KR20070001058A - 초음파 처리 방법 및 다중 주파수 변환기를 구비한 장치 - Google Patents

초음파 처리 방법 및 다중 주파수 변환기를 구비한 장치 Download PDF

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Abstract

세정되거나 초음파 처리된 요소를 탑재한 액체 충진 탱크에 초음파 에너지를 공급하는 적어도 2개의 서로 다른 공진 주파수의 다중 변환기를 포함하는 초음파 처리 장치 및 처리 방법이 설명된다. 상기 변환기는 각 변환기가 서로 다른 주파수의 인접한 변환기를 구비하도록 탱크의 벽상의 대각선을 따라 등변 삼각형 패턴에 배열된다. 선택적으로, 상기 장치는 상기 장치가 상기 탱크에 초음파 에너지의 다양한 주파수의 혼합체를 제공하도록 서로 다른 공진 주파수를 가진 하나 이상의 로드 변환기를 포함한다. 본 발명의 다른 특징은 배제된 하위 범위 외측에 있는 서로 다른 공진 주파수를 구비한 변환기를 선택하고, 상기 변환기의 공진 주파수와 배제된 하위 범위를 통하여 퍼지는 구동 신호에 의해 변환기에 전원을 공급하는 단계를 포함한다.
초음파, 처리 장치

Description

초음파 처리 방법 및 다중 주파수 변환기를 구비한 장치{Ultrasonic processing method and apparatus with multiple frequency transducers}
본 출원은 제이. 마이클 굿슨 및 세바스찬 케이. 쏘타셀에 의해 발명된 초음파 처리 방법 및 다중 주파수 변환기를 구비한 장치에 관하여 2004년 11월 5일 출원된 US 가출원 번호 60/517,501호에 대하여 우선권을 주장한 출원이다. 이러한 가출원은 본원에 완전히 편입된다.
본 발명은 초음파 세정 및 액체 처리방법과 장치 및 2이상의 압전 변환기(transducer)를 포함하는 다른 용도에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 다중 주파수에서 초음파 에너지를 사용하여 성능을 향상시키는 것에 관한 것이다.
초음파 장치들은 세정, 에멀젼화, 액체 매체에서 구성요소 또는 부품을 확산시키는 것, 그리고 금속 용접, 플라스틱 결합, 및 와이어 본딩과 같은 다른 장치에 사용된다. 이러한 모든 장치들과 처리과정은 액체 또는 고체 매체에 초음파 파장을 가하는 초음파 변환기를 사용한다.
액체 매체에서 부품을 세정하는 것은 초음파의 일반적인 사용예이다. 초음파를 사용하여 세정하는 것은 액체 매체에서 공동현상 내파(cavitation implosion)를 발생시켜서 분포시키는 초음파 파장을 사용한다. 방출된 에너지는 균열에 도달 하여 파고들게 되며, 다른 세정 방법으로는 접근할 수 없는 막힌 구멍이나 영역에 도달하여 파고들게 된다.
초음파 파장은 전기 오실레이터(일반적으로 파워 서플라이 또는 발전기로 호칭됨)에 의해 발생된 고주파, 고전압 전류를 구비한 초음파 변환기를 작동시켜서 형성된 압력파이다. 일반적인 산업용의 고성능 전력 발전기는 20 내지 300 kHz 또는 그 이상의 범위의 초음파 주파수를 발생시킨다. 초음파 변환기는 일반적으로 발전기에 의해 공급된 진동하는 구동 신호를 받는 경우 신장되고 접촉하는 압전 장치를 포함한다. 상기 변환기는 세정 탱크의 바닥 및/또는 측면상에 장착되거나 액체에 잠기게 된다. 발생된 초음파 파장은 공진 표면에 수직하게 전파된다. 상기 파장은 공동현상 내파를 발생하는 액체 매체와 상호작용하게 된다. 고밀도 초음파 파장은 액체 매체에 마이크로 증기/진공 버블을 발생시키는데, 상기 버블은 가해진 초음파 주파수에 배분하여 최대 크기로 성장하여, 내파하게 되고 그 에너지를 방출하게 된다. 주파수가 높을수록, 공동현상의 크기는 작아지게 된다.
