development of Ultrasonic waterdrop Repellers for Glass Plates

유리판용 초음파 물기 제거기 개발

In this work, we developed a new type ultrasonic dehumidifier with piezoelectric ceramics, which and efficiently repel waterdrops on outdoor glass plates exposed to raindrops. Through finite element analysis of a certain type of glass plates to analyze its dynamic behavior, the structure of the ultrasonic device we determined to get the optimal performance. A supplemental metal plate was attached to the glass plate for uniform cleaning. Based on the theoretical results, experimental samples were fabricated and evaluated with various dimensions of the glass plate and the piezoceramic vibrator. Driving circuit for the dehumidifier made use of the frequency sweeping technique to keep track of the resonant frequency of the glass plate that was variant with environmental conditions.

본연구에서는 압전세라믹을 이용하여 외부에 노출된 유리판에 부착된 물방울을 효율적으로 제거할 수 있는 초음파 물기 제거장치를 개발하였다. 초음파 진동장치의 제작을 위하여 유한요소법을 사용하여 유리면의 진동특성을 분석하였고 이 결과를 바탕으로 체적의 효과를 얻을 수 있는 초음파 진동액츄에이터의 구조와 규격을 결정하였다. 진동장치의 제작에 있어서는 시뮬레이션 결과를 바탕으로 진동의 균일한 분포를 위해서 보조진동판을 사용하였고 주어진 크기의 유리판의 최적조건을 찾기 위해 보조진동판과 유리판의 다양한 두께와 압전소자의 크기와 두께에 따라서 그 특성을 알아보고 성능을 평가하였다. 구동 발진기는 유리판의 공진점을 추적하기 위해 일정 주파수대역을 스위핑하는 가변주파수 발진기로 제작하였다.