KR20160037596A - 초음파 생성 장치 - Google Patents

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Abstract

초음파 생성 장치는, 펄스 전원을 생성하며 본체에 설치되는 펄스 전원 생성부, 상기 펄스 전원 생성부에서 생성된 펄스 전원에 대해 임피던스 매칭을 수행하는 임피던스 매칭부, 그리고 서로 다른 임피던스를 가지며 상기 임피던스 매칭부에 의해 임피던스 매칭이 이루어진 펄스 전원에 의해 구동되는 복수의 초음파 트랜스듀서를 포함한다. 상기 복수의 초음파 트랜스듀서는 선택적으로 사용될 수 있도록 상기 임피던스 매칭부를 통해서 상기 펄스 전원 생성부에 선택적으로 연결될 수 있도록 형성되고, 상기 임피던스 매칭부는 상기 복수의 초음파 트랜스듀서 중 선택적으로 사용 중인 초음파 트랜스듀서의 임피던스에 맞게 상기 펄스 전원 생성부의 펄스 전원에 대해 임피던스 매칭을 수행한다.

Description

초음파 생성 장치{Device for generating ultrasonic wave}
본 발명은 초음파를 생성하는 초음파 생성 장치에 관한 것이다.
초음파 생성 장치는 압전세라믹과 같은 압전효과를 가지는 재질로 형성되는 압전소자로 구현되는 초음파 트랜스듀서를 이용하여 초음파를 생성하는 장치이다.
이러한 초음파 생성 장치는 펄스 전원을 공급하기 위한 펄스 전원 공급부를 포함하는데 초음파 트랜스듀서에 공급되는 펄스 전원은 초음파 트랜스듀서의 임피던스에 매칭되어야 한다. 통상적으로 초음파 생성 장치의 펄스 전원 공급부가 사용될 초음파 트랜스듀서의 임피던스에 맞게 구성된 임피던스 매칭 회로를 포함한다.
그러나 최근에 초음파 생성 장치가 인체에 초음파를 조사하는 다양한 용도로 사용되면서 용도에 따라 다른 종류의 초음파 특성을 가지는 초음파 트랜스듀서를 사용하는 것이 필요하다. 이 경우 여러 종류의 초음파 트랜스듀서 별로 별도의 펄스 전원 공급부를 구비하는 것은 비효율적이다. 특히 기존에 사용하고 있는 초음파 생성 장치에 새로운 초음파 트랜스듀서를 사용하기 위해서는 펄스 발생 장치의 임피던스 매칭부를 수정하거나 추가해야 하는 문제가 있다. 또한 초음파 트랜스듀서에 임피던스 매칭부를 결합해서 사용할 수 있지만, 이 방법은 초음파 트랜스듀서를 교환할 때 임피던스를 같이 교환해야 하는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 하나의 펄스 전원 공급부를 서로 다른 임피던스 특징을 가지는 여러 종류의 초음파 트랜스듀서에 공용으로 사용할 수 있는 초음파 생성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 초음파 생성 장치는, 펄스 전원을 생성하며 본체에 설치되는 펄스 전원 생성부, 상기 펄스 전원 생성부에서 생성된 펄스 전원에 대해 임피던스 매칭을 수행하는 임피던스 매칭부, 그리고 서로 다른 임피던스를 가지며 상기 임피던스 매칭부에 의해 임피던스 매칭이 이루어진 펄스 전원에 의해 구동되는 복수의 초음파 트랜스듀서를 포함한다. 상기 복수의 초음파 트랜스듀서는 선택적으로 사용될 수 있도록 상기 임피던스 매칭부를 통해서 상기 펄스 전원 생성부에 선택적으로 연결될 수 있도록 형성되고, 상기 임피던스 매칭부는 상기 복수의 초음파 트랜스듀서 중 선택적으로 사용 중인 초음파 트랜스듀서의 임피던스에 맞게 상기 펄스 전원 생성부의 펄스 전원에 대해 임피던스 매칭을 수행한다.
상기 임피던스 매칭부는 상기 복수의 초음파 트랜스듀서와 개별적으로 각각 연결되는 복수의 임피던스 매칭 회로를 포함할 수 있고, 상기 복수의 임피던스 매칭 회로는 선택적으로 상기 펄스 전원 생성부에 연결되거나 분리될 수 있도록 형성될 수 있다.
