本文關(guān)鍵詞：便攜式智能霧化器的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：超聲波霧化技術(shù)因?yàn)檎w結(jié)構(gòu)簡潔,霧滴均勻效果好而普遍的應(yīng)用在各個領(lǐng)域,如醫(yī)用霧化吸入、生活加濕、工業(yè)除塵、內(nèi)燃機(jī)供油、材料涂層、農(nóng)業(yè)霧化栽培、化學(xué)頻譜分析等方面。為了深入了解設(shè)計霧化器,本文從液體霧化原理出發(fā),分別分析現(xiàn)在常用的幾種液體霧化方式原理及應(yīng)用特點(diǎn),探究超聲波霧化技術(shù)的原理以及在各個技術(shù)領(lǐng)域的運(yùn)用情況,明確了超聲波霧化技術(shù)在生活霧化加濕方面的優(yōu)勢。超聲波霧化技術(shù)的核心的超聲霧化片是由壓電陶瓷晶體(PZT4)和不銹鋼貼片(SUS304)黏合構(gòu)成,在超聲波霧化器設(shè)計中得到超聲波霧化片的諧振頻率是霧化驅(qū)動模塊選擇的關(guān)鍵。本文首先利用數(shù)值模擬的方法借助有限元分析軟件創(chuàng)建超聲波霧化片的結(jié)構(gòu)模型,通過模態(tài)分析以及諧響應(yīng)分析得到了超聲波霧化片的諧振頻率和振動幅度等結(jié)果。通過與理論值以及實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行對比,證明了數(shù)值分析在分析壓電陶瓷問題方面的有效性并且通過對高頻霧化片的分析得到了超聲波高頻霧化片結(jié)構(gòu)參數(shù)(厚度、直徑等)對諧振頻率的影響趨勢,并且對于超聲波霧化模塊的選擇提供了參考。為了探究不同頻率超聲波霧化片的霧化效果,借助粒子圖像測速儀對目前市面上常用的不同頻率的超聲波霧化片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試分析,通過粒子圖像以及計算處理得到的速度場發(fā)現(xiàn)諧振頻率為112KHz的超聲波霧化片霧化分布均勻效果最好,因此選用此頻率作為智能控制電路中的霧化模塊。在智能藍(lán)牙控制電路設(shè)計中利用單片機(jī)Arduino控制板作為控制核心,并且對外圍電路需要的模塊進(jìn)行選型分析,借助藍(lán)牙模塊HC05設(shè)計可以利用智能手機(jī)端控制的智能控制電路,能夠?qū)崿F(xiàn)手機(jī)端控制、LCD顯示、溫濕度檢測、水位檢測等功能,根據(jù)智能控制電路設(shè)計智能手機(jī)控制軟件,實(shí)現(xiàn)控制軟件的無線控制、顯示控制等功能。最后,在智能控制電路的基礎(chǔ)之上,根據(jù)所選元器件的尺寸參數(shù)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn),建立各元器件的三維模型,在此基礎(chǔ)之上完成便攜式超聲波霧化器的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計,在滿足基本功能的基本需求之下,做到結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化,以達(dá)到便攜式要求,然后又對市面上常用的兩種霧化器借助超聲波霧化原理進(jìn)行設(shè)計,實(shí)現(xiàn)了超聲波霧化以及便攜的基本要求。
【關(guān)鍵詞】：超聲波霧化 諧振頻率 粒子圖像測速儀 藍(lán)牙控制 結(jié)構(gòu)設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH89
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 課題研究的背景、方向11-12
• 1.1.1 課題研究的背景11
• 1.1.2 課題研究的方向11-12
• 1.2 文獻(xiàn)綜述12-17
• 1.2.1 液體霧化機(jī)理、常用霧化方式分析12-13
• 1.2.2 超聲波霧化原理分析13-14
• 1.2.3 超聲波霧化技術(shù)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用14-17
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容17-18
• 1.3.1 研究目標(biāo)17-18
• 1.3.2 研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)分析18
• 1.4 本章小結(jié)18-19
• 第2章 便攜式智能霧化器總體方案概述19-22
• 2.1 總體設(shè)計方案介紹19-20
• 2.2 便攜式智能霧化器方案設(shè)計20-21
• 2.3 本章小結(jié)21-22
• 第3章 超聲波霧化片的數(shù)值分析22-40
• 3.1 壓電陶瓷基本性質(zhì)22-26
• 3.1.1 壓電效應(yīng)22
• 3.1.2 壓電特性22-26
• 3.2 ANSYS有限元分析基礎(chǔ)26-29
• 3.2.1 ANSYS計算超聲波霧化片的諧振頻率步驟27
• 3.2.2 模態(tài)分析基本原理27-28
• 3.2.3 諧相應(yīng)分析原理28
• 3.2.4 耦合場分析28-29
• 3.3 實(shí)例模擬29-39
• 3.3.1 低頻霧化片的模擬29-33
• 3.3.2 高頻霧化片的模擬33-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 超聲波霧化實(shí)驗(yàn)測試40-48
• 4.1 粒子圖像測速法40-44
• 4.1.1 PIV系統(tǒng)組成與原理41-42
• 4.1.2 PIV測試實(shí)驗(yàn)步驟42-44
• 4.2 不同頻率霧化片實(shí)驗(yàn)測試44-47
• 4.3 本章小結(jié)47-48
• 第5章 藍(lán)牙智能控制電路設(shè)計48-62
• 5.1 核心控制板介紹48-49
• 5.2 其他硬件模塊49-53
• 5.2.1 霧化模塊49-50
• 5.2.2 溫度控制模塊50-51
• 5.2.3 顯示模塊51-52
• 5.2.4 藍(lán)牙模塊52
• 5.2.5 供電部分52
• 5.2.6 水位檢測模塊52-53
• 5.3 智能藍(lán)牙控制電路的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)53-61
• 5.3.1 硬件電路連接53-54
• 5.3.2 Arduino控制程序54-57
• 5.3.3 手機(jī)控制端設(shè)置57-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 第6章 便攜式霧化器總體結(jié)構(gòu)設(shè)計62-69
• 6.1 便攜式家用超聲霧化加濕器62-66
• 6.1.1 基本元器件建模62-63
• 6.1.2 設(shè)計方案63-66
• 6.1.3 設(shè)計原型66
• 6.2 超聲波霧化電子煙66-67
• 6.3 便攜式醫(yī)用超聲波霧化吸入器67-68
• 6.4 本章小結(jié)68-69
• 第7章 總結(jié)與展望69-71
• 7.1 總結(jié)69
• 7.2 進(jìn)一步的研究展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75-76
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和學(xué)術(shù)成果76

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