[Çѱ¹¼ÒÀ½Áøµ¿°øÇÐȸÁö 2000³â 10¿ùÈ£] ƯÁý : ÃÊÀ½ÆÄ ÀÀ¿ë±â¼ú
ÃÊÀ½Æĸ¦ ÀÌ¿ëÇÑ ¼¾¼ ¹× ¾×Ãß¿¡ÀÌÅÍ
Ultrasonic Sensors and Actuators
±è Áø ¿À (Jin O. Kim)
(¼þ½Ç´ëÇб³ ±â°è°øÇаú)
1. ¸Ó ¸® ¸»
±â°èÀû Áøµ¿(Á¤È®È÷ Ç¥ÇöÇÏÀÚ¸é
¿ªÇÐÀû Áøµ¿)À̶ó ÇÏ¸é ¹Ù¶÷Á÷ÇÏÁö ¾ÊÀº Áøµ¿Çö»óÀ» ÀÏı⵵ ÇÏÁö¸¸ À¯¿ëÇÑ Çö»óµµ
Æ÷ÇԵȴÙ. ºÎÁ¤ÀûÀÎ ÀǹÌÀÇ Áøµ¿Àº ¼ÒÀ½°ú ¿¬°üµÇ±âµµ Çϸç Áøµ¿¼ö ¹üÀ§°¡
´ë°³ ¼ökHzÀÌÇÏÀÌ´Ù. ±àÁ¤ÀûÀÎ ÀǹÌÀÇ Áøµ¿Àº È°¿ëÇÒ ¸ñÀûÀ¸·Î ¹ß»ý½ÃÅ°´Â
°ÍÀ¸·Î¼, Àü±â¸éµµ±â³ª ÈÞ´ëÆù¿¡¼Ã³·³ ³·Àº Áøµ¿¼ö·Î ÀÛµ¿µÇ´Â °Íµµ ÀÖÁö¸¸ ´ë°³
¼ö½ÊkHz ¶Ç´Â ±× ÀÌ»óÀÇ Áøµ¿¼ö ¹üÀ§¿¡¼ ÀÛµ¿µÇ°í, Æĵ¿ÀÇ ÇüÅ·Π³ªÅ¸³ª¹Ç·Î ÃÊÀ½ÆĶó
ÀÏÄþîÁø´Ù.
ÃÊÀ½ÆÄÀÇ º»·¡ ¶æÀº 'Àΰ£ÀÇ °¡Ã»ÁÖÆļö
¹üÀ§(20Hz¡20kHz)º¸´Ù ³ôÀº ÁÖÆļöÀÇ À½ÆÄ'Àε¥, »ê¾÷¿ëÀ¸·Î ´Ù¾çÇÏ°Ô È°¿ëµÇ¸é¼
'Àΰ£ÀÌ µéÀ» ¸ñÀûÀÌ ¾Æ´Ñ ±â¼ú¿¡ È°¿ëµÇ´Â À½ÆÄ'·Îµµ ÅëÇÏ°í ÀÖ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ
ÃÊÀ½ÆÄÀÇ ÁÖÆļö ¹üÀ§´Â ´ë·« 10kHz ÀÌ»óÀÌ´Ù. ÀÌ¿Í °°Àº ÃÊÀ½Æĸ¦ È°¿ëÇÏ´Â
±â¼úµéÀº ÃÊÀ½ÆÄ°¡ ÀüÆÄÇÏ´Â ½ÅÈ£¸¦ ÀÌ¿ëÇÏ´Â ±â¼ú°ú ÃÊÀ½ÆÄ°¡ Àü´ÞÇÏ´Â ¿¡³ÊÁö¸¦
ÀÌ¿ëÇÏ´Â ±â¼ú·Î ºÐ·ùÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù.(1)
ÃÊÀ½ÆÄ´Â ÀüÆļӵµ°¡ ¸ÅÁúÀÇ ¹°¼ºÄ¡¿¡
µû¶ó °áÁ¤µÇ´Â ÀÏÁ¤ÇÑ ¾çÀÌ°í, ÀüÆÄ Áß¿¡ À̹°ÁúÀ̳ª ¸ÅÁú °æ°è¸¦ ¸¸³ª¸é ¹Ý»çÇϹǷÎ,
°èÃø¿ë ½ÅÈ£·Î ÀÌ¿ëµÈ´Ù. ±×·¯ÇÑ »ç·Ê¿¡´Â ºñÆı«°Ë»ç ¶Ç´Â ÀÇ·á¿ë ¿µ»ó Áø´Ü
µîÀÌ Àִµ¥, À̵éÀº º» ƯÁýÀÇ ´Ù¸¥ ±Û¿¡¼ ¼³¸íµÈ´Ù. ÀÌ ±Û¿¡¼´Â ÃÊÀ½Æĸ¦
ÀÌ¿ëÇÑ ¼¾¼ ±â¼ú·Î¼, ÃÊÀ½ÆÄ ¾×¸é°è, ÃÊÀ½ÆÄ Á¡µµ°è, ÃÊÀ½ÆÄ ¹Ðµµ°è, Â÷·® ÈĹ氨Áö±â
µîÀ» ¼Ò°³ÇÑ´Ù.
