物理与电子工程学院
《单片机》
课程设计报告书
设计题目：超声波雾化器设计
专业：自动化
班级： 14接本
学生姓名:郑磊
学号: 20140343110
指导教师：王承林
2014年11 月16 日
物理与电子工程学院XXXX级本科课程设计
物理与电子工程学院课程设计任务书
专业：自动化班级： 2014接本
摘要
提出一种基于单片机的超声波雾化器的智能控制系统。该系统选用AT89S52为控制器，其中超声渡雾化器为系统核心器件，可实现室内空气迅速升温、增湿，净化空气。实际运行情况表明，该系统具有温湿度实时显示及设定功能、无需人工干预温湿度自动调节，能实现自动进水、排水等众多功能。系统控制简便快捷，抗干扰能力强，具有十分广阔的市场前景。
关键词：超声波雾化器；单片机；智能控制
目录
1. 引言 (2)
2. 课程设计的目的 (3)
3 .分类和用途 (3)
4.相关文献和书目 (3)
5. 相关工具和软件的准备 (3)
6 .说明 (4)
7. 注意事项 (4)
8. 特别提醒 (4)
9 .单片机的选用 (5)
10.系统结构及工作原理 (5)
11.硬件电路设计 (6)
12 .软件设计 (7)
13. 运行情况 (8)
14. 结语 (9)
15.总结 (9)
16 .附录 (10)
引言
冬天来临，如何营造一个舒适温暖的洗浴环境成了人们普遍关注的问题；在某些气候干燥的地区，保持室内湿度也是一个大问题。目前，市场上也有很多种类的加温加湿产品，但是这些产品在不同程度上存在着一些不足：(1)相对北方而言，南方无集中供暖设备，进入浴室洗浴之前人们普遍使用的如浴霸、壁挂式热吹风机等产品，而使用浴霸加热，并不能从根本上提高室内空气环境的温度。并且该产品存在辐射，光线太强等缺点，长期处于该环境下，容易引起头晕目眩、失眠、食欲不振等现象。(2)根据调查，空气干燥，空气中悬浮物、粉尘过多易于病菌的迅速传播，处于这种环境中，人们易感冒、皮肤过敏，肌体免疫力下降，同时体内水分也加速流失，皮肤显得很干燥。目前市面上的产品多为单纯的加湿器，不能同时解决加温加湿问题。基于此，采用超声波加湿器处理热水将会是一个有效的办法，由于水的比热相当大而空气比热很小，用较少的水与空气进行热交换就可以使较多量多的空气升温，对调节气温起着巨大的作用。而且超声波加湿器加湿强度大，加湿均匀，加湿效率高，节能、省电。为此笔者设计了一种基于超声波雾化器的智能控制系统，该系统是在基于快速节能的前提下，实现室内环境快速加温加湿，且具有保温保湿的作用
1 课程设计的目的
超声波雾化器利用电子高频震荡（振荡频率为1.7MHz 或2.4MHz，超过人的听觉范围，该电子振荡对人体及动物绝无伤害），通过陶瓷雾化片的高频谐振，将液态水分子结构打散而产生自然飘逸的水雾，不需加热或添加任何化学试剂。与加热雾化方式比较，能源节省了90%。另外在雾化过程中将释放大量的负离子,其与空气中漂浮的烟雾、粉尘等产生静电式反应，使其沉淀，同时还能有效去除甲醛、一氧化碳、细菌等有害物质，使空气得到净化。
2 分类和用途
超声波雾化器采用高效集成电路，超小型一体化的独特结构设计，重要部件采用高品质的雾化片。加湿器、熏香器、美容机、消毒机、浴缸造雾机、盆景、工艺品的广泛用途。
超声波雾化器系列产品，从单喷头到多喷头、从不稳定的法兰安装结构式到高性能的投入式、从水的雾化器到耐二氧化氯等强氧化剂的雾化器，从锌合金外壳到黄铜和不锈钢外壳，选择雾化器产品型号，合理调整雾化器的参数和工艺。
3.相关文献、书目的准备
1.孙晓霞．超声波雾化喷嘴的研究进展[M]．北京：电子工业出版社，2004
2.周国雄，夏国荣，周凯，等．基于无线数据收发原理的自动报站系统[J]．微计算机信息，2008，24（1-1）：179-181
3.蒋辉平，周国雄．单片机原理与应用设计[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2007
4.相关工具软件的准备
1.Keil开发软件
2.Proteus仿真软件
3.Office
4数学公式编辑器
5.说明
在正确的使用情况下，雾化片的使用寿命约3000小时，且极易更换。其使用寿命还与水的质量有关，如果雾化片上沉积了水垢，请用柔布清洗。根据不同的的水质和使用目的，可以选用不同的雾化片，如水质较硬的地区选用覆不锈钢的雾化片，要求耐酸的使用环境选用玻璃釉面的雾化片。雾化器具有断水自动保护功能，当水位低于水位开关时，雾化器会自动停止工作。雾化器工作时，请勿把手置于雾化片上方，因高频震荡，手会有刺痛的感觉，但这不是电的冲击或漏电。
雾化器的正确使用步骤为：将雾化器放入装了水的容器内→雾化器的电源连接线接入变压器→再将变压器的插头接入电源即可。
6.注意事项
1、提倡病号用面罩做雾化，不用咬嘴(以防止呼出气流进入雾化器内，锈蚀雾化器内部元件)。
2、请勿使雾化吸入器受到任何强烈的冲撞，例如从高处摔落本产品。
3、请勿把产品放在高温、低温、高压或阳光直射的地方。
4、请勿弄折送气管。
5、在每次开机前水槽中必需加足蒸馏水。检查药杯底膜片是否漏水，以防止药液进入水造成浪费，另外药液侵蚀晶片。
6、当药液瓶内存在药液时，请勿搬运或存放产品。
7、每次使用完毕，将水槽中水完全放掉，擦干雾化器，晶片用软布擦干，发现晶片上有水垢，用晶片专用清洗液浸泡3min-5min，然后擦干，以延长寿命。
8、请勿将雾化吸入器放置于婴儿或无意识患者触及的地方。
9、请勿使用苯、稀释剂和易燃化学药品来清洗产品。
10、关于废弃的本体、附件和可选部件的处理方法，请遵照当地政府的规定执行。
7特别提醒
不要在雾化片表面没水时，将雾化器接入电源，因为电路启动的脉冲电流在雾化片没有水的状态下会烧坏雾化片。
8.单片机的选用
方案一：采用传统的51单片机。传统51系列单片机为8位机，价格便宜，控制简单，但是运算速度慢，片内资源少，存储容量小，难以存储大容量的程序和实现快速精准的反应、控制、计算。
方案二：采用FPGA可编程逻辑器件。FPGA功能强大，编程灵活，低功耗，但是价格昂贵操作复杂。
方案三：采用TI公司LM3S811控制器。LM3S811是64位的单片机，功能强大，运算速度快、控制简单，存储容量大。
9系统结构及工作原理
根据系统的设计要求确定系统功能电路图如图1所示。图1中，以超声波雾化器为系统核心器件，将一定温度的热水雾化为直径5微米左右的水颗粒，实现空间迅速升温、增湿：净化空气等功能。接通电源后整机工作，两个温度传感器分别返回室温和水箱水温，湿度传感器接收空气湿度信号，液位传感器则返回水箱液位信号，同时系统检测用户是否自行设定了温湿度值，没有设定则调用系统默认设置。控制板即以这些信号为基准开始各项控制工作，首先判断室内温度，若温度低于系统默认值25。C，则需要启动雾化器给室内空气升温，启动雾化器前要检测水箱水温，如果水温不够高，则需给水加热，加热启动前检测水位，若水位在电热器件之上，则启动电热器件给水加热，水位在设定水位之下则启动进水阀加水，到达启动电热器件水位再启动加热，水箱中水的温度到达雾化设定值时，开始雾化，至此系统自动完成了雾化前的一系列信号反查的准备工作，随着雾化器的启动，室内温度和湿度都在增加，当到达用户设定值或系统默认值，雾化器停止工作，系统进入温湿度保持状态。当温度下降时再次启动雾化器，如此循环保持室内温湿度在用户设定值上。
10.硬件电路设计
本系统硬件电路主要包括单片机小系统、超声波雾化器、温度测量系统、湿度测量系统、水位控制电路、按键显示电路、加热电路、指示部件、控制部件9个电路模块。其中单片机小系统选择AT89S52即可满足该系统的要求。本节的重点在于介绍超声波雾化器和温湿度测量模块、水位控制电路和加热电路的设计
超声波雾化器用于调节空气温湿度。它以水为介质，将电能经换能器转换成机械能，使水产生雾状微粒．一般采用分体式，即超声波雾化头与电源和电路部分完全分离，便携带，体积小、即插即用、设有自保功能；高可靠，可全天候
