CN111974572A - 一种雾化装置的雾化方法 - Google Patents

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陈晓生
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Abstract

本发明涉及雾化器技术领域，公开了一种雾化装置的雾化方法，包括以下步骤，步骤一，向控制单元输入与各个液位一一对应的预设雾化速率；步骤二，输入雾化时间间隔；步骤三，控制单元读取雾化时间间隔首端的液位为第一液位、尾端的液位为第二液位，并确定雾化装置的实际雾化速率；步骤四，控制单元比较实际雾化速率与预设雾化速率，调节雾化电机的转速，雾化电机以对应液位下的预设雾化速率工作。控制单元比较实际雾化速率与预设雾化速率的数值之后向雾化电机传输转速信号，使雾化电机以对应液位下的预设雾化速率工作，完成“液位－雾化电机转速”的闭环控制，实现雾化速率自适应调节，在不同的液位下输出同样的溶质浓度，保证人员的身体健康。

Description

一种雾化装置的雾化方法
技术领域
本发明涉及雾化器技术领域，特别是涉及一种雾化装置的雾化方法。
背景技术
雾化装置通过气泵，将盛放在液体容器内的液体分解成细微的水滴散发于周围的环境之中，其已经广泛应用于日常生活中，如酒店、大堂等各个场所的香薰机等。雾化装置包括雾化电机和储存液体容器，储存液体容器只是单纯地储存液体的容器，不能及时地获悉液位，不具备液位提示功能，用户不能及时添加雾化液体，造成雾化电机做无用功，造成能量的不必要损耗，不能满足绿色生活的要求。
授权公告号为CN209645581U，授权公告日为2019.11.19的实用新型专利公开了一种超声波雾化储液装置，包括储液箱、电机、传动杆、搅拌杆、加热器和液位器，储液箱底部设有底座，底座内侧设有电机，电机上侧设有传动杆，传动杆两侧均设有搅拌杆，搅拌杆之间安装有加热器，搅拌杆内侧设有马达，马达下侧安装有螺旋桨，储液箱左下侧设有通管，储液箱左侧设有操控面板，储液箱右侧设有安装有液位器，液位器内侧设有透明玻璃管，透明玻璃管是通过导线连接于储液箱，透明玻璃管内侧设有漂浮。上述的超声波雾化储液装置在储液箱上安装液位器，利用透明玻璃管以及内侧的漂浮检测液位，使用户可以及时地添加液体。
现有的雾化装置的雾化电机大多为固定转速工作，即雾化液体的剩余储量变化时雾化电机的雾化速率保持固定。但是雾化装置的实际雾化速率受到所处的工况例如外界环境的空气湿度，温度等影响，例如雾化装置应用于香薰机中，由于香熏精油中的芳香烃是有低毒，且大多数是化学合成的，里面有很多的化学毒素，因此会对人造成很大的伤害，如果香薰的香味挥发物浓度太高，长时间吸入过浓的香味会有害健康。
而雾化液体的剩余储量变化时，雾化液体由于溶质的沉淀、混合溶液中不同的溶液分层等，不同的液位的情况下溶质的浓度不同，导致在相同的雾化速率下释放的雾化液滴中包含的芳香烃的质量不同，随着雾化时间的延长，混合溶液中的溶质的数量增大时，会导致香薰的香味挥发物浓度太高，而雾化装置中若采用高精度的液位传感器设于雾化容器中会显著增加成本，因此雾化装置的雾化速率的自适应调节至关重要。
发明内容
本发明的目的是：提供一种雾化装置的雾化方法，以解决现有技术中雾化液体的液位变化时雾化速率不变，有害人员健康的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种雾化装置的雾化方法，包括以下步骤，步骤一，操作人员向雾化装置的控制单元输入与各个液位一一对应的预设雾化速率；步骤二，操作人员向雾化装置输入供控制单元读取液位的雾化时间间隔；步骤三，控制单元读取雾化时间间隔首端的液位为第一液位，读取雾化时间间隔尾端的液位为第二液位，并根据液位的变化速率确定雾化装置的实际雾化速率；步骤四，控制单元比较实际雾化速率与预设雾化速率，调节雾化电机的转速，雾化电机以对应液位下的预设雾化速率工作。
优选地，步骤三中，控制单元通过调节雾化电机的驱动电压调节雾化电机的转速。
优选地，步骤二中，雾化时间间隔为5s。
优选地，步骤三中，控制单元读取第一液位、第二液位后，判断第一液位、第二液位是否为零，若第一液位、第二液位中的至少一个为零，则控制单元控制雾化电机停止工作，若第一液位、第二液位均不为零，则控制单元控制雾化电机以对应液位下的预设雾化速率工作。
优选地，步骤四中，若第一液位、第二液位中的至少一个为零，控制单元通过显示屏和报警器提醒用户添加液体。