ÇÑÆí ÃÊÀ½ÆÄ´Â ¸ÅÁúÀÇ ÀüÆÄ°¡
¾Æ´Ï°í ¿¡³ÊÁöÀÇ ÀüÆÄÀ̹ǷÎ, ÃÊÀ½ÆÄ¿¡ ÀÇÇØ Àü´ÞµÇ´Â ¿¡³ÊÁö¸¦ ÀÌ¿ëÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù.
±×·¯ÇÑ »ç·Ê ÁßÀÇ ÇϳªÀÎ ÀÇ·á¿ë ÃÊÀ½ÆÄ´Â º» ƯÁýÀÇ ´Ù¸¥ ±Û¿¡¼ ¼Ò°³µÇ°í,
ÀÌ ±Û¿¡¼´Â ÃÊÀ½Æĸ¦ ÀÌ¿ëÇÑ ¾×Ãß¿¡ÀÌÅÍ ±â¼ú·Î¼, ÃÊÀ½ÆÄ ¼¼Á¤±â, ÃÊÀ½ÆÄ ¿ëÁ¢±â,
ÃÊÀ½ÆÄ °¡°ø, ÃÊÀ½ÆÄ ¸ðÅÍ µîÀ» ¼Ò°³ÇÑ´Ù.
2. ÃÊÀ½ÆÄ ¼¾¼
2.1 ÃÊÀ½ÆÄ ¾×¸é°è (¼öÀ§°è, level meter)
ÃÊÀ½Æĸ¦ °ø±â Áß¿¡ ¹ß»ýÇÏ°í
ÇÇÃøÁ¤ ¹°Ã¼¿¡¼ ¹Ý»çµÇ¾î µÇµ¹¾Æ¿À´Â ÃÊÀ½Æĸ¦ °¨ÁöÇÏ¿©, ¿Õº¹¿¡ ¼Ò¿äµÈ ½Ã°£À»
°èÃøÇÏ°í À̸¦ ¼¾¼·ÎºÎÅÍÀÇ °Å¸® ¶Ç´Â ¾×¸é ³ôÀ̷Πȯ»êÇÏ´Â ¿ø¸®ÀÌ´Ù. ÃÊÀ½ÆÄÀÇ
¿Õº¹½Ã°£À» °Å¸®·Î ȯ»êÇÒ ¶§ °ø±â Áß¿¡¼ÀÇ À½¼ÓÀÌ °öÇØÁö´Âµ¥, ¿Âµµ¿¡ µû¶ó ´Þ¶óÁö´Â
À½¼ÓÀ» º¸Á¤ÇÏ´Â °úÁ¤ÀÌ ÇʼöÀûÀÌ´Ù.
ÃÊÀ½Æĸ¦ ÀÌ¿ëÇÑ ¾×¸é°èÀÇ ÀåÁ¡Àº
¿©·¯ °¡ÁöÀÌ´Ù. ºñÁ¢ÃË ÃøÁ¤ ¹æ½ÄÀ̹ǷΠÇÇÃøÁ¤ ¹°Ã¼ÀÇ ºñÁß, Á¡µµ, À¯ÀüÀ²,
ÀüµµÀ² µîÀÇ º¯È¿¡ ¿µÇâÀ» ¹ÞÁö ¾Ê´Â´Ù. ¶ÇÇÑ ±â°èÀûÀÎ °¡µ¿ºÎ°¡ ¾øÀ¸¹Ç·Î
ºÎÇ°ÀÇ ¸¶¸ð°¡ ¾øÀ¸¸ç, °£´ÜÈ÷ ¼³Ä¡ÇÒ ¼ö ÀÖ°í, º¸¼öÁ¡°ËÀÌ ¿ëÀÌÇÏ´Ù.
