本发明专利技术提供一种可容易地监视超声波振子的振动状态的附带状态监视功能的超声波振子及使用其的超声波清洗装置。一种超声波振子5，为经由被施加有超声波振动的清洗液来清洗被清洗物的超声波清洗装置中使用的朗之万型的超声波振子5，所述超声波振子5包括以相互层叠的方式配置且在层叠方向可伸缩的多个压电元件10，多个压电元件的一部分作为激振用压电元件11被施加有交流电压而伸缩，多个压电元件的另一部分作为状态监视用压电元件12，以通过激振用压电元件的伸缩而可输出用于状态监视的电压的方式构成。电压的方式构成。电压的方式构成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】附带状态监视功能的超声波振子及使用其的超声波清洗装置
[0001]本专利技术涉及一种附带状态监视功能的超声波振子及使用其的超声波清洗装置，尤其涉及一种可容易地监视超声波振子的振动状态的附带状态监视功能的超声波振子及使用其的超声波清洗装置。
技术介绍
[0002]之前，为了检测超声波清洗装置的清洗槽的超声波振子的振动状态，而对清洗槽贴附加速度传感器等振动传感器，测定清洗槽的振动，监视超声波振子的振动状态。另外，将音压计投入至清洗槽的清洗液中，测定清洗液中的超声波振子的振动所致的、超声波的大小。
[0003]图12为表示安装于超声波清洗装置的清洗槽的加速度传感器及清洗液中的音压计的位置的图。如图12所示，加速度传感器57由接着剂贴附于清洗槽2，另外，贴附于超声波振子7的表面而进行振动的测定。另外，通过音压计57来测定清洗液3中的超声波的大小。如此，与超声波振子的振动状态有关的测定大多经由清洗槽、清洗液通过间接方法而进行。
[0004]例如，作为振子的振动状态的间接测定，在专利文献1中公开有以下述方式构成的湿式处理装置：在供给清洗液的超声波清洗槽中设置音压计，可对在超声波清洗槽中清洗被清洗物的清洗液中的音压进行测定，所述清洗液是将清洗功能气体溶解于超纯水或经脱气的超纯水而成。
[0005]根据专利文献1，湿式处理装置以音压变化的形式来探测清洗液中的清洗功能气体的溶解量等的变化，基于音压测定结果，以使超声波照射量、或气体溶解装置中溶解于超纯水的清洗功能气体量、或者脱气装置中的杂质气体的脱气度成为用于清洗被清洗物的必要量的方式进行控制。
[0006]专利文献2中公开了一种超声波清洗器，所述超声波清洗器抑制因超声波振动而产生的可听频率的噪音。超声波清洗器具有：超声波振子，通过超声波使清洗槽内的清洗液振动，对清洗槽内的清洗物进行清洗；振动传感器，检测清洗槽中产生的振动；驱动电路，驱动超声波振子而振荡出超声波；以及控制部，根据由振动传感器所检测的可听振动的水平来控制驱动电路，使超声波的频率变化。
[0007]专利文献2的超声波清洗器中，提取包含水面振动的、清洗槽总体的振动波形，因而使用应变规作为振动传感器，仅检测由来自清洗槽的接触传播所致的振动波形。应变规经由电性绝缘物而接着于产生应变的测定对象物，利用金属(电阻体)与测定对象物的伸缩成比例地伸缩而电阻值变化的原理，根据其电阻变化来测定应变。还具有从所检测出的振动中提取特定频率的可听音的滤波器(filter)，控制部以由滤波器所提取的特定频率的可听音成为小于预定阈值的水平的方式，使超声波的频率变化。由此，抑制因超声波振动而产生的可听频率的噪音。
[0008]另外，在专利文献3中公开有一种朗之万(Langevin)型振子的共振状态监视方法。根据专利文献3，使用层叠型电致伸缩元件作为朗之万型振子的机械振动源，并且设为所述
层叠型电致伸缩元件的至少一个不施加电压的状态的监视用电致伸缩元件。振子的机械振动传递至监视用电致伸缩元件，监视用电致伸缩元件产生与所述机械振动成比例的输出电压(电性振动)。所述监视用电致伸缩元件的输出电压的振幅在层叠型电致伸缩元件与喇叭(horn)以共振状态振动时达到最大值。判别所述监视用的输出电压是否处于最大值，而获知振子是否处于共振状态。由此，对施加于振动源(层叠型电致伸缩元件)的电压的变动后的共振频率以频率可变的方式进行控制。
[0009]另外，也可通过振荡器以电气方式探测超声波振子的异常。即，也可测定振荡器对超声波振子的驱动电流，并根据驱动电流的大小的变化以电气方式探测超声波振子的异常。驱动超声波振子的振荡器对并列连接的多个超声波振子施加高频电力。
[0010]此时，振荡器对并列连接的多个超声波振子供给电流。例如，在将超声波振子并列连接的情形时，超声波振子的故障导致驱动电流根据发生故障的超声波振子相对于超声波振子的总数所占的比率而变动，因而可检测驱动电流的变化而探测超声波振子的异常。
[0011]另外，作为直接测定振子的振动的方法，已知有利用激光多普勒(Laser Doppler)的测定。图13为表示利用激光多普勒装置的、超声波振子表面的振动测定的结构的图。
[0012]如图13所示，激光多普勒装置50自激光照射部51向设置于清洗槽2的下部的超声波振子7的表面照射激光光，通过本体处理部52利用激光多普勒效应来测定超声波振子7的表面的振动的频率、振幅。将所测定的振动的波形等显示于显示装置53。
