换能器、换能器底座以及雾化器的制作方法

1.本实用新型涉及雾化器技术领域，特别是涉及一种换能器、换能器底座以及雾化器。


背景技术：

2.超声波雾化是液体雾化中一种十分常见的雾化方式，超声波雾化器由于其雾化速度快，清洁方便等优点，已经在医疗、汽车、家居等领域广泛应用环境湿度或环境气味的改善。超声波雾化器中的关键元件为压电陶瓷换能器(也称雾化片或超声振子)，换能器由振荡电路驱动，把电能转换为机械动能将液体打出液面形成雾化。
3.但是现有压电陶瓷换能器在工作中晶片极易发生破裂、极片易断、接线易脱焊等故障，这是行业中一直存在的通病。即使在正确的使用情况下，压电陶瓷换能器的使用寿命约3000小时，也需要经常更换。
4.目前，压电陶瓷换能器损坏后，需要拆开整个雾化器，更换不方便，费时、费力，更换效率低，甚至在压电陶瓷换能器出现损坏后，需要更换整个雾化器，造成浪费。


技术实现要素：

5.本实用新型的主要目的在于，提供一种换能器、换能器底座以及雾化器，所要解决的技术问题是现有换能器更换不方便，费时、费力、效率低。
6.本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种换能器，其包括：壳体、压电陶瓷片、密封件和电路板；所述压电陶瓷片、密封件和电路板容置于所述壳体内；
7.所述密封件，设置于所述压电陶瓷片的边缘，并接触所述壳体的内表面，将所述壳体内部分隔为互不连通的两个空间；
8.所述压电陶瓷片，与所述电路板电连接，用于产生振动；
9.所述壳体包括上盖和下盖；
10.所述上盖开设有上通孔，暴露出所述的压电陶瓷片；
11.所述的电路板的背面设有多个贴片电极；
12.所述下盖开设有下通孔，暴露出所述的贴片电极。
13.本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
14.优选的，前述的换能器，其中还包括：
15.湿度探头，连接于所述的贴片电极，所述湿度探头设置于所述压电陶瓷片和电路板之间，用于检测所述压电陶瓷片和电路板之间的环境湿度。
16.优选的，前述的换能器，其中所述的贴片电极包括：
17.第一电极、第二电极、第三电极和第四电极；
18.第一电极和第二电极连接于所述压电陶瓷片，用于向该压电陶瓷片供电；
19.所述的第三电极和第四电极连接于所述的湿度探头。
20.优选的，前述的换能器，其中还包括：
21.熔断体，设置于所述电路板上，所述的第四电极为接地电极，所述的熔断体连接于第四电极和第一电极上，用于防止过载。
22.优选的，前述的换能器，其中所述的第一电极、第二电极、第三电极和第四电极以所述电路板的中心为圆心同心设置。
23.优选的，前述的换能器，其中所述壳体的上盖和下盖通过螺纹、焊接或卡接的方式连接。
24.优选的，前述的换能器，其中所述壳体的下盖上设有弹性支撑件，用于向所述壳体提供支撑力。
25.本实用新型的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本实用新型提出的一种换能器底座，其包括：座体；
26.换能器驱动电路，设置于所述的座体内部；
27.所述的座体上开设有换能器安装槽，在所述的换能器安装槽的槽底面设有多个可伸缩的针状电极；
28.所述的针状电极连接于所述的换能器驱动电路，用于向任一项前述的换能器提供电力和/或驱动信号。
29.本实用新型的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本实用新型提出的一种雾化器，其包括：包括工作台、换能器和换能器底座；
30.所述的换能器为任一项前述的换能器；
31.所述的换能器底座为前述的换能器底座；
32.所述的换能器安装于所述的换能器底座的换能器安装槽内，所述的针状电极与所述的贴片电极一一接触，形成电性连接，用于所述的换能器从所述的换能器驱动电路接收电力和/或驱动信号；
33.所述的换能器底座固定安装于所述的工作台上，所述的换能器的上盖的上通孔朝向所述的工作台。
