석사학위 청구논문 (2004년 2월 숭실대학교 대학원 기계공학과 이 정 구, 지도교수 김 진 오)
원통형 초음파 세정장치 개발을 위한 진동 및 음향 특성 연구
Vibration and Acoustic Characteristics for Developing a Cylindrical Ultrasonic Cleaning Device
[국문초록]
본 논문은 초음파 세정 원리를 이용하여, 원통 관 벽면에 붙어있는 이물질을 제거하기 위한 원통형 초음파 세정 장치 연구의 결과이다.
관 내에 초음파를 발생시키기 위해서 반경 방향으로 진동하는 원통형 압전 변환기를 사용하였다. 원통형 압전 변환기의 이방성을 고려하여 반경 방향 진동 특성을 이론적으로 파악하였다. 압전 고유진동수를 측정한 실험결과를 이용해 해석 결과를 비교하고 검증하였다.
원통 관의 중심과 원통형 압전 변환기의 중심이 일치하는 동심인 경우와 일치하지 않는 편심된 경우에 음압분포를 계산하였다. 또한 동심인 경우에 원통과 원통형 압전 변환기의 크기에 따라 달라지는 음압의 크기를 최대화 할 수 있는 관계식을 유도하였다. 원통 내 음압 측정 실험을 통해 해석 결과를 비교하고 검증하였다. 세정효과 실험을 통해 초음파로 인해 원통 관 벽면에 붙어있는 이물질이 시간이 지남에 따라 제거되는 것을 확인하였다.
[목 차]
1. 서 론
2. 원통형 압전 변환기의 공진 특성
2.1 이방성을 고려한 이론적 해석
2.2 유한요소법에 의한 수치 해석
2.3 실험 결과 및 고찰
3. 원통 내 초음파 음장 해석
3.1 이론적 해석
3.2 경계요소법에 의한 수치해석
4. 음압 분포 및 세정 효과 실험
4.1 음압 분포 실험
4.2 세정 효과 관찰
5. 결 론