超声波,雾化器能使水变成,冷的白雾的原理是。
超声波雾化器的核心元件是压电陶瓷。在高频电源驱动下,压电陶瓷产生的超声波能量以声压的形式集中放大,此能量可以使水表面膨胀而起形成水柱,水柱顶端的水膜破裂而向空中发出雾状颗粒,这就是超声波雾化原理,长沙鹏翔电子科技提供进口高频、高功率、高稳定的专用振动子。
离心加湿方式
优点:成本低,技术成熟。
缺点:颗粒大,均匀性差,不利于控制产品质量,浪费水源。
适用于室外加湿。
高压加湿方式
优点:喷雾颗粒较细,可用于室内。
缺点:需要高压气泵,对水质要求很高,有噪音干扰。
湿膜加湿方式
优点:洁净,无噪音。
缺点:体积大,加湿量小。
蒸汽加湿方式
优点:喷雾颗粒小且已气化,等温加湿。
缺点:能耗很大。
超声波加湿:
优点;颗粒小,能耗低,可输送,无机械噪音
缺点:对水质要求较高。 2、 超声波材料及雾化原理
压电陶瓷: 压电陶瓷主要由锆钛酸铅(PZT)所組成, 在氧化锆(ZrO2)、氧化铅 (PbO)及氧化钛(TiO2)等的粉末原料中,按一定比例适当添加微量的添加物后,由多道加工程序完成陶瓷粉料制作,再利用油压机使之压缩成各种规格形狀,成型后在1350 ℃ 左右温度下进行烧結,所得的成品,再以电镀的方法或者不锈钢贴片法完成电极极化工作后,就是压电陶瓷晶片成品。
超声波雾化原理: 利用压电陶瓷所固有超声波振荡特点,通过一定的振荡电路手段与压电陶瓷固有振荡频率产生共振,就能直接将与压电陶瓷接触的液体雾化成1--3μm的微小颗粒。其原理是,电路超声波振荡,传输到压电陶瓷振子表面,压电陶瓷振子会产生轴向机械共振变化,这种机械共振变化再传输到与其接触的液体,使液体表面产生隆起,并在隆起的周围发生空化作用,由这种空化作用产生的冲击波将以振子的振动频率不断反复,使液体表面产生有限振幅的表面張力波。这种张力波的波头飞散,使液体雾化,同时产生大量的负离子。
雾化单元与雾化量: 由于其单独成型的压电陶瓷振荡频率是固有的,因此,只能产生一个震荡冲击波。如果需要增加雾化量,只可采用多组并联同时工作的方法来实现。以现有技术考虑压电陶瓷寿命,每一单元振子功率为0.25W,雾化量为0.3L。由于液体溶液表面张力不同,各种液体的雾化量也不完全相同,相对液体表面张力越大,雾化量越小,反之则越大。液体内所含杂质不同,对设备的使用寿命、雾化效果、保养周期都有一定的影响,以水为例,当水中钙、镁、矽酸含量高时,各种加湿方法在一定程度上都会受到影响,影响加湿效率,甚至会造成设备损坏,再超声波加湿中,水中钙、镁、矽酸含量高时,会造成雾化器本身结垢、加湿环境受到污染等等负面影响。
该雾化器电路如图1所示,电源经变压器B(AC220V/30W)降压(36V)送D1-D4整流和C5、C6滤波后给电路提供工作电压。雾化器工作电路由振荡器、换能器和水位控制电路等组成。
1.振荡器和换能器,电路中的振荡器是一种由高频压电陶瓷片TD(超声换能器)组成的工作振荡器,其振荡频率为1.65MHz(决定于选定的TD)。晶体三极管BG1(晶体三极管,是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把正块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种。)和电容器C1、C2等构成电容三点式振荡器电路。C1和电感L1等效并联的谐振频率比工作频率低,其作用是决定工作振荡器(振荡器(是用来产生重复电子讯号(通常是正弦波或方波)的电子元件。其构成的电路叫振荡电路。能将直流电转换为具有一定频率交流电信号输出的电子电路或装置。种类很多,按振荡激励方式可分为自激振荡器、他激振荡器;按电路结构可分为阻容振荡器、电感电容振荡器、晶体振荡器、音叉振荡器等;按输出波形可分为正弦波、方波、锯齿波等振荡器。广泛用于电子工业、医疗、科学研究等方面。)的振荡幅度;C2和电感L2等效串联的谐振频率比工作频率高,其作用是决定工作振荡器的反馈量,以保证振荡器起振和维持电路的可靠振荡。压电陶瓷片TD具有很大的等效电感,它除决定电路的工作频率外,同时又是雾化器的工作负载。若更换压电陶瓷片TD,无需调整电路其他参数,其振荡器频率也能自动跟踪新的压电陶瓷片的频率而工作。
2.水位控制和偏置电路电路中的超声换能器TD(又称雾化头)和其上安装的两根水位控制触针,他们是浸没在浅水水溶液中工作的。若长期雾化,一旦液面降低而使雾化头的水位控制触针露出水面时,振荡器会自动停止工作,这也避免了雾化头因发热而损坏。
图1电路中的BG2、BG3管、触针A、B以及相关的电阻,共同组成水位控制电路。电路工作时,电源通过触针A、B和水溶液给BG3的射极提供电源。BG3管导通工作。BG2管起开关作用。当BG3工作时,BG2管也导通,电源通过BG3、BG2、R3、L3向BG1管提供偏置电流,使BG1管振荡工作。一旦液面降低、控制触针露出水面,电源到BG3管的通路被切断,BG3管截止,BG2开关也断开,此时BG1因无偏置电流而迅速停止振荡。调整电阻R3的阻值,可以直接改变BG1管的偏置电流,所以振荡器的调试十分简单和方便。电路中的D7是BG1管be结的保护二极管。
这是一个分离元件的超声雾化器原理图。包括三个主要部分:电源(AC-DC)部分、水位检测与保护部分、超声振荡与换能部分。
如果采用12V或者24V直流电源供电,第一个部分可以不用看。
水位检测与保护部分的工作原理:
水位高于探针A和B时,AB之间呈现一定的电阻,BG3导通,BG2也导通,BG2射极输出4V左右的电压,经R3和L3送到BG1基极,为BG1提供并偏置,BG1及外围元件构成的振荡电路工作。若水位低于探针A和B时,AB之间呈现很高的电阻,BG3截止,BG2也截止,BG1因无偏置而停振。从而防止换能器因缺水而损坏。如果不需要保护电路,只需要将R3接Vcc,并合理选择其阻值。
振荡与换能部分工作原理:
电路中的振荡器是一种由高频压电陶瓷片TD(超声换能器)组成的工作振荡器,其振荡频率为1.65MHz(决定于选定的TD)。晶体三极管BG1和电容器C1、C2等构成电容三点式振荡器电路。
C1和电感L1等效并联的谐振频率比工作频率低,其作用是决定工作振荡器的振荡幅度;C2 和电感L2等效串联的谐振频率比工作频率高,其作用是决定工作振荡器的反馈量,以保证振荡器起振和维持电路的可靠振荡。压电陶瓷片TD具有很大的等效电感,它除决定电路的工作频率外,同时又是雾化器的工作负载。
若更换压电陶瓷片TD,无需调整电路其他参数,其振荡器频率也能自动跟踪新的压电陶瓷片的频率而工作。