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一種壓電復合膜片及超聲霧化片的制作方法

作者：天天酷跑來源：m.net-tw.com 更新時間：2020-09-09 15:54:41 點擊次數：

　　本實用新型屬于液體霧化及壓電膜片技術領域，特別是一種壓電復合膜片及超聲霧化片。

　　背景技術：

　　超聲波霧化器利用電子高頻震蕩，通過陶瓷霧化片的高頻諧振，將液態水分子間的氫鍵盡可能打開，從而形成自由散布的水霧。該過程不需加熱或添加任何化學試劑，節能環保，與加熱霧化方式相比可節約近90％的能量。在現有技術中，壓電超聲波霧化片的結構主要采用如下方式：單層金屬雙層陶瓷片夾心式，以及單層金屬單片陶瓷片式。

　　現有的霧化片大多是將金屬膜片焊接在壓電陶瓷片的邊緣上，在金屬膜片上均布微孔。壓電陶瓷片雙面被有銀電極。其中，將金屬膜片焊接在壓電陶瓷片邊緣，由于霧化片的振動元件與振動源是分離的，因而振動能量在傳遞中必然有所損耗，器件效率存在一定問題，且焊點處應力集中明顯，這會影響霧化器的輸入功率、霧化效率以及使用壽命。同時，由于壓電片很薄，受加工失誤或表面污染的影響，壓電片兩側的銀電極容易發生接觸而造成短路。因此，現有的霧化片存在使用壽命短、霧化量小、能效偏低等缺點。

　　技術實現要素：

　　有鑒于此，本實用新型提供了一種可以增大出霧率的超聲霧化片及壓電復合膜片，以滿足工業需求。

　　一種壓電復合膜片，其包括一層壓電層、兩層分別設置在所述壓電層兩側的電極層、以及一層包覆在所述電極層及壓電層外側的的保護層。所述壓電層上開設有多個通孔。所述電極層覆蓋在所述壓電層的沿厚度方向上的兩側面，且該電極層的邊緣與所述通孔間隔設置。所述壓電層為由聚偏氟乙烯和壓電陶瓷粉末形成的1-3型壓電復合層。

　　進一步地，所述保護層的材料為環氧樹脂。

　　進一步地，所述通孔為正方形孔。

　　進一步地，所述通孔呈陣列分布。

　　進一步地，所述通孔內壁均包裹所述保護層。

　　進一步地，所述電極層的面積小于壓電層的面積。

　　一種所述超聲霧化片，其包括一個錐形臺外罩，至少兩個間隔設置在所述錐形臺外罩內的壓電復合膜片、至少一個設置在兩個相鄰的所述壓電復合膜片之間的霧化腔，一個設置在所述錐形臺外罩的大直徑一側的入口，以及一個設置在所述錐形臺外罩的小直徑一側的出口。所述液體自所述入口進入，霧化后的液體從出口噴出。

　　進一步地，所述超聲霧化片設置有兩個所述壓電復合膜片。

　　進一步地，靠近所述出口的壓電復合膜片上的通孔的孔徑小于靠近所述入口的壓電復合膜片上的通孔的孔徑。

　　與現有技術相比，本實用新型提供的壓電復合膜片使用所述由聚偏氟乙烯和壓電陶瓷粉末形成的1-3型壓電復合層制作的壓電層作為超聲波發生源，使得該壓電層中不再使用作為能量傳遞用的中間部件便可直接傳遞振動能量，從而提高了所述壓電復合膜片的效率，并且避免了由于焊點失效、短路等原因所引起的器件失效，進而提高了所述壓電復合膜片的使用壽命。此外，本實用新型提供的超聲霧化片通過至少設置兩個所述壓電復合膜片，將液體反復液化，提高了液化的效率，且液體從所述錐形臺外罩的大直徑一側的入口進入，從所述錐形臺外罩的小直徑一側的出口流出，從而利用流體的內壓力促使水霧噴出，增大出霧率。

