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超声波雾化器和超声波喷嘴的区别?

超声波雾化器和超声波喷嘴都利用压电换能器产生雾化颗粒。这两个系统都向压电换能器施加电压,压电换能器将在上下运动产生高频振动。超声波雾化器利用压电盘的表面作为雾化表面,而超声波喷嘴将使用压电换能器以谐振频率振动金属,例如钛,这种钛的振动类似于振动音叉的概念。压电换能器的这种相同的上下运动被传递到超声波喷嘴尖端,它也会以同样的上下方向振动。与直接使用压电盘表面的雾化器相比,超声波喷嘴的雾化发生在出液口的尖端。

这两种系统都被称为超声波,因为它们在超声波频率范围内工作,从20KHz 直到几千赫兹。

超声波雾化的频率

超声波雾化器

工业上用于制造雾化喷雾的超声波雾化器,通常以1-2MHz的频率工作。电源通常在12-15瓦的范围内,频率决定液滴大小。例如,一个 2.4 MHz 系统将产生 1-2 微米的平均粒径。与 1.65 MHz 系统进行比较,平均粒径可能在 5-7 微米范围内。由于液体与压电换能器直接接触,它会积聚固体,从而影响其性能,这使得许多工业喷雾器面临维护挑战。超声波喷雾器在喷雾热解应用中很受欢迎。

超声波喷嘴

超声波喷嘴的工作频率比超声波雾化器低得多,其工作范围也有物理限制。想一想风琴管,管子越大,声音越小,因此频率越低。相比之下,较小的风琴管发出的声音更高,但它们的振动也比较大的风琴管更剧烈,这是超声波喷嘴构造中的重要概念。

几十年来,超声波喷头的操作范围一直停留在25至120KHz之间。在过去的几年里,新的材料科学和生产实践将这一范围推得更远一些,但幅度不大。主要的障碍是,当喷嘴以更高的频率建造时,它们变得非常小,但充满了更大的力量,对系统产生更大的压力和热量。为什么要尝试建立一个更高频率的喷嘴?答案就是液滴大小。随着频率的增加,超声波喷嘴会产生更小的液滴。液滴尺寸不仅在许多薄膜应用中很重要,而且在喷雾转化的地方也很重要,例如喷雾干燥应用、喷雾热解等。

我提到雾化器经常用于喷雾热解,你会认为较小的液滴尺寸会更好。超声波喷嘴在一些研究中显示,与雾化器相比,所产生的液滴和/或颗粒更小、更均匀。这是一个很好的观点,许多客户都非常关注液滴的大小,以至于忘记了蒸发对系统设置的影响。将正确的技术和频率与应用相匹配非常重要。

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