工作。雾化器电路如图3所示，电源经变压器(AC220V)降压f48v1送桥式整流和电容滤波后给电路提供工作电压。雾化器工作电路由振荡器、换能器和水位控制电路等组成。在温度测量系统中，有两个温度测量点，一个是室内温度测量，温度值直接显示到控制板的数码管上面，实时通知用户室内温度。用户可以通过感知已知的室内温度在用户面板设定想要的室内温度值，达到最佳的加温效果；另一个是水温测量，当水的温度达到雾化器启动温度范围时通知单片机可以启动超热，实现热水雾化的自动控制，防止雾化冷水反而降低室内温度。在比较了大量测温方案之后，决定采用集成温度测量芯片DSI 8820。在湿度测量系统中，湿度测量系统包括湿度传感器和A／D模块两部分。系统采用的湿度传感器是cHTM-02／N湿度传感器，由于该传感器输出为电压信号，为了形成单片机便于处理的数字信号，需要把湿度信号进行加转换，在本设计中，采用了美国TI公司生产的10位模数转换器TLcl549。在水位控制电路中，水箱水位采用三级水位监控，三个探针分别位于水箱顶部，加热器件上方，水箱底部。顶部探针用于水箱溢出指示。中部探针用于检测水位是否在加热器件上方，以通知单片机能否启动电热器件，底部探针用于指示水箱是否有水，该功能为附加功能指示。当进水管电磁阀打开，水箱开始进水，各探针即检测各自水位，实现进水，排水．加热，雾化等一系列自动控制。结构图如图3。
在加热电路中，本设计中电热器的启动或停止完全由单片机自动控制．温度传感器返回的水温如果达到了雾化器的启动温度，电热装置则待命，一旦温度下降，雾化器停止工作，随即启动电热装置给水加热，当达到程序设定的温度值时自动停止加热，按照室温决定是否启动雾化，如此循环，保证整个系统有序工作。11软件设计
在本设计中，主程序调用了8个子程序，图4为主程序结构图。图4中，其中各子程序的功能如下：(1)数码管显示程序：向数码的显示送数，控制系统的显示部分。(2)键盘扫描电路及按键处理程序：实现键盘的输入识别，软件消抖及控制相应的程序。f31温度信号处理程序：对两个温度芯片送过来的数据行
处理判断，控制单片机进行分布控制和显示。(41湿度信号处理程序：对湿度传感器送过来的数据进行处理并送显示。f51液位控制程序：接收探针送过来的液位信号并以此为标准去控制相应的执行器件。(6)室温、水温及湿度继电器控制序：接收相应的信号控制继电器动作。
12运行情况
系统外观平面图如图5。系统设计为方形以便于放置，中间加入了隔板保护左端电路部分，防止其所处空间湿度过大影响系统正常工作。
将本系统与现今流行的加热加湿类产品列表对比如下，其系统功能比较见表l。从表1中可以看出，超声波加热加湿器相对于现有类似产品来说具有更好的推广价值。
13结语
我的设计的基于超声波的智能调节控制系统通过超声波将热水雾化，实现了室内的快速升温以及加湿的作用，可广泛应用于浴室、厅堂的空气调节等方面，相对于常用的恒温恒湿空调机，单台机器相比便宜了近9000元．可产生巨大的经济效益。本文作者创新点：提出一种基于单片机的超声波雾化器的关，全参数化的代码编写，可以任意配置图像尺寸、图像位宽、小波变换的级数这三个参数。此小波变换IP核将应用于图像压缩以及图像融合的算法实现中，为以后系统集成提供了可靠的保证。
14总结
本文提出了一种高效并行的结构来实现二维提升小波变换。此结构极大程度地减少了存储器的占用，采用优化的移位加操作实现常系数乘法器，并插入细粒流水线，使数据通道处理速度加快，并且IP核基本与硬件无关。依照IP核设计规范要求，设计完全参数化，可方便重新配置；并且设计了有效的testbench，可供用户进行验证，利于SOC／SOPC系统集成设计。本文创新点：本文设计二维离散小波IP核具有以下技术创新点：1、可任意配置图像尺寸、图像位宽、小波变换的级数这三个参数，完全满足可重用性设计规范。2、精简的存储结构，使二维小波变换只需要7行数据缓存即可实现行列并行滤波处理。3、优化的常系数乘法器以及流水线设计，使IP核与器件无关，且处理速度快。
附录
//***************************************************************
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
//*************************************************************** //*************************************************************** void init()
{
power=0; //power is ok
lcden=0; //low enble
write_com(0x38);
write_com(0x0c); //display open ,cursor off,blink off
write_com(0x06); //pointer auto add 1
write_com(0x01); //clear screen and pointer
write_com(0x80);
TMOD=0x10; //time1,16 bit timmer
EA=0; //open entire interrupt
Trig=0;
Echo=0;
delay(1);
}
//*************************************************************** void init1()
{
write_com(0x80);
write_dat('W');
write_dat('L');
write_dat(':');
write_com(0x86);
write_dat('M');
write_dat('M');
}
//*************************************************************** void display(uint temp)
{
write_com(0x83);
write_dat((temp/100)+0x30);
delay(20);
write_dat(temp%100/10+0x30);
delay(20);
write_dat(temp%10+0x30);
}
//*************************************************************** void display1()
{
uchar code table[]="SIAS UNIVERSITY ";
uchar code table1[]="ZZS 20071521258 ";
uchar num;
write_com(0x80);
for(num=0;num<16;num++)
{
write_dat(table[num]);
delay(300);
}
write_com(0x80+0x40);
for(num=0;num<16;num++)
{
write_dat(table1[num]);
delay(300);
}
write_com(0x01);
delay(1000);
}
//*************************************************************** //*************************************************************** void main()
{
init(); //timer1，16 bit
display1();
init1();
while(1)
{
alertl=1; //low alert
alertm=1; //middle alert
alerth=1; //high alert
EA=0; //off entire interrupt
Trig=1; //ultrasonic Trigger
delay_20us(); //delay 20us
Trig=0; //20us's Pulse
while(Echo==0); //wait Echo change High V ol
succeed_flag=0; //clear succeed flag
