新型超声波雾化器的设计及研究

摘要

随着社会进步和科学技术的发展，超声波技术已经广泛的应用到社会的各个领域，而且还显示出了区别于其他技术所具有的独特优势。如：超声波清洗、超声波焊接、超声波洁牙、超声波手术刀、超声波美容等。在我们的日常生活中就有很多常见的例子，比如在干燥的冬天，运用超声波雾化加湿技术而研制出的超声波雾化加湿器可以缓解这种状况，改善室内的空气质量。在医疗方面，超声波能量能将水溶性药物雾化成1μm到5μm的微小雾粒，这样，药物可以被患者直接吸入作用于患病处，达到快速治疗目的。目前，市场上常见的超声波雾化器重要部件大都采用高品质的雾化片。由于高品质的雾化片使用寿命短，易沉积水垢，应用场合的限制，不能够满足本实验的要求。因此，本文提出了一种新型的超声波雾化器，并进行了一系列的研究，获取了雾化效果的影响因素以及各个因素之间的关系，绘制各个因素和雾化效果之间的关系图。
　　论文详细介绍了超声雾化的原理，解释了产生超声雾化现象的原因。选取了实验中所需要的超声波换能器和超声波发生器，设计了薄壁不锈钢管的夹具以及超声变幅杆的夹持装置，研究了带负载的超声变幅杆的设计理论，提出了一种新的超声变幅杆的设计方法，得出所需的超声变幅杆的尺寸，为进行超声雾化实验奠定基础。
　　整个实验装置包括：超声波发生器、超声换能器、超声变幅杆以及夹持装置、不锈钢管夹具。在上述超声雾化原理和超声变幅杆设计原理的基础上，经过实验装置的安装以及超声波电源频率的调试，观察产生的雾化效果。
　　为了进一步获取影响超声雾化效果的因素，可以采用正交试验的方法，从而得到影响超声雾化的因素，并在此基础上分析得到产生最佳雾化效果因素区间以及得到最佳雾化效果的因素组合。在实验过程中，采用30KHz超声波发生器以及同频率的超声换能器，同时设计出超声变幅杆，进行超声雾化实验，并对实验的雾化效果进行分析。结合实验过程中得到的数据，分析雾化效果的影响因素，得出影响因素与雾化效果之间的关系，为研究此类新型超声雾化器提供有效的参考。

目录

第一章 绪 论

1.1研究的背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3课题的研究目的

1.4课题的研究内容

1.5本章小结

第二章 超声波雾化的理论基础

2.1超声波

2.2超声波雾化产生机理

2.3本章小结

第三章 超声波雾化器设计

3.1超声波雾化器实验装置的总体设计

3.2超声波发生器的工作原理及选用

3.3超声波换能器

3.4超声波雾化器所用部件选用以及设计

3.5超声波变幅杆

3.6超声变幅杆设计理论

3.7实验中所用阶梯形变幅杆设计

3.8超声波变幅杆的固定

3.9变幅杆与夹具的连接及变幅杆与换能器的连接

3.10本章小结

第四章 超声波雾化器的振动仿真分析

4.1ANSYS Workbench概述

4.2超声变幅杆的模态分析

4.3本章小结

第五章 超声波雾化器的安装与调试

5.1超声波变幅杆夹持装置的装夹与固定

5.2 超声波系统的调试

5.3注意事项

5.4本章小结

第六章 超声波雾化试验方案及实验研究

6.1正交试验设计方法简介

6.2正交试验设计的确定

6.3实验数据处理及研究

6.4本章小结

总结与展望

参考文献

声明

致谢

附件1

附件2

附件3