一種聲表面波霧化器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種聲表面波霧化器，包括：底座(1)，開設有進氣孔(4)，底端設有主機連接頭(5)；霧化倉(2)，與所述進氣孔(4)連通，內部底端開設有固定槽和固定在其中的聲表面波霧化芯片(6)；吸嘴(3)；主機信號發生裝置(8)；所述霧化倉(2)的一端與所述底座(1)連接，另一端與所述吸嘴(3)連接；所述聲表面波霧化芯片上布置有微通道(6?4)以及被所述微通道(6?4)連接的煙油入口端(101)和煙油出口端(102)。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于電子煙
，具體地說，涉及一種聲表面波霧化器。
技術介紹
迄今為止，電加熱方式仍然是市售電子煙加熱霧化煙油的主要方式，其中，霧化器作為電子煙的核心部件，基本上由儲油元件、導油元件和電熱元件組成。儲油元件中的煙油通過導油件輸送至電熱元件上，通電抽吸時，電熱元件的高溫使其上的煙油蒸發霧化，形成的霧化蒸汽隨載氣(空氣)一起被抽吸者吸入。煙油在電熱元件上經歷了高溫加熱的過程，在抽吸時，電熱元件的高溫不僅可能導致煙油中所含的一些致香成分在高溫下發生分解變質，造成抽吸異味或香氣變化，從而直接影響抽吸品質；還可能導致制造電熱元件和導油元件的材料發生裂解、脫落、碳化或溶出，使得抽吸感官品質下降并存在潛在的健康隱患。現有電子煙霧化技術除了主流的電熱霧化外，超聲波霧化也是一大趨勢。最新的電子煙超聲波霧化技術主要包括兩類：一類仍需采用發熱元件先加熱煙油，然后再用超聲霧化裝置霧化加熱后的煙油(如《超聲波振動式電子煙霧化裝置及電子煙》CN201610007620.7，《一種電子煙霧化器及電子煙》CN201510423239.4)；另一類是采用包括壓電陶瓷層和用于驅動其振動的導電體構成的霧化片超聲霧化煙油，該技術不需發熱元件，所用霧化片的壓電陶瓷層的上下表面分別需要設置兩個與之接觸的導電層，另外還需要多孔導油結構(《一種超聲波霧化器及電子煙》CN201610160216.3)。超聲波霧化器往往體積較大，使得電子煙難以小型化。因此，人們希望開發除了電加熱霧化和超聲波霧化之外的新型霧化方式，且對應的霧化設備最好能夠小型化。
技術實現思路
本技術提供一種聲表面波霧化器，該霧化屬于非電熱霧化，無需電熱元件和/或導油元件，克服了傳統電加熱霧化帶來的感官品質不佳或不穩定、存在健康隱患等缺陷，結構簡單，可以采用直接滴油式霧化，也可與儲油件集成。滴油式霧化器包括底座1、霧化倉2和吸嘴3。其中，底座1開設進氣孔4和主機連接頭5。所述進氣孔4與霧化倉內部貫通。所述連接頭5與主機電連接。所述霧化倉2包括聲表面波霧化芯片6和固定槽。霧化倉一端與底座連接，另一端與吸嘴連接。所述霧化倉內部低端開有固定槽，用于將聲表面波霧化芯片固定在霧化倉中。所述聲表面波霧化芯片6包括壓電基片6-1、叉指換能器6-2和吸聲材料6-3。其中，用于所述壓電基片材料可為壓電單晶、壓電薄膜和壓電陶瓷，比如石英、鈮酸鋰。優選Y切X128.68°方向的鈮酸鋰(LiNbO3)壓電基片。壓電基片經表面拋光后，在其上濺鍍沉積一層金屬(如鋁)膜，通過光刻工藝制成具有能量轉換功能的交叉指形金屬電極(叉指換能器6-2)。叉指換能器6-2通過設在壓電基片外側的引線腳7與主機實現電連接。吸聲材料6-3設置在壓電基片兩端的端面上，是為了抑制聲表面波在兩個端面間來回反射。主機中包含用于驅動叉指換能器6-2工作的信號發生裝置8。所述主機信號發生裝置8包括信號發生器8-1和功率放大器8-2，信號發生器對聲表面波霧化芯片施加交流信號，而功率放大器則將信號放大，施加的信號頻率設定為器件的工作頻率，在經過放大后加載到叉指換能器6-2上，用以激發聲表面波。聲表面波攜帶的能量會以漏聲表面波的模式向液體傳遞能量并產生形變，從而對液體的自由表面產生強烈的擾動，當液體表面自身的表面張力不足以保持其幾何形態的穩定時，霧化便開始發生。與現有超聲波霧化技術相比，本技術的優勢：聲表面波是一種只能在固體表面傳播的彈性聲波，其能量大部分集中在表面以下深度約為幾個波長范圍內。聲表面波霧化是通過衍射進入液體的聲能產生的聲流對液體表面產生的表面張力波的擾動引起的，而超聲波霧化現象是由壓電基片的往復活塞運動產生的擾動產生的。聲表面波霧化器的操作頻率通常為10-500MHz，比傳統超聲波霧化器(20kHz-3MHz)高一個數量級。因此，聲表面波霧化器的尺寸更小，結構更緊湊也更加便攜。