[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¿ëÈ­µÇ±â¿¡´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 ¼öÀԵǴ 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¿ëÈ­µÇ¾î 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.  Åº¼º¿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 Á÷¼±Çü ¸ðÅÍ Áß¿¡´Â ÁøÇàÆĸ¦ ÀÌ¿ëÇÏ´Â °ÍÀÌ ÀÖ´Ù.(21)
[ ±×¸² 8 ]
[ ±×¸² 9 ]


4. ¸Î À½ ¸»

        ÃÊÀ½Æĸ¦ ÀÌ¿ëÇÑ ¼¾¼­¿Í ¾×Ãß¿¡ÀÌÅ͸¦ ¸î°¡Áö ³ª¿­ÇÏ¿´´Âµ¥, ÀÌ ±Û¿¡ ¼Ò°³µÇÁö ¾ÊÀº ÀåÄ¡µéÀÌ ¸¹ÀÌ ÀÖÀ» »Ó ¾Æ´Ï¶ó, Áö±Ýµµ »õ·Î¿î ÀåÄ¡µéÀÌ ¼Ó¼Ó °³¹ßµÇ°í ÀÖ´Ù. ìíÜâÍïåöõó÷ú(ñ»)¿¡¼­ ¸Å¿ù ¹ßÇàÇÏ´Â õ±ëå÷îTECHNO¿¡ ƯÈ÷ Àß ¼Ò°³µÇ°í ÀÖ´Ù.
        ÃÊÀ½ÆÄÀÇ ¹°¸®Àû Çö»óÀº ¹é¿©³â ÀüºÎÅÍ ÀÌ¹Ì ÀÌ·ÐÀûÀ¸·Î È®¸³µÇ¾î ¿ÔÀ¸¸é¼­µµ, ÃÊÀ½ÆÄ È°¿ë ±â¼ú¿¡ °üÇÑ ¿¬±¸°¡ Áö±Ýµµ ¸¹Àº »ç¶÷µé¿¡ ÀÇÇØ È°¹ßÈ÷ ÁøÇàµÇ°í ÀÖ´Ù.  Ã¢ÀÇÀûÀÎ ¾ÆÀ̵ð¾î¿¡ µû¶ó ±× ÀÀ¿ë¹üÀ§°¡ ´õ¿í ³Ð¾îÁú °ÍÀ̸ç, »ê¾÷¹ß´Þ°ú Àΰ£ÀÇ º¹Áö Çâ»ó¿¡ ±â¿©Çϸ®¶ó ±â´ëÇÑ´Ù.