¼öÀÔ¿¡ ÀÇÁ¸ÇÏ´ø ÃÊÀ½ÆÄ ¾×¸é°è¸¦
ÃÖ±Ù¿¡ ±¹³»ÀÇ ¾÷ü¿¡¼ °³¹ßÇÏ¿© ±¹»êÈÇÏ¿´´Ù.(2) 50 kHz ÁÖÆļöÀÇ
ÃÊÀ½Æĸ¦ »ç¿ëÇÏ¿© 5 mÀÇ ÃÖ´ë ŽÁö°Å¸®¸¦ ¾òÀ» ¼ö ÀÖ´Ù. ±×¸²1ÀÇ (a)¿¡ º¸ÀÎ
¹Ù¿Í °°ÀÌ ¼¾¼ºÎ¿Í ȸ·ÎºÎ°¡ ºÐ¸®µÈ ÇüÅÂ¿Í (b)¿¡ º¸ÀÎ ¹Ù¿Í °°ÀÌ ¼¾¼ºÎ¿Í ȸ·ÎºÎ°¡
°áÇÕµÈ ÇüÅ°¡ ÀÖ´Ù. ¶ÇÇÑ ±×¸²2ÀÇ (a)¿Í °°ÀÌ ¹ÐÆóÇü ¿ë±â¿¡ ¼³Ä¡µÉ ¼ö ÀÖ°í,
(b)¿Í °°ÀÌ °³¹æµÈ °÷¿¡ ¼³Ä¡µÉ ¼öµµ ÀÖ´Ù.
[ ±×¸² 1 ]
[ ±×¸² 2 ]
2.2 ÃÊÀ½ÆÄ Á¡µµ°è (viscosity meter)
ºñƲ¸² Áøµ¿À» ÇÏ´Â ¿øÇü ºÀÀÌ
Á¡¼ºÀ¯Ã¼¿¡ ´ã±â¸é À¯Ã¼ÀÇ Á¡¼º°ú »óÈ£ÀÛ¿ëÀ» ÇÏ¿© Áøµ¿Æ¯¼ºÀÌ º¯ÈÇÏ´Â Çö»óÀ» ÀÌ¿ëÇÑ´Ù.(3)
ºÀÀÌ ºñƲ¸² Áøµ¿À» ÇÏ´Â °æ¿ì °íü ºÀÀÇ ¿îµ¿Àº ÀÎÁ¢ Á¡¼ºÀ¯Ã¼¿¡ Àü´Ü
ÀÀ·ÂÀ» °¡ÇÏ°í, À¯Ã¼·ÎºÎÅÍ Á¡¼ºÀúÇ×À» ¹Þ¾Æ ºÀÀÇ °íÀ¯Áøµ¿¼ö º¯È¿Í Á¡¼º °¨¼è°¡
³ªÅ¸³´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ Çö»óÀ» ÃøÁ¤ÇÏ¿© Á¡µµ·Î ȯ»êÇÏ´Â ¿ø¸®ÀÌ´Ù.
¿øÇüÀÇ °íü ºÀ¿¡¼ ÀüÆÄÇÏ´Â
ºñƲ¸² ź¼ºÆĸ¦ ÀÌ¿ëÇÏ´Â ¹æ¾ÈÀÌ Á¦½ÃµÇ±âµµ ÇÏ¿´´Ù.(4,5) ÀÌ
¹æ½ÄÀº °íü ºÀ¿¡¼ÀÇ ºñƲ¸² ¿îµ¿°ú Á¡¼ºÀ¯Ã¼°¡ »óÈ£ÀÛ¿ëÀ» ÇÏ¿© ºñƲ¸² Æĵ¿ÀÇ
ÀüÆļӵµ¸¦ º¯È½ÃÅ°°í Æĵ¿ÀÇ °¨¼è¸¦ ÀÏÀ¸Å°´Â Çö»óÀ» ÀÌ¿ëÇÏ´Â °ÍÀÌ´Ù. Æĵ¿ÀÇ
ÀüÆĽð£ º¯È ¶Ç´Â ÁøÆøÀÇ °¨¼Ò¸¦ ÃøÁ¤ÇÏ¿© Á¡µµ¸¦ ȯ»êÇϴµ¥, ±×´ÙÁö Æí¸®ÇÏÁö
¾Ê¾Æ ÀÏ¹Ý ¿ëµµ·Î ½Ç¿ëȵDZ⿡´Â ¾î·Á¿òÀÌ ÀÖ¾ú´Ù. µû¶ó¼ Æĵ¿ ´ë½Å¿¡ Áøµ¿À»
ÀÌ¿ëÇÏ´Â ¹æ½ÄÀÌ À¯¸®ÇÑ Á¡ÀÌ ÀÖ´Ù.
