LDM 물방울 리프팅 원리 및 설계 방법_3

지난번 포스팅에서 압전 세라믹의 최적의 두께 선정을 마쳤다. 압전세라믹 설계는 아직 끝나지 않았다...

압전세라믹의 외경 선정이 남았다.
외경과 두께의 비율은 진동모드( 두께방향 진동 인지? 경방향=외경방향 진동 모드인지? 기타 진동 모드 인지?)를 결정한다.

이번 포스팅의 LDM transducer의 경우, 두께방향 진동을 이용한 마사지장비이다.
원하는 주파수가 발생할 수 있도록 두께를 선정했다면  두께방향 진동모드가 가장 활발하게 일어날 수 있는 조건의 외경, 두께 비율에 맞춰 디자인해야 한다.

두께방향 진동이 일어난다고 해서 경방향, 기타 진동이 발생하지 않는 것은 아니다. 단지, 두께방향 진동이 다른 진동 모드에 비해 우세하다는 뜻이다.
여기서 설명하지 않는 다른 진동 모드는 사용하는 어플리케이션에 따라 각자 다르게 이용된다.

아래 그림과 같이 각 진동모드가 특정 디맨젼 조건에서 발생하는 것을 확인할 수 있다.
두께 방향 진동모드 조건을 보면 아래와 같다.

 

d(세라믹 외경)/ t(세라믹 두께) 값이 10보다 크거나 같아야 한다.

쉽게 말해서 (세라믹 외경 )= (세라믹 두께) x 10 수준을 만족하여야 한다.

형태는 동전 모양의 디스크 타입이다.

 

예를 들어,
1MHz의 두께 진동을 하기 위해선
2t의 두께가 필요하며, 최소 20pi이상의 외경을 만족해야 한다.
이 두 가지 조건을 만족하면 최적의 두께 방향의 진동이 일어난다.

다음 포스팅에서는 금속캡에 대해 설명하려 한다.