优选地，步骤三中，控制单元根据雾化液体的重力变化读取雾化液体的第一液位、第二液位。
优选地，步骤三中，控制单元根据雾化液体的电导率变化读取雾化液体的第一液位、第二液位。
本发明实施例一种雾化装置的雾化方法与现有技术相比，其有益效果在于：控制单元根据雾化时间间隔读取雾化装置的液位，在雾化时间间隔内液位的变化速率即为雾化装置的实际雾化速率，控制单元通过检测液位的变化即可得到实际雾化速率，比较实际雾化速率与预设雾化速率的数值之后向雾化电机传输转速信号，调节雾化电机的转速，使雾化电机以对应液位下的预设雾化速率工作，完成“液位－雾化电机转速”的闭环控制，实现雾化速率自适应调节，在不同的液位下输出同样的溶质浓度，保证人员的身体健康。
附图说明
图1是本发明的雾化装置的雾化方法的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明的一种雾化装置的雾化方法的优选实施例，如图1所示，该雾化装置的雾化方法用于根据雾化装置的液位实时调节雾化装置的雾化速率，实现雾化速率自适应调节，在不同的液位下输出同样的溶质浓度，保证人员的身体健康。
该雾化装置的雾化方法包括以下步骤：
步骤一，操作人员根据使用环境输入预设雾化速率。
其中预设雾化速率可根据用户的需要或者雾化装置所处的环境需求自行修改，以满足不同用户的需求，以达到最为合适的控制效果。
步骤二，操作人员设置供控制单元读取液位的雾化时间间隔。
设置一定的雾化时间间隔，控制单元读取该雾化时间间隔的首尾两端的雾化装置内混合液的液位。雾化时间间隔的设定可以为1s，2s，3s，4s，6s等。雾化时间间隔的大小决定了总的实际雾化时间越接近预设雾化时间，雾化时间间隔越短，越接近预设雾化时间，但所需的程序的计算量越大，故应选择一个合适的雾化时间间隔。本发明实施例中，雾化时间间隔设置为5s。
步骤三，控制单元获取雾化装置内的混合液的第一液位和第二液位。
控制单元读取设定的雾化时间间隔的首端的液位作为第一液位。雾化装置刚开始雾化时，控制单元以起始时的混合液的液位作为第一液位。控制单元读取经过该雾化时间间隔后的雾化装置内混合液的液位，作为第二液位，即设定的雾化时间间隔尾端的液位作为第二液位。
优选地，控制单元根据雾化液体的电导率变化读取雾化液体的第一液位。在雾化液体中布置浮动电极，在雾化装置的雾化液体的底部布置固定电极，通过检测雾化液体在浮动电极与固定电极之间的电导率，确定雾化液体的液位。
利用雾化液体的电导率读取液位的原理为，随着雾化进行，液位发生变化，混合溶液中的不同溶液占比发生变化，使得混合溶液的电导率发生变化，测量混合溶液的电导率变化即可得到液位的变化情况，从而对雾化液体的液位进行连续性检测。
假设混合液中含饱和溶液A和饱和溶液B，所含比例为a:b，溶液A的电导率为
Figure BDA0002645118330000041
溶液B的电导率为
Figure BDA0002645118330000042
且
Figure BDA0002645118330000043
雾化过程中，饱和溶液A和饱和溶液B的电导率
Figure BDA0002645118330000044
和
Figure BDA0002645118330000045
保持不变，混合液的电导率为
Figure BDA0002645118330000051
相同工况下，溶液A的雾化速率为vA，溶液B的雾化速率为vB。假设vA<vB，随着雾化的进行，混合液的液位h逐渐变低，混合液中溶液A所含的比例(即
Figure BDA0002645118330000052
)逐渐变高，故混合液的电导率
Figure BDA0002645118330000053
逐渐变低，因此，可以建立起“液位h-混合液电导率
Figure BDA0002645118330000054
”的一一对应匹配机制。通过检测混合液的电导率
Figure BDA0002645118330000055
的变化，在实际工况下，匹配对应的液位变化，从而建立“液位-混合液电导率
Figure BDA0002645118330000056
”的匹配机制。
优选地，控制单元判断第一液位、第二液位是否为零。
具体判断方法为，当液位h为零时，雾化装置中没有介质导电，故控制单元检测雾化装置中没有电流流过，即混合液的电阻无穷大。
若第一液位、第二液位均不为零，控制单元根据第一液位和第二液位的液位差以及雾化时间间隔，计算实际雾化速率。
实际雾化速率的计算方法为第一液位和第二液位的液位差除以雾化装置内雾化液体的液位从第一液位雾化到第二液位所用的时间，即设置的雾化时间间隔。
