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KR102656638B1 - 초음파 측정기를 구비한 초음파 세척장치 - Google Patents

초음파 측정기를 구비한 초음파 세척장치 Download PDF

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KR102656638B1
KR102656638B1 KR1020200058219A KR20200058219A KR102656638B1 KR 102656638 B1 KR102656638 B1 KR 102656638B1 KR 1020200058219 A KR1020200058219 A KR 1020200058219A KR 20200058219 A KR20200058219 A KR 20200058219A KR 102656638 B1 KR102656638 B1 KR 102656638B1
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Abstract

개시된 본 발명에 따른 초음파 측정기를 구비한 초음파 세척장치는, 세척 대상물이 위치되는 세척조; 상기 세척조의 바닥에 설치되어 상기 세척 대상물에 초음파를 발생시키는 초음파 진동부; 및 상기 초음파 진동부에서 발생되는 수중 초음파 진동을 검출하여 수중 초음파 세기를 측정하는 초음파 측정부;를 포함한다.
본 발명에 의하면, 초음파 세척기의 수중 초음파 진동을 진동자로 검출하여 발생하는 진동자의 전기 에너지를 고주파 교류 전압으로 상태 표시하여 수중 초음파 세기를 효율적으로 측정 가능하므로 세척 조건에 따라 초음파 세기를 조절 가능한 효과가 있다.

