CN112618880B - 一种液体雾化装置和制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种液体雾化装置和制备方法。该液体雾化装置包括：压电基底、叉指换能器、散热翅片和多孔陶瓷片；叉指换能器设置于压电基底表面；压电基底和多孔陶瓷片设置于散热翅片上表面；压电基底与多孔陶瓷片紧密贴合；压电基底下表面与散热翅片上表面之间通过均匀涂覆的纳米银胶粘合；多孔陶瓷片在平行于叉指换能器的指条方向的长度大于等于叉指换能器的孔径，且多孔陶瓷片的厚度大于压电基底的厚度；叉指换能器在射频信号驱动下产生的声表面波，在压电基底与多孔陶瓷片的紧密贴合部发生折射和反射，以使得多孔陶瓷片内储存的待雾化液体发生雾化。能够实现连续稳定地产生均匀微小液滴，提高了声表面波的能量利用率，也提高了液体的雾化效率。

Description

一种液体雾化装置和制备方法

技术领域

本发明涉及一种液体雾化装置和制备方法。

背景技术

雾化是指通过喷嘴或用高速气流使液体分散成微小液滴的操作，雾化可以应用于雾化治疗，将药物溶剂经过雾化装置雾化为微小液滴(气溶胶)直接进入呼吸道发挥局部或全身治疗作用。目前使用的雾化装置包括喷射雾化器、超声波雾化器和震动网筛雾化器，但是现有的喷射雾化器的雾化液滴粒径较大且分布不均匀，因而需要在喷射雾化器喷嘴处加上挡板结构使雾化后的大液滴受撞击冷凝返回贮液库再循环，不仅使得装置的体积较大，不便于携带或运输，而且还会造成能量损失和雾化效率低下，雾化效果无法保障。而现有的超声波雾化的设备雾化所需的功率大，雾化时产生的气溶胶颗粒的粒径较大且分布不均匀，雾化时产生的热量较多，容易导致待雾化液体蒸发，而且超声波雾化设备的体积较大，不便于携带或运输。而现有的振动网筛雾化器将超声振动传递至激光打孔的筛网，通过改变筛孔的大小来调节雾化的液滴的粒径，若雾化微小颗粒液滴容易造成筛网的筛孔堵塞，难以清理，影响液滴喷射的稳定性和装置的使用寿命。因此，亟待提供一种能够雾化微小液滴，使得液滴粒径均匀，雾化效率高，便于携带或运输，液滴喷射稳定性好，保证雾化效果，且使用寿命长的液体雾化装置。

发明内容

鉴于现有技术中存在的以上技术缺陷和技术弊端，本发明实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种液体雾化装置和制备方法。

作为本发明实施例的一个方面，涉及一种液体雾化装置，包括：压电基底、叉指换能器、散热翅片和能够储存待雾化液体的多孔陶瓷片；

所述叉指换能器设置于所述压电基底表面；

所述压电基底和所述多孔陶瓷片设置于所述散热翅片上表面；所述压电基底与所述多孔陶瓷片紧密贴合；

所述压电基底下表面与所述散热翅片上表面之间通过均匀涂覆的纳米银胶粘合；

所述多孔陶瓷片在平行于所述叉指换能器的指条方向的长度大于等于所述叉指换能器的孔径，且所述多孔陶瓷片的厚度大于所述压电基底的厚度；

所述叉指换能器在射频信号驱动下产生的声表面波，在所述压电基底与所述多孔陶瓷片的紧密贴合部发生折射和反射，以使得所述多孔陶瓷片内储存的待雾化液体发生雾化。

在一个或一些可选的实施例中，所述的液体雾化装置中，所述多孔陶瓷片的气孔率为35％-60％，所述多孔陶瓷片的平均孔径为10-30微米。

在一个或一些可选的实施例中，所述的液体雾化装置中，所述多孔陶瓷片在平行于所述叉指换能器的指条方向的长度与所述叉指换能器的孔径之比为2:1至3:1；所述多孔陶瓷片的厚度与所述压电基底厚度之比为1:1至2:1。

