KR20000042987A - 초음파 세정장치의 초음파 출력 표시장치 - Google Patents

Abstract

목적 : 초음파 진동에 의해 세정 대상물에 부착된 이물질을 제거하는 초음파 세정장치의 동작상태를 감시하기 위한 초음파 세정장치의 초음파 출력 표시장치를 제공한다.

구성 : 초음파 발진기로부터 초음파 진동부로 전달되는 발진 출력을 전기적 신호로 검출하는 센서, 상기 센서를 통해 검출된 신호에 의해 초음파 발진 출력신호의 전력과 주파수를 샘플링하는 샘플링 로직회로, 상기 샘플링 로직회로에서 샘플링된 아날로그 신호를 디지털 신호를 변환하는 아날로그/디지탈 컨버어터, 상기 아날로그/디지탈 컨버어터에서 출력된 디지털 신호를 입력받아 정해진 프로그램에 따라 처리하는 마이크로프로세서, 및 상기 마이크로프로세서의 출력에 의해 초음파 발진기의 출력 전력 및 주파수를 화면상 문자로 표시하는 디스플레이로 구성된 것이다. 또, 에러감시 체계를 위하여, 상기 샘플링 로직회로에서 샘플링된 신호를 토대로 각종 이상 발생을 감지하는 에러 검출로직 회로와, 상기 에러 검출로직 회로에서 출력되는 에러 신호에 의해 알람을 발생하는 알람수단을 더 포함한다.

효과 : 초음파 발진 주파수 및 출력 전력을 표시하므로 사용자가 설비 운용 상태를 확연하고 손쉽게 파악할 수 있고, 초음파 세정장치의 이상 발생의 초기에 알람을 발생하여 조기 보수에 의한 설비고장의 피해를 최소화할 수 있다.

Description

초음파 세정장치의 초음파 출력 표시장치

본 발명은 초음파 세정장치의 초음파 출력 표시장치에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 초음파 진동을 매개물질인 용매(일예로 물)에 도파시켜 세정 대상물에 부착되어 있는 이물질을 제거하는데 사용되는 초음파 세정장치의 동작상태를 감시할 수 있도록 하는 초음파 세정장치의 초음파 출력 표시장치에 관한 것이다.

초음파 세정은 세정 대상물에 부착된 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있는 방법으로, 통상적으로는 정밀을 요하는 각종 기계류 부품 등의 제조과정에서 대상물의 가공 후 세정 공정이 행해지고 있으며, 최근 들어 급진적으로 발전하고 있는 반도체 및 디스플레이소자의 제조 분야에서 그 차지하는 비중이 매우 높다.

초음파 세정장치는 초음파 에너지를 기계적인 신호로 전달하여 매개물인 용매에 전달하여 캐비테이션(Cavitation)이라는 물리적인 반응을 일으켜 세정력을 향상시키는 역활을 하는 것이다.

이러한 초음파 세정장치의 세정력은 그 발진 주파수 및 발진 출력에 의하여 좌우되며, 이는 세정 대상물의 크기 및 이물질의 부착정도에 따라 변화되어야 한다.

따라서, 사용자는 항상 초음파 세정장치의 동작 상태를 패널을 통하여 감시하여 발진 출력 등을 적절히 조절해 주어야 하는 바, 초음파 세정장치의 패널은 사용자가 초음파 세정장치의 동작상태를 쉽게 파악할 수 있도록 표시하는 것이 중요하다.

도 1은 종래 공지된 일반적인 초음파 세정장치의 구성 일례를 보인 것으로서, 이를 참조하면, 초음파 세정장치는 수조형의 바디(100)의 외부에 초음파 출력 표시장치를 부착한 패널(200)을 설치하여 초음파 진동을 감시하며, 세정 대상물에 따라 초음파 진동의 출력조절을 조작해 줌으로써 세정력의 강약을 조절하여 효과적으로 세정을 행할 수 있도록 되어있다.