Description

초음파 측정기를 구비한 초음파 세척장치 {ULTRASONIC CLEANING DEVICE WITH ULTRASONIC MEASURING INSTRUMENT}
본 발명은 초음파 측정기를 구비한 초음파 세척장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수중 초음파를 측정 가능하도록 초음파 측정기가 구비된 초음파 세척장치에 관한 것이다.
일반적으로 초음파 세척장치는 초음파를 발생하는 진동소자에서 방출하는 강력한 에너지에 의해 충격파를 일으켜 식기나 과일 등의 피세척물을 세척하는 기기이다.
이와 같은 초음파는 다양한 크기, 모양의 세척조 바닥에 다수의 진동소자를 결합 설치한 구조로 이루어져 전원 인가시 진동소자에서 초음파 진동을 발생시키게 된다.
이때, 세척조에는 결합공을 가공하고, 결합공에 진동자를 결합하여 초음파 진동을 발생시키게 한다.
이러한, 초음파 세척장치와 관련된 기술이 한국등록실용신안 제0313467호에 제안된 바 있다.
특허문헌 1은 초음파 진동자에서 발생되는 초음파 세기의 검출이 불가능하여 세척장치를 효율적으로 운영하지 못하는 문제점이 있었다.
한국등록실용신안 제0313467호(2003.05.02)
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결과제는 초음파 세척기의 수중 초음파 진동을 진동자로 검출하여 발생하는 진동자의 전기 에너지를 고주파 교류 전압으로 상태 표시함으로써 수중 초음파 세기를 측정 가능한 초음파 측정기를 구비한 초음파 세척장치를 제공하는 데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 초음파 측정기를 구비한 초음파 세척장치는, 세척 대상물이 위치되는 세척조; 상기 세척조의 바닥에 설치되어 상기 세척 대상물에 초음파를 발생시키는 초음파 진동부; 및 상기 초음파 진동부에서 발생되는 수중 초음파 진동을 검출하여 수중 초음파 세기를 측정하는 초음파 측정부;를 포함할 수 있다.
상기 초음파 측정부는, 상기 초음파 진동부의 초음파 진동을 검출하는 초음파 검출부; 상기 초음파 검출부에서 검출된 고주파 교류 전압을 직류 전압으로 변환시키는 직류 전원 변환부; 상기 직류 전원 변환부로부터 출력되는 직류 신호를 이용하여 초음파 세기 정도의 산출을 제어하는 제어부; 상기 제어부에서 산출된 초음파 세기가 표시되는 상태 표시부; 및 상기 제어부 및 상태 표시부에 전원을 인가하는 전원부;를 포함할 수 있다.
상기 초음파 측정부는 모듈화 형태로 구비될 수 있다.
상기 초음파 측정부는 상기 세척조 바닥 또는 내벽에 거치될 수 있다.
본 발명에 따른 초음파 측정기를 구비한 초음파 세척장치는 세척 대상물이 위치되는 세척조(110); 상기 세척조(110)의 바닥에 설치되어 상기 세척 대상물에 초음파를 발생시키는 초음파 진동부(120); 및 상기 초음파 진동부(120)에서 발생되는 수중 초음파 진동을 검출하여 수중 초음파 세기를 측정하는 초음파 측정부(130);를 포함하며, 상기 초음파 측정부(130)에 포함되어 수중 초음파 진동을 검출하는 초음파 검출부(131)는 세척 대상물이 위치되는 수중에 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 초음파 세척기의 수중 초음파 진동을 진동자로 검출하여 발생하는 진동자의 전기 에너지를 고주파 교류 전압으로 상태 표시함으로써 수중 초음파 세기를 효율적으로 측정 가능하므로 세척 조건에 따라 초음파 세기를 조절 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 초음파 측정기를 구비한 초음파 세척장치를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 초음파 측정기를 구비한 초음파 세척장치에서 초음파 측정부를 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 초음파 측정기를 구비한 초음파 세척장치를 도시한 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 초음파 측정기를 구비한 초음파 세척장치에서 초음파 측정부의 캡이 상하 높이 조절이 가능한 상태를 부분 도시한 단면도이다.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 초음파 측정기를 구비한 초음파 세척장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 초음파 측정기를 구비한 초음파 세척장치를 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 초음파 측정기를 구비한 초음파 세척장치에서 초음파 측정부를 도시한 개략도이고, 도 3은 본 발명의 초음파 측정기를 구비한 초음파 세척장치를 도시한 블럭도이며, 도 4는 본 발명의 초음파 측정기를 구비한 초음파 세척장치에서 초음파 측정부의 캡이 상하 높이 조절이 가능한 상태를 부분 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 초음파 측정기를 구비한 초음파 세척장치(100)는 세척조(110), 초음파 진동부(120) 및 초음파 측정부(130)를 포함한다.
세척조(110)는 도 1에 도시된 바와 같이 내부에 세척 대상물이 담기는 공간으로, 싱크대 등에 적용 가능하다.
초음파 진동부(120)는 도 1에 도시된 바와 같이 세척조(110)의 바닥에 적어도 하나가 설치되어 세척 대상물의 세척을 위해 초음파를 발생시킨다.
이때, 초음파 진동부(120)는 인가 전원에 의해 진동소자에서 진동을 발생시켜 세척조(110) 내부의 세척 대상물을 세척하게 되며, 통상적인 구조와 기능을 하므로 상세한 설명은 생략한다.
초음파 측정부(130)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 초음파 진동부(120)에서 발생되는 수중 초음파 진동을 검출하여 수중 초음파 세기를 측정하며, 모듈화 형태로 구비되어 사용할 때만 세척조(110)의 내부에 위치시킬 수 있다. 이때, 초음파 측정부(130)는 세척조(110)의 바닥 또는 내벽면에 요철 또는 후크 등의 구조를 통해 거치가 가능하도록 구비 가능하다.
여기서, 초음파 측정부(130)는 초음파 검출부(131), 직류 전원 변환부(132), 필터(133), 전원부(134), 제어부(135) 및 상태 표시부(136)를 포함한다.
초음파 검출부(131)는 초음파 진동부(120)의 초음파 진동을 검출하는 압전세라믹 소자로, 역으로 고주파 교류 전압이 검출 가능하며, 초음파 검출부(131)의 초음파 발생면을 제외하고 캡(1302)에 의해 마감 처리되어 있다.
이때, 초음파 검출부(131)는 물리적인 힘(압력)에 의해 전기(전압)가 발생하고, 역으로 전기를 주었을 때에 진동(기계적인 힘)으로 상호 변환하는 기능성의 재료로서, 상기와 같은 에너지 상호변환율(기계 ↔ 전기)이 70%에 달하고, 아주 미약한 힘이지만 에너지변환 효율적 측면에서 고효율을 얻을 수 있는 특이한 기능성 재료이다.
직류 전원 변환부(132)는 초음파 검출부(131)에서 검출된 고주파 교류 전압을 직류(DC) 전압으로 변환 정류시킨다. 이 과정에서 고주파 교류 전압 신호를 증폭시킬 수 있도록 증폭기(도면에 미도시)를 포함하는 것이 바람직하다.
필터(133)는 직류 전원 변환부(132)에서 감지된 신호로부터 잡음을 제거하기 위한 구성으로, 초음파 검출부(131)의 단자 전압 전류의 신호 중 가급적 단일 주파수 성분만 파악 가능하다.
전원부(134)는 제어부(135) 및 상태 표시부(136)에 작동 전원을 인가하는 구성이다.
제어부(135)는 직류 전원 변환부(132)로부터 출력되는 직류 신호를 이용하여 초음파 세기 정도의 산출을 제어하는 역할을 수행한다.
한편, 제어부(135)는 산출된 초음파 세기에 따라 초음파 진동부(120)에서 발진되는 초음파 세기를 조절 가능하다.
상태 표시부(136)는 전원부(134)의 전원에 의해 제어부(135)에서 산출된 초음파 세기값이 표시된다.
한편, 도 4를 참조하면, 캡(1302)은 상하로 분할된 상태에서 초음파 검출부(131)가 지지된 하부 캡(1304)이 상부 캡(1306)에서 높낮이 조절이 가능하도록 구비 가능하다.
이를 위해, 하부 캡(1304)과 상부 캡(1306)의 대향된 단부에 나사선 방향이 반대인 나선이 각각 형성되고, 하부 캡(1304)과 상부 캡(1306)의 나선에 치합되도록 양단 내주면에 나선이 형성된 회전부(1308)가 구비된다.
이때, 회전부(1308)의 내주면 양단에 형성된 나선은 하부 캡(1304)과 상부 캡(1306)의 나선과 동일하게 서로 반대 방향으로 형성된다.
그리고 회전부(1308)가 하부 캡(1304)과 상부 캡(1306)에서 분리되지 않도록 너트 형상인 체결부(도면에 미도시)가 하부 캡(1304)과 상부 캡(1306)의 나선에 체결되면서 회전부(1308)의 양단에 밀착 가능하다.
따라서, 상부 캡(1306)이 세척조(110)의 내측벽 등에 지지된 상태에서 회전부(1308)를 어느 한 방향으로 회전시키면 하부 캡(1304)이 상승 또는 하강하면서 세척조(110)에 담긴 수조의 수면에 따라 초음파 측정부(130)가 물속에 잠기도록 할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 초음파 측정기를 구비한 초음파 세척장치(100)는 초음파 진동부(120)의 수중 초음파 진동을 초음파 검출부(131)로 검출하여 발생하는 진동자의 전기 에너지를 고주파 교류 전압으로 상태 표시하면서 수중 초음파 세기를 측정하게 된다.
이는 세척조(110) 내에 세척 대상물을 위치시킨 상태에서 초음파 진동부(120)에 전원을 인가하면 진동소자에서 수중 초음파 진동을 발생시켜 세척 대상물을 세척하게 된다.
이때, 초음파 진동부(120)의 진동소자에 의해 발생되는 수중 초음파 진동 세기를 초음파 측정부(130)에 의해 측정하게 된다.
즉, 초음파 진동부(120)의 진동소자에 의해 발생되는 수중 초음파에서 고주파 교류 전압을 초음파 검출부(131)에서 검출하고, 초음파 검출부(131)에서 검출된 고주파 교류 전압을 직류 전원 변환부(132)에서 직류(DC) 전압으로 변환 정류하고, 필터(133)에 의해 직류 전원 변환부(132)에서 감지된 신호로부터 잡음을 제거한 다음, 제어부(135)를 통해 직류 전원 변환부(132)로부터 출력되는 직류 신호를 이용하여 초음파 세기 정도(에너지량)의 산출을 제어한 후, 제어부(135)에서 산출된 초음파 세기값이 상태 표시부(136)에 의해 표시된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 초음파 세척장치 110: 세척조
120: 초음파 진동부 130: 초음파 측정부
131: 초음파 진동자 132: 직류 전원 변환부
133: 필터 134: 전원부
135: 제어부 136: 상태 표시부

