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TECHNOLOGY DATA

기술자료

초음파 의미
초음파의 기원

" 인공적으로 처음에 초음파를 발생시킨 것은 언제인가? "

1921프랑스의 랑지방에 의해 만들어진 초음파 측심기(測深機)

2장이 금속원판 사이에 수정을 샌드위치 식으로 삽입한 것으로서 이것을 랑지방형 진동자라고 한다.

1925피어스가 초음파 간섭계를 발명

1932년에는 초음파에 의한 빛의 회절이 발견되어, 초음파는 오로지 물성연구를 위한 수단으로 사용

1928강력초음파의 응용

미국의 우드와 루미스가 200khz의 수정 진동자와 2khz의 발진기를 이용하여 일련의 실험을 실시한 끝에 발표.
그러나 이 당시는 공업적인 이용에는 미치지 못함.

2차대전 후티탄산바륨 자왜 진동자

제 2차 대전 후 국제적 교류도 활발해져서 상업적 응용개발에 박차를 가했는데,
신호적인 면에서는 탐상기와 어군 탐지기를 중심으로,
또 동력적인 응용면에서는 가공기와 세척기를 중심으로하여 초음파가 주목을 받게 되었다.
그 중에서 비교적 최근의 성과로서는 플라스틱 용접과 의료장비에의 응용이 주목.

초음파란?

초음파사진01 초음파사진02 초음파사진03

우리가 초음파라고 말하는 것은 일반적으로 인간이 듣는 것을 목적으로 하지 않고 또 귀에 들리지도 않는 음을 말한다.

그러나 한마디로 인간의 귀에는 들리지 않는다 해도 들리고 안 들리는 것은 사람에 따라 차이가 난다. 그러므로 한계 주파수를 얼마에서부터 얼마까지 정한다는 것은 여간 어려운 것이 아니다.

그러나 보통 크게 구분하여 약 30HZ 의 낮은 쪽에서 20KHZ 의 높은 쪽까지 한정시키고 있다. 따라서 이 범위의 음은 들리고 이외의 음은 들리지 않는다고도 한다.

30HZ 이하의 음을 초저주파, 20KHZ 이상을 초음파로 구별하고 있다(초음파 공학의 경우).
초음파 응용
초음파의 응용 원리
초음파 발생음-압력-micro과류생성-교반작용-화학반응촉진-도금,유화,소독,초음파세척/Cavitation-기포의진동-micro과류생성-교반작용-화학반응촉진-도금유화소독초음파세척/cavitation-기포의 파과-기포의압력상승/기포의온도상승-분산작용-부착물제거

초음파를 액체 중에 발사하면 액중에 수축과 팽창이 교대로 일어나며 파동이 액중으로 전파되어 간다.

초음파 에너지가 더욱 증가하면 액의 분자간에 응집력이 파괴되고 수천 만개 이상의 미세한 공동이 발생된다.

이것이 "케비테이션(CABITATION)"이라 불리는 현상인데 이 공동이 폭발하면서 강력한 에너지를 방출한다.
이 충격파에 의해서 액중에 담겨있는 피세척물의 표면과 내부 깊숙한 보이지 않는 곳까지 전혀 손상을 입히지 않으면서 단시간 내에 철저히 세척되는 것이다.

금속, 비철금속을 세척하는데 있어서 지금까지 개발된 세척방법 중에 가장 안전하고 신속하며 철저한 세척방법이다.

응용원리 참고도
cavitation과 압력과의 관계 도표 주파수와 음강도와의 관계
초음파 세척
초음파 세척이란?