EA=1; //open entire interruot
EX0=1; //open exinterrupt0
TH1=0; //clear timer1's high 8 bit
TL1=0; //clear timer1's low 8 bit
TF1=0; //clear timer1's overflow bit
TR1=1; //start timer1
delay(20); //waitting
TR1=0; //stop timer1
EX0=0; //off exinterrupt0
if(succeed_flag==1)
{
time=timeH*256+timeL; //entire time
distance=time*0.172; //s=t*340/2*1000mm waterlevel=163-distance; //
if(waterlevel>=0&&waterlevel<=163)
display(waterlevel);
}
if(succeed_flag==0)
{
distance=0;
}
if(waterlevel>=0&&waterlevel<=50)
{
write_com(0x8C);
write_dat('L');
alertl=0;//RED Light,low water level
pumb=0;//open pumb,add water
}
else if(waterlevel>50&&waterlevel<=100)
{
write_com(0x8C);
write_dat('M');
alertm=0;
}
else if(waterlevel>100&&waterlevel<=163)
{
write_com(0x8C);
write_dat('H');
alerth=0;
pumb=1;//off pumb
}
delay(200);
}
}
//*************************************************************** //*************************************************************** void exter() interrupt 0
{
timeH =TH1; //timer1 Low 8 bit
timeL =TL1; //timer1 High 8 bit
succeed_flag=1;
EX0=0; //off exinterrupt
}
//****************************************************************\
课程设计成绩评定表
超声波雾化器 摘要 在日常生活中雾化器得到了广泛的应用，但是现有的雾化器都需要手工控制开启和关闭并且不具备对室内空气温湿度的监测，人们在使用过程中存在过度加湿和干烧的问题，不仅给室内空气舒适度造成负面影响并且还存在安全隐患。因此开发设计一种价格低廉、功耗低、具有自动控制功能的雾化器显得尤为必要。本设计采用智能控制，以AT80S51单片机为核心，外接辅助电路，通过实现加湿器的防干烧、声光报警、智能开启和关闭以及室内温湿度的显示功 能基本实现雾化器的智能化。 关键词：单片机；智能；雾化器；相对湿度；传感器；
目录 第1章绪论 (5) 1.1概况 (5) 1.2本文研究内容 (5) 第2章 CPU最小系统设计 (5) 2.1总体设计方案 (6) 2.2CPU的选择 (7) 2.3数据存储器扩展 (8) 2.4复位电路设计 (9) 2.5时钟电路设计 (10) 2.6CPU最小系统图 (11) 第3章输入输出接口电路设计 (11) 3.1传感器的选择 (11) 3.2检测接口电路设计 (12) 3.2.1 A/D转换器选择 (12) 3.2.2 模拟量检测接口电路图 (12) 3.3输出接口电路设计 (13) 3.4人机对话接口电路设计 (13) 第4章系统设计与分析 (15) 4.1系统原理图 (15)
4.2系统原理综述 (15) 文献 (17)
第1章绪论 1.1概况 用途功能：超声波加湿器是采用超声波高频振荡的原理，将水雾化为一至五微米的超微粒子，通过风动装置，将水雾扩散到空气中，从而达到均匀加湿空气的目的。 现状：现有生产五个系列的产品，其基本单元均为组合或者说集成式超声波雾化器，其整体还有电源系统、供水系统、水雾输送系统等，另根据不同的使用场所、不同形式、不同要求设计的不锈钢机体，组装为不同的超声波工业加湿设备。现有生产五个系列的产品，所具有的差别主要是在应用领域不同、控制方式不同、雾化量不同等几个方面。首先，应用领域五个系列多种领域；其次；每个领域有侧重不同的控制方式；第三，每个场所有不同的加湿量。 1.2本文研究内容 根据任务书内容进行描述（要完成的功能以及设计的内容）系统软件实现的功能： 1)通过LED显示温湿度值及水位； 2)比较监测到的水位，发现低水位时自动掉电并声光报警； 3)根据相对湿度值控制加湿器的开关。 本课题研究主要涉及以下方面： 1）通过对控制系统的功能及要求确定总体设计方案 2）系统硬件电路的设计与开发 3）系统软件程序的设计与调试 4）系统性能测试 本设计将采用智能控制，以AT80S51单片机为核心，外接辅助电路，通过实现加湿器的防干烧、声光报警、智能开启和关闭以及室内温湿度的显示功能基本实现加湿器的智能化。 第2章cpu最小系统设计 2.1 总体设计方案 根据任务书中的设计要求以及设计内容，画出总体方案框图，并简要说明各模块功能。
多用途的超声波雾化器。该雾化器具有以下特点：分体式，即超声雾化头与电源和电路部分完全分离；便携式，体积小、即插即用、设有自保功能；高可靠，可全天候工作；雾化量大，与别墅的山水盆景配套可发生云雾缭绕的动感；特别适合过分干燥的环境对空气加湿，以利人的呼吸；在水中加入适量的某种溶剂，给被污染的居住环境消毒，以预防疾病(如把生活用醋定时雾化，可预防流感)；雾化器(成品)售价低、性价比高，欲自制雾化器，仅器材和工时费也难敌上述的性价比。 一、电路工作原理 该雾化器电路如图1所示，电源经变压器B（AC220V／30W）降压(36V)送D1-D4整流和C5、C6滤波后给电路提供工作电压。雾化器工作电路由振荡器、换能器和水位控制电路等组成。 1．振荡器和换能器，电路中的振荡器是一种由高频压电陶瓷片TD(超声换能器)组成的工作振荡器，其振荡频率为1.65MHz(决定于选定的TD)。晶体三极管BG1和电容器C1、C2等构成电容三点式振荡器电路。C1和电感L1等效并联的谐振频率比工作频率低，其作用是决定工作振荡器的振荡幅度；C2 和电感L2等效串联的谐振频率比工作频率高，其作用是决定工作振荡器的反馈量，以保证振荡器起振和维持电路的可靠振荡。压电陶瓷片TD 具有很大的等效电感，它除决定电路的工作频率外，同时又是雾化器的工作负载。若更换压电陶瓷片TD，无需调整电路其他参数，其振荡器频率也能自动跟踪新的压电陶瓷片的频率而工作。 2．水位控制和偏置电路电路中的超声换能器TD(又称雾化头)和其上安装的两根水位控制触针，他们是浸没在浅水水溶液中工作的。若长期雾化，一旦液面降低而使雾化头的水位控制触针露出水面时，振荡器会自动停止工作，这也避免了雾化头因发热而损坏。 图1电路中的BG2、BG3管、触针A、B以及相关的电阻，共同组成水位控制电路。电路工作时，电源通过触针A、B和水溶液给BG3的射极提供电源。BG3管导通工作。
医用超声雾化器工作原理与检修 医用超声雾化器适用于治疗老慢支、支气管扩张、哮喘、咽喉炎、鼻炎、肺部感染等各种呼吸道疾病及家庭保健。超声雾化器由雾化器外壳、底座、电源变压器、风扇电机（风机）、电路板、换能片（晶片）、储药罐（药杯）、塑料螺纹管、口含管等组成。其外壳多数是用塑料制成，在雾化出口设有风量调节，而板有定时器、电源开关、雾量调节旋钮以及电源和输出指示灯等。 一、工作原理 雾化器是通过换能器（压电晶片，简称晶片）藕合产生高频振荡．并由晶片产生1.7MHz超声波。超生波振荡输出电路大部分采用单管式输出，有的采用双管式输出。超声波以水为介质，通过水槽底下的谐振发射窗使药杯里的水溶性药物，雾化成微细的雾l粒(0.5~10μm)o使药物液体由液态转化为气态，产生雾化效果，送风机将药雾通过波纹管输送给患者吸人治疗。该雾化器具有治疗时间控制(0-60分钟），雾量人工调节，还增设了晶片保护装置，即在水槽水位过低时，能瞬间切断电源。消耗功率不大于60W。 1.JWC-2彩云牌超声波雾化器（电路如图1所示）。