도 2a 내지 도 2c는 상기한 패널(200)의 동작상태를 감시하기 위한 종래의 초음파 출력 표시장치의 예를 나타낸 것으로서, 도 2a에 도시된 표시장치는 로직회로에 의해 검출된 초음파 발진 출력을 다수의 LED(210)로서 레벨 표시하도록 된 것이고, 도 2b에 도시된 표시장치는 검출된 초음파 발진 출력을 전류계(220)를 통해 전류 량을 표시하도록 된 것이며, 도 2c에 도시된 표시장치는 검출된 초음파 발진 출력을 숫자 표시기(230)로 표시하도록 된 것이다.

상기한 각각의 구성을 갖는 종래의 초음파 세정장치의 초음파 출력 표시장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

전술한 바와 같이 초음파 출력 정도를 다수의 LED(210)를 통해 표시하는 경우, 초음파 진동부의 출력을 단지 레벨로만 표시하는 것이므로 정확한 출력을 판단하기 어렵다.

또, 초음파 출력 정도를 전류계(220)를 통해 표시하는 경우, 초음파 출력을 전력량으로 표시하지 않고 출력 전류값만을 나타내는 것이므로 현장의 사용자가 이를 토대로 초음파에 관련된 조절을 정확히 행하는데 많은 어려움이 있다.

또한, 초음파 출력 정도를 숫자 표시기(230)를 통해 표시하는 경우, 그 출력 정도를 숫자로 표시하는 것이므로, 앞의 2가지의 경우보다는 정확한 출력을 얻을 수 있으나 표시되는 출력값의 수치가 계속해서 변동하게 되므로 사용자가 이 수치를 읽는데 어려움을 겪게 된다.

한편, 초음파 세정장치는 장기간동안 계속적으로 사용하게 되면, 초음파 진동부에 에로션(Erosion)이라는 균열이 발생되는데, 여기서 발생되는 리크(leak)에 의해 용매가 초음파 진동부로 침투하게 되므로 초음파 발진기의 고장이 초래된다.

그런데, 종래의 초음파 세정장치의 초음파 출력 표시장치에는 상술한 바와 같이 초음파 진동부의 출력만을 나타낼 뿐 고장 진단의 기능이 없었기 때문에, 사용자는 고장 등에 의해 세정장치의 동작이 멈추게 될 때에서야 비로소 고장 상태를 진단할 수 있게 되고, 이에 따라 세정장치의 가동 효율은 저하되고 고장의 보수에 많은 시간과 비용 소모가 불가피하게 되는 문제점이 있었다.

이러한 종래의 문제점을 해결하고자 본 발명에서는 초음파 진동부의 주파수 및 출력 전력을 측정, 샘플링하여 디스플레이에 표시토록 하여 사용자가 이를 손쉽게 인식할 수 있도록 함과 아울러, 초음파 진동부의 고장 발생시에는 에러 경보를 표시토록 하여 고장 발생요인을 초기에 파악하여 보수할 수 있도록 함으로써 초음파 세정장치의 효율 증가 및 이의 보수에 비용 및 시간을 절약할 수 있도록 함을 그 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 초음파 발진기에서 출력된 신호를 신호라인을 통해 초음파 진동부로 전달하여 초음파 진동부에서 초음파 진동을 발생시키기도록 구성된 초음파 세정장치에 있어서, 초음파 발진기로부터 초음파 진동부로 전달되는 발진 출력을 전기적 신호로 검출하는 센서, 상기 센서를 통해 검출된 신호에 의해 초음파 발진 출력신호의 전력과 주파수를 샘플링하는 샘플링 로직회로, 상기 샘플링 로직회로에서 샘플링된 아날로그 신호를 디지털 신호를 변환하는 아날로그/디지탈 컨버어터, 상기 아날로그/디지탈 컨버어터에서 출력된 디지털 신호를 입력받아 정해진 프로그램에 따라 처리하는 마이크로프로세서, 및 상기 마이크로프로세서의 출력에 의해 초음파 발진기의 출력 전력 및 주파수를 화면상 문자로 표시하는 디스플레이로 구성되어, 초음파 세정장치의 동작상태를 감시할 수 있도록 된 것을 특징이다.