초음파 세척이란 것은 초음파의 특수한 에너지를 동력으로 이용한 것으로 이 에너지는 대단히 크며 액체 중에 초음파를 조사하면 수를 헤아릴 수 없는 미세한 공동이 발생했다 소멸하는 현상이 초당 25,000~30,000회 정도 발생과 소멸을 반복하게 되는데 초음파 세척은 초음파의 음과 이러한 캐비테이션 효과를 이용한 것으로 특히 캐비테이션이 중요한 역할을 한다.
이 캐비테이션은 기포의 진동에 따라 아주 적은 교반과 기포의 파괴로 인한 화학적, 열적 작용을 수반하게 된다.
이러한 작용의 복합 반복으로 세척액 중에서 화학 반응의 촉진과 분산작용이 증가하여 피세척물 주위에 부착되어 있는 이물질을 작은 구멍이나 눈에 보이지 않는 오물까지도 깨끗이 세척할 수 있다.

액체 속에서 초음파 진동면에 따른 음장현상, 캐비테이션 현상 이미지 액체 속에서 초음파 진동면에 따른 음장현상, 캐비테이션 현상 이미지

초음파 출력과 세척물과의 관계

아래 그림과 같이 크기의 TANK에 초음파 출력을 250W 치부하였다면 같은 시간 내에 세척할 수 있는 분량 세제총량의 10%에 해당하는 세척 물을 넣을 수 있으며 500W 치부하였다면 5%에 해당하는 세척 물을 같은 시간 내에 세척할 수 있다.
이것은 같은 용적의 TANK라도 초음파 출력이 커야 많은 양의 세척을 할 수 있다는 것을 보여준다. 일반적으로 초음파 세척기에서 많이 사용되는 출력은 세척조의 초음파 발생면적에 대하여 약 1W/Cm²가 이상적이다.

250W-총액의 10%,500W-총액의25%,1000W-총액의 50% 250W-총액의 10%,500W-총액의25%,1000W-총액의 50%
진동자의 특징
진동자의 특징

액체 속에서 초음파 진동면에 따른 음장현상, 캐비테이션 현상 이미지

세척 TANK에 세척 액을 주입하지 않고 빈 TANK에 초음파를 진동시키면 진동자 전부에 치명적인 영향을 가져오므로 절대 금하여야한다.
이는 진동자의 압력파워에 방산 장소가 없고 진동자 온도가 급속히 상승하기 때문에 진동자에 부담이 가중되어 결국 파괴되고 만다. 특히 FERRITE 진동자의 경우 진동자 1개가 파괴되면 나머지 파괴되지 않은 진동자에 부담이 가중되어 연쇄적으로 파괴되고 진동자는 사용할 수 없게 된다.
그러나 B. L. T의 경우 이같은 조건에서 접착부 표면이 탈착될 뿐 파괴되는 경우는 극히 드물다.

* B. L. T : 고온용으로 생산라인에 적합하여 장시간 사용하여도 출력은 안정적이다.
* FERRITE : 상온용으로 준 생산라인에 적합하며 단시간 사용하는 것이 이상적이다.