상기 표면에 인접한 내파로부터 방출된 에너지는 파편과 충돌하여 속박된 상태를 붕괴시키게 되어, 그것을 변위시키는 세제 또는 세정 용매를 허용하게 된다. 상기 내파는 상기 표면으로부터 멀리 파편을 운반하는 동적 압력파를 발생시킨다. 액체 매체의 수백만번의 연속적인 작은 내파의 축적 효과는 물리적으로 결합된 속박 관계를 파괴하는데 필요한 기계적인 에너지를 제공하며, 화학적으로 결합된 것을 가수분해하는 것을 배가시키며, 이온 속박 관계를 용해시키는 것을 촉진시킨다.
일반적으로, 저주파수(20-30kHz)에서, 사이즈가 큰 작은 개수의 공동현상과 보다 많은 에너지가 발생하게 된다. 고주파수에서, 보통이거나 저에너지를 가진 보다 소밀한 공동현상이 형성된다. 저주파수는 무겁고 큰 사이즈의 구성요소를 세정하는데 적합하지만, 고주파수(60-80kHz)는 정밀한 표면을 세정하고 린싱하는 단계에서 추천된다.
몇몇 장치에서, 서로 다른 주파수에서 결합하여 작동하는 다중 변환기를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, US 6,019,852 특허와 UK 1,488,252,를 참고하라. 이러한 특허들은 2개의 파워 서플라이 또는 발전기에 의해 분리되어 구동되는 2개의 서로 다른 주파수 변환기의 사각 그리드를 구비한 세정 장치를 설명하고 있다.
본 발명의 일특징은 세정되거나 초음파 처리될 요소들을 탑재하고 있는 액체 충진된 탱크에 초음파 에너지 공급하는 적어도 2개의 서로 다른 공명 주파수의 다중 변환기를 구비한 초음파 처리 장치 및 방법이다. 상기 변환기는 적층된 구조인 것이 바람직하며, 저부상에서 또는 상기 탱크의 벽에서 대각선을 따라 등변 삼각형 패턴으로 배열되어, 각각의 변환기는 서로 다른 주파수의 인접한 변환기를 구비한다.
본 발명의 제2특징은 일측 또는 양측 단부상에 설치되고 세정되거나 초음파 처리될 요소를 탑재한 액체 충진된 탱크에 설치된 초음파 컨버터 또는 변환기를 구비한 하나 이상의 변환기(푸시 풀 타입:push-pull type 또는 단일 푸시 타입:single push type)을 가진 초음파 처리 장치 및 처리 방법이다. 상기 로드 변환기는 서로 다른 공진 주파수를 가져서, 상기 장치는 초음파 에너지의 다양한 주파수의 혼합체를 상기 탱크에 제공하게 된다.
본 발명의 제3특징은 서로 다른 공진 주파수를 가진 다중 변환기 또는 압전 크리스탈과, 서로 다른 공진 주파수에 걸쳐지는 주파수 범위를 통하여 작동하는 상기 변환기 또는 압전 크리스탈에 동력을 전달하는 발전기 또는 파워 서플라이를 가진 초음파 처리 장치 또는 처리 방법이다. 상기 변환기 또는 압전 크리스탈은 서로 쌍을 이루며, 공진 주파수에서 적어도 최소한의 차이를 가지게 되는 것이 바람직하다. 환언하면, 상기 발전기에 의해 공급된 구동 신호의 주파수 번위 내에는, 어떠한 변환기 또는 압전 크리스탈도 공진 주파수를 가지지 않는 소정의 하위 범위가 있다.
본 발명의 이러한 특징들은 단독으로 또는 결합되어, 향상된 성능을 나타내는 초음파 세정 및 액체 처리 방법과 장치를 제공한다.
본 명세서에 설명된 특징과 효과는 전부 포함하는 것을 아니며, 특히 추가적인 많은 특징과 장점들은 도면과 명세서 및 청구범위를 참조하여 당업자에게 용이하게 이해될 것이다. 또한, 명세서에서 사용된 언어는 가독성 및 교시적인 목적으로 원칙적으로 선택되었으며, 본 발명의 범위를 한정하기 위해 선택된 것은 아니며, 청구하는 사항의 발명성을 결정하는데 필요한 것은 청구범위에만 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 명세서는 전기적인 구동 신호에 응답하여 초음파 진동을 발생시키는 장치를 가리켜서 변환기, 컨버터, 압전 크리스탈이라는 용어를 사용한다.