接通电源，启动定时开关DS,风机M启动旋转。市电220V经变压器B降压至48V．通过桥式整流和滤波后给整个电路供电，电源指示灯即发光二极管D1亮，当水槽内的水达到水位线时(K闭合），振荡电路工作。雾量调节由电位器W1控制，当雾化输出正常时输出指示灯即发光二极管D2亮。在振荡电路里一般都设有水位限制感应开关防止无水或水少导致过而烧坏品片。水位控制开关K由带磁环浮子和千簧管组成，通过水槽中浮子的移动，控制干簧管的吸合。在加雾化器水槽中加人一定的水后，带动浮子上升，水位控制开关K闭合。由晶片JR,电容C3,C4,C5和三极管BGI构成电容三点式超声波振荡电路。晶片JR是一高频陶瓷压电振子，是电路中的自激元件，又是电路负载。C1,C2,C6为滤波电容。调节W1的阻值可改变BGI的基极电压，基极电压上升，振幅度加大，雾量增大；反之，基极电压减小，雾量减小。D3为续流二极管，用于保护三极管BG1，防止断电时产生反向电势击穿BG1。 2.CWS-D型超声雾化器（电路如图2所示）。 其中水位控制开关是由三极管BG2,BG3等组成电子开关。当水才曹加人一定水量时（水与A点接触），A、B点之间电阻R水阻值较小，使三极管BG3、BG2导通，使发光二极管D7水位灯亮；三极管BG1起振。调节W1可以改变雾星的大小间电阻R水阻值较小，使三极管BG3、BG2导通，使发光二极管D7水位灯亮；三极管BG1起振。调节W1可当水位下降一定程度时（水位脱离A 点）A,B点之间电阻R水阻值增大，使三极管BG3、BG2截止，发光二极管D7水位灯熄灭；BG1停振。
超声波雾化的原理 1927年一束强超声波自浸于液体中的超声换能器朝向液面发出后，液面上将会出现一层薄雾，薄雾的浓谈与超声波的强度有关，而雾滴的大小则与超声波的频率及液体的表面张力有关，这时候在液体的表面处有表面波传播，表面波的波长也与超声波的频率及表面张力有关。现已证明，雾滴直径稍微小于表面波的半波长，这使得人们倾向于认为雾滴是表面波在波峰处的喷出物。 超声波雾化是利用超声能量使液体形成微细雾滴的过程。 超声波使液体雾化有两种方式: 1.处于振动表面的薄液层在超声振动下激起毛细一重力波。 2.雾化方式是超声波喷泉成雾。 方式一 超声波雾化的原理存在两种理论解释。分别是微激波理论和表面张力波理论。 一方面，微激波理论解释，超声波在液体介质中产生的空化效应导致微激波的产生从而产生雾化现象。这种理论认为空化效应是使得液体产生雾化的直接原因，空化的空泡崩溃时除了产生热和光辐射外其余部分以微激波的形式辐射当微激波达到一定强度时引起液体的雾化当微激波达到一定强度时引起液体的雾化。 另一方面，表面张力理论认为雾滴的产生是由于液体表面波的不稳定使得液体产生雾化，具体的说当一定声强的超声波通过液体指向气液界面超声波在此界面形成表面张力波在与表面张力波相垂直的力的作用下一旦振动面的振幅达到一定值，液滴即从波峰上飞出而形成雾化。这种理论认为表面张力波在它的波峰处产生雾滴，其雾滴尺寸与波长成正比。表面张力波的模型及表面张力波雾化模型图。
D为雾滴直径;T为表面张力系数;ρ为液体密度;f为声波率 方式二 喷泉雾化，它是常见的一种超声波雾化形式，其利用压电晶片作为换能器，产生兆赫级的超声波。通常喷泉雾化的形成机制如下，当超声换能器发射超声波频率为兆赫级，则超声波及其空化场的指向性就很好，从而与其接触的溶液将被喷起，形成“超声喷泉”。 在超声喷泉产生的同时伴随产生大量气溶胶。其中“超声喷泉”可以看作是一种向上喷射的超声空化场，它拥有一种单方向的辐射力和对称的回旋声流。在这种空化场中，空化泡的分布非常不同。水等液体空化时，由于声辐射压的作用，出于空化泡的密度因超声辐射力和聚束喷射的物理作用，使大量空化泡的集中热效应和机械效应在喷泉前端更为突出，声能密度也因超声自由喷射和聚束喷射而沿喷射方向大有提高。
多用途超声波雾化器 时间:2006-08-15 来源: 作者: 点击：3178 字体大小:【大中小】这里介绍一种多用途的超声波雾化器。该雾化器具有以下特点：分体式，即超声雾化头与电源和电路部分完全分离；便携式，体积小、即插即用、设有自保功能；高可靠，可全天候工作；雾化量大，与别墅的山水盆景配套可发生云雾缭绕的动感；特别适合过分干燥的环境对空气加湿，以利人的呼吸；在水中加入适量的某种溶剂，给被污染的居住环境消毒，以预防疾病(如把生活用醋定时雾化，可预防流感)；雾化器(成品)售价低、性价比高，欲自制雾化器，仅器材和工时费也难敌上述的性价比。 一、电路工作原理 该雾化器电路如图1所示，电源经变压器B（AC220V／30W）降压(36V)送D1-D4整流和C5、C6滤波后给电路提供工作电压。雾化器工作电路由振荡器、换能器和水位控制电路等组成。 1．振荡器和换能器，电路中的振荡器是一种由高频压电陶瓷片TD(超声换能器)组成的工作振荡器，其振荡频率为1.65MHz(决定于选定的TD)。晶体三极管BG1和电容器C1、C2等构成电容三点式振荡器电路。C1和电感L1等效并联的谐振频率比工作频率低，其作用是决定工作振荡器的振荡幅度；C2 和电感L2等效串联的谐振频率比工作频率高，其作用是决定工作振荡器的反馈量，以保证振荡器起振和维持电路的可靠振荡。压电陶瓷片TD 具有很大的等效电感，它除决定电路的工作频率外，同时又是雾化器的工作负载。若更换压电陶瓷片TD，无需调整电路其他参数，其振荡器频率也能自动跟踪新的压电陶瓷片的频率
而工作。 2．水位控制和偏置电路电路中的超声换能器TD(又称雾化头)和其上安装的两根水位控制触针，他们是浸没在浅水水溶液中工作的。若长期雾化，一旦液面降低而使雾化头的水位控制触针露出水面时，振荡器会自动停止工作，这也避免了雾化头因发热而损坏。 图1电路中的BG2、BG3管、触针A、B以及相关的电阻，共同组成水位控制电路。电路工作时，电源通过触针A、B和水溶液给BG3的射极提供电源。BG3管导通工作。BG2管起开关作用。当BG3工作时，BG2管也导通，电源通过BG3、BG2、R3、L3向BG1管提供偏置电流，使BG1管振荡工作。一旦液面降低、控制触针露出水面，电源到BG3管的通路被切断，BG3管截止，BG2开关也断开，此时BG1因无偏置电流而迅速停止振荡。调整电阻R3的阻值，可以直接改变BG1管的偏置电流，所以振荡器的调试十分简单和方便。电路中的D7是BG1管be结的保护二极管。 二、超声雾化器结构和使用方法 1．雾化器结构，该雾化器外形如图2所示。雾化头外壳是铜质材料的铸件，铜壳表面镀铬抛光，其外形尺寸为442mm×l5mm，铜壳内封装有换能器(镍或钛高频压电片)和功率管BG1，换能器紧贴BG1管以利工作时在溶液中散热。铸件铜壳是可拆卸的，只需旋转壳面上的定位口，即可更换压电片。此外两根水位控制触针紧固在铜壳内，并按一定距离排列再垂直伸出壳外一定高度，以便控制被雾化溶液的最低水位。 雾化器电源和工作电路都单独装在一个工程塑料壳内，当该装置的输入插入电源后，输出会通过导线给雾化头供电工作。据称该雾化器厂家，不仅提供雾化器成品，也提供全套散件出售。 2，使用方法，若将该雾化器用于室内加湿或消毒，可准备一个小塑料盆，盆内盛一定量的溶液，溶液量不宜太多(浅水为准)，仅比水位触针高出一定距离即可(溶液太深其雾化量相对减小)。再把雾化头平放、两根触针向上浸在溶液中，这时只需插上电源，溶液立刻开始雾化。若该雾化器用于盆景，可参照上述方法进行
