[發明專利]一種移動式液位自適應霧化裝置

在審

• 申請號: 201710021747.9
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN106903023A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 王敏慶
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B05B17/06
• 分類號: B05B17/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于液位自動控制領域，尤其涉及一種移動式液位自適應霧化裝置，特別適合車載、便攜等工作模式。

背景技術

霧化裝置是利用一定能量將水、藥劑等液體向大氣或室內噴吐微滴以形成霧狀或類似物的裝置，以達到加濕壞境、消毒或治療疾病等目的。它在日常生活、醫療衛生及工業生產中有廣泛用途。特別在醫療領域的應用更是人所共知，其重要性是不可忽略的。環境污染日益加重，空氣質量隨之下降，加上季節轉換期間的氣候驟寒驟暖，呼吸道疾病患者數量劇增。傳統的吃藥打針治療模式無法滿足各種復雜的治療條件和現代人對生活高品質的需求，加之打針治療模式會帶來疼痛且會在醫院花費大量的時間、精力，而藥液的霧化治療不僅可以減少打針治療模式所帶來的疼痛，且特別適合于隨身隨時隨地進行疾病治療，因此藥液的霧化治療就顯得尤為重要。

目前使用的霧化原理主要有三種，一種是超聲波霧化裝置，一種是壓縮霧化裝置，一種是網式霧化裝置。超聲波霧化裝置，主要有兩大類：一類是電聲轉換型超聲波霧化裝置；另一類是流體動力學型超聲波霧化裝置。其中電聲轉換型是將電信號轉換成機械振動，然后由機械振動產生超聲波，當超聲波由水底向液位傳播時，液位上將會出現一層薄霧，從而起到霧化的效果。出霧的濃淡與超聲波的強度有關，而霧滴的大小則與超聲波的頻率及液體的表面張力有關。按照超聲波霧化裝置的工作頻率不同可以分為低頻和高頻等多種應用裝置。一般高頻超聲霧化的頻率范圍在0.8-5MHz之間，用于醫療，加濕等方面。生活中常見到的超聲波霧化裝置均采用1.7MHz或2.4MHz的振蕩頻率，該頻率的應用較為成熟，且轉換效率高、水霧的顆粒適中。雖然超聲波霧化裝置已在多數領域有較好的應用，但仍然存在影響霧化效果和霧化量穩定程度的一些不可忽略的因素，主要有以下三點，即：

一、霧化片的一致性及霧化片的衰減程度。生活中常見的霧化裝置通常采用的是1.7MHz或2.4MHz的超聲波陶瓷振蕩片。由于生產霧化片的配料及生產工藝中難以避免引入一些不確定因素，使得霧化片的一致性較差。一般霧化片的出霧效率會有±20％的差異。霧化片經過長時間的工作或者由于水質的影響，會出現一度程序的衰減。從而出現霧化量減小、或者無法出霧甚至完全損壞。所以霧化片的配料及生產工藝還需要進一步改進，以便獲得一致性良好且質量高的霧化片。

二、液位的影響。眾所周知，超聲波在水里傳播是會衰減的。而霧化裝置輸出一般為恒功率。當霧化裝置中的液位不一樣時，霧化片發出的超聲波能到達液位的功率亦不一樣，從而影響霧化效果。液位較高時霧化裝置將很難出霧，或致霧化量較小。反之，也不是液位越低霧化量越大。當液位太低時，由于已經無法形成完整液位(霧化效果受液體表面張力影響)從而導致無法出霧。故在設計霧化裝置時，液位是一個非常重要的因素，而目前生活中所用霧化裝置要么不設有液位調節機構，要么就是液位控制裝置結構復雜，液位控制機構還需簡單實用化。

三、霧化片安裝方向的影響。霧化片發出的超聲波沿垂直于霧化片方向傳播。根據表面張力理論，霧滴的產生是由于液體表面波的不穩定使得液體產生霧化；具體地說當一定聲強的超聲波通過液體指向氣液界面，超聲波在此界面形成表面張力波，在與表面張力波相垂直的力的作用下一旦振動面的振幅達到一定值，液滴即從波峰上飛出而形成霧化。所以保持超聲波傳播方向與液位垂直能更好地發揮霧化片的霧化效能。若霧化裝置霧化片安裝時與水平面呈一度角度，則將影響霧化裝置的出霧效果。特別是霧化裝置液位較低時，霧化裝置將不能出霧，霧化裝置的能量大量轉化為熱能，影響霧化裝置的使用壽命。

就上述影響因素而言，目前的霧化裝置存在以下的不足：霧化裝置的使用越來越普遍，已然形成了一個巨大的產業，這對霧化裝置的生產成本、操作方法及使用壽命提出了嚴格的要求。霧化裝置結構會對霧化液體的使用率產生影響，其次，霧化片安裝方向問題也是不可忽略的，最重要的也是最容易忽略的是液位的影響，霧化裝置要求霧化片距離氣液界面的尺寸有著苛刻的要求，一般為40mm左右，尺寸差異對霧化效率影響很大。針對液位控制問題，霧化裝置的核心必須設置一液位自動控制裝置，可穩定控制霧化片距離氣液界面的尺寸，使其具有液位自適應性，以保證最佳霧化效率及藥液的使用率。此前雖有人設計過該方面的相關裝置，但都存在使用不便、結構復雜、加工困難、成本高等問題。

發明內容

本發明的目的旨在克服上述已有技術之缺陷，提出一種簡單而又能夠可靠控制霧化片與氣液界面距離、具有液位自適應性的霧化裝置，可以保證高的霧化效率與好的霧化效果。

本發明的技術方案如下：