[发明专利]基于热释电效应的纳米喷射‑微纳复合喷射装置及其控制方法

权利要求书

1.一种基于热释电效应的纳米喷射装置，其特征在于：包括喷射机构（1）、热释电晶体（2）、压力源、热源以及控制机构；该喷射机构包括喷嘴（101）、喷射腔（102）以及储料筒（103），该喷嘴设置在喷射腔的下方，该喷射腔与该储料筒内的储料腔相连通，该储料筒（103）设有进口接头（104）与外部的压力源相连接，该压力源使储料腔内部形成背压；该热释电晶体（2）设置在所述喷嘴（101）的正下方；该热源对热释电晶体（2）加热以产生热释电效应。

2.根据权利要求1所述的基于热释电效应的纳米喷射装置，其特征在于：所述的喷射腔（102）直接设置在储料筒（103）的下方，或者通过一流道（105）与所述的储料腔相连通。

3.一种基于热释电效应的微纳复合喷射装置，其特征在于：包括喷射机构（1）、热释电晶体（2）、压力源、热源以及控制机构；该喷射机构包括喷嘴（101）、喷射腔（102）、驱动膜片（109）、推杆（110）、压电陶瓷（111）以及储料筒（103）；该喷嘴设置在喷射腔的下方，该驱动膜片设置在该喷射腔的上方，该推杆位于所述驱动膜片上方；所述的压电陶瓷施加电压后产生变形带动推杆移动；该储料筒（103）内的储料腔通过流道（105）与所述的喷射腔（102）相连通，该储料筒设有进口接头（104）与外部的压力源相连接，该压力源使储料腔内部形成背压；该热释电晶体（2）设置在所述喷嘴（101）的正下方；该热源对热释电晶体（2）加热以产生热释电效应。

4.根据权利要求1或3所述的喷射装置，其特征在于：所述的储料筒（103）外侧设置有加热圈（106）。

5.根据权利要求4所述的喷射装置，其特征在于：所述的加热圈（106）外侧设置有隔热圈（107）。

6.根据权利要求2或3所述的喷射装置，其特征在于：所述的流道（105）内设置一加热棒（108）。

7.根据权利要求1或3所述的喷射装置，其特征在于：进一步包括热释电晶体夹持及运动机构（3），该热释电晶体夹持及运动机构包括用以固定安装热释电晶体（2）的夹持架（31）以及可调节夹持架（31）高度的直线电机（32）。

8.根据权利要求3所述的基于热释电效应的微纳复合喷射装置，其特征在于：所述的喷射机构（1）进一步包括可将压电陶瓷（111）的变形量放大的压电放大机构。

9.根据权利要求8所述的基于热释电效应的微纳复合喷射装置，其特征在于：所述的压电放大机构为菱形放大机构（113），所述的推杆（110）通过锁紧螺母固定在菱形放大器的一侧，所述的压电陶瓷（111）安装在菱形放大器的中间。

10.根据权利要求3所述的基于热释电效应的微纳复合喷射装置的控制方法，其特征在于包括如下两个喷射模式：

（1）微米量级的喷射：由控制机构控制热源断开，控制动力源使储料腔内保持一定背压；控制机构输入一电压脉冲信号作用于压电陶瓷，压电陶瓷产生微小的变形推动推杆向下运动，进而推动驱动膜片向下变形，导致喷射腔的容积减小形成喷射压力，促使液体通过喷嘴形成一定长度的射流；之后控制机构控制电压脉冲信号瞬间消失，推杆复位，使喷射腔内压强减小，液柱回拉，液柱尖端由于惯性继续向远离喷嘴方向前进，最终断裂形成微米级液滴；

（2）纳米量级的喷射：由控制机构控制热源接通，控制动力源工作继续保持储料腔内具有一定背压；同时，控制机构控制切断对压电陶瓷的电压脉冲信号，使压电陶瓷不工作；当热源开始工作时，喷嘴与热释电晶体之间形成电压差，当电场力足够大时，受背压作用汇聚在喷嘴处的溶液将被拉出形成纳米级液滴。