超声波雾化是液体雾化中一种十分常见的雾化方式,其被广泛应用于加湿、雾化消毒、香薰、美容、喷涂、喷雾干燥等等各种喷雾领域中。为了方便大家更快的了解超声波雾化技术,在本文中我们将从超声波雾化的基本原理、种类以及特点等方面进行详细介绍。
利用超声波将液体雾化的技术或方式均可以被称为“超声波雾化”,具体的实现方式和技术有很多很多种,而我们这里主要讨论的以及我们通常说的“超声波雾化”是指基于压电陶瓷换能器的超声波雾化。而基于压电陶瓷换能器的超声波雾化也有很多种,目前行业上主流使用的超声波雾化方式可以被大致分为三类:单晶片压电陶瓷式、微孔网片式、朗之万换能器式。下面我们就具体介绍一下这三类超声波雾化方式的原理及特点。 超声波液体处理可以制备高分子材料,如聚酰亚胺膜等。河北鱼跃超声波雾化器
第三种超声波雾化方式是一种利用朗之万式超声波换能器的雾化方式,该项技术早是在上世纪90年代前后在美国提出,在传统的朗之万式超声换能器上开通液体通道,液体被输送到在换能器变幅杆振幅点的前端时被超声振动撕裂而雾化。该项技术的优点是解决了上述两种超声波雾化方式雾化能力低的问题,其通过朗之万换能器及变幅杆使超声波换能器的振荡幅度提高,从而提高了可雾化液体的粘度,可以达到30-50cps,也就是上述两种超声波雾化能力的30-50倍,1W的电功率雾化量可以达到惊人的1200ml/h。同时,此技术的雾化装置可以实现任意方向的喷雾,不需要累积一定液量就可以实现良好雾化,达到液体“送达即雾化“的效果。故此,可以通过使用额外的计量泵供给液体来实现精确的即时雾化量,雾化量可以达到纳升每秒级的超高控制精度。再配合各种气体流道的设计,可以将雾化的液滴进行均匀定向的分布,基于该种技术的超声波雾化装置又被成为超声波喷头或超声波喷嘴。四川国产超声波雾化市场价超声波液体处理可以制备医药中间体及原料药。
此种雾化方式实际上是一种喷阀而并不是传统意义上的振动撕裂产生的雾化,所以该种雾化方式与其他超声雾化方式不同,其雾化粒径与超声频率无关,*与微孔的孔径有关,雾化粒径基本与孔径接近。该种雾化方式主要是为了解决上述第一种单晶片压电陶瓷雾化的能量转化效率低这一缺点而发明的,相比于单晶片压电陶瓷雾化,微孔网片式雾化的比较大优点是雾化效率高,*需要3-5V 的电压激励以及1-2W的电功率即可产生良好的雾化效果。并且,利用该技术制作的雾化装置喷雾方向上可以更加自由,不需要累积一定量的液体才可以雾化。但是,该雾化方式也有诸多缺点,比如虽然雾化效率高,但是由于实际是靠金属薄片振动,其比较大振动力要远小于压电陶瓷,故此它能够提供的雾化量和雾化能力很低,比较大雾化量通常不足10ml/h,能够雾化的液体比较大粘度也*为1-2cps。因此也只能雾化与水相近的少量液体。
美国的Sono-Tek、USI和我们东方金荣Siansonic公司先后掌握了此项超声雾化技术,凭借该超声雾化技术的独特优势,可以将各种溶液、溶胶、悬浮液等超声雾化后沉积在基材表面形成均匀的薄膜涂层,从而将超声雾化技术从加湿、雾化吸入等传统领域带入到全新而广阔的薄膜涂层等先进材料领域。图5展示了东方金荣朗之万式超声波喷头雾化时的状态。
基于该种超声雾化技术的薄膜涂层制备工艺被成为“超声波喷涂”,已被广泛应用于生物医疗、新能源、微电子半导体、玻璃制造、纳米材料等各种制造领域。同时,该技术也同样可以应用于喷雾热解、喷雾干燥等超细粉体制备的先进材料制造领域。当然,朗之万式换能器的超声波雾化技术也同样存在自己的技术缺点,其比较大缺点是雾化粒径比较大,这是由于朗之万变幅杆式超声波换能器的频率不能很高,通常只能在20-200kHz之间,所以能够达到的**小雾化颗粒也要在10微米以上,对于要求雾化粒径很小的领域,该种雾化方式则不法适应。 超声波雾化器可以用于制造航空航天部件上的涂层。
第二种超声波雾化方式是通过环形压电陶瓷与一个微孔网片贴合而形成的超声雾化装置,该项技术在本世纪初期从压电喷墨打印上改良而引入到超声雾化领域。其是利用压电陶瓷的径向伸缩振动带动微孔网片(一般为不锈钢、钛合金等金属薄片)的轴向振动,然后微孔网片将其一侧的液体吸收并穿过微孔喷射出去,由于微孔很多孔径很小(一般在5-10微米),被微孔网筛出去的微小液滴也就形成了液雾。图4为一种微孔网片式雾化换能器的微孔片显微镜照片。此种雾化方式实际上是一种喷阀而并不是传统意义上的振动撕裂产生的雾化,所以该种雾化方式与其他超声雾化方式不同,其雾化粒径与超声频率无关,与微孔的孔径有关,雾化粒径基本与孔径接近。超声波雾化可以用于制备化妆品成分,如保湿剂、防晒剂等。四川耐用超声波雾化调试
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凭借极小的雾化颗粒这一优势,单晶片压电陶瓷式超声波雾化被用于喷雾热解法超细粉体制备的先进材料制造领域。喷雾热解是将一般为盐溶液的前驱体液体雾化成微小液滴,然后送入高温炉中进行热分解反应,反应后金属盐溶液液滴会干燥裂解成金属氧化物颗粒,从而实现超细粉体颗粒的制备。
但是,单晶片压电陶瓷式超声雾化技术的缺点是必须额外的结构来组成完整的雾化装置,该结构通常较为复杂,因为单晶片压电陶瓷换能器(超声波雾化片)必须浸入在液体中,并且要有一定的液位高度和成雾高度(超声波能量会将液体激起一个水柱喷泉,水柱的高度即为成雾高度)才可以实现雾化,故此雾化方向通常受到限制,不能自上而下的喷雾,同时雾化液体需要累积到一定量才可以雾化。 河北鱼跃超声波雾化器