초음파 세척기 선정기준
초음파 세척기 선정기준표
초음파 세척대상
초음파 세척대상
초음파 세척대상
대표적인 산업별 분류 대표적인 세척대상 제품 분류 제거되는 주부착물
전자,전기공업기기,관계 릴레이,스위치,게르마니움,트란지스타,펠렛트,시리콘웨파, 프린트기판, 포텐시오메타, 진공관부품, 저항판, 스프링코일, 기아베아링, 이로스코프, 도파관, 지연선, 바리콘, 텅스텐, 세라믹, 영상관, 형광등, 수은등, 샤도마스크, 전극, 적산전력계접편, 전화기, 전자현미경, 접점, 콘넥타, 시린다, 파이프, 톱니바퀴, 콤푸레샤, 써모스테트, 전기면도날, 건전기부품, 진공펌프, 선인출다이스, 써컷부렉타, 화제경보기, 주형 에나멜선박리 카보란담, 기름, 먼지, 염료, 피치, 파리핀, 잉크, 후락스, 녹물, 삭분, 기름방부제, 엣칭액 지문
섬 유 호크, 스프비론, 아세테이트, 벤베르크, 비니론, 파이렌, 아크릴, 레이스,포리에스텔, 나이론등의 휠타부품과 노즐, 합성포등의 얼룩빼기 기름때, 화학섬유원액먼지, 금속분, 실 찌꺼기, 분비물, 풀, 기타, 고형물
정밀기계공구 유리눈금판, 박킹, 하모니카, 트럼펫, 볼펜, 스프링, 베아링, 기아태엽, 금속휠타, 로드안테나, 가스라이타밸브 절삭분,기름,카보란담,녹말,구리스,페인트,락카,니스
자동차 점화점,밧데리전극,피스트링,연료펌프,밸브,기화기,판넬부품,내부조립부품 기름,질삭분,먼지 구리스,방부제,카보란담
병 원 수술기구,주사기,주사바늘,피펫트,유리용기,연구실험기구,임상용기구,식구경,경질고무관,기관지경,직장경,방광경,구멍소제기,치과용드릴,치과용기공주기,라벨제거기,현미경용시료유리,세균배양기판 혈액,액제라친,단백,실밥,전분,먼지,지문
양식기식품관계 호크,스프링,나이프,요리접시,유리핀,캡,충진기,배기장치,요리용기구,봉전기,배관 카보란담,기름,먼지,지분,전분,실먼지,음식찌꺼기,단백
광학기계 렌즈,프리즘,샷다,휠타,거울,노출계,카메라부품,안경렌즈,안경테,헤리코이드 염료,카보란담,돌가루,핏치,기름,절삭분,파라핀
시 계 시계케이스,톱니바퀴,문자판,덴뿌,나사,용두,접석 조립부품,시계줄,시계바늘 카보란담,지문,기름,구리스,먼지
보석,귀금속 보석,사파이야바늘,반지,팔지,조각품,목걸이,빠클,넥타이핀,카우스보담,브롯지 카보란담,지문,훼락,버프먼지
도금관계 장신구,카메라부품,시계부품,전자부품,기타,도금전후 처리 전기부품 카보란담,지문,기름,버프찌꺼기,땀,먼지
측정기 베아링,다이알게이지,부록게이지,스프링,기야노기스,줄고전장치용부푸,조립부품,게이지 절삭분,기름,먼지,구리스,지문
베아링 볼베아링,롤베아링,미니츄어베아링 절삭분,기름,카보란담,녹물,먼지
미싱편직기 밖가마,큰가마,침봉,모모기야,캄기야,메리야스바늘 카보란담,스케일,절삭분,녹물,먼지
인 쇄 회전기,활자,사진원판,넘버링,메탈베이스,약용앰플,금속판 잉크,지문,염료,기란,접착테이프,먼지
금 융 인감주화 인주, 지문, 손때
고무공업 고무금형,장갑,띠,외각의용,고무제품 고무잔부,지문,잉크,염료,먼지
다이스공구밸브 분사노즐,다이스,톱날,까스콕크 카보란담,기름,먼지
연구소원자력관계 실험분석용초자기구,분석자료,나관,PH메타전극,가이가츄브,연료,성분,펌프,연관,뷰렛,피페트 카보매직잉크,와세링,스케일,주조모래,방사능입자
초음파의 기원

" 인공적으로 처음에 초음파를 발생시킨 것은 언제인가? "

1921프랑스의 랑지방에 의해 만들어진 초음파 측심기(測深機)

2장이 금속원판 사이에 수정을 샌드위치 식으로 삽입한 것으로서 이것을 랑지방형 진동자라고 한다.

1925피어스가 초음파 간섭계를 발명

1932년에는 초음파에 의한 빛의 회절이 발견되어, 초음파는 오로지 물성연구를 위한 수단으로 사용

1928강력초음파의 응용

미국의 우드와 루미스가 200khz의 수정 진동자와 2khz의 발진기를 이용하여 일련의 실험을 실시한 끝에 발표.
그러나 이 당시는 공업적인 이용에는 미치지 못함.

