[發(fā)明專利]一種傅里葉形角的中頻超聲霧化噴頭及設(shè)計(jì)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310292219.9
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN104275266A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高建民;陸岱鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: B05B17/06
• 分類號: B05B17/06
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 盧亞麗

1.一種傅里葉形角的中頻超聲霧化噴頭的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，設(shè)計(jì)方法按下列步驟進(jìn)行：

步驟一：根據(jù)需要選擇超聲霧化噴頭的放大系數(shù)M、變幅桿長度L、頻率F；

步驟二：基于數(shù)值方法，使用MATLAB程序求解超聲變幅桿的波動(dòng)方程；

步驟三：通過求解波動(dòng)方程，得到傅里葉形角變幅桿的2-D輪廓，把該輪廓導(dǎo)入Pro/e中得到傅里葉形角變幅桿的3-D模型；

步驟四：設(shè)計(jì)和變幅桿匹配的換能器部分，并用Pro/e建模，最后將變幅桿和換能器組裝起來，導(dǎo)入有限元分析軟件ANSYS中，進(jìn)行模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析和瞬態(tài)分析，對中頻超聲霧化噴頭進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種傅里葉形角的中頻超聲霧化噴頭的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：步驟二中的波動(dòng)方程可以寫成無量綱形式為：

ddX(lnA(X))=-U′′+Ω2UU′---(2)]]>

式中：U=u_x/l,X=x/l,Ω=2πl(wèi)/λ，A指變幅桿橫截面面積，U”代表應(yīng)變，U’代表應(yīng)力，U代表振動(dòng)幅度，l代表變幅桿的總長，λ代表波長。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種傅里葉形角的中頻超聲霧化噴頭的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：根據(jù)傅里葉形角變幅桿的邊界條件，引入一個(gè)多項(xiàng)式來滿足邊界條件

U(X)=Σk=0NαkcoskπX---(3)]]>

當(dāng)U(X)和它的派生式被確定，那么帶入方程（2）就可以求解出傅里葉形角變幅桿的截面積A(X)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種傅里葉形角的中頻超聲霧化噴頭的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：根據(jù)公式（3）可知，當(dāng)N取不同值時(shí)，稱為N階傅里葉形角變幅桿，所述設(shè)計(jì)方法適用于不同階數(shù)的傅里葉角的超聲霧化噴頭的設(shè)計(jì)。

5.一種傅里葉形角的中頻超聲霧化噴頭，其特征在于，包括：所述噴頭由超聲換能器、傅里葉形角變幅桿組成。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種傅里葉形角的中頻超聲霧化噴頭，其特征在于：所述超聲換能器由換能器前蓋板、換能器后蓋板組成，換能器前蓋板與傅里葉形角變幅桿連接，換能器前蓋板與換能器后蓋板之間設(shè)有壓電陶瓷，所述壓電陶瓷之間設(shè)有薄電極。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種傅里葉形角的中頻超聲霧化噴頭，其特征在于：所述傅里葉形角變幅桿的底端設(shè)有垂直于變幅桿的進(jìn)液口，所述變幅桿的內(nèi)部設(shè)有沿桿向分布的出液口。