또한, 공진 주파수라는 용어는 변환기 또는 압전 크리스탈의 기본적인 조화 주파수를 포함하며, 고차원의 조화(harmonics)를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 탱크 벽상의 초음파 변환기의 2가지 타입을 배열을 도시한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 탱크 벽상의 초음파 변환기의 3가지 타입의 배열을 도시한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 변환기 및 중앙 드레인의 2가지 타입의 배열을 도시한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 변환기 및 중안 드레인의 2가지 타입의 배열을 도시한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 탱크 벽상의 로드 변환기의 2가지 타입의 배열을 도시한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 관한 주파수 범위의 다이아그램이다.
상기 도면들은 도식적으로 본 발명의 목적에 따른 다양한 바람직한 실시예를 도시한다. 당업자는 이러한 구조체의 선택적인 실시예와 본원에서 도시된 방법들은 본원에서 설명된 본 발명의 원리로부터 벗어나지 않는 한 채용될 수 있다는 것을 용이하게 이해한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 본 발명의 제1실시예는 초음파적으로 세정되는 부 품을 탑재한 액체 충진된 탱크에 초음파 에너지를 공급하는 2개 또는 3개의 서로 다르게 작동하는 공진 주파수의 다중 변환기를 배치하는 것을 포함한다. 상기 변환기는 적층된 구조체인 것이 바람직하며, 상기 탱크의 저부 또는 측벽상에 등변 삼각형 패턴의 대각선을 따라 배열된다.
도 1에는 변환기의 하나의 배열 형태가 도시된다. 비록 이러한 배열이 탱크의 하나 이상의 측벽상에 사용될 수 있지만 상기 도면은 초음파 세정 또는 다른 초음파 액체 처리에 사용되는 탱크 또는 요기의 바닥벽(12)에 관한 것이다. 각각 서로 다른 작동 주파수 또는 공진 주파수를 가진 2개의 타입 또는 그룹의 변환기(14: 음영의 원으로 표시)(16: 개방된 원으로 표시)는 대각선(10)을 따라 등변 삼각형에 배치된다. 각각의 변환기는 등변 삼각형을 형성하는 위치에서 적어도 2개의 인접한 변환기를 구비하며, 적어도 하나의 인접한 변환기는 서로 다른 주파수를 구비한다. 각각의 대각선(10)은 동일한 타입의 변환기(14 또는 16)를 구비한다. 이러한 배열은 상기 탱크의 저부를 가로질러 균일하게 개재된 2가지 타입을 가진 변환기의 효율적인 포장 밀도를 제공한다. 상기 탱크 또는 용기는 세라믹, 금속, 금속 합금, 유리, 수정, 파이렉스(Pyrex), 플라스틱, 또는 다른 적절한 비-다공성 재료로 만들어진다. 드레인 홀(18)은 저부 벽(12)의 코너에 제공된다. 상기 변환기(14, 16)는 상기 탱크 저부의 외측면으로 탱크 아래에 장착되거나, 잠길수 있는(immersible) 방사면 또는 플레이트에 고정되며, 상기 탱크 내부에 배치되며, 또는 상기 탱크의 저부에 고정된 변환기 플레이트에 장착된다. 상기 주파수는 10 kHz 내지 3000kHz이 범위인 것이 바람직하다. 각각의 주파수에 대한 동일한 개수 의 변환기가 존재하는 것이 바람직하다. 이러한 실시예에서, 각각 12개의 주파수를 포함하는 전체 24개의 변환기가 존재한다.
변환기의 다른 배열이 도 2에 도시된다. 각각 서로 다른 작동 주파수 또는 공진 주파수를 가지는 3가지 타입 또는 그룹의 변환기(14: 음영의 원으로 표시))(16: 개방된 원으로 표시)는 대각선(24)을 따라 등변 삼각형 패턴으로 배열된다. 각각의 등변 감각형은 각각의 타입 중 하나로서 3개의 관련된 변환기(14, 16, 20)을 구비한다. 동일한 타입의 변환기는 서로 인접하게 되지 않는데, 왜냐하면, 다른 타입의 변환기에 의해 분리되기 때문이다. 이러한 배열은 상기 탱크의 저부를 가로질러 개재된 3가지 변환기 타입에 변환기의 효율적인 포장 밀도를 제공한다. 각각의 변환기는 서로 다른 주파수의 적어도 2개의 인접한 변환기를 구비한다. 이러한 실시예에서, 각각의 변환기(14, 16, 20) 중 8개인 각각의 주파수의 동일한 개수의 변환기가 존재한다.