2차대전 후티탄산바륨 자왜 진동자

제 2차 대전 후 국제적 교류도 활발해져서 상업적 응용개발에 박차를 가했는데,
신호적인 면에서는 탐상기와 어군 탐지기를 중심으로,
또 동력적인 응용면에서는 가공기와 세척기를 중심으로하여 초음파가 주목을 받게 되었다.
그 중에서 비교적 최근의 성과로서는 플라스틱 용접과 의료장비에의 응용이 주목.

초음파란?

초음파사진01 초음파사진02 초음파사진03

우리가 초음파라고 말하는 것은 일반적으로 인간이 듣는 것을 목적으로 하지 않고 또 귀에 들리지도 않는 음을 말한다.

그러나 한마디로 인간의 귀에는 들리지 않는다 해도 들리고 안 들리는 것은 사람에 따라 차이가 난다. 그러므로 한계 주파수를 얼마에서부터 얼마까지 정한다는 것은 여간 어려운 것이 아니다.

그러나 보통 크게 구분하여 약 30HZ 의 낮은 쪽에서 20KHZ 의 높은 쪽까지 한정시키고 있다. 따라서 이 범위의 음은 들리고 이외의 음은 들리지 않는다고도 한다.

30HZ 이하의 음을 초저주파, 20KHZ 이상을 초음파로 구별하고 있다(초음파 공학의 경우).
초음파의 응용 원리
초음파 발생음-압력-micro과류생성-교반작용-화학반응촉진-도금,유화,소독,초음파세척/Cavitation-기포의진동-micro과류생성-교반작용-화학반응촉진-도금유화소독초음파세척/cavitation-기포의 파과-기포의압력상승/기포의온도상승-분산작용-부착물제거

초음파를 액체 중에 발사하면 액중에 수축과 팽창이 교대로 일어나며 파동이 액중으로 전파되어 간다.

초음파 에너지가 더욱 증가하면 액의 분자간에 응집력이 파괴되고 수천 만개 이상의 미세한 공동이 발생된다.

이것이 "케비테이션(CABITATION)"이라 불리는 현상인데 이 공동이 폭발하면서 강력한 에너지를 방출한다.
이 충격파에 의해서 액중에 담겨있는 피세척물의 표면과 내부 깊숙한 보이지 않는 곳까지 전혀 손상을 입히지 않으면서 단시간 내에 철저히 세척되는 것이다.

금속, 비철금속을 세척하는데 있어서 지금까지 개발된 세척방법 중에 가장 안전하고 신속하며 철저한 세척방법이다.

응용원리 참고도
cavitation과 압력과의 관계 도표 주파수와 음강도와의 관계
초음파 세척이란?

초음파 세척이란 것은 초음파의 특수한 에너지를 동력으로 이용한 것으로 이 에너지는 대단히 크며 액체 중에 초음파를 조사하면 수를 헤아릴 수 없는 미세한 공동이 발생했다 소멸하는 현상이 초당 25,000~30,000회 정도 발생과 소멸을 반복하게 되는데 초음파 세척은 초음파의 음과 이러한 캐비테이션 효과를 이용한 것으로 특히 캐비테이션이 중요한 역할을 한다.
이 캐비테이션은 기포의 진동에 따라 아주 적은 교반과 기포의 파괴로 인한 화학적, 열적 작용을 수반하게 된다.
이러한 작용의 복합 반복으로 세척액 중에서 화학 반응의 촉진과 분산작용이 증가하여 피세척물 주위에 부착되어 있는 이물질을 작은 구멍이나 눈에 보이지 않는 오물까지도 깨끗이 세척할 수 있다.