ºñƲ¸² Áøµ¿À» ÀÌ¿ëÇ쵂 ÃÊÀ½ÆÄÀÇ
ÁÖÆļö ¹üÀ§¿¡¼ »ç¿ëÇϸé ÁÖº¯¿¡¼ ¹ß»ýÇÏ´Â ±¸Á¶ Áøµ¿ÀÇ ¿µÇâÀ» ¹èÁ¦ÇÒ ¼ö ÀÖ´Â
ÀåÁ¡ÀÌ ÀÖ¾î, ÀúÁÖÆļö¿¡¼ °¡µ¿µÇ´Â ´Ù¸¥ Á¡µµ°èº¸´Ù À¯¸®ÇÏ´Ù.(6) ¼¾¼¿¡
ÃÊÀ½ÆÄ ºñƲ¸² Áøµ¿À» ¹ß»ý½ÃÅ°°í Á¡¼ºÀúÇ׿¡ ÀÇÇÑ Áøµ¿ º¯È¸¦ °¨ÁöÇϱâ À§Çؼ´Â
¿ì¼± º¯È¯±â°¡ ÇÊ¿äÇϹǷÎ, ¾ÐÀüü¸¦ »ç¿ëÇÑ ¶ûÁÖ¹æ(Langevin)Çü ºñƲ¸² º¯È¯±â¸¦
Á¦ÀÛÇÏ¿´´Ù.(7) ¿©±â¿¡ À¯Ã¼¿Í »óÈ£Àۿ븦 ÇÏ´Â ¿øÇü ºÀÀ» °áÇÕÇÏ¿©
Á¡µµ¼¾¼¸¦ ±¸¼ºÇÑ ¿¹°¡ ±×¸²3°ú °°´Ù. ¿Ü±¹ Á¦Ç°ÀÌ ºñ½Ñ °¡°ÝÀ¸·Î ¼öÀԵǴÂ
Çö½Ç¿¡¼ Àú°¡Çü ±¹»êÇ°À» °³¹ßÇÏ·Á´Â ÀÛ¾÷ÀÌ ÁøÇàµÇ°í ÀÖ´Ù.
[ ±×¸² 3 ]
2.3 ÃÊÀ½ÆÄ ¹Ðµµ°è (density meter)
´Ü¸éÀÌ ¿øÇüÀÌ ¾Æ´Ñ ºÀÀÌ À¯Ã¼
´ã°Ü ºñƲ¸² Áøµ¿À» Çϸé, °íüºÀÀÇ ¿îµ¿Àº ÀÎÁ¢ À¯Ã¼¿¡ ¾Ð·ÂÀ» °¡ÇÏ°í À¯Ã¼·ÎºÎÅÍ
ºÎ°¡Áú·® È¿°ú¸¦ ¹Þ¾Æ °íÀ¯Áøµ¿¼ö°¡ º¯ÈµÈ´Ù. ¸¶Âù°¡Áö·Î, ´Ü¸éÀÌ ¿øÇüÀÌ
¾Æ´Ñ ºÀ¿¡ ºñƲ¸² Æĵ¿ÀÌ ÀüÆÄÇϸé ÀÎÁ¢ À¯Ã¼ÀÇ ºÎ°¡Áú·® È¿°ú·Î ÀÎÇØ ÀüÆļӵµ°¡
°¨¼ÒµÈ´Ù. ÀÌ·± ¿ø¸®¿¡ µû¶ó ÃÊÀ½Æĸ¦ ÀÌ¿ëÇÑ À¯Ã¼ ¹Ðµµ ÃøÁ¤ÀÌ °¡´ÉÇÏ´Ù.(8)
ÀÌ·± ¹æ½ÄÀÇ ÀåÁ¡Àº ¿Â¶óÀÎ ÃøÁ¤¿ëÀ¸·Î
»ç¿ëÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù´Â °ÍÀÌ´Ù. ±×¸²4´Â ´Ü¸éÀÌ ¸¶¸§¸ð²ÃÀÎ ºÀÀ» ȯÇüÀ¸·Î ±¸¼ºÇÏ¿©
ºñƲ¸² Æĵ¿Çü ÃÊÀ½ÆÄ ¹Ðµµ°è¸¦ ±¸¼ºÇÑ »ç·Ê¸¦ º¸¿©ÁØ´Ù. ¾ÆÁ÷ ½Ç¿ë¼ºÀ» ¸¸Á·½ÃÅ°´Â
ÀåÄ¡·Î ¿Ï¼ºµÇÁö´Â ¾Ê¾ÒÁö¸¸, ¿©ÀüÈ÷ °¡´É¼ºÀÌ À¯ÁöµÇ°í ÀÖ´Ù. ´õ¿íÀÌ µÎ °¡Áö
¹°ÁúÀÌ È¥ÇÕµÈ ¾×ü ³»¿¡¼ ³óµµ(concentration)¸¦ ÃøÁ¤ÇÏ´Â µ¥¿¡µµ °°Àº ¿ø¸®·Î
»ç¿ëµÉ ¼ö ÀÖÀ» °ÍÀ¸·Î ±â´ëµÈ´Ù.
