KR19980044099A - 세정조 내의 초음파 음압측정기 - Google Patents
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Abstract
세정조 내에서 다수의 진동자를 포함하는 진동판에 의해 발생되는 초음파의 음압을 측정하는 초음파 음압측정기에 있어서, 직육면체의 각변에 해당하는 바아를 포함하는 프레임; 및 상기 프레임의 서로 평행한 네 개의 바아에 대해 수직으로 상호 소정 간격으로 이격되어 설치되는 복수개의 알루미늄 호일을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 음압측정기가 개시되어 있다. 본 발명의 초음파 음압측정기는 초음파를 이용한 세정공정에 사용될 수 있다.
Description
본 발명은 세정조 내의 초음파 음압측정기에 관한 것으로서, 구체적으로는 세정조 내의 음압을 위치에 따라 정밀하게 측정할 수 있는 초음파 음압측정기에 관한 것이다.
예를 들어, 음극선관의 제조 공정중의 쉐도우 마스크를 세정하는 것과 같이, 초음파를 이용하는 모든 세정 공정시, 피세척물을 일정한 크기의 세정조 내에 넣고 초음파를 발생시켜 그 초음파 진동에 의해 피세척물을 세정한다. 도 1에는 이러한 초음파 세정조의 구조를 개략적으로 나타내었다. 도면을 참조하면, 세정조(10)의 저면에는 다수의 진동자(12)를 포함하는 진동판(11)이 설치되어 있으며, 상기 진동자(12)의 진동에 따라 진동판(11)이 진동함으로써 초음파를 발생시키게 된다.
이러한 진동판(11)의 진동에 의해 발생하는 초음파는 파동의 형태를 띠게 되는데, 그 상세한 그림이 도 2에 도시되어 있다. 즉, 음원인 진동판(11)로부터 발생되는 초음파는 진동자(12)(도1 참조)의 특성에 따라 수면(20)에서 반사되어 배(21)와 마디(22)를 포함하는 정재파 형태를 띠게 된다. 그런데, 상기 초음파의 음압은 배(21)에서 최대가 되고 마디(22)에서 최소가 된다. 따라서, 상기 세정조(10)(도 1) 내에 담긴 피세척물은 파동의 배(21) 부분에서는 세척이 잘 이루어지는 반면, 마디(22) 부분에서는 세척이 잘 이루어지지 않는다. 상기 비세정 영역의 존재는 마스크 세정의 신뢰성에 악영향을 미치므로 상기 배(21)와 마디(22)의 위치를 정확하게 측정하는 것은 중요하다. 상기 배(21)와 마디(22)의 위치는 수면에 대해 수직방향으로 초음파의 음압을 측정함으로써 알 수 있다.
또한, 상기 각 진동자(12)들의 특성은 서로 다를 수 있으므로 이러한 차이에 의해 상기 수면(20)과 평행한 동일면 상에서도 초음파의 음압은 서로 다를 수 있다. 그러나, 각 지점에 따라서 초음파의 음압을 정밀하게 측정하는 것은 그리 용이하지 않다.
종래에는, 상기 세정조 내의 초음파의 음압을 측정하기 위해서 수학적이고 물리적인 이론을 사용하였다. 즉, 정재파 이론에 따라 상기 음원인 진동판(11)과 수면(20)과의 거리를 측정함으로써 초음파의 음압을 개략적으로 계산하였다. 그러나, 이러한 계산 결과는 이론적인 것이므로 실제 초음파의 음압을 정밀하게 알려주지는 못한다.
초음파의 음압을 측정하기 위한 실제적인 방법의 하나는, 상기 세정조 내에 한 장의 알루미늄 호일을 넣고 초음파를 발생시켜, 알루미늄 호일의 세정 상태를 관찰함으로써 음압을 측정하는 것이다. 즉, 초음파의 음압이 강한 곳에 해당하는 알루미늄 호일의 부분에은 미세한 구멍이나 마모가 발생하고, 음압이 약한 곳에 해당하는 부분은 원상태를 그대로 유지할 것이다.
그러나, 이러한 방법에 있어서도, 알루미늄 호일의 위치 설정이 정확하지 못하여 초음파의 음압을 정밀하게 측정할 수 없다. 또한, 한 장의 알루미늄 호일에 의한 측정으로는 세정조 내의 각 위치에 따른 음압의 분포를 모두 알 수는 없다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 복수개의 알루미늄 호일을 구비하여 세정조 내의 위치에 따른 초음파의 음압 분포를 정밀하게 측정할 수 있는 초음파 음압측정기를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 초음파 세정조의 구조를 도시한 측면도이다.
도 2는 진동판에 의해 발생되는 초음파의 파동을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 초음파 음압측정기를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 초음파 음압측정기의 사용상태를 나타낸 도면이다.
도면의 주요부분에 대한 설명
10,40...세정조11,42...진동판
12,43...진동자20...수면
21...파동의 배22...파동의 마디
30...프레임31...바아
32...알루미늄 호일34...홈
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 따른 초음파 음압측정기는,
세정조 내에서 다수의 진동자를 포함하는 진동판에 의해 발생되는 초음파의 음압을 측정하는 초음파 음압측정기에 있어서,
직육면체의 각변에 해당하는 바아를 포함하는 프레임; 및
상기 프레임의 서로 평행한 네 개의 바아에 대해 수직으로 상호 소정 간격으로 이격되게 설치되는 복수개의 알루미늄 호일을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 알루미늄 호일은 상기 프레임에 착탈가능하도록 설치되며, 상기 알루미늄 호일의 가장자리를 지지하는 보조프레임을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 알루미늄 호일은 상기 진동판에 의해 발생되는 초음파 파장의 λ/6 간격으로 이격되어 설치되는 것이 바람직하다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 초음파 음압측정기의 실시예가 도 3에 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 초음파 음압측정기는 직육면체의 각변에 해당하는 열두 개의 바아(31)로 구성되는 프레임(30)을 포함한다. 상기 프레임(30)에는 복수개의 알루미늄 호일(32)이 설치되는데, 이 알루미늄 호일(32)은 상호 나란한 네 개의 바아(31a,31b,31c,31d)에 대해 수직으로 소정간격으로 이격되게 설치된다.