Claims (4)

  1. 세척 대상물이 위치되는 세척조;
    상기 세척조의 바닥에 설치되어 상기 세척 대상물에 초음파를 발생시키는 초음파 진동부;
    상기 초음파 진동부에서 발생되는 수중 초음파 진동을 검출하여 수중 초음파 세기를 측정하는 초음파 측정부; 및
    상기 초음파 측정부로부터 측정된 상기 수중 초음파 세기를 바탕으로 상기 초음파 진동부에서 발생되는 초음파의 세기를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 초음파 측정부에 포함되어 수중 초음파 진동을 검출하는 초음파 검출부는 세척 대상물이 위치되는 수중에 구비되며,
    상기 초음파 측정부는 필터(133)을 구비하여 측정된 초음파 중 소정의 외부 잡음을 제거한 나머지인 단일 주파수 성분만의 세기를 검출하되,
    상기 초음파 측정부는 상기 세척조의 수위에 따라 높낮이 조절이 가능한 캡(1302)에 지지되는 것을 특징으로 하는 초음파 측정기를 구비한 초음파 세척장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 초음파 측정부는,
    상기 초음파 진동부의 초음파 진동을 검출하는 초음파 검출부;
    상기 초음파 검출부에서 검출된 고주파 교류 전압을 직류 전압으로 변환시키는 직류 전원 변환부;
    상기 직류 전원 변환부로부터 출력되는 직류 신호를 이용하여 초음파 세기 정도의 산출을 제어하는 제어부;
    상기 제어부에서 산출된 초음파 세기가 표시되는 상태 표시부; 및
    상기 제어부 및 상태 표시부에 전원을 인가하는 전원부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정기를 구비한 초음파 세척장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 초음파 측정부는 모듈화 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 초음파 측정기를 구비한 초음파 세척장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 초음파 측정부는 상기 세척조 바닥 또는 내벽에 거치되는 것을 특징으로 하는 초음파 측정기를 구비한 초음파 세척장치.
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