一种雾化器及含其的电子烟的制作方法

本申请涉及电子烟领域，特别涉及一种雾化器，及含该雾化器的电子烟。

背景技术：

吸烟除了危害吸烟者的健康，其产生的“二手烟”也直接损害周围人群健康，甚至因烟头引起的火灾也时常发生。虽然吸烟的危害已经被社会所共知，但仍然有数量众多的吸烟者。因此除了继续进行常规的宣传和法规建设外，研究出既能满足吸烟者的需要，又能降低吸烟危害的技术非常重要，这也是目前烟草行业的研究重点之一，而电子吸烟器是其中重要的研究方向。

目前，市场上已经有很多品牌的电子烟，电加热方式仍然是电子烟雾化烟油的主要形式。其原理是储油装置中的烟油经过导油管滴入加热装置，通过加热装置产生的高温将烟油蒸发雾化形成蒸汽，并随空气被使用者吸入。这种方式的主要缺点是高温会导致烟油、加热元件及导油管材料发生一系列复杂的分解、裂解、碳化和溶出反应，影响抽吸品质，并存在潜在的健康隐患。正因如此，超声雾化、声表面波雾化等方式的常温雾化技术应运而生，但现有技术中的常温雾化技术存在结构复杂、能量利用率低等缺点。

技术实现要素：

为解决上述问题，本申请提供一种雾化效率高、能耗低、结构简单的小型雾化器，包括雾化区、叉指换能器、导液部件，以及控制电路；其中，叉指换能器包括压电基底和叉指电极对，叉指电极对包括两个平行设置的叉指电极，且叉指电极在压电基底上形成的波束区相互重叠；叉指换能器至少包括两个叉指电极对，且叉指电极对在压电基底上形成的重叠波束区能够相互叠加形成点阵聚焦区；雾化区位于点阵聚焦区内，用于雾化待雾化液体；导液部件连通待雾化液体以及雾化区；控制电路包括信号源和信号放大电路，用于产生电磁波并激发叉指换能器。

在本申请的文本中，所述叉指电极是指如图1、图2所示的在压电基底上形状像两只手的手指交叉状的金属图案，其作用是将电磁波转换为声表面波；叉指电极的每根形状像手指的金属图案被称为叉指，叉指之间的距离称为叉指间距；所述叉指电极对由两个相互平行的叉指电极形成，且这两个叉指电极在压电基底上形成的波束区相互重叠(在下文也被称为“重叠波束区”)，重叠的部分形成驻波(即频率相同、传输方向相反的两种波沿传输线形成的一种分布状态)，所谓重叠可以是完全重叠，也可以是部分重叠；所述叉指换能器是指压电基底及设置在其表面的叉指电极所形成的具有功能的整体。

本申请并不限制压电基底的数量，或者说，各叉指电极可以分别形成在不同的压电基底上，最后通过各压电基底的拼接实现本申请的目的；也可以是在一个雾化器里具有多个本申请所述的叉指换能器，能够形成多个点阵聚焦区，并且这些点阵聚焦区可用于雾化相同或不同的液体。本申请也不限制在同一个压电基底上叉指电极对、叉指电极或者叉指的数量，也就是说点阵聚焦可以由多个叉指电极对的重叠波束区叠加而成。因此，也可以看出，叉指电极对的数量至少为两对，也可以为更多对。并且，即便叉指电极的数量为奇数，即某些叉指电极可能不具有本申请所述的功能，或者能够对上述技术方案形成干扰或削弱，也属于本申请所要求的保护范围。

在该技术方案中，叉指电极的叉指必须是“一字形”或者说“直形”的，切不可是弧形的。虽然采用弧形叉指电极可能会增强聚焦效果，但同时液滴也会在声表面波的带动下向焦点聚集，导致液滴厚度增大，反而提高了雾化所需的功率，无法在较低功耗的条件下达到本申请的雾化效果。

信号源用于为叉指换能器提供所需频率的正弦波信号，其生成的信号频率必须与叉指换能器本身的固有频率相同，以提高能量转换率；信号放大电路用于提高信号的能量，使其达到预设值，以保证用于雾化的声表面波保持在设定的强度上。

上述技术方案通过控制电路产生与叉指换能器的谐振频率相等的电磁波，再通过叉指换能器将电磁波转换为同频率的声表面波，并通过叉指换能器的布置使得沿压电基底传播的声表面波能在雾化区形成点阵聚焦区，也就是在雾化区的多个点聚焦形成显著的振动状态，并且这些聚焦点呈现均匀的分散状态，从而防止液膜的移动聚集。采用该技术方案，不仅避免了液滴增厚导致雾化难度提高，还同时将震动的功率聚焦到了离散的点阵处，增强了点阵聚焦处的振幅，提高了雾化效率。

进一步地，叉指电极每个叉指的宽度为声表面波波长的1/4，叉指间距为声表面波波长的1/4，声表面波波长是指叉指电极的固有频率对应的波长。

进一步地，导液部件包括导液通道和渗液结构，导液通道一端与待雾化液体连通，另一端与渗液结构连通；渗液结构靠近雾化区设置，用于将经过导液通道的液体导入雾化区。

进一步地，叉指换能器的工作频率为10mhz～3ghz。

进一步地，信号源采用adf4350芯片。

进一步地，信号放大电路采用psa4-5043射频放大器。采用该技术方案提高信号的能量达到10dbm(10分贝毫瓦)，以保证用于雾化的声表面波始终保持在该设定强度上。