若第一液位、第二液位中的至少一个为零，控制单元控制雾化电机停止工作。
优选地，控制单元通过显示屏和报警器提醒用户添加液体。
步骤四，控制单元比较实际雾化速率与预设雾化速率调节雾化电机的转速，雾化电机以对应液位下的预设雾化速率工作。
优选地，根据用户所设定的雾化速率，控制单元自动匹配对应的雾化电机转速，雾化电机的转速可通过控制电机的驱动电压以达到目的。控制单元按相应液位下的预设雾化速率向雾化电机输入驱动电压，雾化电机匹配对应转速并启动。
若实际雾化速率大于预设雾化速率，则控制单元向雾化电机传输降压信号，通过降低雾化电机的驱动电压来降低转速。若实际雾化速率小于预设雾化速率，则控制单元向雾化电机传输加压信号，通过增加雾化电机的驱动电压来增加转速，在调节驱动电压完毕时，继续雾化。
最后，重复步骤三至步骤四，直至雾化结束。
在其他实施例中，步骤三中，控制单元根据雾化液体的重力变化读取雾化液体的第一液位、第二液位。
利用雾化液体的电导率读取液位的原理为，在雾化装置的底部布置压电元件，压电元件具有压力敏感的特性，可以将极其微弱的机械振动转换成电信号，利用压电元片的正压电效应，当液位发生变化时，压电元片受到的压力发生变化，压电元件片产生的电荷量随受到的外力的变化而变化，控制单元通过检测电荷量的变化即可连续地实时测量液位。压电元件可以为压电陶瓷片或者是压电晶体。
具体判断方法为，假设雾化装置内部储存雾化液体，雾化装置的净重量为m1，储存的混合液的重量为m2。作用于压电元件上的垂直于端面的力为F＝(m1+m2)·g。
由于压电元件受到压力的作用会产生厚度变形，根据压电元件的纵向压电效应，产生的表面电荷为Q＝d·F，(其中d为压电元件的压电常数)，因此压电元件产生的表面电荷Q＝d·λ·(m1+m2)·g。
随着液位的变化(即储存在瓶体1内的溶液的重量为m2发生变化)，压电晶体产生的表面电荷Q也发生变化，且液位与产生电荷Q存在一一对应关系，因此可以建立起“液位h-电荷Q”的一一对应匹配机制。
在判断第一液位、第二液位是否为零时，具体判断方法为，当雾化装置内不储存液体，控制单元检测到压电元件表面产生的电荷Q＝d·λ·m1·g，即液位为零。
综上，本发明实施例提供一种雾化装置的雾化方法，其控制单元根据雾化时间间隔读取雾化装置的液位，在雾化时间间隔内液位的变化速率即为雾化装置的实际雾化速率，控制单元通过检测液位的变化即可得到实际雾化速率，比较实际雾化速率与预设雾化速率的数值之后向雾化电机传输转速信号，调节雾化电机的转速，使雾化电机以对应液位下的预设雾化速率工作，完成“液位－雾化电机转速”的闭环控制，实现雾化速率自适应调节，在不同的液位下输出同样的溶质浓度，保证人员的身体健康。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种雾化装置的雾化方法，其特征在于，包括以下步骤，步骤一，操作人员向雾化装置的控制单元输入与各个液位一一对应的预设雾化速率；步骤二，操作人员向雾化装置输入供控制单元读取液位的雾化时间间隔；步骤三，控制单元读取雾化时间间隔首端的液位为第一液位，读取雾化时间间隔尾端的液位为第二液位，并根据液位的变化速率确定雾化装置的实际雾化速率；步骤四，控制单元比较实际雾化速率与预设雾化速率，调节雾化电机的转速，雾化电机以对应液位下的预设雾化速率工作。
2.根据权利要求1所述的雾化装置的雾化方法，其特征在于，步骤四中，控制单元通过调节雾化电机的驱动电压调节雾化电机的转速。
3.根据权利要求1所述的雾化装置的雾化方法，其特征在于，步骤二中，雾化时间间隔为5s。
4.根据权利要求1－3任一项所述的雾化装置的雾化方法，其特征在于，步骤三中，控制单元读取第一液位、第二液位后，判断第一液位、第二液位是否为零，若第一液位、第二液位中的至少一个为零，则控制单元控制雾化电机停止工作，若第一液位、第二液位均不为零，则控制单元控制雾化电机以对应液位下的预设雾化速率工作。
5.根据权利要求4所述的雾化装置的雾化方法，其特征在于，步骤四中，若第一液位、第二液位中的至少一个为零，控制单元通过显示屏和报警器提醒用户添加液体。
6.根据权利要求1－3任一项所述的雾化装置的雾化方法，其特征在于，步骤三中，控制单元根据雾化液体的重力变化读取雾化液体的第一液位、第二液位。
7.根据权利要求1－3任一项所述的雾化装置的雾化方法，其特征在于，步骤三中，控制单元根据雾化液体的电导率变化读取雾化液体的第一液位、第二液位。
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