在一个或一些可选的实施例中，所述的液体雾化装置中，所述纳米银胶为通过丝网印刷工艺均匀涂覆于所述散热翅片上表面，并通过真空抽吸除泡；

所述纳米银胶的厚度为50至200微米。

在一个或一些可选的实施例中，所述的液体雾化装置中，所述纳米银胶的有效成分银纳米颗粒和环氧胶按照4:0.9至4:1.1的比例混合；

所述纳米银胶的导热系数为230W/(m·K)-240W/(m·K)，热膨胀系数为26*10^-6/K-27*10^-6/K。

在一个或一些可选的实施例中，所述的液体雾化装置，还包括PCB电路板；

所述PCB电路板设置于所述散热翅片上表面；所述压电基底与所述PCB电路板紧密贴合；

所述PCB电路板与所述叉指换能器通过导电体电连接；

所述PCB电路板外接射频信号发生装置。

在一个或一些可选的实施例中，所述的液体雾化装置中，所述PCB电路板下表面和所述多孔陶瓷片下表面分别与所述散热翅片上表面通过胶体粘合；

所述胶体的材料为陶瓷胶、机硅类胶、酚醛树脂胶、脲醛树脂胶、耐温环氧胶、聚酰亚胺胶中的至少一种。

在一个或一些可选的实施例中，所述的液体雾化装置，还包括：储液槽，所述多孔陶瓷片在远离所述压电基底一侧延伸到所述储液槽内；

所述多孔陶瓷片的吸水率为10％-30％。

在一个或一些可选的实施例中，所述的液体雾化装置，还包括：移液器，用于将待雾化液体注入所述多孔陶瓷片。

作为本发明实施例的另一个方面，涉及一种液体雾化装置的制备方法，包括：

将具有手指交叉形状的金属靶材溅射沉积在压电基底表面形成叉指换能器；

采用丝网印刷工艺将纳米银胶均匀涂覆于散热翅片上表面，并通过真空抽吸方式除泡；

通过所述纳米银胶将所述压电基底和所述散热翅片粘合，并对所述纳米银胶进行加温固化；

将多孔陶瓷片固定于所述散热翅片上表面，并使所述多孔陶瓷片与所述压电基底紧密贴合。

本发明实施例至少实现了如下技术效果：

1、本发明实施例提供的液体雾化装置，当叉指换能器在压电基底表面产生的声表面波传播到压电基底和多孔陶瓷片的紧密贴合部，在声表面波通过折射进入液体的声能和声表面波在压电基底与多孔陶瓷片之间反射产生的热效应的双重作用下，使多孔陶瓷片内储存的待雾化液体发生雾化；并且，由于液体的比热容比多孔陶瓷片大得多，声表面波在压电基底与多孔陶瓷片之间反射产生的热量能够经多孔陶瓷片传递到待雾化液体，使得待雾化液体的分子活跃度提高，因此，进入液滴的声波能量更容易克服液滴的表面张力，更有利于待雾化液体实现雾化，连续稳定地产生粒径均匀的微小液滴，提高了声表面波的能量利用率，也提高了液体的雾化效率。

2、本发明实施例提供的液体雾化装置，声表面波沿压电基底表面传播，能量主要集中在压电基底表面对应叉指换能器的孔径的范围内，声表面波能量定向集中，使得液体雾化装置的雾化效率高、能连续稳定地产生粒径均匀的微小液滴，适用于雾化高粘度的液体；并且，由于压电基底的材料本身的阻尼特性，声表面波在传播过程中会发生衰减，声表面波在压电基底传播过程中衰减的能量转化为热量传递到多孔陶瓷片，导致待雾化液体的温度进一步升高，液体分子活跃度更高，更有利于待雾化液体实现雾化，进一步提高声表面波的能量利用率，并进一步提高了液体的雾化效率。

3、本发明实施例提供的液体雾化装置，利用多孔陶瓷片作为待雾化液体的载体，由于多孔陶瓷片具有连通开气孔，且开气孔的孔径均匀，雾化得到的微小液滴的粒径均匀，液滴喷射稳定性好，能够保证雾化效果；并且，当声表面波传入多孔陶瓷片时，在开气孔内受力振荡，振动受到的摩擦和阻碍使声波传播受到抑制，导致声波能量衰减，从而起到吸音的作用，多孔陶瓷片吸收的声波能量传递给液体，转化为液体高速振动实现雾化，进一步提高液体的雾化效果。

4、本发明实施例提供的液体雾化装置，使用多孔陶瓷片作为待雾化液体的载体，利用多孔陶瓷片耐高温特性和物理惰性，能够适用于酸性、碱性以及腐蚀性液体的雾化，液体雾化的适用范围更广和能够雾化的液体的种类更多；并且，多孔陶瓷片的良好使用性能和稳定性，还可以进一步保证液体雾化装置的使用寿命。

