本實用新型屬于電子煙技術領域，具體地說，涉及一種儲油式聲表面波霧化器。

背景技術：

迄今為止，電加熱方式仍然是市售電子煙加熱霧化煙油的主要方式，其中，霧化器作為電子煙的核心部件，基本上由儲油元件、導油元件和電熱元件組成。儲油元件中的煙油通過導油件輸送至電熱元件上，通電抽吸時，電熱元件的高溫使其上的煙油蒸發霧化，形成的霧化蒸汽隨載氣(空氣)一起被抽吸者吸入。

煙油在電熱元件上經歷了高溫加熱的過程，在抽吸時，電熱元件的高溫不僅可能導致煙油中所含的一些致香成分在高溫下發生分解變質，造成抽吸異味或香氣變化，從而直接影響抽吸品質；還可能導致制造電熱元件和導油元件的材料發生裂解、脫落、碳化或溶出，使得抽吸感官品質下降并存在潛在的健康隱患。

現有電子煙霧化技術除了主流的電熱霧化外，超聲波霧化也是一大趨勢。最新的電子煙超聲波霧化技術主要包括兩類：一類仍需采用發熱元件先加熱煙油，然后再用超聲霧化裝置霧化加熱后的煙油(如《超聲波振動式電子煙霧化裝置及電子煙》CN201610007620.7，《一種電子煙霧化器及電子煙》CN201510423239.4)；另一類是采用包括壓電陶瓷層和用于驅動其振動的導電體構成的霧化片超聲霧化煙油，該技術不需發熱元件，所用霧化片的壓電陶瓷層的上下表面分別需要設置兩個與之接觸的導電層，另外還需要多孔導油結構(《一種超聲波霧化器及電子煙》CN201610160216.3)。超聲波霧化器往往體積較大，使得電子煙難以小型化。

因此，人們希望開發除了電加熱霧化和超聲波霧化之外的新型霧化方式，且對應的霧化設備最好能夠小型化。

技術實現要素：

本實用新型提供一種聲表面波霧化器，該霧化屬于非電熱霧化，無需電熱元件和/或導油元件，克服了傳統電加熱霧化帶來的感官品質不佳或不穩定、存在健康隱患等缺陷，結構簡單，可以采用直接滴油式霧化，也可與儲油件集成。

滴油式霧化器包括底座1、霧化倉2和吸嘴3。其中，底座1開設進氣孔4和主機連接頭5。所述進氣孔4與霧化倉內部貫通。所述連接頭5與主機電連接。所述霧化倉2包括聲表面波霧化芯片6和固定槽。霧化倉一端與底座連接，另一端與吸嘴連接。所述霧化倉內部低端開有固定槽，用于將聲表面波霧化芯片固定在霧化倉中。所述聲表面波霧化芯片6包括壓電基片6-1、叉指換能器6-2和吸聲材料6-3。其中，用于所述壓電基片材料可為壓電單晶、壓電薄膜和壓電陶瓷，比如石英、鈮酸鋰。優選Y切X 128.68°方向的鈮酸鋰(LiNbO₃)壓電基片。壓電基片經表面拋光后，在其上濺鍍沉積一層金屬(如鋁)膜，通過光刻工藝制成具有能量轉換功能的交叉指形金屬電極(叉指換能器6-2)。叉指換能器6-2通過設在壓電基片外側的引線腳7與主機實現電連接。吸聲材料6-3設置在壓電基片兩端的端面上，是為了抑制聲表面波在兩個端面間來回反射。

主機中包含用于驅動叉指換能器6-2工作的信號發生裝置8。所述主機信號發生裝置8包括信號發生器8-1和功率放大器8-2，信號發生器對聲表面波霧化芯片施加交流信號，而功率放大器則將信號放大，施加的信號頻率設定為器件的工作頻率，在經過放大后加載到叉指換能器6-2上，用以激發聲表面波。聲表面波攜帶的能量會以漏聲表面波的模式向液體傳遞能量并產生形變，從而對液體的自由表面產生強烈的擾動，當液體表面自身的表面張力不足以保持其幾何形態的穩定時，霧化便開始發生。