Âü °í ¹® Çå

(1) ±èÁø¿À, 1998, "ÃÊÀ½ÆÄ ±â¼ú ÀÀ¿ë »ç·Ê," ±â°èÀú³Î, Á¦38±Ç, Á¦3È£, pp. 34-39.
(2) (ÁÖ)½Åâ, 1999, "ÃÊÀ½ÆÄ ¼öÀ§·¹º§°è," ±â°èÀú³Î, Á¦39±Ç, Á¦1È£, p. 25.
(3) ±èÁø¿À, ÀüÇÑ¿ë, 2000, "ºÀÀÇ ºñƲ¸² °íÀ¯Áøµ¿¿¡ ´ëÇÑ ÀÎÁ¢ Á¡¼ºÀ¯Ã¼ÀÇ ¿µÇâ," Çѱ¹¼ÒÀ½Áøµ¿°øÇÐȸÁö, Á¦10±Ç, Á¦1È£, pp. 168-173.
(4) Bau, H. H., Kim, J. O., Lynnworth, L. C., Nguyen, T. H., 1990, "Torsional Wave Fluid Sensor and System," United States Patent 4,893,496.
(5) ±èÁø¿À, 1999, "ÃÊÀ½ÆÄ Á¡µµ°è¿ë °íü ¸ÅÁúÀÇ Åº¼ºÆÄ¿Í ÀÎÁ¢ Á¡¼ºÀ¯Ã¼ °£ÀÇ »óÈ£ÀÛ¿ë," Çѱ¹À½ÇâÇÐȸÁö, Á¦18±Ç, Á¦5È£, pp. 28-34.
(6) ÍÛ÷Ê Íëåé, ÷øÜâ ÷Áûð, 1995, "ªÍª¸ªêòÉÔÑ«é«ó«¸«å«Ð«óúþõ±ëå÷îïÄÓøͪ," õ±ëå÷îTECHNO, 2êÅ¡¡, pp. 23-27.
(7) ±Ç¿À¼ö, ±èÁø¿À, 2000, "¾ÐÀü ºñƲ¸² º¯È¯±âÀÇ Áøµ¿Æ¯¼º Çؼ®", Çѱ¹¼ÒÀ½Áøµ¿°øÇÐȸÁö, (½É»çÁß).
(8) Kim, J. O. et. al., 1993, "Torsional Sensor Applications in Two-Phase Fluids," IEEE Trsns. on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, Vol. 40, No. 5, pp. 563-576.
(9) ±èÁø¿À, 1998, "ÃÊÀ½ÆÄ ±â¼ú ÀÀ¿ë »ç·Ê", ±â°èÀú³Î, Á¦38±Ç, Á¦3È£, pp. 34-39.
(10) ±èÁø¿À, ±èÁ¤È£, ÃÖÁÖ¿µ, Á¶¹®Àç, 1995, ¡°ÃÊÀ½ÆÄ ¼¼Á¤±âÀÇ Áøµ¿/À½Çâ Çؼ®¿¡ ÀÇÇÑ ¼ö¸í/¼º´É Çâ»ó ¿¬±¸¡±, ´ëÇѱâ°èÇÐȸ³í¹®Áý, Á¦19±Ç, Á¦11È£, pp. 2939-2953.
(11) Choi, S., Kim, J. O., Kim, Y.-H., 1997, ¡°Acoustic Analysis of a High-Frequency Ultrasonic Cleaner¡±, The Journal of the Acoustical Society of Korea, Vol. 16, No.1E, pp.49-56.
(12) Freik, K., 1985, "Apparutus for Generation and Radiating Ultrasonic Energy", U. S. Patent 4,537,511.
(13) Walter, M., Weber, D., 1991, "Ultrasonic Transducer", U. S. Patent 5,200,666.
(14) À̰Ǻ¹, ±èÈñ¼ö, 1996, "ÃÊÀ½ÆÄ Æ®·£½ºµà¼­ÀÇ Á¾Áøµ¿À» ÀÌ¿ëÇÑ ¾Ë·ç¹Ì´½ ¿ÍÀÌ¾î ¿ëÁ¢", Çѱ¹Á¤¹Ð°øÇÐȸÁö, Á¦13±Ç, Á¦11È£, pp. 38-45.
(15) ÁÖÁ¾³², ±è±Ô¸¸, ±è¼ºÀ±, 2000, "¹Ì¼¼Çü»ó°¡°øÀ» À§ÇÑ ¹æÀü·ÃÊÀ½ÆÄ °¡°ø±â¼ú," Çѱ¹Á¤¹Ð°øÇÐȸÁö, Á¦17±Ç, Á¦7È£, pp. 20-27.
(16) Sashida, T., Kenjo, T., 1993, An Introduction to Ultrasonic Motors, Clarendon Press, Oxford.
(17) ±èÀçȯ, 1997, "¾ÐÀü¸ðÅÍÀÇ ¿ø¸®¿Í ÀÀ¿ë", ´ëÇѱâ°èÇÐȸÁö, Vol. 37, No. 7, pp. 43-48.
(18) Ueha, S., Tomikawa, Y., Kurosawa, M., Nakamura, N., 1993, Ultrasonic Motors, Clarendon Press, Oxford.
(19) Uchino, K., 1997, Piezoelectric Actuators and Ultrasonic Motors, Kluwer Academic Publishers, Boston.
(20) Miu, D. K., 1993, Mechatronics, Springer-Verlag, New York, Ch. 6.
(21) ÇÑ¿ì¼®, ±è¿¬º¸, ³ë¿ë·¡, 1999, "ÁøÇàÆĸ¦ ÀÌ¿ëÇÑ ½Ö¹æÇâ ÃÊÀ½ÆÄ ¸®´Ï¾î ¸ðÅÍ ¼³°è ¹× Á¦ÀÛ," Çѱ¹À½ÇâÇÐȸÁö, Á¦18±Ç, Á¦8È£, pp. 25-31.

 

±×¸² ¼³¸í

±×¸² 1 ÃÊÀ½ÆÄ ¾×¸é°èÀÇ ¼¾¼­ºÎ¿Í ȸ·ÎºÎ ±¸¼º. (a) ºÐ¸®Çü, (b) ÀÏüÇü.

±×¸² 2 ÃÊÀ½ÆÄ ¾×¸é°èÀÇ ¼³Ä¡ ȯ°æ. (a) ¹ÐÆó ¿ë±â, (b) °³¹æ ¼ö·Î.

±×¸² 3 ¶ûÁÖ¹æÇü ¾ÐÀü ºñƲ¸² º¯È¯±â¿Í ¿øÇüºÀÀÇ °áÇÕÀ¸·Î ÀÌ·ç¾îÁø Á¡µµ ¼¾¼­.

±×¸² 4 ´Ü¸éÀÌ ¸¶¸§¸ð²ÃÀÎ ºÀÀ» ȯÇüÀ¸·Î ±¸¼ºÇÑ À¯Ã¼¹Ðµµ ¼¾¼­.

±×¸² 5 Â÷·® ÈĹ̿¡¼­ ÃÊÀ½ÆÄ ¹ß»ý°ú ¹Ý»ç.

±×¸² 6 Â÷·® ÈĹ氨Áö±â¸¦ ±¸¼ºÇÏ´Â ÃÊÀ½ÆÄ ¼¾¼­¿Í °Å¸®Ç¥½Ã±â ¹× °æ°íÀ½ ¹ß»ý±â.

±×¸² 7 ÃÊÀ½ÆÄ ¼¼Á¤±âÀÇ Áøµ¿ºÎ ±¸¼º. (a) Áøµ¿ºÎ ¿ÜÇü, (b) Áøµ¿º¯È¯±â.

±×¸² 8 ÁøÇàÆĸ¦ ÀÌ¿ëÇϴ ȸÀüÇü ÃÊÀ½ÆÄ ¸ðÅÍÀÇ °³³äµµ.

±×¸² 9 Á÷¼±Çü ÃÊÀ½ÆÄ ¸ðÅÍÀÇ ÇϳªÀÎ inch-worm ¸ðÅÍ.