5、本发明实施例提供的液体雾化装置，多孔陶瓷片在平行于所述叉指换能器的指条方向的长度大于等于叉指换能器的孔径，从而可以使声表面波集中于多孔陶瓷片的中心区域范围，更好的利用声表面波的能量，且多孔陶瓷片的厚度大于压电基底的厚度，保证声表面波能够到达多孔陶瓷片实现声表面波反射，而不会直接传递到空气中，保证热效应的效果和能量的有效利用，进而保证雾化效果。

6、本发明实施例提供的液体雾化装置，压电基底与散热翅片之间通过均匀涂覆的纳米银胶粘合，由于纳米银胶的高导热系数，能够使声表面波在传播过程中在压电基底对应叉指换能器的孔径范围产生的高温及时向压电基底对应叉指换能器的孔径范围之外的区域传递，使得压电基底受热更加均衡，而且可以保证声表面波衰减时在压电基底所产生的热量及时且均匀的传递到散热翅片，提高了散热效率，实现了良好的散热效果；由于声表面波在传播过程中，在压电基底对应叉指换能器的孔径范围产生的高温向叉指换能器的孔径范围之外的区域传递，压电基底在声表面波传播过程中会产生由中间向两侧扩展的热应力，而纳米银胶的高热膨胀系数，使得纳米银胶能够跟随压电基底的热应力产生的扩展变形而发生膨胀，对压电基底因热应力造成的扩展变形的束缚力更小，压电基底不容易因为热量的累积所产生的热应力问题发生裂片，进而提高了液体雾化装置的可靠性和使用寿命；并且，利用纳米银胶良好的散热效果和热应力改善能力，可以增大压电基底受热所承受的最大热量的阈值，使得驱动叉指换能器的射频信号的功率调节范围更大，进而可以通过调节该射频信号的功率实现调节雾化速率。

7、本发明实施例提供的液体雾化装置，叉指换能器、压电基底、多孔陶瓷片以及散热翅片之间的连接结构简单，整体结构紧凑，体积小，便于携带和使用。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所记载的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例提供的液体雾化装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的液体雾化装置的叉指换能器的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例一：

本发明实施例一提供一种液体雾化装置，参照图1所示，该液体雾化装置包括：压电基底1、叉指换能器6、散热翅片3和能够储存待雾化液体的多孔陶瓷片7；

所述叉指换能器6设置于所述压电基底1表面；

所述压电基底1和所述多孔陶瓷片7设置于所述散热翅片3上表面；所述压电基底1与所述多孔陶瓷片7紧密贴合；

所述压电基底1下表面与所述散热翅片3上表面之间通过均匀涂覆的纳米银胶2粘合；

所述多孔陶瓷片7的在平行于所述叉指换能器6的指条方向的长度大于等于所述叉指换能器6的孔径，所述多孔陶瓷片7与所述叉指换能器6的中心线处于同一直线，且所述多孔陶瓷片7的厚度大于所述压电基底1的厚度；

所述叉指换能器6在射频信号驱动下产生的声表面波，在所述压电基底1与所述多孔陶瓷片7的紧密贴合部发生折射和反射，以使得所述多孔陶瓷片7内储存的待雾化液体发生雾化。

本发明实施例中，上述压电基底1与所述多孔陶瓷片7的紧密贴合部是指压电基底1与多孔陶瓷片7紧密贴合的交界位置或者说压电基底1与多孔陶瓷片7的边缘交界位置。

本发明实施例中，为了更好的利用叉指换能器6产生的声表面波传播的能量，使声表面波集中于多孔陶瓷片7的中心区域范围，上述多孔陶瓷片7的中心线与叉指换能器6的中心线的间距可以小于预设的距离范围，例如，当多孔陶瓷片7在平行于所述叉指换能器6的指条方向的长度与叉指换能器6的孔径的差值为A，则多孔陶瓷片7的中心线与叉指换能器6的中心线的间距应小于A/2。在一个具体的实施例中，可以是，该多孔陶瓷片7的中心线与叉指换能器6的中心线处于同一直线。

