요약
본 발명은 다양한 산업 분야에서 필수적인 정밀 세척을 위한 초음파 세척기의 성능을 향상시키는 기술에 관한 것입니다. 인천대학교 산학협력단에 의해 개발된 이 기술은 기존의 고정된 주파수로 작동하는 세척기의 한계를 극복하고, 주파수 조절 기능을 통해 세척 효율과 에너지 소비를 최적화합니다. 세척 용액 사용량을 줄이고, 세척 시간을 단축시키며, 경제적이며 환경적인 이점을 제공합니다. 본 발명은 세척기의 변환기가 가장 큰 진동 진폭을 가지는 주파수를 신속하게 찾아내어 세척 효과를 극대화하고, 환경 변화에 따라 자동으로 최적의 주파수를 조정하여 최상의 세척 조건을 유지합니다. 이 기술은 제품 성능 최적화, 운영 비용 절감, 환경 보호 및 시장 경쟁력 강화에 기여할 것으로 기대됩니다.
기본 정보
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특허명: 최적의 구동 주파수의 선정이 가능한 초음파 세척기 및 그 동작 방법
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대표 발명자: 송준영 교수
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출원번호: 10-2023-0147467
발명의 배경 및 필요성
초음파 세척기의 기술적 진보
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초음파 세척은 의료기기, 전자제품, 자동차 부품, 보석 등 다양한 산업에서 정밀 세척에 필수적임
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기존 초음파 세척기는 고정된 주파수로 운영되어 모든 세척 작업에 최적화되지 않는 문제가 있음
초음파 세척기의 필요성 강조
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주파수 조절 기능을 갖춘 초음파 세척기는 세척 시간과 에너지 소비를 줄이며, 세척 용액 사용량 감소로 경제적이고 환경적인 이점을 제공함
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전자제품의 소형화와 의료기기의 복잡성 증가로 인해 더욱 정교한 세척 솔루션이 필요하며, 이 발명은 산업 전반에 걸쳐 효율성과 적응성을 향상시키는 기술적 진보를 나타냄
구현방법
기술의 원리 및 최적화 과정
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초음파 세척기의 진동자가 발생시키는 초음파 주파수를 최적화해 세척 효율을 높임
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진동자의 진동 크기와 세척기의 전류 증가 관계를 분석하여 최적 구동 주파수를 도출함
주파수 선정 및 알고리즘 구현
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작동 가능한 전체 주파수 범위를 분할하고 각 범위에서 전류 변화를 측정해 중심 주파수 대역을 선정함
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선정된 중심 주파수 대역을 세밀하게 나누어 진폭 변화를 측정하고 최종 구동 주파수를 결정함
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결정된 알고리즘을 컴퓨터 프로그램으로 구현하고 저장매체에 저장해 실행함
기술의 효과 및 사용자 편의성
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세척 효과 극대화로 더 효율적인 세척 가능
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에너지 소비 감소로 경제적이며 환경에 부담을 덜어줌
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자동화된 컴퓨터 프로그램 사용으로 사용자의 편의성 증대
활용 방안 및 기대효과
초음파 세척기의 성능 향상 방법
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초음파 세척기는 변환기의 진동 진폭이 가장 큰 주파수를 신속하게 찾아 세척 효율을 극대화함
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환경 변화에 따라 최적의 주파수를 자동 조정하여 최상의 세척 조건을 유지함
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에너지 소비를 줄이고 세척 효과를 높이기 위해 변환기가 가장 효율적으로 작동하는 주파수에서 사용함
경제적 및 사회적 기대 효과
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효율적인 세척 과정으로 제품 성능을 최적화하고 운영 비용을 절감함
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세척 시간 감소와 에너지 절약을 통해 경제적 이점을 제공함
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환경 보호에 기여하고 깨끗한 생활 환경 조성에 도움을 줌
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세척기 시장에서의 경쟁력 강화와 시장 점유율 확대가 기대됨
시장 동향
초음파 세척기 시장 동향
산업 자동화 시장 동향
기술 SWOT 분석
Strengths
주파수 조절 기능
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세척 시간과 에너지 소비를 줄이며, 세척 용액 사용량 감소로 경제적이고 환경적인 이점을 제공합니다.
효율성과 적응성 향상
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전자제품의 소형화와 의료기기의 복잡성 증가에 따른 정교한 세척 솔루션을 제공하여 산업 전반의 효율성과 적응성을 향상시킵니다.
최적화된 세척 효과
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초음파 세척기의 진동자가 발생시키는 초음파 주파수를 최적화하여 세척 효율을 높입니다.
Weaknesses
기술적 복잡성
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주파수를 최적화하기 위한 알고리즘 구현과 컴퓨터 프로그램 사용이 사용자에게 기술적 복잡성을 요구할 수 있습니다.
초기 구현 비용
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주파수 조절 기능을 갖춘 초음파 세척기의 개발과 도입에 초기 비용이 더 많이 들 수 있습니다.
Opportunities
시장 내 혁신적 위치 확보
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기존의 고정된 주파수로 운영되는 초음파 세척기를 대체할 수 있는 혁신적인 기술로 시장 내 위치를 확보할 수 있습니다.
환경적 가치 증대
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에너지 소비 감소와 세척 용액 사용량 감소로 환경 보호에 기여하며, 이는 환경적 가치를 중시하는 소비자들에게 매력적일 수 있습니다.
Threats
기술적 변화에 대한 적응
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시장에서의 기술적 변화와 사용자의 적응 속도가 느릴 경우 기술의 도입이 지연될 수 있습니다.
경쟁 기술의 발전
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다른 세척 기술의 발전으로 인해 초음파 세척기의 시장 점유율이 위협받을 수 있습니다.
Summary
Strengths
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주파수 조절 기능을 통한 세척 효율의 극대화와 경제적, 환경적 이점을 제공합니다.
Weaknesses
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기술적 복잡성과 초기 구현 비용이 단점으로 작용할 수 있습니다.
Opportunities
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혁신적인 기술로 시장 내 위치를 확보하고 환경적 가치를 증대시킬 수 있는 기회가 있습니다.
Threats
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기술적 변화에 대한 적응과 경쟁 기술의 발전이 위협 요소로 작용할 수 있습니다.
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