34.本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
35.优选的，前述的雾化器，其中还包括：
36.弹性件，设置于所述的换能器和换能器底座之间，用于向所述的换能器提供朝向所述的工作台的支撑力。
37.优选的，前述的雾化器，其中所述的换能器的上盖上或所述的换能器底座的上表面上设有第二密封件，用于密封所述的换能器与所述的换能器底座之间的缝隙；所述的第二密封件为硅橡胶o型圈。
38.借由上述技术方案，本实用新型提出的换能器、换能器底座以及雾化器至少具有下列优点：
39.本实用新型的换能器将压电陶瓷片、密封件和电路板容置于壳体内，使其成为一个整体，且密封件将壳体内部分隔为互不连通的两个空间；防止水进入内部后对电路板上的电子元件造成损坏,容易造成短路。本实用新型将换能器整合为一个整体，这种结构的设置，在压电陶瓷片出现损耗时，直接整体换装换能器，无需拆卸，更换方便，省时省力，实现快装和快卸。
40.进一步的，在壳体内封装和湿度探头和熔断体，在换能器内部进水导致压电陶瓷片因正负极短路而损坏时，湿度探头能够给出漏水报警信号，提示更换换能器，同时，换能器在工作时由于电压、电流的异常，可能导致电路损坏时，熔断体的作用是当电流超出设计工作电流的1.5倍时，熔断熔断体避免故障范围扩大。
41.本实用新型换能器的电路板上设有贴片电极，通过换能器底座的针状电极提供电力和/或驱动信号，不需要焊接电线，简化换能器的制作工艺，减少换能器的成本，并方便安装和拆卸。
42.本实用新型的雾化器包括工作台、换能器和换能器底座，这种结构的设计，换能器和换能器底座相互配合使用，但是又相对独立，在压电陶瓷片出现损耗时，只需要更换换能器，而不需要更换能器底座，更换方便，省时省力。
43.本实用新型的雾化器可以根据需要在工作台上安装若干换能器和换能器底座，各个换能器之间相互不影响，一个换能器出现故障，并不影响其它换能器工作，而且该雾化器安装和更换都比较方便，使用灵活。
44.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
45.图1示出了本实用新型一个实施方式的换能器的俯视立体结构示意图；
46.图2示出了图1的换能器的仰视立体结构示意图；
47.图3示出了图1的换能器的爆炸结构示意图；
48.图4示出了图1的换能器的剖面结构示意图；
49.图5示出了图1的换能器的电路板的结构示意图；
50.图6示出了本实用新型一个实施方式的换能器底座(带换能器)的俯视结构示意图；
51.图7示出了图6的换能器底座(带换能器)的仰视立体结构示意图；
52.图8示出了图6的换能器底座(带换能器)的爆炸结构示意图；
53.图9示出了本实用新型一个实施方式的雾化器的结构示意图；
54.图10示出了本实用新型一个实施方式的雾化器的密封结构示意图；
55.图11示出了本实用新型一个实施方式的雾化器的电路原理图。
具体实施方式
56.为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
57.如图1至图5所示，本实用新型的一个实施方式提出的一种换能器11，其包括：壳体111、压电陶瓷片112、密封件113和电路板114；所述压电陶瓷片112、密封件113和电路板114容置于所述壳体111内；所述密封件113，设置于所述压电陶瓷片112的边缘，并接触所述壳
体111的内表面，将所述壳体111内部分隔为互不连通的两个空间；所述压电陶瓷片112，与所述电路板114通过电线115电连接，用于产生振动；所述壳体具有上盖1111和下盖1112；所述上盖1111开设有上通孔，暴露出所述的压电陶瓷片112；所述的电路板114的背面设有多个贴片电极；所述下盖1112开设有下通孔，暴露出所述的贴片电极。