本发明实施例提供的液体雾化装置，当叉指换能器6在压电基底1表面产生的声表面波传播到压电基底1和多孔陶瓷片7的紧密贴合部，在声表面波通过折射进入液体的声能和声表面波在压电基底1与多孔陶瓷片7之间反射产生的热效应的双重作用下，使多孔陶瓷片7内储存的待雾化液体发生雾化；并且，由于液体的比热容比多孔陶瓷片7大得多，声表面波在压电基底1与多孔陶瓷片7之间反射产生的热量能够经多孔陶瓷片7传递到待雾化液体，使得待雾化液体的分子活跃度提高，因此，进入液滴的声波能量更容易克服液滴的表面毛细管力，更有利于待雾化液体实现雾化，连续稳定地产生粒径均匀的微小液滴，提高了声表面波的能量利用率，也提高了液体的雾化效率。

本发明实施例提供的液体雾化装置，声表面波沿压电基底1表面传播，能量主要集中在压电基底1表面对应叉指换能器6的孔径的范围内，声表面波能量定向集中，使得液体雾化装置的雾化效率高、能连续稳定地产生粒径均匀的微小液滴，适用于雾化高粘度的液体；并且，由于压电基底1的材料本身的阻尼特性，声表面波在传播过程中会发生衰减，声表面波在压电基底1传播过程中衰减的能量转化为热量传递到多孔陶瓷片7，导致待雾化液体的温度进一步升高，液体分子活跃度更高，更有利于待雾化液体实现雾化，进一步提高声表面波的能量利用率，并进一步提高了液体的雾化效率。

本发明实施例提供的液体雾化装置，利用多孔陶瓷片7作为待雾化液体的载体，由于多孔陶瓷片7具有连通开气孔，且开气孔的孔径均匀，雾化得到的微小液滴的粒径均匀，液滴喷射稳定性好，能够保证雾化效果；并且，当声表面波传入多孔陶瓷片7时，在开气孔内受力振荡，振动受到的摩擦和阻碍使声波传播受到抑制，导致声波能量衰减，从而起到吸音的作用，多孔陶瓷片7吸收的声波能量传递给液体，转化为液体高速振动实现雾化，进一步提高液体的雾化效果。

本发明实施例提供的液体雾化装置，使用多孔陶瓷片7作为待雾化液体的载体，利用多孔陶瓷片7耐高温特性和物理惰性，能够适用于酸性、碱性以及腐蚀性液体的雾化，液体雾化的适用范围更广和能够雾化的液体的种类更多；并且，多孔陶瓷片7的良好使用性能和稳定性，还可以进一步保证液体雾化装置的使用寿命。

本发明实施例提供的液体雾化装置，多孔陶瓷片7在平行于所述叉指换能器6的指条方向的长度大于等于叉指换能器6的孔径，从而可以使声表面波集中于多孔陶瓷片7的中心区域范围，更好的利用声表面波的能量，且多孔陶瓷片7的厚度大于压电基底1的厚度，保证声表面波能够到达多孔陶瓷片7实现声表面波反射，而不会直接传递到空气中，保证热效应的效果和能量的有效利用，进而保证雾化效果。

本发明实施例提供的液体雾化装置，压电基底1与散热翅片3之间通过均匀涂覆的纳米银胶2粘合，由于纳米银胶2的高导热系数，能够使声表面波在传播过程中在压电基底1对应叉指换能器6的孔径范围产生的高温及时向压电基底1对应叉指换能器6的孔径范围之外的区域传递，使得压电基底1受热更加均衡，而且可以保证声表面波衰减时在压电基底1所产生的热量及时且均匀的传递到散热翅片3，提高了散热效率，实现了良好的散热效果；由于声表面波在传播过程中，在压电基底1对应叉指换能器6的孔径范围产生的高温向叉指换能器6的孔径范围之外的区域传递，压电基底1在声表面波传播过程中会产生由中间向两侧扩展的热应力，而纳米银胶2的高热膨胀系数，使得纳米银胶2能够跟随压电基底1的热应力产生的扩展变形而发生膨胀，对压电基底1因热应力造成的扩展变形的束缚力更小，压电基底1不容易因为热量的累积所产生的热应力问题发生裂片，进而提高了液体雾化装置的可靠性和使用寿命；并且，利用纳米银胶2良好的散热效果和热应力改善能力，可以增大压电基底1受热所承受的最大热量的阈值，使得驱动叉指换能器6的射频信号的功率调节范围更大，进而可以通过调节该射频信号的功率实现调节雾化速率。

