壓電陶瓷霧化換能片的製作方法
2023-06-03 04:12:16 1
專利名稱：壓電陶瓷霧化換能片的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種液體的霧化換能片的結構，一種壓電陶瓷霧化換能片。
背景技術：
霧化換能片是工業加溼器，家用加溼器，汽車加溼器、香薰等裝置的部件，利用霧化換能片的超聲振動使液體表面空化形成霧滴，散布到空中。已有的霧化換能片一般為一片圓板形的壓電陶瓷片，可以是平板形的，也可以是球面形的，壓電陶瓷片的兩個面上製作著金屬電極層(主要是銀、鈦、鎳)。霧化換能片一般尺寸為:直徑16mnT25mm，厚度在0.SmnTl.5mm。電極一般為銀電極，被銀漿後燒結得到。霧化換能片工作時使用厚度縱向振動方式。這種霧化換能片的驅動電壓和驅動功率要求較高，驅動電壓一般需在24V以上，驅動功率需在15W以上，在低電壓和低功率時便不能起霧或起霧很小。
發明內容本發明旨在提出一種驅動電壓較低，驅動功率較小的霧化換能片的結構，一種壓電陶瓷霧化換能片。這種壓電陶瓷霧化換能片包括一塊圓板形的壓電陶瓷片，在壓電陶瓷片的兩個面上各製作有一層銀電極層，其中壓電陶瓷片的一個面上離壓電陶瓷片的邊緣一定距離有至少一個環形的凹槽，此環形的凹槽與壓電陶瓷片的外圓周同心。這種壓電陶瓷霧化換能片上的環形凹槽減弱了霧化片振動時的能量向邊緣發散的量，使能量集中在有效的霧化區域，同時降低了霧化片自身結構的剛性，使其振動時需克服的應力減小，從而使更多的能量用於形成霧滴，且使霧化片需要的驅動電壓和驅動功率降低。
圖1為壓電陶瓷霧化換能片的第一種結構圖；圖2為圖1中的壓電陶瓷霧化換能片的仰視圖；圖3和圖4為壓電陶瓷霧化換能片的第二種結構圖；圖5為壓電陶瓷霧化換能片的第三種結構圖；圖6為壓電陶瓷霧化換能片的第四種結構圖；圖7為壓電陶瓷霧化換能片的第五種結構圖；圖8為壓電陶瓷霧化換能片的第六種結構圖。
具體實施方式
如圖1和圖2所示，這種壓電陶瓷霧化換能片包括一塊圓板形的壓電陶瓷片1，在壓電陶瓷片的兩個面上各製作有一層銀電極層2、3，壓電陶瓷片的一個面離壓電陶瓷片的邊緣一定距離上有至少一個環形的凹槽4，此環形的凹槽與壓電陶瓷片的外圓周同心。電極2的銀層可以從陶瓷晶片的邊緣延至與電極3同一面的凹槽的外側。這種壓電陶瓷霧化換能片上的環形凹槽4可以為圖1和圖2所示的圓環形凹槽，也可以如圖3和圖4所示為小於360度的圓弧形凹槽。如圖1所示，這種壓電陶瓷霧化換能片中的壓電陶瓷片I可以是平板形的，所述的凹槽4為一條，凹槽的截面成矩形，凹槽的寬度a可以為壓電陶瓷片厚度的0.5^1.5倍，凹槽的深度b可以為壓電陶瓷片厚度的0.3^0.6倍，凹槽的外邊緣與壓電陶瓷片外圓周的距離c為可以為壓電陶瓷片直徑的0.Γ 0.2倍。這種壓電陶瓷霧化換能片的結構也可以如圖5所示，壓電陶瓷片I是平板形的，凹槽4為一條，凹槽的截面成半圓形，凹槽的寬度a可以為壓電陶瓷片厚度的0.5^1.5倍，凹槽的外邊緣與壓電陶瓷片外圓周的距離c為可以為壓電陶瓷片直徑的0.Γ 0.2倍。