高压功率放大器在微孔压电超声雾化研究中的应用

时间：2022-11-10

高压功率放大器是什么：

高压功率放大器（又名：功率放大器、电压放大器等）是内部具有电压与功率放大电路、可将微弱的外部模拟信号（如信号发生器）进行放大、输出的放大器。

高压功率放大器实质是一个功率信号发生器，用于产生激励信号并向超声波换能器提供超声能量的一种装置，他产生的激励信号经过功率放大以后再通过匹配电路与换能器阻抗匹配，从而驱动换能器工作，即为超声波换能器提供驱动信号，驱动信号经过超声波换能器后转换成所需要的声场，将电信号变换为机械振动信号。

实验名称：

功率放大器在柠檬桉油驱蚊液微孔压电超声雾化效果研究的应用

实验目的：

针对柠檬桉油驱蚊液常用的手动压力雾化方式存在雾滴粒径大、不能连续自动喷雾等问题，提出采用微孔压电超声雾化方式将驱蚊液雾化成微米级雾滴，使其能在空气中长时间漂浮，以期更好的发挥柠檬桉油的驱蚊效果。

实验设备：

柠檬桉油驱蚊液、激光粒度分析仪、微孔压电超声雾化器、试验升降台、信号发生器、ATA-4014功率放大器、示波器、电子天平

实验过程：

信号发生器产生的电信号经功率放大器放大后，激励雾化振子产生超声振动，振动使微孔压电雾化片发生形变，使得与微孔接触的液体在惯性、表面张力和流体动力作用下从微孔板挤出。通过调节信号发生器的输出信号频率改变驱动电压频率，调节信号发生器的输出信号幅值和功率放大器的放大倍数均可改变驱动电压幅值。

实验结果：

1.雾化片孔径对雾化效果的影响

在雾化器驱动电压和额定工作频率不变的情况下下，雾化量随着雾化片孔径的增大而线性增大。

2.驱动电压对雾化效果的影响

3.驱动频率对雾化效果的影响

4.压力雾化与微孔压电超声雾化效果对比

实验结论：

试验结果表明，在相同的驱动电压、频率条件下，雾滴粒径、雾化量随雾化片微孔直径的增大而线性增大;当雾化片孔径相同时，改变驱动电压或频率，雾滴粒径和雾化量均会随着驱动电压或频率的增大呈现先增大后减小的趋势，即存在峰值。当孔径为13um，驱动频率为108kHz，驱动电压为90V时，雾滴粒径为15.13um，仅为手动雾化时的27.95%，雾化量为0.06g/min，可连续自动喷雾。研究结果可为柠檬桉油驱蚊液微孔压电超声雾化器设计提供参考。

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