　　附圖說明

　　圖1為本實用新型提供的超聲霧化片的剖視結構示意圖。

　　圖2為圖1超聲霧化片所具有壓電復合膜片的剖視結構示意圖。

　　圖3為圖2的壓電復合膜片的正面結構示意圖。

　　具體實施方式

　　以下對本實用新型的具體實施例進行進一步詳細說明。應當理解的是，此處對本實用新型實施例的說明并不用于限定本實用新型的保護范圍。

　　如圖1至圖3所示，其為本實用新型提供的結構示意圖。所述超聲霧化片包括一個錐形臺外罩40，至少兩個間隔設置在所述錐形臺外罩40內的壓電復合膜片50、至少一個設置在兩個相鄰的所述壓電復合膜片50之間的霧化腔60，一個設置在所述錐形臺外罩40的大直徑一側的入口70，以及一個設置在所述錐形臺外罩40的小直徑一側的出口80。所述超聲霧化片還包括其他的一些功能模塊，如組裝組件等等，其應當為本領域技術人員所知的技術，在此不再一一詳細說明。

　　所述錐形臺外罩40用于設置安裝或固定所述壓電復合膜片50。所述錐形臺外罩40的截面呈梯形，因此其具有兩個開口，即一個小直徑開口和一個大直徑開口，從而形成設置在所述錐形臺外罩40的大直徑一側的入口70，以及設置在所述錐形臺外罩40的小直徑一側的出口80。所述錐形臺外罩40可以由非導電材料制成，如塑料。

　　所述壓電復合膜片50包括一層壓電層10、兩層分別設置在所述壓電層10 兩側的電極層20、以及一層包覆在所述電極層20及壓電層外側的的保護層30。

　　所述壓電層10上開設有多個通孔11。所述壓電層10為由聚偏氟乙烯和壓電陶瓷粉末形成的1-3型壓電復合層。眾所周知，1-3型壓電復合材料是由一維連通的壓電相平行地排列于三維連通的聚合物中構成的兩相壓電復合材料，其單向性能突出，纖維狀功能體軸向的性能遠大于其他方向的性能。當該1-3型壓電復合材料使用壓電陶瓷粉末作為振動源，而其內含有聚偏氟乙烯，使得該壓電層10具備一定的柔性，因此該壓電層10可直接充當振動膜片，即其直接將壓電陶瓷的振動能量傳遞到附于表面的液滴上。由于該壓電層10不含有現有技術中用作傳遞振動能量用的中間部件，即金屬膜片，從而可以大大提高該壓電層10的能量效率。同時避免了由于焊點失效、短路等原因所引起的器件失效，進而提高了所述壓電復合膜片50的使用壽命。所述通孔11的形狀可根據用戶需求在設定，在本實施例中所述通孔11為正方形孔，并呈陣列分布。

　　所述電極層20覆蓋在所述壓電層10的沿厚度方向上的兩側面，且該電極層20的邊緣與所述通孔11間隔設置，以避免該電極層20外露。所述電極層20 的面積小于壓電層10的面積，從而保證所述電極層20不會超出所述壓電層10 的范圍，進而防止了所述壓電復合膜片50的損壞。

　　所述保護層30的材料可以為環氧樹脂，用于保護所述壓電層10和所述電極層20。所述保護層30包裹在所述電極層20與壓電層10的整個外側，包括通孔11的內壁，用于電氣絕緣所述電極層20與外界的電連接。

　　所述兩個壓電復合膜片50間隔設置以形成所述霧化腔60，可以想到的是，所述超聲霧化片可以具有更多個壓電復合膜片50，如三個或更多，而形成更多個霧化腔60。所述兩個壓電復合膜片50采用大小不同的雙層架構，即上小下大，且均為通孔結構，即每個壓電復合膜片50都具有多個通孔11。當液體自入口 70進入霧化腔60時，先由孔徑較大處的壓電復合膜片50進行超聲霧化，隨后進入霧化腔60。而該霧化腔60入口大、出口小，因而有利于水霧在出口處具有一定的壓力，能夠有效而快速地向外逸出。出口端的壓電復合膜片50的孔徑較小，可以使霧滴進一步細化。

