基于压电驱动的网孔型超声雾化器研究

摘要

基于微机电（MEMS）和逆压电效应高频驱动技术发展而来的压电驱动型超声波雾化器是一种高性能超声波雾化装置。目前，超声雾化技术在3D打印、喷墨打印机、医用药剂雾化等方面得到应用，尤其是3D打印技术在航空航天制造领域具有重要应用价值。本文立足于压电驱动的网孔型超声雾化器，结合理论与实验研究，力求完善雾化理论和优化雾化性能，旨在为以后的超声雾化器研究工作提供理论和实践基础。
　　本文主要研究内容概括如下：
　　首先，概述了超声雾化器的分类及国内外研究现状，简单介绍了各种超声雾化器的优缺点及应用前景，说明本文课题研究的目的和意义。
　　其次，分析了雾化理论及原理。根据力学知识和本文所采用雾化器结构的基础上，进行了雾化片金属基板的薄板变形分析、锥孔流阻问题探究、雾化片锥孔变形过程分析；并利用力学知识对锥孔流阻进行了理论推导，证明了锥孔的变形能使液体产生流动，说明利用压电泵原理的可行性；并将一个周期内雾化量来源分为两部分，一部分是金属基板产生的压力雾化，另一部分是锥孔变形产生的喷嘴雾化。
　　再次，进行网孔型超声雾化片振子振动仿真分析。利用有限元软件，进行相关的建模与仿真分析，根据仿真结果，选择雾化器的合理振型与谐振频率。
　　最后，进行相关的实验研究。运用多普勒激光测振系统对雾化器进行扫频、定频实验；进行雾化效果实验，解释说明有限元分析和多普勒扫频、定频实验结果，根据实验的定性分析，确定雾化器参数与输入条件（电压、驱动频率）的关系，提供雾化器工作频率与电压的参考数据；在理论分析与实验结果相结合下，解释说明了雾化片金属基板和锥孔变形对雾化器雾化效果的影响。

目录

声明

注释表

第一章 绪论

1.1引言

1.2超声雾化器的分类及国内外研究现状

1.3与本文相关的压电泵介绍

1.4课题研究目的、意义以及研究内容

第二章 压电超声雾化器理论基础及雾化原理探究

2.1引言

2.2压电材料简介

2.3超声雾化原理基础理论解释

2.4压电网孔型超声雾化片结构

2.5压电网孔型超声雾化机理探究

2.6本章小结

第三章 网孔型超声雾化器雾化片振子振动仿真分析

3.1引言

3.2 ANSYS有限元分析软件概述

3.3压电雾化片振子振动模态和谐响应分析

3.4本章小结

第四章 基于压电驱动的网孔型超声雾化器实验研究

4.1引言

4.2多普勒激光扫频、定频实验

4.3雾化效果及性能测定实验

4.4本章小结

第五章 全文总结与展望

5.1本文主要工作内容概述

5.2后续研究方向预想

参考文献

致谢