朱庭旺, 任晓明

(上海电机学院 电气学院, 上海 201306)

压电陶瓷具有较大的压电常数,较高的机械强度,较大的机电耦合系数,振动时能量损耗小等优点[1],被广泛应用于雾化器等产品中。压电陶瓷雾化片的谐振频率分为高频和低频,其工作频率大于1MHz(一般是1.7MHz),属于高频雾化,工作频率小于1MHz称为低频雾化[2-3]。谐振频率是压电陶瓷雾化片的重要参数,因此,有不少有关压电陶瓷雾化片谐振频率的相关研究。例如,压电超声换能器的工作性能,研究发现雾化片在100h以下的持续运行中谐振频率基本保持不变[4];带电负载对雾化片谐振频率调节的有效性[5],等等。雾化器雾化性能的提升一直备受关注,因此,众多学者对雾化器性能的影响因素进行了探究,如液体物理性质等对雾化器雾化效果的影响[6-7];电压大小、微孔大小对雾化器雾化速率的影响[8];雾化器频率和液体黏度对颗粒粒径的影响[9]。对于压电陶瓷的有限元仿真也有相关研究,如对压电陶瓷片中的耦合效应进行计算机模拟分析,得出压电陶瓷的振动状态图[10];通过有限元分析,得出压电陶瓷不同区域的应变-频率曲线[11];利用Comsol有限元分析得到压电陶瓷雾化片在不同条件下的弯曲振动[12]。谐振频率对雾化片的性能起到重要影响,让雾化片工作在最佳谐振频率既能保证雾化片处于较好的工作状态,同时也能使雾化片的性能达到最好[13]。而上述研究内容都未涉及压电陶瓷雾化片最佳谐振频率的研究。……