這種壓電陶瓷霧化換能片的結構也可以如圖6所示，壓電陶瓷片I是平板形的，凹槽4為一條，且凹槽底面向壓電陶瓷片的邊緣擴展到壓電陶瓷片的外圓周處，在壓電陶瓷片的邊緣形成一個低下的臺階5，此臺階的高度d可以為壓電陶瓷片厚度的0.3^0.6倍，此臺階的寬度f可以為壓電陶瓷片直徑的0.15 0.25倍。這種壓電陶瓷霧化換能片的結構也可以如圖7所示，壓電陶瓷片I是平板形的，凹槽4為兩條，兩條凹槽的截面皆成矩形或其它形狀，兩條凹槽的寬度a可以為壓電陶瓷片厚度的0.5^1.5倍，兩條凹槽的深度b可以為壓電陶瓷片厚度的0.3 0.6倍，直徑較大的凹槽的外圓周與壓電陶瓷片外圓周的距離c為壓電陶瓷片直徑的0.Γ 0.2倍，直徑較小的凹槽的外圓周與直徑較大的凹槽的內圓周之間的距離e為壓電陶瓷片厚度的0.5^1.5倍。這種壓電陶瓷霧化換能片的結構也可以如圖8所示，壓電陶瓷片I是球面形的，所述的凹槽4為一條，位於陶瓷片的凸面上，凹槽的寬度a可以為壓電陶瓷片厚度的0.5^1.5倍，凹槽的深度b為壓電陶瓷片厚度的0.3^0.6倍，凹槽的外圓周與壓電陶瓷片外圓周的距離c可以為瓷片橫截面弧長 的0.Γ 0.2倍。這種壓電陶瓷霧化換能片中的凹槽可以用以下方法製得:1、在壓電陶瓷片製品成型加工時通過模具直接製得；2、在壓電陶瓷片燒結前通過機械加工製得；3、在壓電陶瓷片燒結後或製品表面金屬化工序完成以後再通過超聲波(或雷射)切割製得；4、直接在已經製作完成的霧化換能片上用機械加工或超聲波(或雷射)切割的方法制出凹槽。這種壓電陶瓷霧化換能片安裝時凹槽面在不接觸液體的一側。將本發明的壓電陶瓷霧化換能片與相同規格但無凹槽的霧化換能片作對比試驗，結果如下:實施例1結構如圖1所示平板形壓電陶瓷霧化換能片，壓電陶瓷片直徑20mm，壓電陶瓷片厚度 1.23 mm,槽寬 a=lmm,槽深 b=0.5mm, c=2.5mm ；振動頻率1.7 MHZ,驅動電壓24 V，驅動功率12 W,霧化量130 ml/ho相對照的同規格無凹槽的霧化換能片:振動頻率1.7 MHZ,[0031]驅動電壓24 V，驅動功率12 W,霧化量90 ml/ho實施例2結構如圖5所示平板形壓電陶瓷霧化換能片，壓電陶瓷片直徑20_，壓電陶瓷片厚度 1.23 mm,槽寬 a=l, mm, c= 2 mm ；振動頻率1.7 MHZ,驅動電壓24 V，驅動功率12 W，霧化量125ml/h。相對照的同規格無凹槽的霧化換能片:振動頻率1.7 MHZ,驅動電壓24 V，驅動功率12 W，霧化量90m l/h。實施例3結構如圖1所示平板形壓電陶瓷霧化換能片，壓電陶瓷片直徑20mm，壓電陶瓷片厚度 0.88mm,槽寬 a=lmm,槽深 b= 0.5, mm, c= 2.5mm ；振動頻率2.4 MHZ,驅動電壓16 V，驅動功率8 W,霧化量20 ml/ho相對照的同規格無凹槽的霧化換能片:振動頻率2.4 MHZ,驅動電壓16 V，驅動功率8 W,霧化量10 ml/ho由上述實施例可知，這種壓電陶瓷霧化換能片的霧化能力相對於沒有凹槽的平面片增加了 259Γ100%，凹槽的深度，寬度，及形狀對霧化的性能也有一定的影響。