도 1과 유사하지만, 상기 드레인(22)이 중앙에 있으며, 각각의 주파수 중 16개로된 전체 32개의 변환기(14, 16)이 존재하는 변환기의 제3배열이 도 3에 도시된다.
3가지 변환기(14, 16, 20)의 타입에 다한 다른 배열이 도 4에 도시되어 있다. 이러한 배열은 도 2에는 유사하지만, 드레인(22)은 중앙에 있으며, 12개의 주파수에 대하여 전체 36개의 변환기가 존재한다.
변환기의 서로 다른 작동 주파수 또는 공진 주파수는 최저 주파수라 세정될 부품을 손상시키지 않고 높거나 최고의 주파수는 낮은 주파수에 의해 느슨하게 된 파편을 린싱하거나 작은 입자를 선택적으로 제거하도록 선택되는 것이 바람직하다. 각각의 타입의 모든 변환기는 이러한 변환기의 공진 주파수에서 구동 신호를 공급하는 별도의 발전기(17, 19: 도 1)에 의해 전원을 공급받는다. 선택적으로, 모든 변환기는 주파수에서 주파수로 스위칭되거나, 상기 변환기의 공진 주파수를 포함하는 주파수 범위를 통하여 퍼지는 하나의 발전기에 의해 전원을 공급받는다.
본 발명의 제2특징은 일측단부 또는 양단부상에 장착된 초음파 컨버터를 가진 다중 로드 변환기(푸시-풀 타입 또는 단일 푸시 타입)를 포함한다. 도 5는 탱크의 벽의 내측에 장착된 4개의 푸시-풀 타입 로드 변환기(26, 28)을 도시한다. 상기 로드 변환기(26, 28)는 상기 탱크의 저부벽상에 수평하게, 상기 탱크의 하나 이상의 측벽상에서 수평하게 장착된다. 상기 로드 변환기(26, 28)는 세정되거나 초음파 처리된 요소나 부품을 탑재한 액체 충진된 탱크에 잠기게 된다. 상기 로드 변환기(26, 28)는 서로 다른 공진 주파수를 가져서, 상기 장치는 탱크의 액체에 초음파 에너지의 다양한 주파수를 제공하게 되는 것이 바람직하다. 상기 로드는 금속, 유리, 세라믹, 수정, 또는 다른 적절한 재료로 구성된다. 예를 들어, 티타늄 구조체는 CFC 용매, 하이드로 카본, 수성 알카리 용액, 수성 중성 용액, 및 유사한 수정 산 용액을 포함하는 세정 매체와 같은 폭넓은 범위의 사용 용도를 허용한다. 상기 로드 변환기(26, 28)는 상기 변환기에 초음파 주파수의 구동 신호를 공급하는 발전기(29)에 의해 동력을 공급받게 된다. 상기 발전기는 서로 다른 공진 주파수를 가지는 로드 변환기에 서로 다른 주파수의 구동 신호 또는 상기 로드 변환기의 모든 공진 주파수를 포함하는 전파 또는 교류 주파수 구동 신호를 제공한다.
푸시-풀 타입 또는 단일 푸시 타입으로 알려진 상기 로드 변환기(26, 28)는 일측 단부 또는 양측 단부상에서 단부 캡에 장착된 초음파 컨버터(30, 32)를 구비한다. 각각 서로 다른 공진 주파수를 가지는 2이상의 로드 변환기는 우수한 세정 또는 액체 처리 고정을 형성하는데 사용된다. 선택적으로, 2이상의 주파수는 상기 구동 신호의 주파수를 간헐적으로 또는 동시에 스위칭함으로써 동일한 변환기 로드에 의해 제공된다.
