超聲霧化源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于超聲霧化領(lǐng)域，尤其涉及一種超聲霧化源。
【背景技術(shù)】
[0002]通過物理手段使得液體形成微米量級(jí)液滴的過程叫做霧化。液體霧化后表面積急劇增大，物理和化學(xué)性質(zhì)也發(fā)生改變，霧化技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用。目前，通過多種方法可以實(shí)現(xiàn)液體的霧化過程，其中利用高頻壓電陶瓷片產(chǎn)生的超聲波來霧化液體的方法就是最常見的一種，這種方法就是所謂的超聲霧化。超聲霧化技術(shù)在空氣加濕、美容、藥物吸入治療、先進(jìn)材料制備等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。另外，霧化源是超聲霧化技術(shù)的重要組成部分，它的作用是將霧化液霧化成霧滴，并將霧滴射向霧化室。目前，霧化罐的內(nèi)底面裝有霧化片，并可向霧化罐內(nèi)注入霧化液，霧化液與霧化片直接接觸，且霧化液在霧化片的超聲波作用下霧化成霧滴。需要特別說明的是，霧化片為高頻壓電陶瓷片，它的功率消耗主要用于兩部分，一部分為超聲霧化，另一部分為超聲波在流體介質(zhì)傳輸過程中使介質(zhì)發(fā)熱。
[0003]理論研究已經(jīng)表明超聲霧化技術(shù)產(chǎn)生的霧滴直徑及數(shù)量與壓電陶瓷片的工作頻率、氣壓、液體粘滯系數(shù)、溫度和種類等因素都有關(guān)系。對(duì)于某種確定成分和濃度的液體而言，頻率、溫度、氣壓等因素是決定霧化量的關(guān)鍵因素。對(duì)于某些定量要求較高的霧化場合，對(duì)霧化液霧化后的霧滴直徑及數(shù)量有較高要求，這種多參數(shù)情況，特別是各個(gè)參數(shù)之間并不獨(dú)立的情形下，就要實(shí)現(xiàn)霧化罐內(nèi)恒壓、霧化液的恒液位和恒溫控制，還需要使霧化片保持最佳霧化狀態(tài)，但目前沒有相關(guān)技術(shù)方案和產(chǎn)品能夠達(dá)到上述技術(shù)要求。
[0004]提出上述研究課題后，我們來分析技術(shù)難點(diǎn)，其中霧化罐內(nèi)的恒壓控制比較容易解決，而霧化液的恒液位控制比較難，這主要是因?yàn)楝F(xiàn)有直接接觸的測量技術(shù)不能準(zhǔn)確測定強(qiáng)腐蝕性霧化液的液位高度，這樣也就無法進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)恒液位控制。
[0005]其中，最難實(shí)現(xiàn)的是霧化液的恒溫控制，經(jīng)過仔細(xì)分析后終于找出如下原因:霧化片發(fā)出超聲波的同時(shí)還會(huì)發(fā)熱，又由于霧化片與霧化液直接接觸，這樣就會(huì)使霧化液的溫度很快升高，且霧化液溫度的升高不可控，根本不能有效實(shí)現(xiàn)恒溫。另外，由于霧化液是強(qiáng)酸或強(qiáng)堿性液體，具有強(qiáng)腐蝕性，這樣就會(huì)腐蝕霧化片，即便是不銹鋼或者玻璃釉包裹的霧化片，超聲波使得霧化液化學(xué)活性增強(qiáng)，也會(huì)出現(xiàn)腐蝕的情況。而霧化片腐蝕后不僅縮短了使用壽命，而且霧化片的材料會(huì)混入霧化液中，從而降低霧化液的純度，進(jìn)而無法保證霧滴的純度。