附件11 医用雾化器注册技术审查指导原则 （2016年修订版） 本指导原则旨在指导注册申请人对医用雾化器注册申报资料的准备及撰写，同时也为技术审评部门审评注册申报资料提供参考。 本指导原则是对医用雾化器的一般要求，申请人应依据产品的具体特性确定其中内容是否适用，若不适用，需具体阐述理由及相应的科学依据，并依据产品的具体特性对注册申报资料的内容进行充实和细化。 本指导原则是供申请人和审查人员使用的指导文件，不涉及注册审批等行政事项，亦不作为法规强制执行，如有能够满足法规要求的其他方法，也可以采用，但应提供详细的研究资料和验证资料。应在遵循相关法规的前提下使用本指导原则。 本指导原则是在现行法规、标准体系及当前认知水平下制定的，随着法规、标准体系的不断完善和科学技术的不断发展，本指导原则相关内容也将适时进行调整。 一、适用范围 本指导原则适用于第二类医用雾化器产品（或称雾化器）。该产品以超声振荡或气体压缩机驱动的方式将药物雾化供患者吸入。 本指导原则所称的医用雾化器属于《医疗器械分类目录》中 —291 —
— 292 — 6823-6超声雾化器，以及《关于冷热双控消融针等166个产品医 疗器械分类界定的通知》（国食药监械〔2011〕231号）文中二 （六十三）规定的压缩式雾化器，管理类别代号为6821。 本指导原则不适用于网式雾化器和采用外接气源的方式将 药物雾化的器具（如由医院中心供气系统或其他的经过压缩的氧 气或医用气体作为气源的药物雾化器具），但可以参考本指导原 则对这些产品进行技术审查。 二、技术审查要点 （一）产品名称要求 产品的名称应为通用名称，并符合《医疗器械命名规则》、 《医疗器械分类目录》、标准等相关法规、规范性文件的要求。 产品名称可主要依据雾化的原理及方式来命名，如：“医用超声 雾化器”或者“医用压缩式雾化器”。 （二）产品的结构和组成 产品的结构和组成应首先说明产品的主要部件，如有必要再 对主要部件的组成进行说明。 医用超声雾化器一般主要由主机、雾化杯、送雾管、吸嘴或 吸入面罩组成，其中的主机可由超声波发生器（超声换能器）、 超声薄膜、送风装置、调节和控制系统组成。医用超声雾化器产 品实例如图1所示。
超声波雾化器原理简介 A.超声波雾化器原理简介 超声波雾化器利用电子高频震荡（振荡频率为1.7MHz或2.4MHz,超过人的听觉范围，该电子振荡对人体及动物绝无伤害），通过陶瓷雾化片的高频谐振，将液态水分子结构打散而产生自然飘逸的水雾，不需加热或添加任何化学试剂。与加热雾化方式比较，能源节省了90%另外 在雾化过程中将释放大量的负离子，其与空气中漂浮的烟雾、粉尘等产生静电式反应，使其沉淀，同时还能有效去除甲醛、一氧化碳、细菌等有害物质，使空气得到淨化，减少疾病的发生。 B.超声波雾化器分类和用途 本公司的系列雾化器采用高效集成电路，超小型一体化的独特结构 设计，重要部件采用进口元件，并选用高品质的雾化片。凭借产品多方面的优越性能、多年的生产经验和优质的个性化服务，我们生产的雾化 器已为许多日本、美国和国内企业的加湿器、熏香器、美容机、消毒机、浴缸造雾机、盆景、工艺品等提供优质的配套服务，并赢得客户的广泛赞誉。 本公司雾化器系列产品品种齐全，从单喷头到多喷头、从简单投入式到多种法兰安装结构式、从水的雾化器到耐二氧化氯等强氧化剂的雾化器，从锌合金外壳到黄铜和不锈钢外壳，同时我们的专业技术人员会 根据您的各种不同要求和使用条件，协助您选择雾化器产品型号，合理 调整雾化器的参数和工艺，或设计新型雾化器，若有需要，我们还可为您完成
整机的结构设计和控制部分研制。 C.使用说明和注意事项 在正确的使用情况下，雾化片的使用寿命约3000小时，且极易更换。 频震荡，手会有刺痛的感觉，但这不是电的冲击或漏电。 雾化器的正确使用步骤为：将雾化器放入装了水的容器内-雾化器的 电源连接线接入变压器-再将变压器的插头接入电源即可。 特别提醒：不要在雾化片表面没水时，将雾化器接入电源，因为电路 启动的脉冲电流在雾化片没有水的状态下会少坏雾化片。
一款简单的超声波雾化器电路 本例介绍的超声波雾化器，与山水盆景配套使用时能产生云雾缭绕的动感效果。其用于较干燥的环境对空气加湿时能清新空气，有利于人的呼吸；在水中加人适量的消毒溶剂后，雾化后可对居住环境消毒，预防疾病的发生。 工作原理： 超声波雾化器由电源电路、振荡器电路和水位控制电路组成，如图所示 220V交流电压经T降压（降为36V)、桥式整流yDI一VD4及C1、C2滤波后，为水位控制电路和振荡器提供工作电压。在水位检测电极检测到水槽内有水时，整流后的直流电压经两个水位电极之间的水电阻，为VTl的发射极提供工作电压，使VTl导通，VTl集电极输出高电平，使VT2也导通，为振荡器提供偏置电压。振荡器振荡工作后，晶体超声波换能器BC产生高频振动（频率约为1·65MHz），将水雾化。 元器件选择 VT1选用S9015或C8550型硅PNP晶体管；VT2选用2SC18巧或C8550型硅NPN晶体管；VT3选用BU406或MJE13005型硅NPN高反压晶体管。 VDl一VD4、VD5均选用1N4007型硅整流二极管；VSl和VS2均选用1W,4.7V的硅稳压二极管。 R1一R7选用1/4W碳膜电阻器或金属膜电阻器。 C1选用耐压值为50V似上的铝电解电容器；C2一C4和C6选用独石电容器或涤纶电容器；C5选用高频瓷介电容器。 L1一13选用TDK色码电感或用漆包线自制。 T选用30W、二次电压为36V的电源变压器。
BC选用加温器专用压电式超声波雾化头。 水位电极可用不锈钢针制作。 本文介绍的装置能使盆景的假山、树木周围产生层层雾气，犹如山间飘着朵朵白云，极大地提高了观赏价值。同时也适合过分干燥的环境对空气加湿，以利人的呼吸；在水中加入适量的某种溶剂，给被污染的居住环境消毒，以预防疾病(如把生活用醋定时雾化，可预防流感)等等。 主要由超声波发生器、水位控制器、电源电路等几部分组成。超声波发生器主要由三极管VT1构成，VT1及其外围元件组成电容三点式LC振荡器，B是超声波换能器，其固有频率fc=1.65MHz，电容C1、C2决定振荡幅度，其固有频率略低于fc，L1、C2为正反馈元件，其固有频率略高于fc，VD5为VT1的保护二极管。由于雾化时B浸在水中，水位控制器由VT2、VT3等元器件构成，作用是： （1）为振荡电路提供基极偏置电流； （2）当盆景中水位低于设定值时，使振荡器停振，起保护作用。VT2、VT3接成复合管，通过L3、R3向VT1提供基极偏置电流，L3为高频扼流线圈，阻止超声波信号进入水位控制电路。调整R1的阻值，可改变VT1的基极电流，从而控制整机的工作电流。a、b为水位控制线，平时浸没在水中。雾化器正常工作时，若水位下降到一定限度，a、b脱离水面，VT2、VT3便截止，水位控制器停止向VT1提供基极电流，整机停止工作。 元器件选择 VT1的质量是制作成功的关键，最好采用意大利SGS产BU406、BU407或BU408等大功率高频三极管，要求fT≥100MHz；VT2、VT3可用9014型等NPN型硅管，要求β≥100；VD1～VD4可用1N4002硅整流二极管。 所有电阻最好全部采用RJ-0.25W金属膜电阻；电容采用CBB-100V聚苯电容；电感L1可用φ0.51mm漆包线在φ10×10mm磁芯上绕27匝，电感量约24μH；L2用φ0.69mm漆包线在φ6mm钻头绕2.5匝，然后脱胎取下，电感量约0.22μH；L3可用270μH色码电感器；换能器B是关键元件，应采用φ20×1.25mm/1.65MHz或φ20×1.2mm/1.7MHz高强度压电陶瓷片；变压器T要求次级电压为50V，功率40W；S用小型船形开关；VT1最好安装散热器；换能器B不能离水通电，否则将烧坏。盆景中水深以4～6cm为宜，应清洁。装好后调整电阻R1，使总电流为