하나의 푸시-풀 변환기를 사용하는 다중 주파수를 얻는 다른 방법은 하나의 주파수에서 일단부에 하나의 컨버터를 구동하고 다른 주파수에서 다른 단부에 다른 컨버터를 구동하는 것이다. 상기 로드 변환기에 사용되는 로드는 원하는 다중 주파수에서 공진하도록 크기가 정해지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 하나의 주파수의 반 파장이 5인치이고, 다른 주파수의 반 파장이 7인치라면, 35인치의 로드는 양 파장에서 공진하게 된다. 하나의 푸시-풀 변환기로부터 다중 주파수를 얻는 다른 방법은 다른 주파수의 다중 정수가 되도록 하나의 주파수를 설정하는 것이다.
다중 주파수는 다중 공진 주파수에 대한 로드 변환기의 크기를 설정하고 2개의 주파수 사이에서 교류하는 교류 구동 신호를 사용하여 단일-푸시 로드 변환기에 의해 얻어진다.
본 발명의 제3특징은 주파수의 범위를 통하여 변환기에 가해지는 구동 신호를 퍼지게 하는 것이다. 본 발명의 이러한 특징은 단일 변환기 내에서 다중으 압전 크리스탈에 적용되거나 동일한 시스템에서 사용되는 다중 변환기에 적용된다. 어느 경우에서도, 상기 압전 크리스탈 또는 변환기는 적어도 최소한의 양만큼 차이 가 있는 서로 다른 공진 주파수를 가지도록 선택된다.
예를 들어, 전파 주파수 범위가 39 내지 41 kHz 라면, 최소 차이는 그 범위의 중간의 0.5kHz이다. 이것은 각각의 쌍의 변환기 또는 압전 크리스탈이 한편으로 39 내지 39.75kHZ 사이의 공진 주파수를 구비하며, 다른 한편으로 40.25 내지 41kHZ의 공진 주파수를 가진다는 것을 의미한다. 이러한 예의 어떠한 변환기나 압전 크리스탈로 39.75 내지 40.25kHZ의 범위를 벗어나는 공진 주파수를 가지지 않는다.
본 발명의 다른 특징은 도 6에 도시된다. 상기 발전기에 의해 퍼진 모든 주파수 범위는 34 범위의 주파수이며, 상기 변환기 공진 주파수를 포함하지 않는 벗어난 하위 범위는 36의 주파수 하위 범위이다. 각각의 변환기 또는 압전 크리스탈의 공진 주파수는 X 38로 표시된다. 배제된 하위 범위 36에는 어떠한 X (공진 주파수)도 없다. 배제된 하위 범위 36의 경계는 변환기 또는 압전 크리스탈의 공진 주파수의 최소 차이를 한정한다. 상기 배제된 하위 범위 (36)는 상기 발전기에 의해 퍼지는 전체 주파수 범위(34)의 10 내지 25% 이다.
본 발명의 제3특징에 따르면, 상기 압전 크리스탈 또는 변환기는 원하는 차이로써 제조되며, 소정의 범위에 부합하는 이러한 압전 크리스탈 또는 변환기가 사용된다. 상기 공진 주파수는 변환기 또는 압전 크리스탈을 테스트하고 그 테스트 결과에 따라 선택함으로써 결정된다.
본 발명이 이러한 특징은 초음파 세정 또는 액체 처리 과정에 적용되어, 고정의 공진 주파수 차이(배제된 하위 범위) 및 퍼지는 주파수 범위는 장치에 따라 선택되어 진다 . 본 발명의 이러한 특징은 금속 용접, 플라스틱 결합, 와이어 본딩, 및/또는 초음파를 사용하는 다른 의료 처리 또는 제조방법에 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 특징은 전술한 바와 같이, 서로 다른 주파수의 푸시-풀 변환기 또는 단일-푸시 변환기를 사용하거나 서로 다른 주파수의 적층된 변환기의 등간격 배치된 배열을 사용하여 이용된다.