本发明实施例提供的液体雾化装置中，叉指换能器6、压电基底1、多孔陶瓷片7以及散热翅片3之间的连接结构简单，整体结构紧凑，体积小，便于携带和使用。

在一个或一些可选的实施例中，本发明实施例提供的液体雾化装置中，该多孔陶瓷片7的气孔率为35％-60％，该多孔陶瓷片7的平均孔径为10-30微米。

本发明的发明人发现陶瓷材料的选择会直接影响到雾化效果，由于多孔陶瓷片7的连通开气孔在承载待雾化液体时，气孔率越大承载的液体越多，则液体的表面张力越大，越不容易实现雾化，发明人通过试验得出，多孔陶瓷片7的气孔率在35％-60％之间时，既可以满足雾化时待雾化液体体积的要求，又可以实现雾化效果，得到连续稳定的微小液滴。进一步的，在本发明实施例中，该多孔陶瓷片7的气孔率可以是35％-50％之间，例如，36％、38％、39.6％、41％或42％。

本发明的发明人发现多孔陶瓷片7的孔径大小会影响雾化得到的微小液体的粒径和微小液滴是否均匀，为了在雾化时得到符合粒径范围要求的微小液滴，发明人通过试验得出，如果选择的多孔陶瓷片7的孔径过大，比如40-50微米，雾化时会容易产生大粒径的微小液滴，不利于实现控制液滴的粒径大小；如果选择的粒径过小，比如小于10毫米，会造成雾化时带来的阻力过大，造成能量损失，发明人通过试验得出，选择的多孔陶瓷片7的开气孔的孔径为10-30微米之间时，既可以保证微小液滴的粒径均匀，又可以减少雾化时的能量损失，进一步的，在本发明实施例中，该多孔陶瓷片7的孔径可以是10-20微米，例如10微米、12微米、15微米或20微米。

本发明实施例中，为了更合理的利用叉指换能器6产生的声表面波传播的能量，减少液体雾化装置中的能量损失，使在声表面波通过折射进入液体的声能和声表面波在压电基底1与多孔陶瓷片7之间反射产生的热效应的能量的利用效率更高，该多孔陶瓷片7在平行于所述叉指换能器6的指条方向的长度与所述叉指换能器6的孔径之比为2:1至3:1；并且，为了保证声表面波能够到达多孔陶瓷片7实现声表面波反射，而不会传递到空气中，且保证热效应的效果和能量的有效利用，进而保证雾化效果，该多孔陶瓷片7的厚度与所述压电基底1厚度之比可以为1:1至2:1。

在一个或一些可选的实施例中，本发明实施例提供的液体雾化装置中，该多孔陶瓷片7在平行于叉指换能器6的指条方向的长度与该多孔陶瓷片7在垂直于叉指换能器6的指条方向的长度之比可以是3：2至3：1；而该多孔陶瓷片7在平行于叉指换能器6的指条方向的长度与该多孔陶瓷片7的厚度之比可以是4：1至2：1。

在一个或一些可选的实施例中，本发明实施例提供的液体雾化装置中，该纳米银胶2为通过丝网印刷工艺均匀涂覆于所述散热翅片3上表面，并通过真空抽吸除泡；

所述纳米银胶2的厚度为50至200微米。

本发明实施例中，利用纳米银胶2的良好的流动性，可以通过丝网印刷工艺将纳米银胶2均匀的涂覆到散热翅片3的上表面，由于存在气泡或气孔的位置的热阻会与纳米银胶2涂覆的位置不同，当液体雾化装置工作时，气泡或气孔周围的温度升高，造成热不平衡，会增加压电基底1裂片的风险，因此，为了防止在纳米银胶2与压电基底1的接触面有气泡或气孔，可以通过真空抽吸除泡的方式除去气泡或气孔，可以使纳米银胶2平整涂覆于散热翅片3上表面。为了更好的实现纳米银胶2的导热效果和热膨胀效果，该纳米银胶2的厚度不宜过大或过小，该纳米银胶2的厚度可以在50至200微米之间，进一步的，该纳米银胶2的厚度可以在50-100微米之间，例如50微米、60微米、80微米或90微米。