상기 임피던스 매칭부와 상기 초음파 트랜스듀서는 연결되거나 분리될 수 있도록 형성될 수 있다.
상기 임피던스 매칭부는 상기 본체에 설치될 수 있으며, 상기 임피던스 매칭부는 상기 복수의 초음파 트랜스듀서와의 임피던스 매칭을 위한 복수의 임피던스 매칭 회로를 포함할 수 있다.
상기 복수의 임피던스 매칭 회로 중 상기 사용을 위해 연결된 초음파 트랜스듀서와 매칭된 임피던스 매칭 회로가 선택되어 임피던스 매칭이 수행될 수 있다.
상기 복수의 초음파 트랜스듀서는 식별 정보를 전송하기 위한 데이터 송신 장치를 각각 포함할 수 있으며, 상기 본체에는 상기 데이터 송신 장치로부터 전송되는 식별 정보를 수신하기 위한 데이터 수신 장치를 포함할 수 있고, 상기 수신된 식별 정보에 기초하여 상기 임피던스 매칭 회로의 선택이 이루어질 수 있다.
본 발명에 의하면, 하나의 펄스 전원 공급부를 서로 다른 임피던스 특징을 가지는 여러 종류의 초음파 트랜스듀서에 공용으로 사용할 수 있어 사용 편의적인 면 및 비용적인 면에서 유리하다. 특히 적극막을 이용하는 초음파 트랜스듀서의 경우 다양한 형태로 제작할 수 있기 때문에 다양한 용도로 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 생성 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 다른 초음파 생성 장치에서 초음파 트랜스듀서가 임피던스 매칭 회로로부터 분리 가능하게 연결되는 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 생성 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 생성 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 초음파 생성 장치는 펄스 전원을 생성하는 펄스 전원 생성부(100)를 포함한다. 펄스 전원 생성부(100)는 통상의 초음파 트랜스듀서를 구동하기 위한 펄스 전원을 생성하는 전기 회로로 구현될 수 있다.
펄스 전원 생성부(100)는 케이스 형태로 이루어지는 본체(10)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 본체(10)는 독립적으로 거치될 수 있도록 형성될 수 있으며 초음파 생성 및 제어를 위한 각종 입력 및 출력 장치를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 초음파 생성 장치는 하나의 펄스 전원 생성부(100)에 복수의 임피던스 매칭부(310, 320, 330)와 각각 연결되어 서로 다른 임피던스를 가지는 복수의 초음파 트랜스듀서(210, 220, 230)가 선택적으로 사용될 수 있도록 구성된다.
임피던스 매칭부(310, 320, 330)는 펄스 전원 생성부(100)에서 생성된 펄스 전원에 대해 임피던스 매칭을 수행한다. 초음파 트랜스듀서(210, 220, 230)는 선택적으로 사용될 수 있도록 임피던스 매칭부(310, 320, 330)에 선택적으로 연결될 수 있도록 구성된다. 이때, 임피던스 매칭부(310, 320, 330)는 복수의 초음파 트랜스듀서(210, 220, 230) 중 선택적으로 사용 중인 초음파 트랜스듀서의 임피던스에 맞게 펄스 전원 생성부(100)에 의해 생성된 펄스 전원에 대해 임피던스 매칭을 수행한다.
구체적으로, 임피던스 매칭부(310, 320, 330)는 복수의 초음파 트랜스듀서(210, 220, 230)와 개별적으로 각각 연결될 수 있다.
위에서 설명한 초음파 트랜스듀서(210, 220, 230)는 인가된 펄스 전원에 의해 진동을 하여 초음파를 생성할 수 있는 통상의 압전소자와 막 형태의 압전체로 구현될 수 있다. 그리고 임피던스 매칭부(310, 320, 330)는 펄스 전원의 임피던스를 개별 초음파 트랜스듀서(210, 220, 230)의 임피던스에 맞게 매칭시키는 종래에 알려진 전기 회로로 구현될 수 있다.