[ ±×¸² 4 ]
2.4 Â÷·® ÈĹ氨Áö±â (ultrasonic parking guide system)
¾×¸é°èÀÇ ¿ø¸®¿Í À¯»çÇÏ°Ô, °ø±â
Áß¿¡ ¹ß»ýµÈ ÃÊÀ½ÆÄ°¡ ÁøÇàÇÏ´Â ¹üÀ§¿¡ ¹°Ã¼°¡ ÀÖÀ¸¸é ¹Ý»çµÇ¾î µÇµ¹¾Æ¿À´Â ÃÊÀ½Æĸ¦
°¨ÁöÇÏ°í, ¼¾¼·ÎºÎÅÍÀÇ °Å¸®¸¦ ȯ»êÇÏ´Â ¿ø¸®¸¦ ÀÌ¿ëÇÑ´Ù. ÀÚµ¿Â÷ÀÇ º¯¼Ó±â°¡
ÈÄÁøÀ§Ä¡¿¡ ³õÀÌ¸é °¨Áö±â°¡ ÀÛµ¿ÇÏ¿©, Â÷ü ÈÄ¹Ì ¹üÆÛ¿¡ ºÎÂøµÇ¾îÀÖ´Â ¼¾¼°¡ ±×¸²5¿Í
°°ÀÌ ÃÊÀ½ÆÄ ÆÞ½º¸¦ ¹ß»ýÇÏ°í ¹°Ã¼¿¡¼ ¹Ý»çµÇ¾î µÇµ¹¾Æ¿Â ÃÊÀ½Æĸ¦ ¼ö½ÅÇÔÀ¸·Î½á
¹°Ã¼ÀÇ Á¸À縦 ÀνÄÇÑ´Ù.
¹°Ã¼±îÁöÀÇ °Å¸® Á¤º¸¸¦ ±×¸²6°ú
°°Àº ¼ýÀÚÇ¥½Ã±â¿¡ ³ªÅ¸³»°í °æ°íÀ½À» ³»º¸³½´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ ÃÊÀ½ÆÄ Â÷·® ÈĹ氨Áö±â´Â
ÁÖÂ÷ ½Ã¿¡ ƯÈ÷ À¯¿ëÇϸç, Â÷·® ÈĹ濡 »ç¶÷À̳ª ´Ù¸¥ Â÷·®, ±âµÕÀ̳ª º®¸é µîÀ»
½±°Ô °¨ÁöÇس½´Ù. Â÷·® ¼ÒÀ¯ÁÖ°¡ ¼Õ½±°Ô ¼³Ä¡ÇÒ ¼ö ÀÖ´Â Á¦Ç°À¸·Î »ó¿ëȵǾî
ÀÖÀ¸¸ç, °¨Áö °Å¸®´Â 0.4¡2.0 m ÀÌ´Ù.
[ ±×¸² 5 ]
[ ±×¸² 6 ]
3. ÃÊÀ½ÆÄ ¾×Ãß¿¡ÀÌÅÍ
3.1 ÃÊÀ½ÆÄ ¼¼Á¤±â (ultrasonic cleaner)
Æĵ¿ ¿¡³ÊÁö¸¦ ÀÌ¿ëÇÏ´Â ´ëÇ¥ÀûÀÎ
±â¼úÀÎ ÃÊÀ½ÆÄ ¼¼Á¤ÀÇ ¿ø¸®´Â ¼¼Á¤¾× ³»ºÎ¿¡¼ °íÁÖÆļöÀÇ Å« À½¾Ð¿¡ ÀÇÇØ ¹ß»ýµÇ´Â
ijºñÅ×À̼Ç(cavitation)Çö»ó°ú Å« Áøµ¿ °¡¼ÓµµÀÌ´Ù. ¼¼Á¤°úÁ¤¿¡ ´ëÇÑ ÀÚ¼¼ÇÑ
¼³¸í(9)Àº ÀÌ ±Û¿¡¼´Â »ý·«ÇÑ´Ù.
ÃÊÀ½ÆÄ ¼¼Á¤±â´Â ÀϹÝÀûÀ¸·Î ¹ßÁø±â¿Í
Áøµ¿ºÎ·Î ±¸¼ºµÇ´Âµ¥, À̵éÀÌ ÇÑ ¸öü·Î ÀÌ·ç¾îÁø ´ÜÁ¶½ÄÀº ±Í±Ý¼Ó ¸ÅÀå µî¿¡¼ °£ÆíÇÑ
¿ëµµ·Î »ç¿ëµÈ´Ù. »ê¾÷¿ëÀ¸·Î »ç¿ëµÇ´Â ¼¼Á¤±â´Â µÎ ºÎºÐÀÌ ºÐ¸®µÇ¾î Áøµ¿ºÎ°¡
¼¼Á¤¾×¿¡ Àá°ÜÀÖ´Â ÅõÀÔ½ÄÀ¸·Î¼, Áøµ¿ºÎ´Â ±×¸²7(a)¿Í °°Àº ÇüÅÂÀÌ°í, ±× ³»ºÎ¿¡
±×¸²7(b)¿Í °°Àº ¶ûÁÖ¹æÇü Áøµ¿º¯È¯±âµéÀÌ ¹è¿µÇ¾î ºÎÂøµÇ¾î ÀÖ´Ù.
