加湿器文献综述和参考文献(2)

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3 USB便携式家用超声雾化加湿器

USB加湿器也称电脑加湿器，它迷你小巧，携带方便。适用于办公桌面加湿，也适用家用，USB接口方便易用。USB加湿器的原理和普通的加湿器原理基本上是一样的，它都是采用超声波高频振荡将水进行雾化，实现对空气的加湿。它在进行工作的时候主要是通过换能片将水进行雾化，把电能转换成为机械能，经过雾化之后的水雾会被加湿器内置的小风扇推出加湿器，这时候喷出的水雾就实现了对空气的一个加湿[9]。但由于电脑的供电电压一般为DC5V，800mA，因此电脑加湿器采用的关键部件换能器功率非常小，所以它的雾化效率和一般我们使用到的加湿器相比会更低一些，但这一种情况也是正常的。

USB加湿器电路原理图

4超声波雾化喷头

2002年，Dobre．M和Bolle．L开发的低频超声雾化器，其振动频率为50kHz，这种超声雾化器主要是依靠改变该雾化器的雾化喷嘴的几何结构，从而使雾化有效表面积达到最大值，并且能够增加喷头的雾化量[10]。通过大量的实验证明，雾化喷嘴的谐振表面积的改变不影响雾滴粒径的大小，但随着雾化喷嘴的谐振表面积的增加，雾滴粒径的分布效果将会提高。另一方面，当该雾化器大小放大50％，雾化喷嘴的最大雾化量将提高84％，然而当雾化喷嘴的谐振表面积增加50％，雾化喷嘴的最大雾化量也仅仅提高11％。

50kHz的超声雾化喷头结构图

2004年，Shirley C．Tsai等提出了一种工作频率为0.5MHz的多傅里叶角的硅基超声雾化喷头[11]。该雾化喷头的变幅杆是将高斯曲线形状的变幅杆与傅里叶曲线形状的变幅杆相结合研制的，其中高斯曲线形状的变幅杆具有在轴向方向上均匀分布应力的优点，而傅里叶曲线形状的变幅杆是通过倒推法推导得出的，且能够同时兼顾形状参数和放大系数。但是由于它采用微机电系统加工(MEMS)，所以成本较高，而且主要用于生产单分散微米级雾滴。

自20世纪80年代初，中科院声学研究所一直致力于超声雾化发生器的研究，重点在于对超声雾化喷嘴的探索。2005年，刘鸿，王家骅设计了一种工作频率为10kHz的超声雾化喷嘴。该超声雾化喷嘴主要包括：液体通道系统、气体通道系统、共振器。其振器由中心杆、共振腔组成，并用阀门分别控制流体压强和气体压强，以满足实际应用需求。该超声雾化喷嘴工作原理为：具有一定速度的压缩空气经由气体通道系统，到达喷管出口，此时气流的速度已经达到音速。另一方面，液体流经液体通道系统，到达该喷嘴的切向孔，并从环形端口喷出。根据实际需求确定可发生耦合作用的固有频率和超声波振荡频率的参数值，从而产生符合要求的超声波来进行雾化。

2008年，杨明伟和周兆英(清华大学)设计了工作频率为40kHz的压电微喷雾化器系统。该雾化器系统设计的理论结构模型和雾化理论借鉴了J．M．Meacham M．J．Varady(美国佐治亚理工学院的学者)设计的锥形孔喷嘴超声雾化器。其微喷头部分主要由压电振子与锥形喷孔薄膜构成。当在压电振上加载交流电压时，微喷头将会振动，使液体在腔内声强压力值增至最大值时，将液体从雾化端面上的锥形喷孔雾化喷出。

2009年，江苏大学高建民，任宁等提出了一种28kHz的新型低频超声雾化器结构。该雾化器雾化量较大、可靠性相对较高、可产生超细雾滴(粒径小于5微米)，该雾化器工作原理的实质与Prof．hab和Dr．Piotr Vasiljev等人(立陶宛维尔纽斯师范大学)研究的压电变幅杆球式超声雾化器相似，即不停振动的压电基底作为动力源，带动变幅杆产生横向行波，使液体流至雾化面端口，在超声波的作用下雾化液体。