在一个或一些可选的实施例中，本发明实施例提供的液体雾化装置中，该纳米银胶2的有效成分银纳米颗粒和环氧胶按照4:0.9至4:1.1的比例混合；在一个具体实施例中，该纳米银胶2可以是含银量80％的银胶，例如，该纳米银胶2的成分包括80％的银纳米颗粒、19％的环氧胶,和1％其他辅料，其中，辅料的主要成分可以是有机硅。本发明实施例中，该纳米银胶2的导热系数为230W/(m·K)-240W/(m·K)，热膨胀系数为26*10^-6/K-27*10^-6/K。

在一个或一些可选的实施例中，本发明实施例提供的液体雾化装置中，叉指换能器6的射频信号的驱动功率为5W至15W。

本发明的发明人发现，因为叉指换能器6为采用磁控溅射工艺，将铝、金或铬等金属靶材溅射到设计具有手指交叉形状的模具中，经微加工工艺(MEMS方式)沉积处理后在压电基底1表面形成的金属薄膜，该叉指换能器6的最大承受功率跟金属薄膜的厚度有关，通常叉指换能器6的金属薄膜厚度为100纳米，则叉指换能器6的最大承受功率大概为5w，通过纳米银胶2良好的散热效果和热应力改善能力，可以增大压电基底1受热所承受的最大热量的阈值，使得驱动叉指换能器6的射频信号的功率调节范围更大，提升叉指换能器6的最大承受功率达到10到15w，从而可以使得液体雾化装置的可调节的射频信号的功率范围更大，可以实现雾化的微小液滴的颗粒直径范围也更大。

在一个或一些可选的实施例中，本发明实施例提供的液体雾化装置，还包括PCB电路板4；

PCB电路板4设置于散热翅片3上表面；压电基底1与PCB电路板4紧密贴合；

PCB电路板4与叉指换能器6通过导电体8电连接；

PCB电路板4外接射频信号发生装置。

在一个或一些可选的实施例中，本发明实施例提供的液体雾化装置中，该导电体8可以是外层包裹有防护用胶的导电金线，在一个具体实施例中，可以是，采用超声波键合工艺，将该导电金线的两端分别固定于叉指换能器6和PCB电路板4表面，然后使用单组分环氧胶包裹导电金线并将单组分环氧胶加热固化，以形成上述导电体8。

在一个或一些可选的实施例中，该PCB电路板4外接的射频信号发生装置为射频电源；或，

所述射频信号发生装置包括信号发生器以及与信号发生器连接的功率放大器。

在一个或一些可选的实施例中，本发明实施例提供的液体雾化装置中，PCB电路板4下表面和所述多孔陶瓷片7下表面分别与所述散热翅片3上表面通过胶体5粘合；上述胶体5的材料可以是陶瓷胶、机硅类胶、酚醛树脂胶、脲醛树脂胶、耐温环氧胶、聚酰亚胺胶中的至少一种。由于在液体雾化装置工作过程中PCB电路板4和多孔陶瓷片7产生的热量较少，为了便于使用和节省制造成本，本发明实施例中，PCB电路板4下表面和多孔陶瓷片7下表面与散热翅片3上表面粘合所使用的胶体5也可以是其他满足耐高温要求的胶体，本发明实施例中，对此可以不作具体限定。

在一个或一些可选的实施例中，本发明实施例提供的液体雾化装置还包括：储液槽(图中未示出)，该多孔陶瓷片7在远离压电基底1一侧延伸到该储液槽内；并且该多孔陶瓷片7的吸水率可以为10％-30％。

本发明实施例提供的液体雾化装置，在使用时可以让储液槽处于底部位置，而多孔陶瓷片7与水平面呈一定的角度，例如90°或85°，则在储液槽中存储待雾化液体时，多孔陶瓷片7在远离压电基底1一侧延伸到所述储液槽内，利用多孔陶瓷片7自身的吸水特性，将待雾化液体吸到多孔陶瓷片7，可以实现待雾化液体的持续雾化。本发明实施例中，多孔陶瓷片7的吸水率为10％-30％时，可以保证多孔陶瓷片7的持续供液以及多孔陶瓷片7内的液体的持续雾化，并且可以保证液体雾化装置的雾化效果。

在一个或一些可选的实施例中，本发明实施例提供的液体雾化装置还可以包括：移液器(图中未示出)，将待雾化液体注入所述多孔陶瓷片7。

本发明实施例提供的液体雾化装置，在使用时可以使多孔陶瓷片7处于基本水平的位置或与水平面呈一定的角度，通过移液器向多孔陶瓷片7内注入待雾化液体，在液体雾化装置工作过程中，移液器按照预设的流量大小持续向多孔陶瓷片7内注液，实现待雾化液体的持续雾化。

