CN110918357A - 一种频率自适应的微孔雾化元件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种频率自适应的微孔雾化元件，包括环形压电陶瓷片及贴覆在所述环形压电陶瓷片反面的金属基片，所述金属基片在所述环形压电陶瓷片的环内部分设置有用于雾化的微孔区域，所述微孔区域为凸起结构包括一个圆台及叠加在所述圆台上相匹配的球冠，所述环形压电陶瓷片、所述金属基片、所述圆台及所述球冠同圆周中心。采用本发明技术方案的微孔雾化元件在103KHz、108KHz、113KHz、116KHZ均有优势模态的振动响应，可以自动适应驱动电路的输出频率，极大地简化了元件与线路的匹配。消除了元件对电路较强的选择性与依赖性，在上述频点处均取得较好的上机雾化效果，这给用户带来的极大的便利。

Description

一种频率自适应的微孔雾化元件及其制备方法
技术领域
本发明涉及电子元器件技术领域,尤其涉及一种频率自适应的微孔雾化元件及其制备方法。
背景技术
微孔雾化元件属于频率为千赫兹类别的压电换能元件，使用时功耗低，整机功率仅2瓦左右，可广泛应用于加湿、美容、医疗、模拟雾化等诸多领域。工作时采用它激电路使微孔雾化元件产生每秒10万次以上的面内机械振动，将水箱或其它供水装置提供的液态水分散成3-9um的颗粒从金属基片的微孔区逸出从而实现雾化。但目前的微孔雾化元件使用上存在以下问题：微孔雾化元件的频率规格较多，仅直径16mm的微孔雾化元件的频率就有很多种，驱动这种元件的电路板必须与元件的频率相匹配，否则元件很难正常工作，甚至无法使用，这种状况给整机厂及终端用户造成了很多应用上的难度。因此，能否设计一种频率可自适应的微孔雾化元件以克服上述缺陷，是本领域技术人员有待解决的技术难题。
发明内容
为克服现有技术的上问题，本发明提供一种频率自适应的微孔雾化元件，基于对微孔雾化元件复合振动体技术的深入研究,开发出一种可在多个频点进行工作的微孔雾化片，以解决现有微孔雾化元件单一频点在使用过程中的匹配不便的难题。
为解决其技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种频率自适应的微孔雾化元件,包括环形压电陶瓷片及贴覆在所述环形压电陶瓷片反面的金属基片，所述金属基片在所述环形压电陶瓷片的环内部分设置有用于雾化的微孔区域，所述微孔区域为凸起结构包括一个圆台及叠加在所述圆台上相匹配的球冠，所述环形压电陶瓷片、所述金属基片、所述圆台及所述球冠同圆周中心。
优选的，所述环形压电陶瓷片的规格为外直径15.9mm，内直径7.7mm，厚度0.65mm。
优选的，所述圆台的底圆直径为5. 5mm,顶圆直径为4.0mm，圆台高度为0.12mm。
优选的，所述球冠的截面圆直径为3.2mm，高度为0.20mm。
优选的，所述金属基片向外延设有拿持片，所述拿持片与所述金属基片一体成型。
优选的，所述拿持片的边缘处设有一负极焊点用于连接负极电子线。
优选的，所述环形压电陶瓷片的正面上边缘处设有一正极焊点用于连接正极电子线。
根据本发明的另一方面，一种频率自适应的微孔雾化元件的制备方法，所述方法用于加工上述的任一一项微孔雾化元件，所述方法包括如下步骤：
S1：在环形压电陶瓷片的正反面上分别通过丝网印刷环形银电极浆料，烘干后待烧渗；
S2：将所述步骤S1烘干后的制品按单层摆放方式置于烧银炉中进行烧渗，其中最高温度设置为760度，进出时间控制在20-30分钟之间；
S3：将所述步骤S2烧渗好的制品进行局部极化，使制品具备压电性能，其中极化电压为0.8KV，极化温度为200度，极化时间为10分钟；
S4: 将所述步骤S3极化后的环形制品放置到烘箱中进行老化，其中老化温度为150度，老化时间为2小时；