이때, 도 1을 참조하면, 복수의 임피던스 매칭부(310, 320, 330)는 복수의 초음파 트랜스듀서(210, 220, 230)와 개별적으로 각각 연결되어 하나의 유닛을 형성하도록 구성될 수 있다. 이때, 도면에 도시된 바와 같이 각 임피던스 매칭부(310, 320, 330)는 독립적인 케이스(311, 321, 331)를 포함할 수 있으며, 각 케이스(311, 321, 331)에 구비되는 연결구(312, 322, 332)가 본체(10)에 구비된 연결구(11)에 연결되어 임피던스 매칭부(310, 320, 330)와 펄스 전원 생성부(100)에 전기적으로 연결할 수 있도록 형성된다.
복수의 초음파 트랜스듀서(210, 220, 230)는 서로 다른 임피던스 특성 및 그에 따른 서로 다른 초음파 특성을 가지고, 초음파 사용 목적에 따라 적절한 것을 선택하여 임피던스 매칭부(300)를 거쳐 본체(10)에 연결하여 사용할 수 있다. 이에 따라 하나의 펄스 전원 생성부(100)에 임피던스 매칭부(300)를 달리하여 복수의 초음파 트랜스듀서(210, 220, 230) 중 적절한 것을 선택적으로 연결하여 적절한 초음파를 생성할 수 있다.
이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 임피던스 매칭부(310, 320, 330)와 초음파 트랜스듀서(210, 220, 230)는 연결되거나 분리될 수 있도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 각 초음파 트랜스듀서(210, 220, 230)가 임피던스 매칭부(310, 320, 330)와의 연결을 위한 전선(211, 221, 231)에 구비되는 연결구(212, 222, 232)를 통해 임피던스 매칭부(310, 320, 330)로부터 선택적으로 분리될 수 있도록 형성될 수 있다. 이에 따라 초음파 트랜스듀서(210, 220, 230)의 수명이 다한 경우 새로운 초음파 트랜스듀서로 교체함으로써 임피던스 매칭부(310, 320, 330)의 재활용이 가능하다.
임피던스 매칭부(310, 320, 330)를 본체인 펄스 전원 생성부(100)와 일체형으로 하는 대신에 분리된 형태로 구현되기 때문에, 초음파 트랜스듀서(210, 220, 230)를 소모성화하여 빈번히 교체할 수 있다.
이하에서 도 3을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 생성 장치에 대해 설명한다.
도 3을 참조하면, 복수의 임피던스 매칭부(510, 520, 530)는 펄스 전원 생성부(100)와 함께 본체(10)에 설치된다.
개별 초음파 트랜스듀서(210, 220, 230)는 전선(211, 221, 231)을 통해서 본체(10)에 연결될 수 있도록 형성되며 이에 의해 연결된 초음파 트랜스듀서(210, 220, 230)가 임피던스 매칭부(510, 520, 530) 중 하나를 통해서 펄스 전원 생성부(100)에 연결된다.
이때, 복수의 임피던스 매칭부(510, 520, 530) 중 사용을 위해 연결된 초음파 트랜스듀서(210, 220, 230)와 매칭된 임피던스 매칭 회로가 선택되어 임피던스 매칭이 수행된다. 즉, 사용 가능한 초음파 트랜스듀서(210, 220, 230)와의 임피던스 매칭을 위한 임피던스 매칭부(510, 520, 530)가 각각 구비되는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 초음파 트랜스듀서(210, 220, 230)는 식별 정보를 전송하기 위한 데이터 송신 장치(213, 223, 233)을 각각 포함할 수 있으며, 본체(10)에는 데이터 송신 장치(213, 223, 233)로부터 전송된 식별 정보를 수신하기 위한 데이터 수신 장치(20)가 구비될 수 있다. 데이터 송신 장치(213, 223, 233) 및 데이터 수신 장치(20)는 무선 방식일 수도 있고 유선 방식일 수도 있다.