在一个或一些可选的实施例中，参照图2所示为本发明实施例提供的液体雾化装置的叉指换能器6的结构示意图，其中：a表示叉指换能器6的指条宽度；b表示叉指换能器6的指条间间隔；p表示叉指换能器6的周期长度；W表示叉指换能器6的孔径。几何参数a、p、W随坐标变化的叉指换能器6称为加权型叉指换能器6。指条宽度a与指条间间隔b相等的叉指换能器6为直型叉指换能器6。叉指换能器6所激励的声表面波波长λ，是由叉指换能器6的指条宽度a和指条间间隔b决定的，对于指条宽度a和指条间间隔b相等的直型叉指换能器6，所激励出的声表面波波长λ是其指条宽度a的四倍。为得到稳定的声表面波，本发明实施例中所述叉指换能器6可以选择较适用于声表面波雾化的直型叉指换能器6。

在一个或一些可选的实施例中，本发明实施例提供的液体雾化装置中，该压电基底1由具有压电特性的材料构成，比如铌酸锂、钽酸锂、镀有氧化锌薄膜的硅片或聚酰亚胺薄膜。压电基底1的材料采用不同的切向可以获得不同的机电耦合系数与温度系数。作为本发明实施例的一个具体实施方案，本发明中的压电基底1可以选择采用Y切X 128.68°方向的铌酸锂(LiNbO3)材料，以便获得较大的机电耦合系数与较小的温度系数。在选定的压电基底1是由Y切X128.68°方向的铌酸锂材料构成，且压电基底1的厚度、机电耦合系数、温度系数别为0.5mm、5.5％、-72x10-6/℃时，声表面波传播的速度c近似为3890m/s。

由于基底属于各向异性材料，当雾化装置工作时，叉指换能器6在工作过程中，压电基底1的X方向、Y方向和Z方向都会受到热能作用，在压电基底1内部会在X方向、Y方向和Z方向都产生热应力，形成不同方向的热应力分布，随着温度的持续升高，现有技术中所采用的耐高温胶只能产生一个方向，例如X方向或Y方向的热传导，导致其他方向的热应力无法消除或有效减小，由于压电基底1自身的热膨胀系数有一定的限度，现有技术中的耐高温胶的热膨胀系数过小，会对压电基底1的形变产生束缚的作用力，导致压电基底1在热应力作用下产生形变更困难，造成压电基底1裂纹、裂片。本发明实施例所提供的液体雾化装置中，压电基底1的下表面通过纳米银胶2与散热翅片3粘合，将纳米银胶2作为传热材料使用，可以快速、均匀的将压电基底1的热量传导到散热翅片3，并且纳米银胶2的导热系数高，传导热量速度快，使得热量不会集中在压电基底1对应叉指换能器6的孔径范围，可以快速将热量向压电基底1对应叉指换能器6的孔径范围之外的区域传导，大大减少了孔径范围内的热应力作用，而纳米银胶2的膨胀系数高，当在压电基底1内部在X方向、Y方向和Z方向都产生热应力，形成不同方向的热应力分布时，纳米银胶2可以跟随压电基底1的形变而发生变形，减少对对压电基底1在热应力作用下产生形变的束缚的作用力，使得压电基底1能够承受的热应力的范围更大，压电基底1不容易因为热量的累积所产生的热应力问题发生裂片，进而提高了液体雾化装置的可靠性和使用寿命。

本发明实施例所提供的液体雾化装置在用于雾化治疗，对药物溶剂进行雾化时，与超声波雾化相比，产生雾化时产生的气溶胶粒径更小，颗粒更加均匀，叉指换能器6产生声表面波时的激励频率比超声波雾化所需的频率更高，适用于医学临床上的应用，药物溶剂雾化时的颗粒较小，便于使用者吸入到呼吸道下部或肺部，沉积效率高；基于声表面波的雾化方式，在压电单晶基体的表面产生的热量少，不易出现药物析出的问题，可以应用于超声波雾化器难以雾化的粘性和混悬剂的药物溶液雾化。