第25卷第3期2006年9月武 汉 工 业 学 院 学 报Journa l o f W uhan P olytechn i c U n i versity V o l 125N o 13 Sep 12006 收稿日期:2005-12-28 作者简介:梁泽钦(1983-),男,广东省肇庆市人,本科生。 文章编号:1009-4881(2006)03-0024-03 超声雾化加湿系统研究与设计 梁泽钦,邱红喜,杨明丰,严飞,王旺平 (武汉工业学院机械工程系,湖北武汉430023) 摘 要:提出了基于粗、精加水组合的加湿调质工艺方案,对超声雾化加湿系统进行了研究,并给出了设计参数及关键技术解决方案。关键词:超声雾化;加湿系统;设计中图分类号:TS 210.4 文献标识码:A 0 引言 现代粮食加工工艺过程中,通过对物料进行加湿处理以提高加工效率和成品质量已经成为重要的应用技术。如加压碾米和抛光中的着水调质、剥皮制粉新工艺中的二次加水润麦、油料预处理工段中的水分调节、饲料制粒工艺中的加湿处理等都与水分对处理对象的介入密切相关。加水调质的基本要求是:加水量准确、易控,水分均匀分散,水分粒度合适。传统的 加水方式有:自然滴液式、液压泵送式、机械离心式、气流雾化式等。这些方式都难以全面满足加湿工艺指标。本文提出的超声雾化着水方案能最大限度满足加工工艺要求。着水量易控制,着水均匀性好,雾滴分散性好,且不会造成水分凝聚。超声雾化着水的水珠径粒在微米数量级,故相应地增加了水)料间的接触面积,使其间的传质传湿效能大大增强,物料的有效浸润时间长。此外,与其他方法相比,超声雾化系统既无机械传动件,易于维护;又无复杂的辅助设备,运行费用低,功耗小 [1] 。 必须指出,超声雾化水分总量相对较低,在一些工况下达不到着水量的要求,为此,多数情况下应采用粗加水和精加水相结合的工艺组合,用相对简单的如风道式执行粗加水至预设量,然后用超声雾化系统来锁定最终所需水分。这样,有效结合了不同着水方案的优点,既保证量的需要,又实现了精度需求。 1 超声雾化原理及其相关应用 在超声波作用下,液体在气相中分散而形成微细雾滴的过程称为超声雾化 [2] 。超声效应分热效 应和非热效应。超声雾化是由超声波的非热作用效应而产生的,这种非热效应表现为机械效应和空化效应两种形式。机械效应是指超声波传播过程中引起的介质质点的微幅高频振动即质点的交替压缩和伸张,这种高频振动,虽然位移变化不大,但速度尤其是加速度的变化极大。空化效应是指在能量超声作用下,介质粒子获得约为其重力的104 倍的加速度交替周期波动能量,波动的压缩和伸张作用使介质泡核激活,撕裂出大量的空穴,这些小空穴瞬间生成、生长、崩溃,从而产生高达几千个大气压的瞬间压力。在较低声强作用下发生的稳态空化和在较高 声强下发生的瞬态空化都能够使水珠破裂成微小的粒子,而产生水雾。 关于雾化现象的解释归于两种理论,一种称为微激波理论,认为是超声振动在液面下产生空化作用引起的微激波导致了雾的形成。按照这种理论,空化泡闭合时产生很强的微激波,其强度达到一定值时引起雾化。另一种表面张力波理论认为是表面波的不稳定引起的表面张力波导致了雾的形成。表面张力波理论是基于液-气界面的不稳定性理论,在与表面张力波相垂直的力作用下,一旦振动面的振幅达到一定值,液滴即从波峰上飞出而形成雾。
医用超声雾化器电路分析 工作原理 医用超声雾化器适用于治疗老慢支、支气管扩张、哮喘、咽喉炎、鼻炎、肺部感染等各种呼吸道疾病及家庭保健。 超声雾化器由雾化器外壳、底座、电源变压器、风扇电机（风机）、电路板、换能片（晶片）、储药罐（药杯）、塑料螺纹管、口含管等组成。其外壳多数是用塑料制成，在雾化出口设有风量调节，面板有定时器、电源开关、雾量调节旋钮以及电源和输出指示灯等。 工作原理 雾化器是通过换能器（压电晶片，简称晶片）耦合产生高频振荡，并由晶片产生1.7MHz 超声波。超生波振荡输出电路大部分采用单管式输出，有的采用双管式输出。 超声波以水为介质，通过水槽底下的谐振发射窗使药杯里的水溶性药物。雾化成微细的雾粒（0.5～10μm）。使药物液体由液态转化为气态，产生雾化效果，送风机将药雾通过波纹管输送给患者吸入治疗。 该雾化器具有治疗时间控制（0～60分钟），雾量人工调节，还增设了晶片保护装置，即在水槽水位过低时，能瞬间切断电源。消耗功率不大于60W。 1、JWC-2彩云牌超声波雾化器（电路如图1所示）。 接通电源，启动定时开关DS，风机M启动旋转。市电220V经变压器B降压至48V，通过桥式整流和滤波后给整个电路供电，电源指示灯即发光二极管D1亮，当水槽内的水达到水位线时（K闭合），振荡电路工作。雾量调节由电位器W1控制，当雾化输出正常时输出指示灯即发光二极管D2亮。在搌荡电路里一般都设有水位限制感应开关，以防止无水或水少导致过热，而烧坏晶片。 水位控制开关K由带磁环浮子和干簧管组成，通过水槽中浮子的移动，控制干簧管的吸合。在加雾化器水槽中加入一定的水后，带动浮子上升，水位控制开关K闭合。由晶片JR、电容C3、C4、C5和三极管BG1构成电容三点式超声波振荡电路。晶片JR是一高频陶瓷压电振子，是电路中的自激元件，又是电路负载。C1、C2、C6为滤波电容。调节W1的阻值可改变BG1的基极电压，基极电压上升，振幅度加大，雾量增大；反之，基极电压减小，雾量减小。D3为续流二极管，用于保护三极管BG1，防止断电时产生反向电势击穿BG1。 2、CWS-D型超声雾化器（电路如图2所示）。 其中水位控制开关是由三极管BG2、BG3等组成电子开关。当水槽加入一定水量时冰与A点接触），A、B点之间电阻R水阻值较小。使三极管BG3、BG2导通。使发光二极管D7水位灯亮：三极管BGl起振。调节Wl可以改变雾量的大小。 当水位下降一定程度时f水位脱离A点）A、B点之间电阻R水阻值增大，使三极管BG3、BG2截止，发光二极管D7ZK位灯熄灭；BGl停振。 3.402l型超声雾化器（电路如图3所示）。 该电路增设了电源开关K。并且送风采用电子调速控制的直流电机，该机没有设置雾量调节电位器，它是利用调速控制电机转速。间接控制了雾量的大小，其原理：电源变压器降压10V经二极簧V5~V8整流、电容C8滤波后作为供电电源。调节电位器W可改变三极管V13基极的电位，以调节电机转速。
超声雾化器设计及实验研究 3.1 引言 超声雾化器的主要作用是将供液装置提供的雾化液雾化，以满足各种不同的应用。常见的雾化方式有喷嘴机械雾化和压电超声雾化两种。传统的机械式雾化方法分为压力喷射式雾化和转杯高速旋转雾化。压力喷射式雾化是雾化液在雾化器压力作用下具备一定动能，在高速旋转中喷出喷孔，在离心力、喷孔反作用力等力作用下，克服雾化液的表面张力和粘性力，碎裂成雾粒；转杯高速旋转雾化是雾化液以细流经管道进入安装在空心轴上的雾化转杯内，在高速旋转雾化杯的离心力作用下，紧贴在雾化杯壁面，形成的液膜随着转杯高速旋转，并不断向杯口移动直至甩出裂解成细小的成曲线运动的雾粒。压电超声雾化有低频大功率超声雾化和高频微细雾化。解释超声雾化机理的理论主要有表面张力波理论和微激波理论。高频超声微细雾化在空气雾化加湿、超声雾化美容、药剂雾化吸入治疗等领域应用广泛。低频大功率超声雾化主要应用在生物与农业工程中、设施农业植物盆栽培养方面，应用范围仍在不断扩展。 低频大功率超声雾化不仅具有汽雾分布均匀，汽雾粒径小，雾化液速度低等高频超声雾化器的优点，而且雾化量较大，雾粒初速度高等机械压力喷嘴的优点，比较适合精密超精密磨削的冷却应用。低频超声雾化器的动力由夹心式大功率压电超声换能器提供，其设计基于声波在弹性介质中的一维传播理论及相关设计理论并结合有限元分析，确定超声雾化器的结构参数。根据纳米汽雾聚焦超声冷却系统的要求，超声雾化器采用了二次雾化技术，以进一步细化雾粒。 超声雾化器的雾化性能试验主要包括最大汽雾流量，汽雾粒径等。汽雾的雾粒粒径之间是不同的，一般用雾粒的平均粒径来表示，设想一个液滴尺寸完全均匀一致的喷雾场以代替实际不均匀的喷雾场，这个假想的均匀喷雾场的液滴直径称为平均直径[55]。几种不同的平均粒径表示方法应用领域如表3-1所示。 表3-1 平均粒径表示方法应用领域 平均粒 径类型 长度表面积体积索特粒径 公式 max min max min 10 D D D D DdN D dN = ? ? max min max min 1/2 2 20 D D D D D dN D dN ?? ? = ? ? ?? ? ? max min max min 1/3 3 30 D D D D D dN D dN ?? ? = ? ? ?? ? ? max min max min 3 32 2 D D D D D dN D D dN = ? ?
