便携式家用超声雾化加湿器的结构设计开题报告(2)

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2.2超声波雾化加湿器的构造

超声波加湿器主要由电加热器、加湿罐、蓄水罐、超声波加湿模块、调功器、电磁阀及液位传感器等组成。超声波加湿模块是本装置的核心模块，它由大功率压电陶瓷材料制成的高频振荡器即换能器(又称加湿振子)和激振电路组成。换能器安装在水槽底部，直接与水接触，在激振电路作用下，换能发生高频振动产生超声波，水在超声波作用下产生直径几微米的均匀雾状水粒逸出水面。这种雾状水粒表面积很大，极易在周围环境中汽化。在此装置中，试验气体经电加热器加热后，进入加湿罐的水汽汽化腔，与水中逸出的雾状水粒混合，雾状水粒瞬间汽化，完成加湿过程。湿空气由加湿罐上部排出。此装置通过液位传感器控制电磁阀的开合，使加湿罐中水的液位保持在，使水产生最多雾状水粒的最佳置．对气体加湿量的大小，是通过控制加湿振子工作时间的占空比来确定的[5]。

图2.1 超声波加湿器的组成

3 文献综述

4 毕业设计内容

超声波雾化是利用超声波的空化效应和机械振动效应产生的。机械效应是由于在超声波的传播中会使介质质点产生小幅度的高频振动，也就是高频的收缩和伸长，虽然这种高频变化的振动位移很小，但却具有极大的加速度，在高能量的超声波作用下，介质的粒子会产生其重力的104倍加速度的高频周期波动中，这种高频伸长和收缩波动会使液体介质脱离原位，使液体撕裂产生许多空气穴，这些气穴能在瞬间产生、成长并破碎，从而能够产生几千帕的瞬间压力，这就是超声波的空化效应。在超声波的这种机械效应和空化效应相互作用下使得液体振动雾化分散成小液滴。通过分析液体雾化的理论，对比分析不同雾化方法的优缺点，探究超声波雾化的原理。在对基本硬件建模的基础之上设计便携式雾化器基本结构，基座主要用来固定核心控制板、以及其他传感器。超声波雾化器由于其雾化颗粒均匀尺寸小、分布均匀、初速度小、便于控制、结构简单、方便实用、加工成本低、雾化效果好而广泛应用于各个领域，超声波雾化器在生活领域中的应用主要是用在超声波雾化空气加湿方面。

4.1加湿器的材料及外观

医用和家用加湿器设计已较成熟，但结构庞大，不利于携带，为了实现便携式功能，必须对所用到的控制元器件进行选型对比，力图做到所选传感器的微型化，集约化，通过元器件选型，在建立所用元器件三维模型的基础之上设计结构，在实现必备功能的基础之上实现超声波雾化器的小型化，满足便携式要求。本课题旨在设计一款小巧便携的加湿器结构，所以需要选择轻便的材料，外观上也应符合大众的审美，应精致美观。

4.2水位的高度

雾化片工作时被淹没在水中，雾化片产生高频震荡产生雾气，水位的高度直接决定雾化的效果。一般家用加湿器水位控制在30mm~40mm时雾化量较大。

4.3风道的设计

雾化片产生的雾气要靠风吹出，合理的风道能保证雾气被充分吹离加湿器，否则不但不能使雾气充分吹出，而且会增加工作噪音。所以合理的出风口能够使得风顺滑吹出。当风道口为直角的时候，部分风会在直角拐角出形成回流而阻碍气体有效的排出，就会造成出雾小。当出风口为圆弧过度时，风能顺着圆角吹出，这样就不存在回流现象，其雾化效果正常。

4.4出雾口的设计

出雾口的设计对于雾气是否能被顺利吹出非常重要，出雾口的大小直接决定了雾气能否以最理想的效果离开加湿器。过大或者是过小都不适宜，若是出雾口过小，则雾气容易在出雾口周边形成水珠，容易堵住出气口，造成不能出雾或者出雾间断[13]。若是出雾口过大，则雾气扬程过短，则雾气不能充分扩散，就会容易在加湿器附件形成积水，加湿效果不佳。