用于嗅觉显示的表面声波雾化器效率增强方法

该方法有助于解答人机交互领域中的关键问题。例如，许多与嗅觉虚拟现实相关的问题。在我们的系统中，微型分配器将若干纳升级液滴喷射到表面。

然后，表面声波将液滴分裂并雾化，从而快速释放气味。该方法的可视化演示对于展示其优化行为至关重要。为嗅觉显示装置准备表面声波设备。

该装置具有一个叉指换能器，位于压电基底一端，并带有反射器。更多细节见此示意图。换能器区域包含21对指状电极。

反射器有32对指状电极。雾化区域以蓝色表示。配制氨基硅烷偶联剂并置于一旁备用。

在硅烷化之前，使用浸有丙酮的棉签清洁装置。完成后，将装置移至浸涂仪并固定。调整装置方向，使雾化区域能够浸入溶液中。

接下来，将硅烷偶联剂溶液放置好，以用于浸涂仪。然后，将器件缓慢下降，浸入雾化区域。保持浸入速度缓慢且恒定，对于获得均匀的薄膜涂层至关重要。

将装置置于溶液中五分钟。将装置从溶液中取出。将装置在空气中放置五分钟。

接下来，将装置从浸渍涂布机中取出，在纯水中冲洗一分钟。然后，将装置以相同方向重新放入浸渍涂布机中。从浸渍涂布机中移除硅烷化试剂。

继续在溶剂中制备非晶态聚四氟乙烯材料。将溶液转移至浸涂仪，并放置到位以备使用。确保装置已安装妥当，可将雾化区域浸入其中。

一切准备就绪后，将装置下放，使雾化区域浸入溶液中15秒，然后将装置从溶液中取出。

将装置置于空气中5分钟。再次将装置浸入溶液中，等待15秒。然后取出装置，置于空气中静置30分钟。

接下来，将器件从浸涂机中取出。将其置于180摄氏度的加热板上烘烤60分钟。准备SAW器件以进行实验。

使用铝箔和导电胶将其安装在铝制印刷电路板上。然后，将装有器件的电路板固定在平台上。将器件连接至射频功率放大器，并由函数发生器驱动。

将射频脉冲信号的波形设置为占空比10%的正弦波，波形频率设置为表面声波器件的振荡频率。然后，连接一个脉冲方波发生器，以向用作微流体分配器的电磁阀提供24伏脉冲信号。

设置一个微型气泵，以驱动液体从储液器流向微流体分配器。使用气泵确保微流体分配器充满液体，以实现优化。随后开始利用该装置研究雾化过程。

将液体放入小瓶中，并将其置于装置内。微型气泵工作时，空气会进入小瓶。小瓶中的液体将流向电磁阀。

将阀门设置为在设备的雾化区域分配液体。设置施加到电磁阀的脉冲信号的波形。使用函数发生器设置一个占空比为10%的方波脉冲序列。

观察器件表面。随着时间推移，脉冲序列将形成较大的液滴用于雾化。根据需要持续向器件施加射频脉冲信号，以实现液滴的雾化。

观察装置表面，以查看雾化情况并检查残留的液滴。系统准备就绪后，安排一名人员检测气味。让该人员坐在距雾化区域前方20至30厘米处，鼻子正对雾化区。

调整喷雾器的高度至受试者鼻部水平。将液体滴加到装置上并雾化。让受试者嗅闻气味。

在此铌酸锂裸露表面的俯视图中，一微升乙醇已铺展成一层薄膜。相比之下，该涂层器件表面的侧视图则显示出液滴的形成。此为一微升水滴在裸露表面上的情形。

最终扩散成一层薄膜。涂覆表面上的一微升水滴得以保持。在此序列中，一层薄薄的薰衣草液体在未涂覆的表面上被雾化。

液体中心发生强烈的雾化，但边缘没有。液体的末端部分仍有残留。在涂层表面上形成的薰衣草油滴也表现出类似的序列，其在雾化过程中产生集中的雾状物。

与未涂层表面相比，喷雾后残留的液体更少且分布面积更小。非晶态聚四氟乙烯表面的液滴几乎完全被雾化，表明相较于未涂层装置，其雾化效率显著提高。由于效率提升，残留液滴更少，这有助于解决虚拟环境中嗅觉显示设备的气味残留问题。

尽管这是实现嗅觉虚拟现实的一项基础技术，但还可能衍生出多种其他应用。