[0006]另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員一直在探索在什么狀態(tài)下，才能使霧化片的最佳霧化狀態(tài)。【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種超聲霧化源，欲保證霧滴直徑及數(shù)量。
[0008]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:一種超聲霧化源，包括霧化罐(1)、導(dǎo)流罩(4)和霧化片(5)，其中霧化罐(1)上端的敞口由上蓋(2)封閉，該上蓋頂面設(shè)有一根與霧化罐(1)連通的載氣進(jìn)管(3);所述導(dǎo)流罩(4)下端的導(dǎo)流部位于霧化罐(1)內(nèi)，該導(dǎo)流罩上端的噴霧口伸到霧化罐(1)外面，其特征在于:所述載氣進(jìn)管(3)上接有一個(gè)質(zhì)量流量計(jì)或浮子玻璃氣體流量計(jì)(50)，該質(zhì)量流量計(jì)或浮子玻璃氣體流量計(jì)可測量并控制所述霧化罐(1)內(nèi)的氣壓及氣體注入量，以使該霧化罐內(nèi)的壓力恒定；所述霧化罐(1)上接有一根霧化液進(jìn)管(6)和霧化液出管(7)，這兩根管道均與霧化罐(1)的內(nèi)腔連通，其中霧化液進(jìn)管(6)通過微量蠕動(dòng)栗(8)與儲(chǔ)液罐(9)連通，所述霧化液出管(7)與該儲(chǔ)液罐連通，且儲(chǔ)液罐(9)上端的敞口可由儲(chǔ)液罐上蓋(10)封閉；所述霧化罐(1)旁邊設(shè)有液位檢測裝置，該液位檢測裝置用于檢測霧化罐(1)內(nèi)的霧化液高度，且液位檢測裝置的檢測數(shù)值反饋給所述微量蠕動(dòng)栗(8)，以使霧化液的高度保持在10-20mm ;
[0009]所述霧化片(5)安裝在霧化片上安裝板(11)和霧化片下安裝板(12)之間，該霧化片上安裝板的上板面通過第一密封圈(13)將恒溫罐(14)下端的敞口密封；所述恒溫罐
(14)上端敞口與霧化罐⑴下端敞口之間夾緊一層水平設(shè)置的聚四氟乙烯薄膜片(15)，該聚四氟乙烯薄膜片的厚度為0.02-0.05mm，而聚四氟乙烯薄膜片(15)的上、下表面與對(duì)應(yīng)罐體的相應(yīng)表面之間設(shè)有第二密封圈(16)，且所述霧化片(5)上表面到聚四氟乙烯薄膜片
(15)上表面之間的垂直距離為20-25mm；
[0010]所述恒溫罐(14)內(nèi)裝有溫度測量計(jì)，該恒溫罐上接有一根恒溫液進(jìn)管(17)和恒溫液出管(18)，其中恒溫液進(jìn)管(17)串聯(lián)熱交換器(19)后，與恒溫液箱(20)連通，該恒溫液箱上該有恒溫液箱上蓋(21);所述熱交換器(19)的一個(gè)表面裝有電阻加熱片(22)，該熱交換器的另一表面裝有半導(dǎo)體制冷片(23)，且半導(dǎo)體制冷片上裝有散熱片(24)，且所述溫度測量計(jì)的檢測數(shù)據(jù)用于控制電阻加熱片(22)或半導(dǎo)體制冷片(23)工作；
[0011]所述恒溫液出管(18)的出液端伸入緩沖池(25)中，該緩沖池通過一根回液管
(26)與所述恒溫液箱(20)連通，并在回液管(26)上裝有隔膜水栗(27)。
[0012]對(duì)應(yīng)某種確定的霧化液而言，只有霧化罐的氣壓、霧化液的溫度和液位處于某個(gè)特定值，該特定值可通過現(xiàn)有技術(shù)得出，這樣才能保證霧化液霧化后的霧滴直徑及數(shù)量。