进一步地，叉指电极的材料选自于铝、铜、金、铂中的一种。

进一步地，压电基底的材料选自于石英、铌酸锂、钽酸锂或硅片中的一种。

本申请还提供一种电子烟，该电子烟包含上述任意技术方案提供的雾化器，或上述技术方案任意组合形成的雾化器。

本申请的有益效果为：

在雾化区产生了点阵聚焦，提高了雾化效率，提高了能量利用率；

解决了液滴分布不均匀、液滴厚度增大导致所需功率增加的问题，从而降低能耗；

叉指换能器由光刻工艺制作，无需进行组装，结构简单，且相比超声雾化器而言可以大大减少体积。

附图说明

图1示出本申请一个实施例的雾化器的示意图；

图2示出图1所示的实施例形成点阵聚焦区的示意图。

元件编号说明

100雾化器；

10雾化区；11点阵聚焦区；12聚焦点；13重叠波束区；

20叉指换能器；21压电基底；22叉指电极对；22a、22b叉指电极；

30导液部件；31导液通道；32渗液结构；

40控制电路；41信号源；42信号放大电路。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。虽然本申请的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本申请的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本申请的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本申请也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本申请的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连通”等词语应做广义理解。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施例中的具体含义。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。

图1示意性地展示本申请的一个实施例的雾化器100，该雾化器100包括雾化区10、叉指换能器20、导液部件30，以及控制电路40。

其中，叉指换能器20包括压电基底21和叉指电极对22，叉指电极对22包括两个平行设置的叉指电极22a、22b，叉指电极22a、22b在压电基底21上形成的波束区相互重叠；叉指换能器20至少包括两个叉指电极对22，且叉指电极对22在压电基底21上形成的重叠波束区13能够相互叠加形成点阵聚焦区11。雾化区10位于点阵聚焦区11内，叉指换能器20能够将电磁波转换为同频率的声表面波，声表面波沿压电基底21传播进入雾化区10，将雾化区10内的液体雾化。在本申请的任意实施例中，叉指电极22的每个叉指的宽度可设置为声表面波波长的1/4，叉指间距可设置为声表面波波长的1/4。在该实施例中，每个叉指的宽度为5μm，叉指间距为5μm。

导液部件30连通待雾化液体以及雾化区10。在图1所示的实施例中，导液部件30包括导液通道31和渗液结构32，导液通道31一端与待雾化液体连通，另一端与渗液结构32连通；渗液结构32比导液通道31更靠近雾化区10设置，用于将经过导液通道31的液体导入雾化区10。在本申请的任意实施例中，渗液结构32具体可以为蚀刻在压电基底21上的沟槽，该沟槽能够将待雾化液体准确地导入雾化区10，并避开各叉指电极。并且，所述导液部件30还可包括阀门，用于控制进入渗液结构32的液体量。

控制电路40包括信号源41和信号放大电路42，信号源41和信号放大电路42可同时激发叉指换能器20，通过叉指换能器20在工作时形成的点阵聚焦区11进一步提高雾化效率。在该实施例中，信号源41采用adf4350芯片，用于为叉指换能器20提供所需频率的正弦波信号，例如固有频率为200mhz，信号源41生成的信号频率与叉指换能器20的固有频率相同，以提高能量转换率。信号放大电路42采用psa4-5043射频放大器，其功能是提高信号的能量达到约10dbm，以保证用于雾化的声表面波始终保持在该设定强度上。

结合图2所示，本申请提供的雾化器100通过信号源41和信号放大电路42产生预设频率的电磁波信号，通过叉指换能器20的布置将电磁波信号转换为声表面波，声表面波沿压电基底21表面传播，并形成点阵聚焦区11。待雾化的液体通过导液部件30进入雾化区10，在点阵聚焦区11的多个聚焦点12形成显著振动状态，以实现雾化。由于该雾化器100在雾化区10形成的聚焦点12呈均匀分散状态，因而不会造成液膜的移动聚集，这不仅避免了液滴增厚导致的雾化难度提高，还同时将功率聚焦到了离散的点阵处，增强了点阵聚焦区11处的振幅，提高了雾化效率。

在本申请的任何实施例中，可根据待雾化液体的性质选择不同的叉指换能器工作频率，其范围为10mhz～3ghz，进一步可以为100mhz～1ghz。叉指电极22的材料选自于铝、铜、金、铂中的一种，压电基底21的材料选自于石英、铌酸锂、钽酸锂或硅片中的一种。在该实施例中，叉指换能器20的工作频率为200mhz，叉指电极22的的材料为金属铝，压电基底21的材料为36°litao3。

本申请还提供一种电子烟，包括本申请任意一技术方案或者任意技术方案组合所形成的雾化器100，特别是上述实施例、附图提供的雾化器100。

虽然通过参照本申请的某些优选实施方式，已经对本申请进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本申请的精神和范围。

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