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910263401.9 (22)申请日 2019.04.02 (71)申请人 安徽汉诺医疗科技有限公司 地址 232000 安徽省淮南市田家庵区安成 经济开发区2号标准化厂房（西）3层 (72)发明人 段鹏 (74)专利代理机构 北京联瑞联丰知识产权代理 事务所(普通合伙) 11411 代理人 苏友娟 (51)Int.Cl. A61M 11/00(2006.01) (54)发明名称 一种医疗用的离子雾化机 (57)摘要 本发明公开了一种医疗用的离子雾化机，包 括雾化箱、加热室、超声波雾化器和离子发生器， 所述雾化箱和加热室通过连通管相连通，所述加 热室的内部安装有加热管，所述加热管上电性连 接有温度控制器，所述超声波雾化器和离子发生 器安装于雾化箱的内部，所述雾化箱的一侧连通 有进水管，所述进水管上安装有电磁阀，所述电 磁阀上电性连接有液位传感器，所述液位传感器 安装于雾化箱的内部，所述雾化箱的一侧安装有 风扇。在雾化箱中安装超声波雾化器和离子发生 器，通过超声波雾化器将雾化箱中的水进行雾化 与离子发生器发出的负离子融合，通过风扇将雾 气吹入到加热室中，通过出汽管排出，结构简单， 操作方便，噪音小， 适合在医院使用。权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 110013587 A 2019.07.16 C N 110013587 A
权 利 要 求 书1/1页CN 110013587 A 1.一种医疗用的离子雾化机，包括雾化箱、加热室、超声波雾化器和离子发生器，其特征在于：所述雾化箱和加热室通过连通管相连通，所述加热室的内部安装有加热管，所述加热管上电性连接有温度控制器，所述超声波雾化器和离子发生器安装于雾化箱的内部，所述雾化箱的一侧连通有进水管，所述进水管上安装有电磁阀，所述电磁阀上电性连接有液位传感器，所述液位传感器安装于雾化箱的内部，所述雾化箱的内部安装有固定板，所述固定板的一侧安装有缸体，所述缸体的内部活动插接有联动杆，所述联动杆上固定连接有限位板，所述限位板的顶部设有弹簧，所述弹簧套接于联动杆的外部，所述联动杆的下端固定连接有夹板，所述夹板活动连接于超声波雾化器的顶部，所述雾化箱的一侧安装有风扇。 2.根据权利要求1所述的一种医疗用的离子雾化机，其特征在于：所述雾化箱上销接有箱盖，所述箱盖和雾化箱上安装有相匹配搭扣锁，所述箱盖的内侧安装有密封垫。 3.根据权利要求1所述的一种医疗用的离子雾化机，其特征在于：所述风扇的外部安装有风扇盒，所述风扇盒的一侧开设有进风口，所述进风口中安装有呼吸纸。 4.根据权利要求1所述的一种医疗用的离子雾化机，其特征在于：所述出汽管上安装有喷汽头。 5.根据权利要求1所述的一种医疗用的离子雾化机，其特征在于：所述联动杆的上端安装有拉环。 6.根据权利要求1所述的一种医疗用的离子雾化机，其特征在于：所述雾化箱的底部安装有橡胶垫，所述橡胶垫的底部设有防滑纹。 2
介绍一种多用途的超声波雾化器。该雾化器具有以下特点：分体式，即超声雾化头与电源和电路部分完全分离；便携式，体积小、即插即用、设有自保功能；高可靠，可全天候工作；雾化量大，与别墅的山水盆景配套可发生云雾缭绕的动感；特别适合过分干燥的环境对空气加湿，以利人的呼吸；在水中加入适量的某种溶剂，给被污染的居住环境消毒，以预防疾病(如把生活用醋定时雾化，可预防流感)；雾化器(成品)售价低、性价比高，欲自制雾化器，仅器材和工时费也难敌上述的性价比。 一、电路工作原理 该雾化器电路如图1所示，电源经变压器B（AC220V／30W）降压(36V)送D1-D4整流和C5、C6滤波后给电路提供工作电压。雾化器工作电路由振荡器、换能器和水位控制电路等组成。 1．振荡器和换能器，电路中的振荡器是一种由高频压电陶瓷片TD(超声换能器)组成的工作振荡器，其振荡频率为1.65MHz(决定于选定的TD)。晶体三极管BG1和电容器C1、C2等构成电容三点式振荡器电路。C1和电感L1等效并联的谐振频率比工作频率低，其作用是决定工作振荡器的振荡幅度；C2和电感L2等效串联的谐振频率比工作频率高，其作用是决定工作振荡器的反馈量，以保证振荡器起振和维持电路的可靠振荡。压电陶瓷片TD具有很大的等效电感，它除决定电路的工作频率外，同时又是雾化器的工作负载。若更换压电陶瓷片TD，无需调整电路其他参数，其振荡器频率也能自动跟踪新的压电陶瓷片的频率而工作。 2．水位控制和偏置电路电路中的超声换能器TD(又称雾化头)和其上安装的两根水位控制触针，他们是浸没在浅水水溶液中工作的。若长期雾化，一旦液面降低而使雾化头的水位控制触针露出水面时，振荡器会自动停止工作，这也避免了雾化头因发热而损坏。 图1电路中的BG2、BG3管、触针A、B以及相关的电阻，共同组成水位控制电路。电路工作时，电源通过触针A、B和水溶液给BG3的射极提供电源。BG3管导通工作。BG2
超声雾化器原理与常见故障分析检修实例（可供超声波加湿器的检修参考） 随着医疗科技迅速发展，人们生活水平的提高，对生存质量特别重视，超声雾化器（简称雾化器①）也进入千家万户。下面将常见雾化器原理与检修实例提供给同行参考。 雾化器结构比较简单，它是由雾化器外壳、底座、电源变压器、风扇电机（风机）、电路板、换能片（晶片）、储药罐（药杯）、塑料螺纹管、口含管等组成。其外壳多数是用塑料制成，在雾化出口设有风量调节，面板有定时器、电源开关、雾量调节旋钮以及电源和输出指示灯等（雾化器外形见图1）。 一、工作原理 雾化器它是通过换能器（压电晶片，简称晶片）耦合产生高频振荡，并由晶片产生超声波1.7MHz。在振荡电路中大部分采用单管式输出，有的采用双管式输出，超声波以水为介质，通过水槽底下的谐振发射窗使药
杯里的水溶性药物，雾化成微细的雾粒（0. 5-10μm）。使药物液体由液态转化为气态，产生雾化效果，送风机将药雾通过波纹管输运到患者作为吸入治疗。该雾化器具有治疗时间控制（0-60分钟），雾量人工调节，还增设了晶片保护装置，即在水槽水位过低时，能瞬间切断电源。消耗功率不大于60 W。 以JWC-2彩云牌超声波雾化器为例（图2）： 接通电源，启动定时开关DS，风机M启动旋转。市电220V经变压器B降压至48V，通过桥式整流和滤波供给整个电路，电源指示灯即发光二极管D1亮，当水槽内的水达到水位线时（K闭合），振荡电路工作。雾量调节由电位器W1控制，当雾化输出正常时输出指示灯即发光二极管D2亮。在振荡电路里一般都设有水位限制感应开关，以防止无水或水少过热工作，而烧坏晶片。 水位控制开关K由带磁环浮子和干簧管组成，通过水槽中浮子的移动，控制干簧管的吸合。在加雾化器水槽中加入一定的水后，
超声波微型雾化器电路图 该雾化器具有以下特点：分体式，即超声雾化头与电源和电路部分完全分离；便携式，体积小、即插即用、设有自保功能；高可靠，可全天候工作；雾化量大，与别墅的山水盆景配套可发生云雾缭绕的动感；特别适合过分干燥的环境对空气加湿，以利人的呼吸；在水中加入适量的某种溶剂，给被污染的居住环境消毒，以预防疾病(如把生活用醋定时雾化，可预防流感)；雾化器(成品)售价低、性价比高，欲自制雾化器，仅器材和工时费也难敌上述的性价比。 超声波微型雾化器电路 一、电路工作原理： 该雾化器电路如图1所示，电源经变压器B（AC220V／30W）降压(36V)送D1-D4整流和C5、C6滤波后给电路提供工作电压。雾化器工作电路由振荡器、换能器和水位控制