본 발명은 이러한 구성과 아울러, 에러감시 체계를 위하여, 상기 샘플링 로직회로에서 샘플링된 신호를 토대로 신호라인의 단락 및 단선, 과부하, 과열 등의 이상 발생을 감지한 에러 신호를 마이크로프로세서로 전달하는 에러 검출로직 회로와, 상기 에러 검출로직 회로에서 출력되는 에러 신호에 의해 알람을 발생하는 알람수단을 더 포함하여 구성할 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 초음파 발진 주파수 및 출력량을 샘플링하여 표시하여 줌으로써 사용자가 현재의 설비 운용 상태를 확연하고 손쉽게 파악할 수 있도록 하고, 초음파 세정장치의 정상 동작이 이루어지지 않을 경우에는 이상 발생의 초기에 알람을 발생하여 조기 보수에 의해 설비고장의 피해를 최소화할 수 있도록 한다.

도 1은 종래 공지된 일반적인 초음파 세정장치의 개략도

도 2a는 LED를 사용한 종래의 초음파 세정장치 표시부의 개략도

도 2b는 전류계를 사용한 종래의 초음파 세정장치 표시부의 개략도

도 2c는 숫자표시기를 사용한 종래의 초음파 세정장치 표시부의 개략도

도 3은 본 발명의 실시예를 보인 초음파 세정장치 표시부의 개략도

도 4는 본 발명의 구성을 나타내는 블록 다이어그램

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 - 초음파 발진기 20 - 초음파 진동부

30 - 샘플링 로직회로 32 - 센서

40 - 아날로그/디지탈 컨버어터 50 - 마이크로 프로세서

60 - 에러 검출로직회로 70 - 디스플레이

250 - 표시장치

첨부된 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 패널의 표시장치를 나타내는 개략도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 구성을 나타내는 블록 다이아그램이다.

이하에서 설명될 본 발명의 실시예에 대해서는 도 3 및 도 4 를 참조하여 상세히 설명하되, 종래의 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하여 설명하기로 한다.

본 발명에서의 특징을 요약적으로 간단히 설명하면 초음파 세정장치에 설치되어 초음파 출력을 표시하는 표시장치(250) 및 이와 관련된 회로부의 구성에 그 특징이 있다. 이하, 표시장치(250)는 관련 회로부를 포함하는 것으로 정의하여 설명한다.

본 발명이 적용되는 초음파 세정장치는 상기 표시장치(250) 외에 다른 부분의 구조는 도 1을 통해 도시된 종래의 초음파 세정장치와 동일하다. 초음파 세정장치의 구조가 변형되더라도 본 발명의 특징적 요지인 초음파 출력 표시장치(250)의 구성은 그대로 적용이 가능하다.

이러한 초음파 출력 표시장치(250)의 구성에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에 따르면, 초음파 세정장치의 패널 상에 설치되는 표시장치(250)는 초음파 발진기(10)에서 발진된 출력을 초음파 진동부(20)로 전달하는 신호라인 중에 센서(32)를 삽입 설치하고, 센서(32)에서 검출된 신호로부터 초음파 발진 출력신호의 전력과 주파수를 샘플링하여 출력하는 샘플링 로직회로(30), 상기 샘플링 로직회로(30)에서 샘플링된 아날로그 신호를 디지털 신호를 변환하는 아날로그/디지탈 컨버어터(40), 상기 아날로그/디지탈 컨버어터(40)에서 출력된 디지털 신호를 입력받아 정해진 프로그램에 따라 처리하는 마이크로프로세서(50), 및 상기 마이크로프로세서(50)의 출력에 의해 초음파 발진기의 출력 전력 및 주파수를 화면상 문자로 표시하는 디스플레이(70)를 상호 연결한 회로로 구성된다.

본 발명은 이러한 구성에 부가하여, 본 발명이 실현하고자 하는 목적 중 하나인 에러감시 체계를 위하여, 상기 샘플링 로직회로(30)에서 샘플링된 신호를 토대로 신호라인의 단락 및 단선, 과부하, 과열 등의 이상 발생을 감지한 에러 신호를 마이크로프로세서(50)로 전달하는 에러 검출로직 회로(60)와, 상기 에러 검출로직 회로(60)에서 출력되는 에러 신호에 의해 아람을 발생하는 알람수단(80)을 더 포함하는 구성할 수 있다.