액체 속에서 초음파 진동면에 따른 음장현상, 캐비테이션 현상 이미지 액체 속에서 초음파 진동면에 따른 음장현상, 캐비테이션 현상 이미지

초음파 출력과 세척물과의 관계

아래 그림과 같이 크기의 TANK에 초음파 출력을 250W 치부하였다면 같은 시간 내에 세척할 수 있는 분량 세제총량의 10%에 해당하는 세척 물을 넣을 수 있으며 500W 치부하였다면 5%에 해당하는 세척 물을 같은 시간 내에 세척할 수 있다.
이것은 같은 용적의 TANK라도 초음파 출력이 커야 많은 양의 세척을 할 수 있다는 것을 보여준다. 일반적으로 초음파 세척기에서 많이 사용되는 출력은 세척조의 초음파 발생면적에 대하여 약 1W/Cm²가 이상적이다.

250W-총액의 10%,500W-총액의25%,1000W-총액의 50% 250W-총액의 10%,500W-총액의25%,1000W-총액의 50%
진동자의 특징

액체 속에서 초음파 진동면에 따른 음장현상, 캐비테이션 현상 이미지

세척 TANK에 세척 액을 주입하지 않고 빈 TANK에 초음파를 진동시키면 진동자 전부에 치명적인 영향을 가져오므로 절대 금하여야한다.
이는 진동자의 압력파워에 방산 장소가 없고 진동자 온도가 급속히 상승하기 때문에 진동자에 부담이 가중되어 결국 파괴되고 만다. 특히 FERRITE 진동자의 경우 진동자 1개가 파괴되면 나머지 파괴되지 않은 진동자에 부담이 가중되어 연쇄적으로 파괴되고 진동자는 사용할 수 없게 된다.
그러나 B. L. T의 경우 이같은 조건에서 접착부 표면이 탈착될 뿐 파괴되는 경우는 극히 드물다.

* B. L. T : 고온용으로 생산라인에 적합하여 장시간 사용하여도 출력은 안정적이다.
* FERRITE : 상온용으로 준 생산라인에 적합하며 단시간 사용하는 것이 이상적이다.

초음파 세척기 선정기준
초음파 세척기 선정기준표
초음파 세척대상
초음파 세척대상
대표적인 산업별 분류 대표적인 세척대상 제품 분류 제거되는 주부착물
전자,전기공업기기,관계 릴레이,스위치,게르마니움,트란지스타,펠렛트,시리콘웨파, 프린트기판, 포텐시오메타, 진공관부품, 저항판, 스프링코일, 기아베아링, 이로스코프, 도파관, 지연선, 바리콘, 텅스텐, 세라믹, 영상관, 형광등, 수은등, 샤도마스크, 전극, 적산전력계접편, 전화기, 전자현미경, 접점, 콘넥타, 시린다, 파이프, 톱니바퀴, 콤푸레샤, 써모스테트, 전기면도날, 건전기부품, 진공펌프, 선인출다이스, 써컷부렉타, 화제경보기, 주형 에나멜선박리 카보란담, 기름, 먼지, 염료, 피치, 파리핀, 잉크, 후락스, 녹물, 삭분, 기름방부제, 엣칭액 지문
섬 유 호크, 스프비론, 아세테이트, 벤베르크, 비니론, 파이렌, 아크릴, 레이스,포리에스텔, 나이론등의 휠타부품과 노즐, 합성포등의 얼룩빼기 기름때, 화학섬유원액먼지, 금속분, 실 찌꺼기, 분비물, 풀, 기타, 고형물
정밀기계공구 유리눈금판, 박킹, 하모니카, 트럼펫, 볼펜, 스프링, 베아링, 기아태엽, 금속휠타, 로드안테나, 가스라이타밸브 절삭분,기름,카보란담,녹말,구리스,페인트,락카,니스
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금 융 인감주화 인주, 지문, 손때
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다이스공구밸브 분사노즐,다이스,톱날,까스콕크 카보란담,기름,먼지
연구소원자력관계 실험분석용초자기구,분석자료,나관,PH메타전극,가이가츄브,연료,성분,펌프,연관,뷰렛,피페트 카보매직잉크,와세링,스케일,주조모래,방사능입자