58.本实用新型的换能器被集成为一个整体，其中密封件套在压电陶瓷片的边缘，密封件起到密封的作用，并将壳体内部空间分隔为两个部分，使得外部的水不能进入换能器内部，以免损坏电路板。同时，将电路板牢固地固定在壳体内，使其不会因为压电陶瓷片的震动而发生移位，从而造成电路板损坏。
59.由于压电陶瓷片易耗损，需要定期更换。本实施方式将压电陶瓷片和电路板通过密封件密封在壳体内，将换能器集成为一个整体，以方便更换，有利于快装，实现了换能器的快装和快卸。因此，本实施方式中的换能器也叫快装头，可以随用随安装，并且可以根据需要随时更换，简单、方便、快速。
60.本实施方式中，压电陶瓷换能器也称为雾化片或超声振子。超声雾化器适用舞台喷雾、工业、医用和家用等需要制造气雾的场合应用，适合自来水、清水、山泉水、纯净水等清洁的水质，推荐适用纯净水，超声雾化器通过rs485进行组网控制，控制方式方便灵活。通过rs485总线进行开、关机控制和机器工作状态读取。
61.在一些实施方式中，所述换能器还包括湿度探头(图中未标出)，连接于所述的贴片电极，所述湿度探头设置于所述压电陶瓷片112和电路板114之间，用于检测所述压电陶瓷片112和电路板114之间的环境湿度。
62.在一些实施方式中，如图5所示，所述的贴片电极包括：
63.第一电极1141、第二电极1142、第三电极1143和第四电极1144；
64.第一电极1141和第二电极1142连接于所述压电陶瓷片112，用于向该压电陶瓷片112供电；
65.所述的第三电极1143和第四电极1144连接于所述的湿度探头。
66.在一些实施方式中，所述换能器还包括熔断体(图中未标出)，设置于所述电路板114上，所述的第四电极1144为接地电极，所述的熔断体连接于第四电极1144和第一电极1141上，用于防止过载。
67.在一些实施方式中，所述的第一电极1141、第二电极1142、第三电极1143和第四电极1144以所述电路板114的中心为圆心同心设置。本技术并不限制第一电极、第二电极、第三电极和第四电极的布置方式，在某些具体实施方式中，所述的第一电极1141为设在所述电路板114中心的实心圆，所述的第二电极1142、第三电极1143和第四电极1144为以所述电路板114的中心为圆心的环形条。
68.由于压电陶瓷片的寿命约几千个小时是易耗损器件，需要定期更换，为了更换方便，同时为了使用安全，将熔断体和湿度探头与压电陶瓷片用不锈钢壳封装在一起，便于更换。由于压电陶瓷片的损坏或换能器的安装问题可能会导致换能器进水，换能器进水会导致压电陶瓷片因正负极短路而损坏换能器，本实施方式在换能器内集成了湿度探头，当漏水检测电路检测到湿度探头s1湿度达到某一值时，表明换能器内进水，这时关闭振荡脉冲保护雾化电路，并给出漏水报警信号，提示更换换能器。换能器在工作时由于电压、电流的异常，可能损坏电路。熔断体的作用是当电流超出设计工作电流的1.5倍时，熔断熔断体避
免故障范围扩大。
69.本实施方式并不限定壳体的上盖和下盖的连接方式，只要能够提供一个封闭的容纳空间就可以。连接的方式包括但不限于螺纹连接、法兰连接、焊接、沟槽连接(卡箍连接)、卡套式连接、卡压连接、热熔连接、承插连接等。在一些优选实施方式中，所述壳体111的上盖1111和下盖1112通过螺纹、焊接或卡接的方式连接。
70.在一些实施方式中，所述壳体111的下盖1112上设有弹性支撑件(图中未画出)，用于向所述壳体111提供支撑力。
71.进一步的，所述弹性支撑件为橡胶弹簧或波形弹簧，弹性支撑件的厚度约为2
‑
10mm，且弹性支撑件的宽度不大于所述换能器的壳体的下盖的宽度。本实施方式将弹性支撑件固定在壳体的下盖上，在更换换能器时，能够同时更弹性支撑件，以防长时间使用使其失去弹性，而且弹性支撑件焊接在换能器上，更方便安装、拆卸和更换。
72.在一些实施方式中，所述壳体111的材质为不锈钢。
73.在一些实施方式中，所述密封件113为橡胶环。
74.如图6至图8所示，本实用新型的一个实施方式还提出的一种换能器底座1，其包括：座体12；
75.换能器驱动电路，设置于所述的座体12内部；