權利要求1.一種壓電陶瓷霧化換能片，包括一塊圓板形的壓電陶瓷片(1)，在壓電陶瓷片的兩個面上各製作有一層銀電極層(2、3)，其特徵是壓電陶瓷片的一個面上離壓電陶瓷片的邊緣一定距離有至少一個環形的凹槽(4)，此環形的凹槽與壓電陶瓷片的外圓周同心。
2.如權利要求1所述的壓電陶瓷霧化換能片，其特徵是所述的環形凹槽(4)為圓環形凹槽。
3.如權利要求1所述的壓電陶瓷霧化換能片，其特徵是所述的所述的環形凹槽(4)為小於360度的圓弧形凹槽。
4.如權利要求2或3所述的壓電陶瓷霧化換能片，其特徵是所述的壓電陶瓷片(I)是平板形的，所述的凹槽(4)為一條，凹槽的截面成矩形，凹槽的寬度(a)為壓電陶瓷片厚度的0.5^1.5倍，凹槽的深度(b)為壓電陶瓷片厚度的0.3^0.6倍，凹槽的外邊緣與壓電陶瓷片外圓周的距離(c)為壓電陶瓷片直徑的0.Γ0.2倍。
5.如權利要求2或3所述的壓電陶瓷霧化換能片，其特徵是所述的壓電陶瓷片(I)是平板形的，所述的凹槽(4)為一條，凹槽的截面成半圓形，凹槽的寬度(a)為壓電陶瓷片厚度的0.5^1.5倍，凹槽的外邊緣與壓電陶瓷片外圓周的距離(c)為壓電陶瓷片直徑的0.Γ0.2 倍。
6.如權利要求2所述的壓電陶瓷霧化換能片，其特徵是所述的壓電陶瓷片(I)是平板形的，所述的凹槽(4)為一條，且凹槽底面向壓電陶瓷片的邊緣擴展到壓電陶瓷片的外圓周處，在壓電陶瓷片的邊緣形成一個低下的臺階(5)，此臺階的高度(d)為壓電陶瓷片厚度的0.3、.6倍，此臺階的寬度(f)為壓電陶瓷片直徑的0.15、.25倍。
7.如權利要求2或3所述的壓電陶瓷霧化換能片，其特徵是所述的壓電陶瓷片(I)是平板形的，所述的凹槽(4)為兩條，兩條凹槽的寬度a為壓電陶瓷片厚度的0.5^1.5倍，兩條凹槽的深度b為壓電陶瓷片厚度的0.3^0.6倍，直徑較大的凹槽的外圓周與壓電陶瓷片外圓周的距離c為壓電陶瓷片直徑的0.Γ0.2倍，直徑較小的凹槽的外圓周與直徑較大的凹槽的內圓周之間的距離e為壓電陶瓷片厚度的0.5^1.5倍。
8.如權利要求2或3所述的壓電陶瓷霧化換能片，其特徵是所述的壓電陶瓷片(I)是球面形的，所述的凹槽(4)為一條，位於陶瓷片的凸面上，凹槽的寬度(a)為壓電陶瓷片厚度的0.5^1.5倍，凹槽的深度b為壓電陶瓷片厚度的0.3^0.6倍，凹槽的外圓周與壓電陶瓷片外圓周的距離c為壓電陶瓷片橫截面 弧長的0.Γ0.2倍。
專利摘要一種壓電陶瓷霧化換能片，包括一塊圓板形的壓電陶瓷片(1)，在壓電陶瓷片的兩個面上各製作有一層銀電極層(2、3)，壓電陶瓷片的一個面上離壓電陶瓷片的邊緣一定距離有至少一個環形的凹槽(4)，此環形的凹槽與壓電陶瓷片的外圓周同心。這種壓電陶瓷霧化換能片上的環形凹槽減弱了霧化片振動時能量向邊緣的發散量，使能量集中在有效的霧化區域，同時降低了霧化片自身結構的剛性，使其振動時需克服的應力減小，從而使更多的能量用於形成霧滴，且使霧化片需要的驅動電壓和驅動功率降低。
文檔編號B05B17/04GK203002555SQ20122071605
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月21日 優先權日2012年12月21日
發明者王振華, 王寧, 凌峰, 許根良, 陶鋒燁 申請人:浙江嘉康電子股份有限公司