¼ö½Ê kHz ÁÖÆļö ¿µ¿ª¿¡¼ ±¸µ¿µÇ´Â
ÃÊÀ½ÆÄ ¼¼Á¤±âÀÇ ¼¼Á¤ ¼º´ÉÀº ijºñÅ×ÀÌ¼Ç ¹ß»ýÈ¿À²¿¡ ´Þ·ÁÀÖ°í, ÀÌ´Â À½¾Ð Å©±â¿¡
Á÷°áµÈ´Ù.(10) ¶ÇÇÑ MHz ¿µ¿ªÀÇ ¼¼Á¤±âÀÇ ¼º´ÉÀº ÃÊÀ½ÆÄ Åõ°úÀ²¿¡
´Þ·ÁÀÖ´Ù.(11) ¼¼Á¤±â°¡ ÁÖ¾îÁ® À־ »ç¿ë ¹æ¹ý¿¡ µû¶ó ¼¼Á¤
¼º´É¿¡ Å« Â÷À̸¦ ³ªÅ¸³»¹Ç·Î, ÃÊÀ½ÆÄ À½¾ÐºÐÆ÷¿¡ ´ëÇÑ ÀÌÇØ°¡ ÇÊ¿äÇÏ´Ù.
´Ù¸¥ ÇüÅ·μ ¾ÆÀ̵ð¾î°¡ Á¦±âµÇ¾ú´ø
¼ÒÀ§ Ǫ½¬-Ç®(push-pull)Çü ÃÊÀ½ÆÄ ¼¼Á¤±â(12,13)°¡ ÃÖ±Ù¿¡ ÃâÇöÇÏ¿´´Ù.
ÀÌ´Â ¿øÇü ´Ü¸éÀÇ °ü¿¡ ºÎÂøµÈ Áøµ¿º¯È¯±â°¡ °ü¿¡ ±æÀ̹æÇâ Áøµ¿ °øÁøÀ» À¯¹ß½ÃÅ°°í,
°üÀÌ Æ÷¿Í¼Û(Poisson)ºñ¿¡ µû¸¥ ¹Ý°æ¹æÇ⠿À» ÇÏ¿© Áøµ¿¿¡³ÊÁö¸¦ ¹æ»ç½ÃÅ°´Â ¿ø¸®ÀÌ´Ù.
ÀÌ·¯ÇÑ ¹æ½ÄÀ¸·Î ¹ß»ýµÈ ÃÊÀ½ÆÄ¿¡ ÀÇÇÑ ¼¼Á¤ È¿°ú¿¡ ´ëÇؼ´Â ¾ÆÁ÷ º¸°íµÈ
¹Ù°¡ ¾ø´Ù.
[ ±×¸² 7 ]
3.2 ÃÊÀ½ÆÄ ¿ëÁ¢±â (ultrasonic bonder)
ÃÊÀ½ÆÄÀÇ °í¿¡³ÊÁö¸¦ ÀÌ¿ëÇÏ´Â
»ç·ÊÀÎ ÃÊÀ½ÆÄ ¿ëÁ¢±â´Â ÃÊÀ½ÆÄÀÇ Áøµ¿¿¡³ÊÁö¸¦ ÀÌ¿ëÇÑ´Ù. ÃÊÀ½ÆÄ ¿ÍÀÌ¾î ¿ëÁ¢±â´Â
Àü±âµµÃ¼ÀÎ °¡´Â ¿ÍÀ̾ ÁýÀûȸ·Î¿Í ¸®µåÇÁ·¹ÀÓ¿¡ ¿¬°áÇÏ´Â ÀåÄ¡·Î¼, ÃÊÀ½ÆÄ ¹ßÁø±â,
¾ÐÀü Áøµ¿º¯È¯±â¿Í °¡´Â ºÀÀÇ °áÇÕü, ±×¸®°í ºÀÀÇ ³¡¿¡ ¼³Ä¡µÈ ¿ëÁ¢ºÀÀ¸·Î ±¸¼ºµÈ´Ù.