상기 센서(32)는 신호 라인에 흐르는 신호전류에 의해 형성된 전기장에 유도되어 검출신호를 발생하는 비접촉식 환상 코일형 센서를 채용하며, 상기 마이크로 프로세서(50)는 원칩으로 구성된 것을 사용하고, 상기 디스플레이(70)는 LCD를 채용함이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 초음파 세정장치의 초음파 출력 표시장치(250)는 디스플레이(70)를 통하여 초음파 세정장치에서 발생되고 있는 초음파 주파수 및 초음파 발진신호의 출력 전력을 샘플링하여 표시하게 되며, 그 표시되어 나타나는 수치가 급격히 변화되지 않도록 된 것이므로, 사용자가 이를 손쉽게 인식하여 초음파 세정장치의 세정력을 대상물에 따라 조정 및 유지 관리할 수 있게 된다.

또한, 에러 검출 로직회로(60)에 의하여 초음파 발진기(10)의 발진 신호를 감지하여 이상 발생을 표시함으로써 초음파 세정장치의 원만한 동작에 지장을 주는 각종 요인을 사용자가 손쉽게 확인할 수 있도록 한다.

즉, 신호 라인의 단락 및 단선, 리크 등에 의해 나타나게 되는 과부하 및 과열 등을 감지하여 그 상태를 LCD 디스플레이(70)를 통해 표시하고, 알람수단(80)에 의한 알람으로 사용자에게 경고하여 줌으로써, 사전에 고장발생 요인을 제거할 수 있도록 하여, 초음파 세정장치의 효율성 제고 및 유지 관리에 이로움을 주게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 초음바 진동부로 초음파 신호를 전송하는 신호라인에 비접촉식으로 설치된 센서에 의해 검출된 신호를 이용하여 초음파 세정장치에서 운전되고 있는 발진 주파수 및 초음파 발진 전력, 이상발생 상태에 대한 각종 정보를 디스플레이를 통해 표시함으로써, 사용자로 하여금 설비 조작을 손쉽게 유지 관리할 수 있도록 하고, 라인 혹은 초음파 진동부 등의 이상 발생시에는 이상 징후에 대한 조기 경보를 발생함으로써 사용자가 미리 조치를 취할 수 있어 초음파 세정장치의 효율성을 향상시킬 수 있도록 한다.

Claims (4)

1. 초음파 발진기(10)에서 출력된 신호를 신호라인을 통해 초음파 진동부(20)로 전달하여 초음파 진동부에서 초음파 진동을 발생시키기도록 구성된 초음파 세정장치에 있어서,

   초음파 발진기(10)로부터 초음파 진동부(20)로 전달되는 발진 출력을 전기적 신호로 검출하는 센서(32);

   상기 센서(32)를 통해 검출된 신호에 의해 초음파 발진 출력신호의 전력과 주파수를 샘플링하는 샘플링 로직회로(30);

   상기 샘플링 로직회로(30)에서 샘플링된 아날로그 신호를 디지털 신호를 변환하는 아날로그/디지탈 컨버어터(40);

   상기 아날로그/디지탈 컨버어터(40)에서 출력된 디지털 신호를 입력받아 정해진 프로그램에 따라 처리하는 마이크로프로세서(50); 및

   상기 마이크로프로세서(50)의 출력에 의해 초음파 발진기의 출력 전력 및 주파수를 화면상 문자로 표시하는 디스플레이(70)로 구성되어, 초음파 세정장치의 동작상태를 감시할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 초음파 세정장치의 초음파 출력 표시장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 센서(32)는 신호 라인에 흐르는 신호전류에 의해 형성된 전기장에 유도되어 검출신호를 발생하는 비접촉식 환상 코일형 센서인 것을 특징으로 하는 초음파 세정장치의 초음파 출력 표시장치
3. 제 1 항에 있어서, 상기 샘플링 로직회로(30)에서 샘플링된 신호를 토대로 신호라인의 단락 및 단선, 과부하, 과열 등의 이상 발생을 감지한 에러 신호를 마이크로프로세서(50)로 전달하는 에러 검출로직 회로(60)를 더 포함하는 구성을 특징으로 하는 초음파 세정장치의 초음파 출력 표시장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 에러 검출로직 회로(60)에서 출력되는 에러 신호에 의해 알람을 발생하는 알람수단(80)을 더 포함하는 구성을 특징으로 하는 초음파 세정장치의 초음파 출력 표시장치.