전술한 사항으로부터, 본원에 설명된 본 발명은 신규하고 효과적인 초음파 처리 장치 및 세정되거나 초음파 처리될 요소를 탑재한 액체충진된 탱크에 초음파 에너지를 공급하는 서로 다른 주파수의 다중 변환기를 사용하는 방법을 제공한다는 것이 명확하게 드러난다. 전술한 사항들은 본 발명의 예시적인 방법과 실시예를 설명한다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 본 발명은 필수적 특징이나 사상으로부터 벗어나지 않는 다른 특정 형태에서 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명의 설명 내용은 예시적인 것이며 첨부된 청구범위의 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

Claims (17)

  1. 유체를 담도록 작동하는 탱크;
    상기 탱크에 연결되어 있으며, 상기 탱크의 유체에 초음파 에너지를 제공하도록 작동하는 다중 초음파 변환기로서, 상기 변환기의 제1그룹은 제1공진 주파수를 구비하며, 상기 변환기의 제2그룹은 제1공진주파수와 다른 제2공진 주파수를 구비하며, 상기 변환기는 각각의 변환기가 적어도 2개의 인접한 변환기를 구비하며 적어도 하나의 인접한 변환기는 서로 다른 공진 주파수를 구비하도록 대각선을 따라 등변 삼각형 패턴으로 배열되는 다중 초음파 변환기; 및
    상기 변환기에 구동 신호를 공급하는 발전기 수단을 포함하는 초음파 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발전기 수단은 각각의 변환기 그룹에 연결된 발전기를 포함하며, 각각의 발전기는 관련된 변환기 그룹의 공진 주파수에서 구동 신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 초음파 처리 장치.
  3. 유체를 담도록 작동하는 탱크;
    상기 탱크에 연결되며, 상기 탱크의 유체에 초음파 에너지를 공급하도록 작동하는 다중 초음파 변환기로서, 상기 변환기의 제1그룹은 제1공진 주파수를 구비 하며, 상기 변환기의 제2그룹은 제1공진 주파수와 다른 제2공진 주파수를 구비하며, 변환기의 제3그룹은 상기 제1 공진 주파수 및 제2공진 주파수와 다른 제3공진 주파수를 구비하며, 상기 변환기는 각각의 변환기가 서로 다른 공진 주파수를 가지는 적어도 2개의 인접한 변환기를 가지도록 대각선을 따라 등변 삼각형 패턴에 배열된 다중 초음파 변환기; 및
    상기 변환기에 구동 신호를 공급하는 발전기 수단을 포함하는 초음파 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 발전기 수단은 각각의 변환기 그룹에 연결된 발전기를 포함하며, 각각의 발전기는 관련된 변환기 그룹의 공진 주파수에서 구동 신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 초음파 처리 장치.
  5. 유체를 담도록 작동하는 탱크;
    상기 탱크에 연결되며 상기 탱크의 유체에 초음파 에너지를 공급하도록 작동하는 다중 초음파 로드 변환기로서, 상기 로드 변환기의 제1그룹은 제1 공진 주파수를 구비하며, 상기 로드 변환기의 제2그룹은 상기 제1 공진 주파수와 다른 제2 공진 주파수를 구비하는, 다중 초음파 로드 변환기; 및
    상기 변환기에 구동 신호를 공급하는 발전기 수단을 포함하는 초음파 처리 장치.
  6. 유체를 담도록 작동하는 탱크;
    상기 탱크에 연결되며 상기 탱크의 유체에 초음파 에너지를 공급하도록 작동하는 적어도 하나의 초음파 로드 변환기로서, 각각의 로드 변환기는 로드의 각 단부에 위치된 초음파 컨버터를 구비하며, 각 로드 변환기상의 2개의 초음파 컨버터는 서로 다른 공진 주파수를 구비하며, 상기 로드 변환기는 양쪽 공진 주파수에서 공진하는, 적어도 하나의 초음파 로드 변환기; 및
    상기 변환기에 구동 신호를 공급하는 발전기로서, 상기 발전기는 각 로드상의 하나의 초음파 컨버터에 제1 주파수에서 하나의 구동 신호를 공급하며, 각 로드상의 다른 초음파 컨버터에 제2 주파수에서 다른 구동 신호를 공급하는, 발전기를 포함하는 초음파 처리 장치.
  7. 유체를 담도록 작동하는 탱크;
    상기 탱크에 연결되며, 상기 탱크의 유체에 초음파 에너지를 공급하도록 작동하는 다중 초음파 로드 변환기로서, 각 로드 변환기는 로드의 일단부에 위치된 초음파 컨버터를 구비하며, 상기 로드 변환기는 다중 공진 주파수를 구비하는, 다중 초음파 로드 변환기; 및
    상기 변환기에 구동 신호를 공급하는 발전기로서, 상기 구동 신호는 제1 주파수와 제2 주파수 사이에서 교류하며, 앙쪽 주파수는 상기 로드 변환기의 공진을 일으키는 발전기를 포함하는 초음파 처리 장치.