與現有超聲波霧化技術相比，本實用新型的優勢：

聲表面波是一種只能在固體表面傳播的彈性聲波，其能量大部分集中在表面以下深度約為幾個波長范圍內。聲表面波霧化是通過衍射進入液體的聲能產生的聲流對液體表面產生的表面張力波的擾動引起的，而超聲波霧化現象是由壓電基片的往復活塞運動產生的擾動產生的。聲表面波霧化器的操作頻率通常為10-500MHz，比傳統超聲波霧化器(20kHz-3MHz)高一個數量級。因此，聲表面波霧化器的尺寸更小，結構更緊湊也更加便攜。

作為一種高頻聲波霧化方法，具有比超聲波霧化技術更高的頻率，可以實現煙油霧化氣溶膠的單分散性與連續穩定性。同時，高頻率便于粘度較大的煙油的霧化。

體聲波能量在整個裝置基片中傳播，而聲表面波把其多數能量限定在壓電基片的表面，需要功率比體聲波低。

聲表面波是沿壓電基底淺表層傳播的一種機械波，具有能量集中的優點。容易與集成電路、微裝置、感應和微流控技術結合，便于小型化，集成化。

聲表面波裝置中使用的聲波功率強度和頻率和用于孕期健康檢查的范圍相似，安全性高。

與現有電加熱霧化技術相比，本實用新型的優勢：

消除了因使用高溫電熱元件引起的煙油化學成分變化、干燒等導致的感官品質變化和健康風險等缺陷。

滴油式裝置結構簡單，具有微流控裝置的儲油式裝置通過對微通道的設計可以定量控制煙油霧化量，從而保證感官一致性及改善用戶體驗。

具有導油芯的儲油式裝置相比具有微流控裝置的儲油式裝置，結構更為簡單，制造成本更低，紙質導油芯安全環保，可拆卸式設計大大方便了霧化倉和聲表面波霧化芯片的清洗。

附圖說明：

圖1為本實用新型滴油式聲表面波霧化器外觀圖。

圖2為本實用新型滴油式聲表面波霧化芯片結構示意圖。

圖3為本實用新型具有微流控裝置的儲油式聲表面波霧化芯片結構示意圖。

圖4為本實用新型具有導油芯的儲油式聲表面波霧化器剖面圖。

圖5為本實用新型具有導油芯的儲油式聲表面波霧化芯片示意圖。

附圖標記為：1：底座；2：霧化倉；3：吸嘴；4：進氣孔；5：主機連接頭；6：聲表面波霧化芯片；6-1：壓電基片；6-2：叉指換能器；6-3：吸聲材料；6-4：微通道；7：引線腳；8：主機信號發生裝置；8-1：信號發生器；8-2：功率放大器；9：煙油液滴；10：儲油倉；10-1：儲油倉端蓋；101：煙油入口端；102：煙油出口端；103：毛細管；104：導油芯。

具體實施方式

本實用新型滴油式霧化器的使用方法：

組裝底座1、霧化倉2和主機，將煙油滴加在聲表面波霧化芯片6上，裝上吸嘴3。啟動主機電源，信號發生裝置8工作，叉指換能器6-2獲得交流電信號而被激勵，壓電基片6-1表面振動，通過逆壓電效應在基片內激發相應的彈性聲場，將電信號轉變為聲信號，形成與外加信號同頻率并沿基片表面傳播的聲表面波，聲表面波沿壓電基片表面傳播，當遇到位于聲表面波傳播路徑上的煙油液滴9時，液滴發生霧化形成氣溶膠并被從霧化器底座進氣孔4進入的空氣帶入吸嘴端而被吸入。如圖1和圖2所示。