作為一種高頻聲波霧化方法，具有比超聲波霧化技術更高的頻率，可以實現煙油霧化氣溶膠的單分散性與連續穩定性。同時，高頻率便于粘度較大的煙油的霧化。體聲波能量在整個裝置基片中傳播，而聲表面波把其多數能量限定在壓電基片的表面，需要功率比體聲波低。聲表面波是沿壓電基底淺表層傳播的一種機械波，具有能量集中的優點。容易與集成電路、微裝置、感應和微流控技術結合，便于小型化，集成化。聲表面波裝置中使用的聲波功率強度和頻率和用于孕期健康檢查的范圍相似，安全性高。與現有電加熱霧化技術相比，本技術的優勢：消除了因使用高溫電熱元件引起的煙油化學成分變化、干燒等導致的感官品質變化和健康風險等缺陷。滴油式裝置結構簡單，具有微流控裝置的儲油式裝置通過對微通道的設計可以定量控制煙油霧化量，從而保證感官一致性及改善用戶體驗。具有導油芯的儲油式裝置相比具有微流控裝置的儲油式裝置，結構更為簡單，制造成本更低，紙質導油芯安全環保，可拆卸式設計大大方便了霧化倉和聲表面波霧化芯片的清洗。附圖說明：圖1為本技術的滴油式聲表面波霧化器外觀圖。圖2為本技術的滴油式聲表面波霧化芯片結構示意圖。圖3為本技術的具有微流控裝置的儲油式聲表面波霧化芯片結構示意圖。圖4為本技術的具有導油芯的儲油式聲表面波霧化器剖面圖。圖5為本技術的具有導油芯的儲油式聲表面波霧化芯片示意圖。附圖標記為：1：底座；2：霧化倉；3：吸嘴；4：進氣孔；5：主機連接頭；6：聲表面波霧化芯片；6-1：壓電基片；6-2：叉指換能器；6-3：吸聲材料；6-4：微通道；7：引線腳；8：主機信號發生裝置；8-1：信號發生器；8-2：功率放大器；9：煙油液滴；10：儲油倉；10-1：儲油倉端蓋；101：煙油入口端；102：煙油出口端；103：毛細管；104：導油芯。具體實施方式本技術的滴油式霧化器的使用方法：組裝底座1、霧化倉2和主機，將煙油滴加在聲表面波霧化芯片6上，裝上吸嘴3。啟動主機電源，信號發生裝置8工作，叉指換能器6-2獲得交流電信號而被激勵，壓電基片6-1表面振動，通過逆壓電效應在基片內激發相應的彈性聲場，將電信號轉變為聲信號，形成與外加信號同頻率并沿基片表面傳播的聲表面波，聲表面波沿壓電基片表面傳播，當遇到位于聲表面波傳播路徑上的煙油液滴9時，液滴發生霧化形成氣溶膠并被從霧化器底座進氣孔4進入的空氣帶入吸嘴端而被吸入。如圖1和圖2所述。本技術的具有微流控裝置的儲油式霧化器使用方法：儲油式霧化器包括底座、霧化倉、儲油倉和吸嘴。其中，底座與所述滴油式霧化器相同。霧化倉包括聲表面波霧化芯片和固定槽，霧化倉一端與底座連接，另一端與儲油倉連接。所述霧化倉內部低端開有固定槽，用于將聲表面波霧化芯片固定在霧化倉中。所述聲表面波霧化芯片6包括壓電基片6-1、叉指換能器6-2、吸聲材料6-3和煙油微通道6-4。其中，煙油微通道6-4采用微加工技術在聚二甲基硅氧烷(PDMS)上制造，PDMS微通道中煙油輸送方向與壓電基片上的叉指換能器產生的聲表面波傳播方向相互垂直。微通道上表面固定在儲油倉底部并通過煙油入口端101與儲油倉連接，微通道下表面固定在壓電基片上并設有煙油出口端102。儲油倉中的煙油可采用不同的驅動方式通過微通道入口端經微通道輸送至出口端，而且儲油倉與微通道入口端可設計各種微泵或微閥并通過本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種聲表面波霧化器，其特征在于，包括：底座(1)，開設有進氣孔(4)，底端設有主機連接頭(5)；霧化倉(2)，與所述進氣孔(4)連通，內部底端開設有固定槽和固定在其中的聲表面波霧化芯片(6)；吸嘴(3)；主機信號發生裝置(8)；所述霧化倉(2)的一端與所述底座(1)連接，另一端與所述吸嘴(3)連接。

【技術特征摘要】
1.一種聲表面波霧化器，其特征在于，包括：底座(1)，開設有進氣孔(4)，底端設有主機連接頭(5)；霧化倉(2)，與所述進氣孔(4)連通，內部底端開設有固定槽和固定在其中的聲表面波霧化芯片(6)；吸嘴(3)；主機信號發生裝置(8)；所述霧化倉(2)的一端與所述底座(1)連接，另一端與所述吸嘴(3)連接。2.根據權利要求1所述的聲表面波霧化器，其特征在于，所述聲表面波霧化芯片(6)為滴油式聲表面波霧化芯片或儲油式聲表面波霧化芯片，包括：壓電基片(6-1)，外側...

【專利技術屬性】
技術研發人員：韓熠，李壽波，李廷華，鞏效偉，朱東來，張霞，洪鎏，吳俊，陳永寬，唐順良，
申請(專利權)人：云南中煙工業有限責任公司，
類型：新型
國別省市：云南;53