超声波雾化喷头是超声波雾化喷涂设备中的核心部件,其结构设计需兼顾雾化效率、温度适应性和系统稳定性。以下是其主要结构组成及工作原理的详细解析:
一、核心结构组成
超声波换能器 作为雾化装置的核心部件,负责将电能转化为机械能,通过高频振动产生超声波。通常采用压电陶瓷材料,利用压电效应实现高效能量转换。
压电陶瓷晶片
与换能器直接连接,将高频电信号转换为机械振动。部分设计中,陶瓷晶片通过粘合剂固定在喷头下腔室顶板,形成振荡源。
液体输送系统
包括进水管、分流器、液体输入装置等,负责将待雾化液体输送至雾化区域。部分设计中,液体通过压力差或重力作用进入雾化腔室。
雾化腔室与出气结构
- 腔室设计: 上腔室底板与下腔室顶板共壁,形成密闭空间。液体通过上腔室壁上的喷雾口进入,与高频振动相互作用后形成雾化。 - 出气口设计
温度控制与传感器 雾化喷头通常配备温度传感器实时监测工作温度,并通过强制冷却系统(如冷却风道)维持稳定工作环境,防止过热损坏。
二、工作原理
超声波振动产生雾化
电信号驱动压电陶瓷晶片高频振动(如1.7MHz),产生的机械波传递至液体表面,使液体吸收能量形成驻波。当振幅超过临界值时,液膜崩溃产生微小液滴,形成雾化效果。
雾化效果调控
通过调整振荡频率(如1.7MHz)和液体流量,可控制雾化粒径(微米至100微米)和雾化量。雾化量与液体输送量、工作频率呈正相关。
系统集成与功能扩展
雾化喷头需与驱动电源、空气供给系统等配套,形成完整喷涂系统。部分高端型号支持多模式切换(如宽幅、聚拢型喷雾),满足不同工艺需求。
三、关键设计要点
耐腐蚀性: 需满足化工、环保等领域的液体适应性,采用耐腐蚀材料(如不锈钢、陶瓷涂层)。 密封性
维护性:结构设计需便于清洁和部件更换,延长使用寿命。
四、应用领域
超声波雾化喷头广泛应用于环保、化工、农业等领域,如:
工业喷涂(金属表面处理、涂装)
环境加湿(植物养护、车间除雾)
医疗消毒(紫外线照射设备配套)
以上结构与原理综合了多个研究案例,实际应用中需根据具体工况调整参数以优化性能。