76.所述的座体12上开设有换能器安装槽121，在所述的换能器安装槽121的槽底面设有多个可伸缩的针状电极126；
77.所述的针状电极126连接于所述的换能器驱动电路，用于向前述的换能器11提供电力和/或驱动信号。
78.本实施方式中的换能器为前述结构的换能器，具体的结构请参见前面的描述，在此不再赘述。
79.本实施方式中，换能器与换能器底座之间采用电子探针压接，不用焊线便于快速更换，换能器底座上设有电源接口，换能器底座通过9芯插头与外部设备电连接。通过压接，换能器底座上的针状电极与换能器的电路板上的贴片电极接触，为所述换能器提供电力和/或驱动信号。
80.进一步的，所述换能器底座12上还设有若干贯穿上下的安装孔122，所述安装孔122位于所述换能器安装槽121的周围，并且其开孔方向与所述换能器安装槽121的开口方向一致。优选安装孔的数量为4个，用于安装。
81.更进一步的，在所述换能器底座12的侧面设置有防滑结构123，优选防滑纹或防滑条，方便拿取，不易掉落，以免造成损害。本实施方式并不限定防滑方式，只要能否起到防滑作用的结构都可以使用，因此，防滑结构并不影响其整体的使用性能，只为方便拿取和安装。
82.如图9至图10所示，本实用新型的一个实施方式还提出的一种雾化器，其包括：工作台2、换能器11和换能器底座12；
83.所述的换能器11为前述的换能器；具体的结构请参见前面的描述，在此不再赘述。
84.所述的换能器底座12为前述的换能器底座；具体的结构请参见前面的描述，在此不再赘述。
85.所述的换能器11安装于所述的换能器底座12的换能器安装槽121内，所述的针状
电极126与所述的贴片电极一一接触，形成电性连接，用于所述的换能器11从所述的换能器驱动电路接收电力和/或驱动信号；
86.所述的换能器底座12固定安装于所述的工作台2上，所述的换能器11的上盖1111的上通孔朝向所述的工作台2。
87.进一步的，所述的换能器11放置在所述换能器底座12的换能器安装槽121内，所述换能器底座12安装在所述工作台2上，所述工作台2上设有若干安装位；所述换能器底座12通过螺栓4安装在所述安装位的待安装平面上；优选换能器底座12的四个角上设有四个安装孔，分别用螺栓4旋紧，四个螺栓4应受力均匀，保证换能器的端面与待安装平面平行。本实施方式中，安装位的数量根据需要设计，优选设计2
‑
30个安装位，或者设计多个安装位，例如设计30
‑
40个安装位，由于安装位之间彼此独立，互不影响，因此，在使用时，只需选择所需的安装位安装换能器及其底座即可，而无需管其它的安装位。在一些优选实施方式中，可在工作台上安装水位感应器，当水位超过警戒线时，自动报警，防止烧毁雾化器。
88.在一些实施方式中，所述的雾化器还包括第二密封件3，所述第二密封件3位于所述雾化器底座12和所述工作台2的待安装平面之间，用于密封雾化器，实现完全密封，防止雾化器进水，所述电源5与所述雾化器通过电源接口电连接。
89.需要注意的是，第二密封件必须保证完全密封换能器和换能器底座之间的孔隙，如图10所示的阴影部分。使用时，在换能器与换能器底座相接处设置密封圈，防止漏水。
90.在一些实施方式中，所述第二密封件3完全覆盖所述换能器11与换能器底座12之间的缝隙，用于密封所述换能器11与换能器底座12之间的缝隙；所述第二密封件3为硅橡胶密封垫，厚度为1mm，或硅橡胶o型圈，外径30mm
×
线径2mm，通过开槽密封。
91.在一些优选实施方式中，所述的换能器11的上盖1111上或所述的换能器底座12的上表面上设有第二密封件3，用于密封所述的换能器11与所述的换能器底座12之间的缝隙；所述的第二密封件3为硅橡胶o型圈。
92.在一些实施方式中，所述的雾化器还包括弹性件13，设置于所述的换能器11和换能器底座12之间，用于向所述的换能器12提供朝向所述的工作台2的支撑力。
93.在一些实施方式中，所述弹性件的位于所述换能器安装槽的底面，所述弹性件的上端抵接所述换能器11的壳体的下盖，且所述弹性件的形状与所述壳体的下盖的形状相适配。
