[发明专利]一种高斯复合形角的中频超声雾化喷头及其设计方法

摘要

本发明公开一种高斯复合形角的中频超声雾化喷头的设计方法及依据该方法设计的高斯复合形角的中频超声雾化喷头。所述的设计方法具体为：根据恒应变的特定要求，推导出相应的截面变化规律，设计超声雾化喷头变幅杆部分，然后设计和变幅杆匹配的换能器部分，最后得到应力分布均匀和高振幅的超声雾化喷头；本发明还公开一种高斯复合形角的中频超声雾化喷头，它是由换能器、高斯复合形角的变幅杆组成。其应力沿杆的轴向分布是均匀的，即没有极大值存在，所以随着变幅杆的形状因数的提高，在输出端得到较大的振幅。

主权项

1.一种高斯复合形角的中频超声雾化喷头的设计方法，其特征在于，设计方法按下列步骤进行：根据要求设定超声雾化喷头的变幅杆长度L和谐振频率F，然后根据高斯复合形角变幅杆的振动形式，即要求应力沿杆的轴向分布是均匀的，得到波动方程： 式中：S是变幅杆的横截面积，k是变幅杆材料对应的波数，其中k=ω/c，ω是变幅杆的固有频率，c是变幅杆材料的纵波速度。 在x=0处令S=S₀（变幅杆大端的横截面积），则变幅杆的截面变化规律： 当变幅杆是圆形截面时，其直径的变化规律： 在高振幅的一端用四分之一波长的高斯型变幅杆；在低振幅端可以采用四分之一波长的圆柱形变幅杆，两者组合成复合高斯形曲线变幅杆。当低振幅端采用圆柱形，则圆柱形长度L₁: 。