　　與現有技術相比，本實用新型提供的壓電復合膜片使用所述由聚偏氟乙烯和壓電陶瓷粉末形成的1-3型壓電復合層制作的壓電層10作為超聲波發生源。使得該壓電層10中不再使用作為能量傳遞用的中間部件便可直接傳遞振動能量，從而提高了所述壓電復合膜片的效率，并且避免了由于焊點失效、短路等原因所引起的器件失效，進而提高了所述壓電復合膜片的使用壽命。此外，本實用新型提供的超聲霧化片通過至少設置兩個所述壓電復合膜片50，將液體反復液化，提高了液化的效率。且且液體從所述錐形臺外罩40的大直徑一側的入口70進入，從所述錐形臺外罩40的小直徑一側的出口80流出，從而從而利用流體的內壓力促使水霧噴出，增大出霧率。

　　以上僅為本實用新型的較佳實施例，并不用于局限本實用新型的保護范圍，任何在本實用新型精神內的修改、等同替換或改進等，都涵蓋在本實用新型的權利要求范圍內。

　　參考文獻：《壓電陶瓷相對1-3型壓電復合材料性能的影響》。

　　技術特征：

　　1.一種壓電復合膜片，其特征在于：所述壓電復合膜片包括一層壓電層(10)、兩層分別設置在所述壓電層(10)兩側的電極層(20)、以及一層包覆在所述電極層(20)及壓電層外側的保護層(30)，所述壓電層(10)上開設有多個通孔(11)，所述電極層(20)覆蓋在所述壓電層(10)的沿厚度方向上的兩側面，且該電極層(20)的邊緣與所述通孔(11)間隔設置，所述壓電層(10)為由聚偏氟乙烯和壓電陶瓷粉末形成的1-3型壓電復合層。

　　2.如權利要求1所述的壓電復合膜片，其特征在于：所述保護層(30)的材料為環氧樹脂。

　　3.如權利要求1所述的壓電復合膜片，其特征在于：所述通孔(11)為正方形孔。

　　4.如權利要求1所述的壓電復合膜片，其特征在于：所述通孔(11)呈陣列分布。

　　5.如權利要求1所述的壓電復合膜片，其特征在于：所述通孔(11)內壁均包裹所述保護層(30)。

　　6.如權利要求1所述的壓電復合膜片，其特征在于：所述電極層(20)的面積小于壓電層(10)的面積。

　　7.一種超聲霧化片，用于將液體霧化，其特征在于：所述超聲霧化片包括一個錐形臺外罩(40)，至少兩個間隔設置在所述錐形臺外罩(40)內的如權利要求1-6任一項所述的壓電復合膜片(50)、至少一個設置在兩個相鄰的所述壓電復合膜片(50)之間的霧化腔(60)，一個設置在所述錐形臺外罩(40)的大直徑一側的入口(70)，以及一個設置在所述錐形臺外罩(40)的小直徑一側的出口(80)，所述液體自所述入口(70)進入，霧化后的液體從出口(80)噴出。

　　8.如權利要求7所述的超聲霧化片，其特征在于：所述超聲霧化片設置有兩個所述壓電復合膜片(50)。

　　9.如權利要求7所述的超聲霧化片，其特征在于：靠近所述出口(80)的壓電復合膜片(50)上的通孔(11)的孔徑小于靠近所述入口(70)的壓電復合膜片(50)上的通孔(11)的孔徑。

　　技術總結

　　一種壓電復合膜片及超聲霧化片，所述壓電復合膜片包括一層壓電層、兩層分別設置在所述壓電層兩側的電極層、以及一層包覆在所述電極層及壓電層外側的的保護層，所述壓電層上開設有多個通孔，所述壓電層為由聚偏氟乙烯和壓電陶瓷粉末形成的1?3型壓電復合層。所述超聲霧化片包括一個錐形臺外罩，至少兩個間隔設置的壓電復合膜片、至少一個設置在兩個相鄰的所述壓電復合膜片之間的霧化腔，一個設置在所述錐形臺外罩的大直徑一側的入口，以及一個設置在所述錐形臺外罩的小直徑一側的出口，該超聲霧化片至少設置兩個壓電復合膜片，增大了出霧率。

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