S5: 将打好微孔的金属基片使用冲压模具制备凸起结构；
S6：使用耐高温环氧胶将所述步骤S4老化后的环形制品与经所述步骤S5处理后具备凸起机构的金属基片进行结合；
S7：将经所述步骤S6处理后的制品焊接电子线，完成电极的引出，制得微孔雾化元件成品。
优选的，在所述步骤S4之后，所述步骤S5之前还包括步骤S41，使用网络分析仪对经所述步骤S4处理后的环形制品的综合电性能进行测试和分选，准备进行结合。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：采用本发明技术方案的微孔雾化元件在103KHz、108KHz、113KHz、116KHZ均有优势模态的振动响应，可以自动适应驱动电路的输出频率，极大地简化了元件与线路的匹配。消除了元件对电路较强的选择性与依赖性，在上述频点处均取得较好的上机雾化效果，这给用户带来的极大的便利。
附图说明
图1为本发明一种频率自适应的微孔雾化元件的俯视图；
图2为本发明一种频率自适应的微孔雾化元件的A-A面剖视图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了实施例的一部分，其中描述了实现本发明采用的实施例。应明白，还可使用其他的实施例，或者对本文所举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本发明的范围和实质。
本发明的一个实施例，如图1所示，一种频率自适应的微孔雾化元件包括环形压电陶瓷片1和贴覆在环形压电陶瓷片反面的金属基片2，金属基片1的中间区域设有用于雾化的微孔区域， 根据图2所示的A-A剖视图可以看出，微孔区域呈凸起结构，该凸起结构包括底部的圆台21和位于圆台21上相匹配的球冠22，环形压电陶瓷片1、金属基片2、圆台21和球冠22同圆周中心，各自的圆心在同一直线上，该直线垂直于金属基片2的板面。
具体的，金属基片2上还有一外延的拿持片23，该拿持片23与金属基片2一体成型，上面设有负极焊点41用于连接负极电子线4，环形压电陶瓷片1的正面边缘处设置有一正极焊点31用于连接正极电子线3。金属基片2的直径小于或等于环形压电陶瓷片1的外直径，大于环形压电陶瓷片1的内直径。
具体的，环形压电陶瓷片1的规格为外直径15.9mm，内直径7.7mm，厚度0.65mm，圆台21的底圆直径为5. 5mm,顶圆直径为4.0mm，圆台21的高度为0.12mm，圆台21的截面圆直径为3.2mm，高度为0.20mm，在本发明中环形压电陶瓷片1、圆台21和球冠22的规格参数为较佳实施例，但可以根据实际需要做适应性修改，在此不具体进行限定。
同时根据本发明的另一方面，提供一种频率自适应的微孔雾化元件的制备方法，具体步骤如下：
S1：在环形压电陶瓷片的正反面上分别通过丝网印刷环形银电极浆料，烘干后待烧渗；
具体的，环形压电陶瓷片1的规格为外直径15.9mm，内直径7.7mm，厚度0.65mm。
S2：将步骤S1烘干后的制品按单层摆放方式置于烧银炉中进行烧渗，其中最高温度设置为760度，进出时间控制在20-30分钟之间；
S3：将步骤S2烧渗好的制品进行局部极化，使制品具备压电性能，其中极化电压为0.8KV，极化温度为200度，极化时间为10分钟；
S4: 将步骤S3极化后的环形制品放置到烘箱中进行老化，其中老化温度为150度，老化时间为2小时；
S5: 将打好微孔的金属基片使用冲压模具制备凸起结构；
具体的，金属基片优选为304不锈钢片，其直径为15.9mm，厚度0.05mm正常情况下，金属基片的尺寸与环形压电陶瓷片的外直径相同，但可略微小一点点，比如是15.8 mm也可以，但小的过多的话，在结合时，容易造成偏心。因此金属基片的具体的规格可根据环形压电陶瓷片的规格而适应性修改，在此不具体限定。