94.在一些优选实施方式中，所述的弹性件13固定于所述的换能器11的下盖1112上。
95.进一步的，所述弹性件为波形弹簧或弹簧垫片，更优优选环状波形弹簧片，所述弹性件的宽度不大于所述换能器的壳体的下盖的宽度。波形弹簧的宽度不能太宽，其外直径略小于容纳槽的直径，使其能够置于容纳槽内，但是还要保证波形弹簧不会覆盖换能器的电路板上的工作电路或容纳槽中的电子探针，以避免影响驱动设备上的电子探针与换能器的电路板上的工作电路接触。
96.本实施方式在换能器和换能器底座之间设置弹性件，是为了长时间使用时能更好的密封雾化器，防止换能器和换能器底座之间进水，造成电路损伤。本实施方式可通过焊接的方式将弹性件焊接在换能器的下盖的下表面上，在更换换能器时，能同时更换弹性件，以防长时间使用使其失去弹性，而且弹性件焊接在换能器上，更方便安装和更换。
97.本实施方式设置的弹性件具有弹性补偿和压力辅助功能，有利于更好的密封，当
使用时间较长时，第二密封件就会发生变形，使得密封性变差，而弹性件的设置使得第二密封件受压保持密封效果。
98.本实用新型的雾化器可以根据需要安装若干雾化器，各个雾化器之间相互不影响，一个雾化器出现故障，并不影响其它雾化器工作，而且该雾化器安装和更换都比较方便，使用灵活。
99.如图11所示，本实用新型一个实施方式还给出了雾化系统的电路原理图，图11中，u1为压电陶瓷片，f1为熔断体，s1为湿度探头，ici为稳压模块。
100.黑色粗框圈出的电路为换能器的电路板上的电路，其中s1为湿度探头对应的漏水检测电路、f1为熔断体对应的熔断电路(也称保护电路)，u1为压电陶瓷片对应的mos管推动电路，用于压电陶瓷片震动。同时电路板上的电路外接稳压电源vdd。电源vdd经过ic1稳压电路产生5v电源供雾化器ic2工作，雾化器ic2产生脉冲推动mos管的栅极，控制mos管的导通和关断，实现mos管的电流放大，推动压电陶瓷片在其谐振频率下工作，压电陶瓷片工作使水雾化。
101.由于压电陶瓷片u1寿命几千个小时是易耗损器件，需要定期更换，为了更换方便将压电陶瓷片u1、熔断体s1和湿度探头s1用不锈钢壳封装在一起便于更换。
102.由于压电陶瓷片u1的损坏或换能器安装问题可能导致换能器进水，换能器进水可以使压电陶瓷片的正负极短路损坏雾化器，本实施方式在换能器内集成了湿度探头s1，当换能器检测到湿度探头s1湿度达到某一值时，表明换能器内进水，这时关闭振荡脉冲保护雾化电路，并给出漏水报警信号，提示更换换能器。
103.雾化器在工作时由于电压、电流的异常，可能损坏雾化器电路。熔断体f1的作用是当电流超出设计工作电流的1.5倍时，熔断熔断体f1避免故障范围扩大。由于雾化器可能多个并联工作，如果没有设计熔断体f1，并联中的一个雾化器短路，导致供电电源过流、短路保护。其它的并联的雾化器都不能正常工作，严重影响雾化任务完成。
104.在实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“水平”、“垂直”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方法或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。
105.此外，在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
106.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
107.可以理解的是，上述装置中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。
108.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内
容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。