  8. 초음파 에너지를 공급하도록 작동하는 다중 초음파 장치로서, 상기 초음파 장치의 제1그룹은 제1 공진 주파수를 구비하며, 상기 초음파 장치의 제2그룹은 제1공진 주파수와 다른 제2공진 주파수를 구비하며, 어떠한 초음파 장치도 공진 주파수를 구비하지 않는 제 1 공진 주파수와 제 2 공진 주파수 사이의 배제된 하위 범위가 존재하는 다중 초음파 장치; 및
    상기 초음파 장치에 구동 신호를 공급하는 발전기로서, 상기 구동 신호는 초음파 장치의 공진 주파수와 배제된 하위 범위를 포함하는 범위를 통하여 주파수가 변화하는 발전기를 포함하는 초음파 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 배제된 하위 범위는 구동 신호의 주파수 범위의 10 내지 25% 인 것을 특징으로 하는 초음파 처리 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 초음파 장치는 압전 크리스탈인 것을 특징으로 하는 초음파 처리 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 초음파 장치는 변환기인 것을 특징으로 하는 초음파 처리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    유체를 담도록 작동하는 탱크를 추가로 포함하며, 다중 초음파 변환기는 상기 탱크에 연결되고 상기 탱크의 유체에 초음파 에너지를 공급하도록 작동하며, 상기 변환기는 각 변환기가 적어도 2개의 인접한 변환기를 구비하며 적어도 하나의 인접한 변환기는 서로 다른 공진 주파수를 구비하도록 대각선을 따라 등변 삼각형 패턴에 배열된 것을 특징으로 하는 초음파 처리 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    유체를 담도록 작동하는 탱크를 추가로 포함하며, 상기 변환기는 제1 공진 주파수를 가지는 변환기의 제1그룹과, 상기 제1 공진 주파수와 다른 제2공진 주파수를 구비하는 변환기의 제2그룹과, 상기 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수와 다른 제3공진 주파수를 가진 변환기의 제3그룹으로 포함하며, 상기 변환기는 상기 탱크에 연결되며 상기 탱크의 유체에 초음파 에너지를 공급하도록 작동하며, 상기 변환기는 각 변환기가 서로 다른 공진 주파수를 가지는 적어도 2개의 인접한 변환기를 구비하도록 대각선을 따라 등변 삼각형 패턴에 배열되는 것을 특징으로 하는 초음파 처리 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    유체를 담도록 작동하는 탱크를 추가로 포함하며, 상기 변환기는 상기 탱크에 연결된 로드 변환기를 구비하며 상기 탱크의 유체에 초음파 에너지를 공급하도 록 작동하는 것을 특징으로 하는 초음파 처리 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    유체를 담도록 작동하는 탱크를 추가로 포함하며, 상기 변환기는 상기 탱크에 연결된 로드 변환기이며 상기 탱크의 유체에 초음파 에너지를 공급하도록 작동하며, 각각의 로드 변환기는 로드의 각 단부에 위치된 초음파 컨버터를 구비하며, 각 로드 변환기상의 2개의 초음파 컨버터는 서로 다른 공진 주파수를 구비하며, 상기 로드 변환기는 양쪽 공진 주파수에서 공진하는 것을 특징으로 하는 초음파 처리 장치.
  16. 초음파 에너지를 공급하도록 작동하는 다중 초음파 장치를 제공하는 단계로서, 상기 초음파 장치의 제1그룹은 제1공진 주파수를 구비하며, 상기 초음파 장치의 제2그룹은 상기 제1공진 주파수와 다른 제2공진 주파수를 구비하며, 어떠한 초음파 장치도 공진 주파수를 가지지 않는 제 1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수 사이에는 배제된 하위 범위가 있는, 다중 초음파 장치를 제공하는 단계; 및
    상기 초음파 장치에 구동 신호를 공급하는 단계로서, 상기 구동 신호는 초음파 장치의 공진 주파수와 상기 배제된 하위 범위를 포함하는 범위를 통하여 주파수 변화하는, 구동 신호를 공급하는 단계를 포함하는 초음파 처리 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 배제된 하위 범위는 상기 구동 신호의 주파수 범위의 10 내지 25% 인 것을 특징으로 하는 초음파 처리 방법.
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