本发明实施例所提供的液体雾化装置在用于雾化治疗，对药物溶剂进行雾化时，与基于“伯努利原理”的喷射雾化器相比，在声表面波通过折射进入液体的声能和声表面波在压电基底1与多孔陶瓷片7之间反射产生的热效应的双重作用下实现药物雾化，能量损失更小，雾化效率更高，可以实现雾化的微小液滴颗粒的直径更小、更均匀，并且该液体雾化装置的结构简单，整体结构紧凑，体积小，便于携带和使用。

本发明实施例所提供的液体雾化装置在用于雾化治疗，对药物溶剂进行雾化时，与现有技术中的振动网筛雾化器相比，该液体雾化装置，利用多孔陶瓷片7的良好使用性能和稳定性，可以产生稳定的直径均匀可控的微小液滴，同时还可以保证液体雾化装置的使用寿命，不需要担心微小液滴堵塞的问题，便于进行清理和维护。

实施例二：

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种液体雾化装置的制备方法，包括：

将具有手指交叉形状的金属薄膜溅射沉积在压电基底1表面形成叉指换能器6；

采用丝网印刷工艺将纳米银胶2均匀敷设于散热翅片3上表面，并通过真空抽吸方式除泡；

通过所述纳米银胶2将所述压电基底1和所述散热翅片3粘合，并对所述纳米银胶2进行加温固化；

将多孔陶瓷片7固定于所述散热翅片3上表面，并使所述多孔陶瓷片7与所述压电基底1紧密贴合。

上述实施例二所描述的液体雾化装置的制备方法的具体实现方式可以参照上述实施例一中关于液体雾化装置的具体描述，在此，不再赘述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种液体雾化装置，其特征在于，包括：压电基底、叉指换能器、散热翅片和能够储存待雾化液体的多孔陶瓷片；

所述叉指换能器设置于所述压电基底表面；

所述压电基底和所述多孔陶瓷片设置于所述散热翅片上表面；所述压电基底与所述多孔陶瓷片紧密贴合；

所述压电基底下表面与所述散热翅片上表面之间通过均匀涂覆的纳米银胶粘合；

所述多孔陶瓷片在平行于所述叉指换能器的指条方向的长度大于等于所述叉指换能器的孔径，且所述多孔陶瓷片的厚度大于所述压电基底的厚度；

所述多孔陶瓷片在平行于所述叉指换能器的指条方向的长度与所述叉指换能器的孔径之比为2:1至3:1；所述多孔陶瓷片的厚度与所述压电基底厚度之比为1:1至2:1；

所述叉指换能器在射频信号驱动下产生的声表面波，在所述压电基底与所述多孔陶瓷片的紧密贴合部发生折射和反射，以使得所述多孔陶瓷片内储存的待雾化液体发生雾化。

2.如权利要求1所述的液体雾化装置，其特征在于，所述多孔陶瓷片的气孔率为35％-60％，所述多孔陶瓷片的平均孔径为10-30微米。

3.根据权利要求1所述的液体雾化装置，其特征在于，所述纳米银胶为通过丝网印刷工艺均匀涂覆于所述散热翅片上表面，并通过真空抽吸除泡；

所述纳米银胶的厚度为50至200微米。

4.如权利要求1所述的液体雾化装置，其特征在于，所述纳米银胶的有效成分银纳米颗粒和环氧胶按照4:0.9至4:1.1的比例混合；

所述纳米银胶的导热系数为230W/(m·K)-240W/(m·K)，热膨胀系数为26*10^-6/K-27*10^-6/K。

5.如权利要求1所述的液体雾化装置，其特征在于，还包括PCB电路板；

所述PCB电路板设置于所述散热翅片上表面；所述压电基底与所述PCB电路板紧密贴合；

所述PCB电路板与所述叉指换能器通过导电体电连接；

所述PCB电路板外接射频信号发生装置。

6.如权利要求5所述的液体雾化装置，其特征在于，所述PCB电路板下表面和所述多孔陶瓷片下表面分别与所述散热翅片上表面通过胶体粘合；

所述胶体的材料为陶瓷胶、机硅类胶、酚醛树脂胶、脲醛树脂胶、耐温环氧胶、聚酰亚胺胶中的至少一种。

7.如权利要求1-6任一项所述的液体雾化装置，其特征在于，还包括：储液槽，所述多孔陶瓷片在远离所述压电基底一侧延伸到所述储液槽内；

所述多孔陶瓷片的吸水率为10％-30％。

8.如权利要求1-6任一项所述的液体雾化装置，其特征在于，还包括：移液器，用于将待雾化液体注入所述多孔陶瓷片。

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