, 상기 소노트로드(7)는 상기 센서부(6) 및 센서부의 센서(16)를 대한 개구(9)를 포함한다. 상기 센서(16)는 측방향으로 여유간격을 포함하여 상기 개구(9) 안으로 돌출되어 기판(2)으로부터 측정 데이터를 기록한다. 상기 센서(16)의 모든 측면이 상기 소노트로드(7)에 의해 둘러싸이기 때문에, 센서부(6)와 움직이는 기판(2) 사이에도 균일한 초음파 베어링(17)이 확실하게 형성될 수 있다.
상기 센서부(6)는 어떠한 종류의 센서(16)도 포함할 수 있지만, 기판(2)에서 측정을 실시하는데는 와전류 센서(eddy current sensor)가 특히 적합하다.
상기 센서부(6)와 소노트로드(7)가 기판(2)의 상부, 특히, 도 1에 도시된 바와 같이 편향 롤러(10)에 의해서 만곡되는 기판(2)의 영역에 배치됨으로써, 상기 기판(2)이 센서부(6)의 영역에서 상기 편향 롤러(10)의 전면에 배치되는 이점이 활용될 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(2)은 초음파 베어링(17)에 의해서 발생된 힘에 의해 기판의 위치 내지 상태로부터 이동되지 않을 수 있다. 상기한 힘은 위치조정부(5)에만 작용할 수 있고, 본 발명에 따르면 기판(2)에 대하여 위치조정부(5)를 고정된 간격으로 유지한다. 이에 따라, 기판(2)의 진동이 방지되어 안정적인 장치 내지 측정 데이터의 정확한 검출이 보장된다. 상기 소노트로드(7)가 초음파 베어링(17)을 기판(2)의 만곡된 영역에 형성하기 때문에, 상기 소노트로드(7)는 만곡된 베이스면(11)을 가지며, 이 베이스면은 대략 편향 롤러(10)에 의해서 만곡되는 금속시트의 만곡 정도에 대응된다. 편향 롤러(10) 위에 또는 그 상류에서의 위치 조정 시 상기 만곡된 베이스면(11)에 의해서도 초음파 베어링(17)을 위한 균일한 틈(8)이 보장될 수 있다.
도 4에 도시된 제2 실시예에 따르면, 상기 서스펜션부(4)는 구성 모듈(3)의 회전 중심점(12)에 의해서 회전 가능하게 지지된다. 그에 따라, 장치(100)의 위치조정부(5)는 전환롤러(10)의 영역에서도 정확하게 기판(2)의 만곡된 영역에 지지되고 위치가 정해질 수 있다. 이러한 위치 조정 및 지지 단계는 회전 가능한 베어링(12)뿐만 아니라 수평의 선형 가이드(14) 및 수직의 선형 가이드(15)에 의해서도 수행될 수 있다.
도 3에도 도시된 바와 같이, 상기 소노트로드(7)는 진동 노드(13)에 의해 서스펜션부(4)에 연결된다. 진동 노드 (13)의 지점을 서스펜션부(4)에 대한 작용점으로서 선택하여 초음파 진동이 구성 모듈(3)의 나머지 부분으로 전달되는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 본 발명에 따르면, 소노트로드의 진동으로 인해 방해 받는 일 없이 측정값이 센서부(6)에 의해 기록될 수 있다.
또한, 도 1 및 도 4에는 위치조정부를 기계적으로 고정할 때 소노트로드(7)의 움직임에 대하여 보상적으로 작동하는 스프링 베어링(18)이 도시된다. 이러한 스프링 베어링(18)의 구성은 단순히 스프링(19) 및 스프링이 장착되는 가이드 로드(20)를 포함하며, 다른 실시예도 물론 가능하다.
도 5에 도시된 제3 실시예에 따르면, 장치(101)는 소노트로드(7)의 옆에 측방향으로 두 개의 센서(16)를 포함하는데, 소노트로드(7)에 대하여 여유간격을 두고 포함한다. 상기 두 개의 센서(16)는 소노트로드(7)의 측면에 대하여 중심에 배치됨으로써 소노트로드의 영역에서 상기 장치의 질량 중심을 정확하게 유지한다. 도 5에서도 액츄에이터들을 구비하는 것이 가능하다. 또한, 소노트로드(7)는 도 3에 도시된 것처럼, 또 다른 센서들(16)에 대한 개구를 포함할 수 있다. 그러나 도 5에 상세히 도시되지는 않았다.
일반적으로, 더 많은 수의 소노트로드(7)가 서로 나란히 센서들 및/또는 액츄에이터들을 소노트로드들의 사이 영역 및/또는 소노트로드의 개구에 포함하여 구비되는 것도 물론 가능하다.
일반적으로, 상기 장치에는 기록된 센서 신호들 - 추가적인 센서들에 의해서 기록되거나 그리고/또는 소노트로드 자체에 의해서 기록된 신호들이든 - 에 의해 소노트로드의 방출 거동을 제어하는 조정부 및/또는 제어부, 예를 들어 명목 간격에 대하여 실제 간격을 조정하거나 정렬하는 조정 및/또는 제어부가 배치될 수도 있다. 상기한 센서 신호들은 예를 들어 간격 측정 데이터 및/또는 간격에 따라 달라지는 기타 측정 데이터를 포함할 수 있다. 이러한 측정 데이터에 의해서 소노트로드 및 기판 사이의 실제 간격이 추정될 수 있으나, 상세히 도시되지는 않았다.