[0013]现有技术文献
[0014]专利文献
[0015]专利文献1：日本专利第3639102号公报
[0016]专利文献2：日本专利特开2014
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144443公报
[0017]专利文献3：日本专利特公平6
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81359公报
技术实现思路
[0018]专利技术所要解决的问题
[0019]如上文所述，在超声波清洗槽的超声波振子的振动状态的检测中，使用音压计、加速度传感器等振动传感器，但在通过音压计来监视超声波振子的振动状态的情形时，因经由水进行观测，故而有测定产生偏差之虞。即，音压计所观测到的数据的偏差在通常时可认为是由水的环境状态(液温、溶存气体等)所致的误差，但在超声波振子故障时，音压计所观测到的数据与通常时的误差相差也不大，因而无法判断是通常时的误差、还是由超声波振子的故障所致的误差。
[0020]另外，在通过加速度传感器来监视超声波振子的振动状态的情形时，需要将加速度传感器贴附于清洗槽或超声波振子，振动状态视贴附部位而产生差异。另外，加速度传感器是使用接着剂而固定于清洗槽、超声波振子，因而有时由接着不良、接着剂的劣化导致测定变得不稳定。如此，受到贴附于清洗槽或超声波振子的传感器的位置或贴附状态的影响，而存在无法一直稳定地测定振动状态等的不确定因素，有时测定产生偏差。
[0021]另外，在通过振荡器以电气方式探测超声波振子的异常的情形时，在超声波清洗装置中，安装于振动板的超声波振子为二十个至三十个，这些超声波振子相对于振荡器而并列连接。因此，振荡器侧所观测的是对几十个超声波振子供给的驱动电流，即便在一个超
声波振子产生异常的情形时，驱动电流的变化也微小，与通常时所见的误差相差不大。因此，超声波清洗装置中，难以使用振荡器根据驱动电流的变化来探测超声波振子的异常。
[0022]另一方面，直接测定超声波振子的振动的激光多普勒装置所进行的测定需要大型的装置，进而，一套激光多普勒装置仅可测定一个超声波振子，故而难以实现所使用的多个超声波振子的同时测定。
[0023]另外，激光多普勒装置中，必须自超声波振子的正下方照射激光，因而测定环境受限，进而由于为大型的装置，故而难以带入生产现场。
[0024]如此，直接测定振动状态需要大型的装置，进而装置昂贵，因而针对每个装置进行设计并不实用。
[0025]因此，需求可代替利用音压计或加速度传感器等的间接测定而可如激光多普勒装置那样直接测本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种附带状态监视功能的超声波振子，为经由被施加有超声波振动的清洗液来清洗被清洗物的超声波清洗装置中使用的朗之万型的超声波振子，所述附带状态监视功能的超声波振子的特征在于，包括：多个压电元件，以相互层叠的方式配置，且在所述层叠方向能够伸缩，所述多个压电元件的一部分作为激振用压电元件被施加有交流电压而伸缩，所述多个压电元件的另一部分作为状态监视用压电元件，以通过所述激振用压电元件的伸缩而能够输出用于状态监视的电压的方式，以经所述激振用压电元件加压的状态固定。2.一种超声波清洗装置，为所述超声波清洗装置，其特征在于，利用如权利要求1所述的所述附带状态监视功能的超声波振子对所述清洗液施加超声波振动，根据自所述状态监视用压电元件所输出的、所述电压的振幅或频率的至少任一者的变化，来监视所述附带状态监视功能的超声波振子的状态。3.根据权利要求2所述的超声波清洗装置，其特征在于，通过将自所述附带状态监视功能的超声波振子的所述状态监视用压电元件所输出的所述电压的振幅或频率的至少任一者、与所述附带状态监视功能的超声波振子的正常状态的驱动时自所述状态监视用压电元件所输出的所述电压的振幅或频率的至少任一者进行比较，从而进行所述附带状态监视功能的超声波振子的异常判定。4.一种超声波清洗装置，为所述超声波清洗装置，其特征在于，利用多个超声波振子对所述清洗液施加超声波振动，所述超声波振子的一部分由如权利要求1所述的所述附带状态监视功能的超声波振子构成，根据自所述附带状态监视功能的超声波振子的所述状态监视用压电元件所输出的、所述电压的振幅或频率的至少任一者的变化，来监视所述超声波清洗装置的状态。5.根据权利要求4所述的超声波清洗装置，其特征在于，通过将自所述附带状态监视功能的超声波振子的所述状态监视用压电元件所输出的所述电压的振幅或频率的至少任一者、与所述超声波清洗装置的正常状态的驱动时自所述附带状态监视功能的超声波振子的所述状态监视用压电元件所输出的所述电压的振幅或频率的至少任一者进行比较，从而进行所述超声波清洗装置的异常判定。6.根据权利要求4...
【专利技术属性】
技术研发人员：太田宗吾，
申请(专利权)人：株式会社海上，
类型：发明
国别省市：
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