¿À» ÀÌ¿ëÇÏ´Â ¿ëÁ¢¹æ¹ýÀº ¿¬¼ÓÀûÀÎ
ÀÛ¾÷À» ÇÒ ¶§ ¿ÀÇ ¼Õ½ÇÀÌ ³ªÅ¸³ª¸ç, °íÁ¤¹Ð ÀÚµ¿È¿¡´Â ÀûÇÕÇÏÁö ¾Ê´Ù. ¹Ý¸é¿¡
ÃÊÀ½Æĸ¦ ÀÌ¿ëÇÑ ¿ëÁ¢Àº ¿ëÁ¢ºÀÀÇ °í¼Ó Áøµ¿¿¡ ÀÇÇÑ ¸¶ÂûÀ» ÀÌ¿ëÇÏ´Â °ÍÀ¸·Î¼, ´ë±â
Áß¿¡¼µµ °¡´ÉÇÏ¸ç ºü¸¥ ÀÛ¾÷ÀÌ ÁøÇàµÉ ¼ö ÀÖ´Ù´Â ÀåÁ¡ÀÌ ÀÖ´Ù.(14) ¿©±â¿¡¼´Â
¼ö½Ê kHzÀÇ °øÁø ÁÖÆļö¸¦ °®´Â ¶ûÁÖ¹æÇü Áøµ¿º¯È¯±â°¡ »ç¿ëµÈ´Ù.
3.3 ÃÊÀ½ÆÄ °¡°ø (ultrasonic machining)
±âÁ¸ÀÇ ¹æ¹ýÀ¸·Î´Â °¡°øÀÌ ¾î·Á¿î
Ư¼ö±Ý¼ÓÀ̳ª ¼¼¶ó¹Í µîÀ» Á¤¹ÐÇÏ°Ô °¡°øÇÏ´Â ¹æ¹ýÀÇ Çϳª·Î ÃÊÀ½Æĸ¦ »ç¿ëÇÑ´Ù.
°¡·É µå¸± ÀÛ¾÷¿¡ ÃÊÀ½Æĸ¦ »ç¿ëÇÏ´Â °æ¿ì, µå¸± ÆÁÀÇ È¸Àü°ú ´õºÒ¾î ¼ö½Ê
kHzÀÇ Á¾¹æÇâ Áøµ¿À» °¡ÇØÁØ´Ù.
°¡°øÀÔÀÚ¿¡ ÀÇÇÑ ±â°èÀûÀÎ °¡°øÀ¸·Î
Àç·á Ç¥¸é¿¡ ¿º¯ÇüÀ» °¡ÇÏÁö ¾Ê¾Æ ÁÁÀº °¡°øÇ¥¸éÀ» Á¦°øÇÏ´Â ÃÊÀ½ÆÄ °¡°ø¿¡¼ °¡°ø¸éÀÇ
»óÅÂÀº °¡°øÀÔÀÚÀÇ Å©±â¿¡ ÀÇÇؼ Á¿ìµÈ´Ù.(15) °¡°øÀÔÀÚÀÇ Å©±â°¡
Ä¿Áö¸é °¡°ø½Ã°£Àº ÁÙ¾îµéÁö¸¸ °ø±¸ÀÇ ¸¶¸ð·®ÀÌ Áõ°¡ÇÏ°í °¡°ø¸éÀº ³ªºüÁø´Ù. ÃÊÀ½ÆÄ
°¡°øÀº °ø±¸¿Í °¡°ø¹° »çÀÌÀÇ °¡°øÀÔÀÚ°¡ °¡°ø¹°ÀÇ Ç¥¸é¿¡ ĨÇÎ(chipping)Çö»óÀ»
ÀÏÀ¸ÄѼ Àç·á¸¦ °¡°øÇϹǷÎ, °¡°ø¸éÀº °¡°øÀÔÀÚÀÇ Å©±â¿¡ µû¶ó ´Þ¶óÁö°Ô µÈ´Ù.
3.4 ÃÊÀ½ÆÄ ¸ðÅÍ (ultrasonic motor)
ÃÊÀ½ÆÄ ¸ðÅÍ´Â ³ôÀº ÁÖÆļö ¹üÀ§ÀÇ
¿ªÇÐÀû Áøµ¿À» ±¸µ¿¿øÀ¸·Î »ç¿ëÇÏ´Â ¾×Ãß¿¡ÀÌÅÍÀÇ ÀÏÁ¾À¸·Î¼, ¾ÐÀü¼ÒÀÚ°¡ Àü±â½ÅÈ£¿¡
µû¶ó ÆØâ°ú ¼öÃàÀ» ¹Ýº¹ÇÏ´Â ¿îµ¿À» ÀÌ¿ëÇÑ´Ù.(16) ÀÌ´Â ¼ÒÇü
È °æ·®È ÇÒ ¼ö ÀÖ°í ºü¸¥ ÀÀ´ä¼º°ú Á¤¿ªÀüÀÌ ½¬¿î Á÷Á¢ÀûÀÎ ¿îµ¿¼º, ±×¸®°í Á¤¹ÐÇÑ
À§Ä¡ Á¦¾î ¹× Àú¼Ó¿¡¼ ³ôÀº ÅäÅ©¸¦ ³¾ ¼ö ÀÖ´Â °¡´É¼º ¶§¹®¿¡ ƯÁ¤ÇÑ ºÐ¾ß¿¡¼ ±âÁ¸ÀÇ
ÀüÀÚ±â½Ä ¸ðÅ͸¦ ´ëÄ¡ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù.(17) ÃÊÀ½ÆÄ ¸ðÅÍÀÇ Á¾·ù´Â ¿©·¯
°¡Áö ¹æ½ÄÀ¸·Î ºÐ·ùÇÒ ¼ö Àִµ¥, ±â´É¿¡ µû¶ó ºÐ·ùÇÑ´Ù¸é ȸÀüÇü ¸ðÅÍ¿Í Á÷¼±Çü
¸ðÅÍ°¡ ÀÖ´Ù.(18,19) À̵éÀÇ »ç·Ê¸¦ Çϳª¾¿ ¼Ò°³ÇÑ´Ù.