도 6에 따르면, 제4 실시예에 따른 또 다른 장치(102)가 도시된다. 상기 장치(102)는 도 1 및 4에 따른 실시예와 비교했을 때 선형 가이드가 필요하지 않기 때문에, 소노트로드(7)의 위치 조정은 수동적인 방법에 의해 수행될 수 있다. 이에 따라, 도 6에 따른 장치(102)는 서스펜션부(4)에 공통의 회전 베어링(12)에 연결되는 두 개의 레버암(21, 22)을 포함한다. 상기 레버암(21)은 소노트로드(7)를 지탱하고, 또 다른 레버암(22)에는 하중 경감용 추(23)가 구비된다. 이에 따라, 상기 소노트로드(7)는 하중이 경감될 수 있고, 이는 기판(2)에 대한 센서(16)의 비접촉 베어링을 위한 제어 비용 내지 소노트로드(7)의 전력 소비도 줄이는 바람직한 효과를 제공한다.

Claims (20)

  1. 적어도 부분적으로 반향하는 기판(2)에 대하여 센서부 및/또는 액츄에이터부를 비접촉적으로 지지하는 장치로서,
    움직이는 서스펜션부(4);
    상기 서스펜션부(4)에 기계적으로 연결되는 센서부 및/또는 액츄에이터부(6); 및
    상기 서스펜션부(4)에 기계적으로 연결되는 위치조정부(5)를 포함하고,
    상기 위치조정부는 상기 센서부 및/또는 액츄에이터부(6)가 기판(2)에 대하여 비접촉적으로 지지하는 적어도 하나의 비접촉 베어링을 포함하는, 장치로,
    상기 위치조정부(5)는 초음파장(ultrasonic field)을 방출하는 적어도 하나의 소노트로드(7)를 포함하고, 상기 초음파장은 기판(2)에 대하여 상기 센서부 및/또는 액츄에이터부(6)를 비접촉적으로 지지하는 음향 부상파를 소노트로드(7)와 기판(2) 사이에, 초음파 베어링(17)으로 구현되는 비접촉 베어링에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 소노트로드(7)는 상기 센서부 및/또는 액츄에이터부(6)의 적어도 하나의 센서(16) 및/또는 액츄에이터에 대한 개구(9)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 센서(16) 및/또는 액츄에이터는 측방향으로 여유간격을 두고 적어도 부분적으로 상기 소노트로드(7)의 개구(9) 안으로 돌출되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서부 및/또는 액츄에이터부(6)의 적어도 하나의 센서(16) 및/또는 액츄에이터는 소노트로드의 측방향으로, 소노트로드에 대하여 여유간격을 두고 구비되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 장치(1, 100, 101, 102)는 움직이는 얇은 금속시트를 상기 기판(2)으로서 포함하고, 상기 기판(2)을 안내하는 편향 롤러(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 센서부 및/또는 액츄에이터부(6)의 적어도 하나의 센서(16) 및/또는 액츄에이터는 물론 상기 소노트로드(7)는 기판(2)의 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 센서부 및/또는 액츄에이터부(6)의 적어도 하나의 센서(16) 및/또는 액츄에이터는 물론 상기 소노트로드(7)는 상기 편향 롤러(10)에 의해서 만곡되는 기판(2)의 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 소노트로드(7)는 적어도 부분적으로 만곡되는 베이스면(11)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 위치조정부(5) 및 상기 센서부 및/또는 액츄에이터부(6)는 상기 서스펜션부(4)에 의해서 회전 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  10. 제9항에 있어서, 회전 베어링(12)에 의해 상기 소노트로드(7)를 포함하는 레버 암(21)으로부터 분리되는 또다른 레버 암(22)에는 하중 경감용 추(23)가 구비되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 서스펜션부(4)는 소노트로드(7)의 적어도 하나의 진동 노드(13)에 의해서 상기 소노트로드(7)에 기계적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 서스펜션부(4)는 적어도 하나의 선형 가이드(14, 15)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 서스펜션부(4)는 스프링 베어링(18)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 센서부 및/또는 액츄에이터부(6)는 유도형 센서(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  15. 움직이고 적어도 부분적으로 반향하는 기판(2)에 대하여 센서부 및/또는 액츄에이터부(6)를 비접촉적으로 지지하는 방법으로서,
    비접촉 베어링에 의해서 상기 센서부 및/또는 액츄에이터부(6)가 상기 기판(2)으로부터 이격되고,
    초음파 베어링(17)을 형성하기 위하여 적어도 하나의 소노트로드(7)에 의해서 초음파장(ultrasonic field)을 방출하고, 상기 소노트로드(7)와 상기 움직이는 기판(2) 사이에 음향 부상파를 발생시킴으로써 상기 소노트로드(7)에 기계적으로 연결되는 상기 센서부 및/또는 액츄에이터부(6)를 상기 기판(2)으로부터 이격시키는 것을 특징으로 하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 기판은 얇은 강판인 것을 특징으로 하는, 방법
  17. 제1항에 있어서,
    상기 기판(2)은 얇은 금속시트(metal sheet)인 것을 특징으로 하는, 장치.
  18. 제5항에 있어서,
    상기 금속시트는 강판(steel sheet)인 것을 특징으로 하는, 장치.
  19. 제6항에 있어서,
    상기 금속시트는 강판(steel sheet)인 것을 특징으로 하는, 장치.
    상기 센서부 및/또는 액츄에이터부(6)의 적어도 하나의 센서(16) 및/또는 액츄에이터는 물론 상기 소노트로드(7)는 상기 편향 롤러(10)의 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 유도형 센서(16)는 와전류 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
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