本實用新型具有微流控裝置的儲油式霧化器使用方法：

儲油式霧化器包括底座、霧化倉、儲油倉和吸嘴。其中，底座與所述滴油式霧化器相同。霧化倉包括聲表面波霧化芯片和固定槽，霧化倉一端與底座連接，另一端與儲油倉連接。所述霧化倉內部低端開有固定槽，用于將聲表面波霧化芯片固定在霧化倉中。所述聲表面波霧化芯片6包括壓電基片6-1、叉指換能器6-2、吸聲材料6-3和煙油微通道6-4。其中，煙油微通道6-4采用微加工技術在聚二甲基硅氧烷(PDMS)上制造，PDMS微通道中煙油輸送方向與壓電基片上的叉指換能器產生的聲表面波傳播方向相互垂直。微通道上表面固定在儲油倉底部并通過煙油入口端101與儲油倉連接，微通道下表面固定在壓電基片上并設有煙油出口端102。儲油倉中的煙油可采用不同的驅動方式通過微通道入口端經微通道輸送至出口端，而且儲油倉與微通道入口端可設計各種微泵或微閥并通過主機控制系統控制儲油倉與微通道之間的連通和關斷。上述煙油微通道和與儲油倉連接的微泵或微閥等共同構成了微流控裝置。壓電基片上除微通道外的其他部件的結構、布置及制造方法與所述滴油式霧化器聲表面波霧化芯片相同。

連接霧化器底座與主機，連接霧化倉與儲油倉，向儲油倉中加注煙油，蓋上吸嘴。啟動主機電源，主機控制系統和信號發生裝置工作，控制系統控制儲油倉中的煙油通過微通道煙油入口端101經微通道6-4輸送至煙油出口端102后滴在壓電基片表面，信號發生裝置8則觸發沿壓電基片表面傳播的聲表面波，當聲表面波遇到位于其傳播路徑上的煙油液滴9時，液滴發生霧化形成氣溶膠并被從霧化器底座進氣孔進入的空氣帶入吸嘴端而被吸入。如圖1和圖3所示。

本實用新型具有導油芯的儲油式霧化器使用方法：

儲油式霧化器包括底座1、霧化倉2、儲油倉10和吸嘴端3。霧化倉2與底座1之間設有固定槽11用于固定聲表面波霧化芯片6。底座側壁設有空氣進氣孔4并與霧化倉內部連通。儲油倉10上部近吸嘴端設有端蓋10-1可以打開注油。儲油倉10的一側腔壁上開有小孔及與之連通并固設在倉壁上的中空毛細管103。儲油倉10與霧化倉2的位置關系不同于常見電子煙霧化器沿徑向的并排布置，而是沿軸向的并排布置。所述毛細管103與聲表面波霧化芯片6的壓電基片6-1表面緊密貼合。所述毛細管103中嵌入導油芯104，且該導油芯一端延伸至儲油倉腔體內，另一端延伸至毛細管端部外并與壓電基片6-1表面接觸。所述霧化倉2為一側敞開的C型結構，其敞開端正好能與儲油倉10的一側外壁緊密結合。霧化倉2與底座1固定連接。所述儲油倉10與霧化倉2之間為可拆卸式結構，便于更換導油芯104和清洗霧化倉2及聲表面波霧化芯片6。所述儲油倉10和霧化倉2均可采用透明材質制成，以便實時觀察煙油消耗及煙油霧化情況。所述導油芯104可采用纖維素聚酯紙過濾芯，也可采用其他安全環保的多孔材料。所述導油芯104從儲油倉10中虹吸煙油，通過導油芯中產生的毛細管壓可連續輸送煙油至霧化芯片6上。

抽吸前，將導油芯104嵌入毛細管103中并使一端延伸至儲油倉中，另一端延伸至毛細管端部外。將儲油倉與霧化倉進而與底座連接。向儲油倉中加入煙油，直至煙油液面高于毛細管端面。關閉儲油倉10上部端蓋。連接霧化器和主機，蓋上吸嘴。啟動主機電源，主機信號發生裝置8工作，叉指換能器6-2獲得交流電信號而被激勵，壓電基片6-1表面振動，通過逆壓電效應在基片內激發相應的彈性聲場，將電信號轉變為聲信號，形成與外加信號同頻率并沿基片表面傳播的聲表面波，聲表面波沿壓電基片表面傳播，當聲表面波遇到位于其傳播路徑上且位于導油芯前端的煙油液膜9時，聲波能量漏入液膜中，膜的自由面變得不穩定，液膜破裂形成氣溶膠并被從霧化器底座進氣孔進入的空氣帶入吸嘴端而被吸入。如圖1和圖4、及圖5所示。