이때, 식별 정보는 연결된 해당 초음파 트랜스듀서(210, 220, 230)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 개별 초음파 트랜스듀서(210, 220, 230) 별로 할당된 고유한 식별 정보가 있고 각 무선 데이터 송신 장치(213, 223, 233)가 해당 초음파 트랜스듀서(210, 220, 230)의 고유한 식별 정보를 송신하고, 본체(10) 측에서는 수신된 식별 정보를 기초로 복수의 초음파 트랜스듀서(210, 220, 230) 중 연결된 것과 매칭된 임피던스 매칭부(510, 520, 530)를 선택하고 그것에 의해 임피던스 매칭이 이루어진다. 이에 따라 임피던스 특징이 다른 복수의 트랜스듀서(210, 220, 230) 중 필요에 따라 연결되어 사용되는 것에 맞게 초음파 생성을 위한 임피던스 매칭이 이루어질 수 있다.
도 4를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 생성 장치에 대해 설명한다.
도 4를 참조하면, 복수의 임피던스 매칭부(710, 720, 730)는 펄스 전원 생성부(100)와 함께 본체(10)에 설치된다.
본체(10)에 복수의 초음파 트랜스듀서(210, 220, 230)에 대한 임피던스 정보를 저장하는 메모리(30)가 구비되며, 이 메모리(30)에 저장된 임피던스 정보에 기초하여 임피던스 매칭을 위한 임피던스 매칭부(310, 320, 330)의 선택이 이루어진다. 예를 들어, 사용자가 본체(10)에 구비되는 입력 장치를 통해 연결된 초음파 트랜스듀서에 대한 정보를 입력하면 입력된 정보에 의해 결정되는 초음파 트랜스듀서의 임피던스 정보에 맞는 임피던스 매칭 회로의 선택이 이루어질 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 펄스 전원 생성부
10: 본체
210, 220, 230: 초음파 트랜스듀서
310, 320, 330, 510, 520, 530, 710, 720, 730: 임피던스 매칭부
311, 321, 331: 케이스
312, 322, 332: 연결구
211, 221, 231: 전선
212, 222, 232: 연결구

Claims (6)

  1. 펄스 전원을 생성하며 본체에 설치되는 펄스 전원 생성부,
    상기 펄스 전원 생성부에서 생성된 펄스 전원에 대해 임피던스 매칭을 수행하는 임피던스 매칭부, 그리고
    서로 다른 임피던스를 가지며 상기 임피던스 매칭부에 의해 임피던스 매칭이 이루어진 펄스 전원에 의해 구동되는 복수의 초음파 트랜스듀서를 포함하며,
    상기 복수의 초음파 트랜스듀서는 선택적으로 사용될 수 있도록 상기 임피던스 매칭부를 통해서 상기 펄스 전원 생성부에 선택적으로 연결될 수 있도록 형성되고,
    상기 임피던스 매칭부는 상기 복수의 초음파 트랜스듀서 중 선택적으로 사용 중인 초음파 트랜스듀서의 임피던스에 맞게 상기 펄스 전원 생성부의 펄스 전원에 대해 임피던스 매칭을 수행하는 초음파 생성 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 임피던스 매칭부는 상기 복수의 초음파 트랜스듀서와 개별적으로 각각 연결되는 복수의 임피던스 매칭 회로를 포함하고,
    상기 복수의 임피던스 매칭 회로는 선택적으로 상기 펄스 전원 생성부에 연결되거나 분리될 수 있도록 형성되는 초음파 생성 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 임피던스 매칭 회로와 상기 초음파 트랜스듀서는 연결되거나 분리될 수 있도록 형성되는 초음파 생성 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 임피던스 매칭부는 상기 본체에 설치되며,
    상기 임피던스 매칭부는 상기 복수의 초음파 트랜스듀서와의 임피던스 매칭을 위한 복수의 임피던스 매칭 회로를 포함하는 초음파 생성 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 복수의 임피던스 매칭 회로 중 상기 사용을 위해 연결된 초음파 트랜스듀서와 매칭된 임피던스 매칭 회로가 선택되어 임피던스 매칭이 수행되는 초음파 생성 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 복수의 초음파 트랜스듀서는 식별 정보를 전송하기 위한 데이터 송신 장치를 각각 포함하며,
    상기 본체에는 상기 데이터 송신 장치로부터 전송되는 식별 정보를 수신하기 위한 데이터 수신 장치를 포함하고,
    상기 수신된 식별 정보에 기초하여 상기 임피던스 매칭 회로의 선택이 이루어지는 초음파 생성 장치.
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