상기 각 알루미늄 호일(32)은 그 알루미늄 호일(32)을 감싸서 지지하는 보조 프레임(33)에 의해 고정된다. 상기 보조 프레임(33)이 바아(31a,31b,31c,31d)에 소정간격으로 형성된 홈(34)에 착탈가능하도록 끼워짐으로써 알루미늄 호일(32)은 프레임(30)에 설치된다. 상기 알루미늄 호일(32) 사이의 간격(G)은 측정하고자 하는 초음파 파장의 λ/6에 해당하는 거리만큼인 것이 바람직하지만, 본 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
이상과 같은 구조를 가진 본 발명에 따른 초음파 음압측정기를 도 4에 도시된 바와 같이, 세정조(40) 내에 담궈 초음파의 음압을 측정할 수 있다. 상기 세정조(40)는 세정액(41)이 담겨 있으며, 세정조(40)의 저면에는 복수개의 진동자(43)를 가진 진동판(42)이 설치된다. 초음파 음압측정기는, 알루미늄 호일(32)이 상기 진동판(42)에 대해 수직이 되도록 설치되는 것이 바람직하다. 상기 프레임(30)의 수평 단면적은 상기 진동판(42)의 면적에 상응하는 정도인 것이 바람직하다. 따라서, 상기 알루미늄 호일(32)의 수는 진동판(42)의 크기 및 그 진동판(42)에서 발생되는 초음파의 파장에 따라서 결정될 수 있다.
초음파 음압측정기가 세정조(40) 내에 설치된 상태에서 진동자(43)에 의해 진동판(42)이 진동함으로써 초음파가 발생된다. 초음파는 전술한 바와 같은 정재파를 이루며, 이러한 정재파의 특성에 따라서, 파동의 배(21)(도 1 참조) 부분에서는 세정이 잘 이루어지는 반면 파동의 마디(22) 부분에서는 세정이 거의 이루어지지 않는다. 진동판(42)으로부터 발생되는 이러한 초음파의 음압 분포에 따라서 상기 음압측정기의 알루미늄 호일(32)은 세정된다. 이때, 상기 파동의 배(21)에 해당하는 알루미늄 호일(32)의 부분은 강하게 세정되어 작은 구멍이 형성되며, 파동의 마디(22)에 해당하는 알루미늄 호일(32) 부분은 세정이 거의 이루어지지 않아 원상태를 그대로 유지한다. 이러한 세정 현상은 복수개의 알루미늄 호일(32) 전체에 대해 이루어진다.
일정 시간이 지난 후, 상기 음압측정기를 세정조(40)로부터 꺼낸 후, 각각의 알루미늄 호일(32)을 분리하여 세정 상태를 검사함으로써 초음파의 음압 분포를 알 수 있다. 알루미늄 호일(32)에서 구멍이 많이 생긴 부분은 세정력이 강한 부분이며, 원상태를 그대로 유지하거나 또는 작은 입자들이 모여있는 부분은 세정력이 약한 부분이다. 상기 작은 입자들은 세정력이 강한 알루미늄 호일(32)의 부분으로부터 떨어져 나온 입자들이다.
상기 알루미늄 호일(32) 상에서 상기 구멍과 입자의 모임은 연속적으로 나타나므로 초음파의 음압 분포를 연속적으로 측정할 수 있게 된다. 이 경우, 한 장의 알루미늄 호일(32)을 분석함으로써 음압의 수직 분포를 알 수 있고, 이러한 각각의 알루미늄 호일(32)에 대한 분석을 조합함으로써 음압의 수평 분포도 알 수 있다.
본 발명에 따른 초음파 음압측정기는 진동판에 대해 수직으로 설치되는 복수개의 알루미늄 호일에 나타난 세정상태를 검사함으로써 초음파의 연속적인 음압 분포를 각 위치에 따라 측정할 수 있다. 또한, 알루미늄 호일을 프레임에 착탈가능하도록 결합할 수 있으므로 사용 및 유지가 간편하고 비교적 저렴한 비용으로 초음파의 음압을 측정할 수 있는 이점이 있다.
Claims (6)
- 세정조 내에서 다수의 진동자를 포함하는 진동판에 의해 발생되는 초음파의 음압을 측정하는 초음파 음압측정기에 있어서,직육면체의 각변에 해당하는 바아를 포함하는 프레임; 및상기 프레임의 서로 평행한 네 개의 바아에 대해 수직으로 상호 소정 간격으로 이격되어 설치되는 복수개의 알루미늄 호일을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 음압측정기.
- 제1항에 있어서,상기 알루미늄 호일은 상기 프레임에 착탈가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 초음파 음압측정기.
- 제1항에 있어서,상기 알루미늄 호일의 가장자리를 지지하는 보조프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 음압측정기.
- 제3항에 있어서,상기 네 개의 바아에는 소정 간격으로 홈이 형성되고, 상기 보조프레임은 상기 홈에 끼워지는 것을 특징으로 하는 초음파 음압측정기.
- 제1항에 있어서,상기 알루미늄 호일은 상기 진동판에 의해 발생되는 초음파 파장의 λ/6 간격으로 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 초음파 음압측정기.
- 제1항에 있어서,상기 프레임의 수평 단면적은 상기 진동판의 면적에 상응하는 것을 특징으로 하는 초음파 음압측정기.
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