[0013]在上述技術(shù)方案中，本實(shí)用新型通過質(zhì)量流量計(jì)或浮子玻璃氣體流量計(jì)(50)來測量并控制霧化罐(1)內(nèi)的氣壓及氣體注入量；本實(shí)用新型能精確測量霧化液的液位，并通過現(xiàn)有成熟的閉環(huán)控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)恒定液位控制。更重要的是，本實(shí)用新型調(diào)整了霧化片的安裝方式，并將其設(shè)置在霧化罐的下方，這樣就不僅為實(shí)現(xiàn)霧化液的恒溫控制提供了可能性，而且可以防止腐蝕霧化片，保證霧化片的使用壽命和保證霧化液霧化后的霧滴純度。與此同時(shí)，本案的霧化片(5)上表面到聚四氟乙烯薄膜片(15)上表面之間的垂直距離設(shè)計(jì)合理，霧化液的高度數(shù)值也配合設(shè)計(jì)，這樣就能使霧化片處于最佳的霧化效率，進(jìn)而保證霧滴的數(shù)量，這樣是因?yàn)樯鲜鰞蓚€(gè)參數(shù)過小或過大，霧化片的霧化效率都比降低很多，甚至于使霧化液發(fā)生氣體，根本得不到霧滴。
[0014]采用以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了霧化罐的恒壓控制和霧化液的恒溫和橫液位控制，并使霧化片處于最佳的霧化功率狀態(tài)，從而保證霧化液霧化后的霧滴直徑及數(shù)量，且本實(shí)用新型具有很好的實(shí)用性。
[0015]作為本實(shí)用新型的重要設(shè)計(jì)，所述液位檢測裝置(J)包括上引出管(28)、光發(fā)射腔體(31)和CCD接收腔體(32)，其中上引出管(28)和下引出管(29)水平設(shè)在所述霧化罐
(1)的外壁上，并與該霧化罐內(nèi)腔相通，而下引出管(29)與所述聚四氟乙烯薄膜片(15)上表面在同一平面上，且上、下引出管(28、29)通過一根透明的樣品管(30)連通，該樣品管豎直設(shè)置；
[0016]所述光發(fā)射腔體(31)具有光發(fā)射腔體出射準(zhǔn)直狹縫(31a)，所述CCD接收腔體
(32)具有CCD接收腔體入射準(zhǔn)直狹縫(32a);當(dāng)液位檢測裝置工作時(shí)，光發(fā)射腔體(31)內(nèi)發(fā)光體發(fā)出的光線經(jīng)過光發(fā)射腔體出射準(zhǔn)直狹縫(31a)，經(jīng)過(XD接收腔體入射準(zhǔn)直狹縫(32a)這條光路進(jìn)入CCD接收腔體(32)被CCD接收，所述樣品管(30)處于該光路上，且這條光線以平行于該樣品管直徑的方向通過樣品管(30)。
[0017]采用上述結(jié)構(gòu)，通過光發(fā)射腔體和CCD接收腔體能夠夾持樣品管，結(jié)構(gòu)緊湊小巧，便攜性強(qiáng)，自動(dòng)化程度高，安裝和拆卸容易，具有廣泛的適用性，室內(nèi)或者戶外均可以使用；非接觸測量方式，適合高壓、易燃易爆、高毒性和純度要求高的工作場合的液位檢測。
[0018]作為優(yōu)選設(shè)計(jì)，所述光發(fā)射腔體(31)和CCD接收腔體(32)的一端通過一個(gè)合頁
(33)相鉸接，從而可使光發(fā)射腔體(31)和CCD接收腔體(32)的另一端靠近或遠(yuǎn)離，當(dāng)光發(fā)射腔體(31)和CCD接收腔體(32)的另一端靠攏時(shí)抱在所述樣品管(30)外面；所述光發(fā)射腔體(31)靠近樣品管(30) —側(cè)的面板中部豎向開有一個(gè)凹槽，沿該凹槽的長度方向開設(shè)有所述光發(fā)射腔體出射準(zhǔn)直狹縫(31a);所述CCD接收腔體(32)靠近樣品管(30) —側(cè)的面板中部開有一個(gè)凹形槽，該凹形槽與所述光發(fā)射腔體(31)上的凹槽對(duì)應(yīng)，并沿該凹形槽的長度方向開設(shè)有所述