电路等组成。 1、振荡器和换能器，电路中的振荡器是一种由高频压电陶瓷片TD(超声换能器)组成的工作振荡器，其振荡频率为1.65MHz(决定于选定的TD)。晶体三极管BG1和电容器C1、C2等构成电容三点式振荡器电路。C1和电感L1等效并联的谐振频率比工作频率低，其作用是决定工作振荡器的振荡幅度；C2和电感L2等效串联的谐振频率比工作频率高，其作用是决定工作振荡器的反馈量，以保证振荡器起振和维持电路的可靠振荡。压电陶瓷片TD 具有很大的等效电感，它除决定电路的工作频率外，同时又是雾化器的工作负载。若更换压电陶瓷片TD，无需调整电路其他参数，其振荡器频率也能自动跟踪新的压电陶瓷片的频率而工作。 2、水位控制和偏置电路电路中的超声换能器TD(又称雾化头)和其上安装的两根水位控制触针，他们是浸没在浅水水溶液中工作的。若长期雾化，一旦液面降低而使雾化头的水位控制触针露出水面时，振荡器会自动停止工作，这也避免了雾化头因发热而损坏。 图1电路中的BG2、BG3管、触针A、B以及相关的电阻，共同组成水位控制电路。电路工作时，电源通过触针A、B和水溶液给BG3的射极提供电源。BG3管导通工作。BG2管起开关作用。当BG3工作时，BG2管也导通，电源通过BG3、BG2、R3、L3向BG1 管提供偏置电流，使BG1管振荡工作。一旦液面降低、控制触针露出水面，电源到BG3 管的通路被切断，BG3管截止，BG2开关也断开，此时BG1因无偏置电流而迅速停止振荡。调整电阻R3的阻值，可以直接改变BG1管的偏置电流，所以振荡器的调试十分简单和方便。电路中的D7是BG1管be结的保护二极管。 二、超声雾化器结构和使用方法： 1、雾化器结构，该雾化器外形如图2所示。雾化头外壳是铜质材料的铸件，铜壳表面镀铬抛光，其外形尺寸为442mm×l5mm，铜壳内封装有换能器(镍或钛高频压电片)和功率管BG1，换能器紧贴BG1管以利工作时在溶液中散热。铸件铜壳是可拆卸的，只需旋转壳面上的定位口，即可更换压电片。此外两根水位控制触针紧固在铜壳内，并按一定距离排列再垂直伸出壳外一定高度，以便控制被雾化溶液的最低水位。 雾化器电源和工作电路都单独装在一个工程塑料壳内，当该装置的输入插入电源后，输
物理与电子工程学院 《单片机》 课程设计报告书 设计题目：超声波雾化器设计 专业：自动化 班级： 14接本 学生姓名:郑磊 学号: 20140343110 指导教师：王承林 2014年11 月16 日
物理与电子工程学院XXXX级本科课程设计 物理与电子工程学院课程设计任务书 专业：自动化班级： 2014接本
摘要 提出一种基于单片机的超声波雾化器的智能控制系统。该系统选用AT89S52为控制器，其中超声渡雾化器为系统核心器件，可实现室内空气迅速升温、增湿，净化空气。实际运行情况表明，该系统具有温湿度实时显示及设定功能、无需人工干预温湿度自动调节，能实现自动进水、排水等众多功能。系统控制简便快捷，抗干扰能力强，具有十分广阔的市场前景。 关键词：超声波雾化器；单片机；智能控制
目录 1. 引言 (2) 2. 课程设计的目的 (3) 3 .分类和用途 (3) 4.相关文献和书目 (3) 5. 相关工具和软件的准备 (3) 6 .说明 (4) 7. 注意事项 (4) 8. 特别提醒 (4) 9 .单片机的选用 (5) 10.系统结构及工作原理 (5) 11.硬件电路设计 (6) 12 .软件设计 (7) 13. 运行情况 (8) 14. 结语 (9) 15.总结 (9) 16 .附录 (10)
引言 冬天来临，如何营造一个舒适温暖的洗浴环境成了人们普遍关注的问题；在某些气候干燥的地区，保持室内湿度也是一个大问题。目前，市场上也有很多种类的加温加湿产品，但是这些产品在不同程度上存在着一些不足：(1)相对北方而言，南方无集中供暖设备，进入浴室洗浴之前人们普遍使用的如浴霸、壁挂式热吹风机等产品，而使用浴霸加热，并不能从根本上提高室内空气环境的温度。并且该产品存在辐射，光线太强等缺点，长期处于该环境下，容易引起头晕目眩、失眠、食欲不振等现象。(2)根据调查，空气干燥，空气中悬浮物、粉尘过多易于病菌的迅速传播，处于这种环境中，人们易感冒、皮肤过敏，肌体免疫力下降，同时体内水分也加速流失，皮肤显得很干燥。目前市面上的产品多为单纯的加湿器，不能同时解决加温加湿问题。基于此，采用超声波加湿器处理热水将会是一个有效的办法，由于水的比热相当大而空气比热很小，用较少的水与空气进行热交换就可以使较多量多的空气升温，对调节气温起着巨大的作用。而且超声波加湿器加湿强度大，加湿均匀，加湿效率高，节能、省电。为此笔者设计了一种基于超声波雾化器的智能控制系统，该系统是在基于快速节能的前提下，实现室内环境快速加温加湿，且具有保温保湿的作用
多用途超声波微型雾化器 来源:《电子报》|成都作者:新力 笔者介绍一种多用途的超声波雾化器。该雾化器具有以下特点：分体式，即超声雾化头与电源和电路部分完全分离；便携式，体积小、即插即用、设有自保功能；高可靠，可全天候工作；雾化量大，与别墅的山水盆景配套可发生云雾缭绕的动感；特别适合过分干燥的环境对空气加湿，以利人的呼吸；在水中加入适量的某种溶剂，给被污染的居住环境消毒，以预防疾病(如把生活用醋定时雾化，可预防流感)；雾化器(成品)售价低、性价比高，欲自制雾化器，仅器材和工时费也难敌上述的性价比。 一、电路工作原理 该雾化器电路如图1所示，电源经变压器B（AC220V／30W）降压(36V)送D1-D4整流和C5、C6滤波后给电路提供工作电压。雾化器工作电路由振荡器、换能器和水位控制电路等组成。 1．振荡器和换能器，电路中的振荡器是一种由高频压电陶瓷片TD(超声换能器)组成的工作振荡器，其振荡频率为1.65MHz(决定于选定的TD)。晶体三极管BG1和电容器C1、C2等构成电容三点式振荡器电路。C1和电感L1等效并联的谐振频率比工作频率低，其作用是决定工作振荡器的振荡幅度；C2和电感L2等效串联的谐振频率比工作频率高，其作用是决定工作振荡器的反馈量，以保证振荡器起振和维持电路的可靠振荡。压电陶瓷片TD具有很大的等效电感，它除决定电路的工作频率外，同时又是雾化器的工作负载。若更换压电陶瓷片TD，无需调整电路其他参数，其振荡器频率也能自动跟踪新的压电陶瓷片的频率而工作。 2．水位控制和偏置电路电路中的超声换能器TD(又称雾化头)和其上安装的两根
水位控制触针，他们是浸没在浅水水溶液中工作的。若长期雾化，一旦液面降低而使雾化头的水位控制触针露出水面时，振荡器会自动停止工作，这也避免了雾化头因发热而损坏。 图1电路中的BG2、BG3管、触针A、B以及相关的电阻，共同组成水位控制电路。电路工作时，电源通过触针A、B和水溶液给BG3的射极提供电源。BG3管导通工作。BG2管起开关作用。当BG3工作时，BG2管也导通，电源通过BG3、BG2、R3、L3向BG1管提供偏置电流，使BG1管振荡工作。一旦液面降低、控制触针露出水面，电源到BG3管的通路被切断，BG3管截止，BG2开关也断开，此时BG1因无偏置电流而迅速停止振荡。调整电阻R3的阻值，可以直接改变BG1管的偏置电流，所以振荡器的调试十分简单和方便。电路中的D7是BG1管be 结的保护二极管。 二、超声雾化器结构和使用方法 1．雾化器结构，该雾化器外形如图2所示。雾化头外壳是铜质材料的铸件，铜壳表面镀铬抛光，其外形尺寸为442mm×l5mm，铜壳内封装有换能器(镍或钛高频压电片)和功率管BG1，换能器紧贴BG1管以利工作时在溶液中散热。铸件铜壳是可拆卸的，只需旋转壳面上的定位口，即可更换压电片。此外两根水位控制触针紧固在铜壳内，并按一定距离排列再垂直伸出壳外一定高度，以便控制被雾化溶液的最低水位。 雾化器电源和工作电路都单独装在一个工程塑料壳内，当该装置的输入插入电源后，输出会通过导线给雾化头供电工作。据称该雾化器厂家，不仅提供雾化器成品，也提供全套散件出售。 2，使用方法，若将该雾化器用于室内加湿或消毒，可准备一个小塑料盆，盆内盛一定量的溶液，溶液量不宜太多(浅水为准)，仅比水位触针高出一定距离即可(溶液太深其雾化量相对减小)。再把雾化头平放、两根触针向上浸在溶液中，这时只需插上电源，溶液立刻开始雾化。若该雾化器用于盆景，可参照上述方法进行。