S6：使用耐高温环氧胶将步骤S4老化后的环形制品与经所述步骤S5处理后具备凸起机构的金属基片进行结合；
S7：将经步骤S6处理后的制品焊接电子线，完成电极的引出，制得微孔雾化元件成品。
具体的，在步骤S4之后，步骤S5之前还包括步骤S41，使用网络分析仪对经步骤S4处理后的环形制品的综合电性能进行测试和分选，准备进行结合。通过对环形制品的综合电性能进行测试和分选可进一步提高产品的合格率。
通过采用圆台复合球冠的凸起结构对微孔雾化元件的振动模态进行宽范围调节，保证在一定频宽范围内出现多个典型频点的优势振动模态，经测试本发明制得的可频率自适应的微孔雾化元件在103KHz、108KHz、113KHz、116KHZ均有优势模态的振动响应，可以自动适应驱动电路的输出频率，极大地简化了元件与线路的匹配。消除了元件对电路较强的选择性与依赖性，在述频点处均取得较好的上机雾化效果，这给用户带来的极大的便利。
上面以举例方式对本发明进行了说明，该实施例中及制得的微孔雾化元件整体呈圆形，但可根据实际需要设计为方形或其他形状，在此不一一进行限定。但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种频率自适应的微孔雾化元件, 其特征在于，包括环形压电陶瓷片及贴覆在所述环形压电陶瓷片反面的金属基片，所述金属基片在所述环形压电陶瓷片的环内部分设置有用于雾化的微孔区域，所述微孔区域为凸起结构包括一个圆台及叠加在所述圆台上相匹配的球冠，所述环形压电陶瓷片、所述金属基片、所述圆台及所述球冠同圆周中心。
2.根据权利要求1所述的微孔雾化元件，其特征在于，所述环形压电陶瓷片的规格为外直径15.9mm，内直径7.7mm，厚度0.65mm。
3.根据权利要求2所述的微孔雾化元件，其特征在于，所述圆台的底圆直径为5. 5mm,顶圆直径为4.0mm，圆台高度为0.12mm。
4.根据权利要求3所述的微孔雾化元件，其特征在于，所述球冠的截面圆直径为3.2mm，高度为0.20mm。
5.根据权利要求4所述的微孔雾化元件，其特征在于，所述金属基片向外延设有拿持片，所述拿持片与所述金属基片一体成型。
6.根据权利要求5所述的微孔雾化元件，其特征在于，所述拿持片的边缘处设有一负极焊点用于连接负极电子线。
7.根据权利要求6所述的微孔雾化元件，其特征在于，所述环形压电陶瓷片的正面上边缘处设有一正极焊点用于连接正极电子线。
8.一种频率自适应的微孔雾化元件的制备方法，其特征在于，所述方法用于加工权利要求1-7所述的任一一项微孔雾化元件，所述方法包括如下步骤：
S1：在环形压电陶瓷片的正反面上分别通过丝网印刷环形银电极浆料，烘干后待烧渗；
S2：将所述步骤S1烘干后的制品按单层摆放方式置于烧银炉中进行烧渗，其中最高温度设置为760度，进出时间控制在20-30分钟之间；
S3：将所述步骤S2烧渗好的制品进行局部极化，使制品具备压电性能，其中极化电压为0.8KV，极化温度为200度，极化时间为10分钟；
S4: 将所述步骤S3极化后的环形制品放置到烘箱中进行老化，其中老化温度为150度，老化时间为2小时；
S5: 将打好微孔的金属基片使用冲压模具制备凸起结构；
S6：使用耐高温环氧胶将所述步骤S4老化后的环形制品与经所述步骤S5处理后具备凸起机构的金属基片进行结合；
S7：将经所述步骤S6处理后的制品焊接电子线，完成电极的引出，制得微孔雾化元件成品。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S4之后，所述步骤S5之前还包括步骤S41，使用网络分析仪对经所述步骤S4处理后的环形制品的综合电性能进行测试和分选，准备进行结合。
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