±×¸²8Àº ȸÀüÇü ÃÊÀ½ÆÄ ¸ðÅÍÀÇ
°³³äµµÀÌ´Ù. ź¼º¿ø¹Ý°ú ¾ÐÀü ¿ø¹ÝÀÌ ¹ÐÂøµÇ¾î Àִµ¥, ¾ÐÀü ¿ø¹ÝÀº ¿µ¿ª ºÐÇÒµÈ
¾ÐÀü¼ÒÀÚµéÀÌ µÎ ÃþÀ» Çü¼ºÇÏ°í ÀÖ°í, °¢ ¿µ¿ªÀº ±Ø¼ºÀÌ ±³´ë·Î µÇ¾î ÀÖ´Ù. ½Ã°£¿¡
µû¸¥ Á¶ÈÇÔ¼öÇü Àü¾ÐÀÌ ¾ÐÀü ¿ø¹Ý¿¡ °¡ÇØÁö¸é µÎ ¿ø¹Ý °æ°è¸é¿¡ Ç¥¸éź¼ºÆÄ°¡ ÁøÇàÇÏ°Ô
µÇ°í ÀÌ ¿îµ¿À¸·Î ÀÎÇØ Åº¼º ¿ø¹ÝÀÌ À̵¿ÇÑ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ ¸ðÅÍ´Â Á߽ɺΰ¡ ºñ¾îÀÖ¾î
ÀÚµ¿ ÃÊÁ¡ Ä«¸Þ¶ó¿¡ »ç¿ëµÈ´Ù.(20)
±×¸²9Àº Á÷¼±Çü ¸ðÅÍÀÇ ÇÑ Á¾·ù·Î¼
¼ÒÀ§ "inch-worm¸ðÅÍ"¶ó°í ºÒ¸®´Â ÀåÄ¡ÀÌ´Ù.(20) ÀÌ´Â
»þÇÁÆ® ÁÖÀ§¿¡ ¾ÐÀüüÀÎ µÎ °³ÀÇ ¸µ(A,C)¿Í À̵éÀ» ¿¬°áÇÏ´Â ¾ÐÀüü ¿øÅë(B)·Î ±¸¼ºµÈ´Ù.
¸µÀº ¹Ý°æ¹æÇ⠱ؼºÀ» °®°í ÀÖ°í ¿øÅëÀº Ãà¹æÇ⠱ؼºÀ» °®°í ÀÖ´Ù. ¸µA°¡
¼öÃàÇÏ¿© »çÇÁÆ®¿¡ °íÁ¤µÇ°í ¸µC°¡ ÆØâÇÏ¿© ÀÚÀ¯·Î¿î »óÅ¿¡¼ ¿øÅëB°¡ ÆØâÇÏ¿©
¸µC¸¦ ¿ìÃøÀ¸·Î À̵¿½ÃŲ´Ù. ´ÙÀ½¿¡ ¸µC°¡ ¼öÃàÇÏ¿© »çÇÁÆ®¿¡ °íÁ¤µÇ°í ¸µA°¡
ÆØâÇÏ¿© ÀÚÀ¯·Î¿î »óÅ¿¡¼ ¿øÅëB°¡ ¼öÃàÇÏ¿© ¸µA¸¦ ¿ìÃøÀ¸·Î À̵¿½ÃŲ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ
°úÁ¤À» ÃÊÀ½ÆÄ ÁÖÆļö·Î ¹Ýº¹ÇÏ¿© ¾ÐÀüü°¡ ÇÑ ¹æÇâÀ¸·Î À̵¿ÇÑ´Ù. ÀÌ·± ÀåÄ¡´Â
¹ÝµµÃ¼ Á¦Á¶ °øÁ¤¿¡¼ Á¤¹Ð ½ºÅ×ÀÌÁö¸¦ À̵¿ÇÏ´Â µ¥¿¡ »ç¿ëµÈ´Ù. ´Ù¸¥ ¹æ½ÄÀÇ
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