超声雾化具有雾滴细小、大小分布均匀、高度圆整性、雾化量相对较大和液体输送压力低等优点，因此，超声雾化被广泛地应用在农业加湿、药剂雾化治疗、半导体刻蚀、电子产品盐雾试验以及光谱分析等方面。超声雾化喷头的工作频率主要分为高频（工作频率大于1 MHz）和低频（工作频率20～100 kHz）。高频超声雾化器存在可靠性低、连续工作时间短、对水质要求高、不能雾化高黏度液体和雾化量小且不稳定等缺点，因而其应用前景受到了极大的限制。低频超声雾化器具有雾化量大且稳定、可靠性高、对水质没有要求以及可以雾化高黏度液体等优点，在农业喷雾领域（如雾化栽培、叶面施肥以及植保喷雾）具有广泛的应用前景。但是，目前低频超声雾化喷头存在驱动电压高、工作效率低、电路和喷头发热严重、体积较大以及雾滴分布不均匀等缺点，为了解决上述低频超声雾化喷头存在的问题，本文基于超声雾化喷头波动方程和ANSYS有限元仿真相结合的方法，设计1种驱动电压低、工作效率高、体积小以及雾滴分布较均匀的超声雾化喷头。该超声雾化喷头的工作频率为60kHz，其主要由压电换能器和超声雾化喷头聚能器两部分组成。前者用于实现机械能和电能的相互转换，后者的主要作用是增大超声雾化喷嘴雾化面的振幅值，提高超声雾化喷嘴的前后振速比，产生更强的超声和振动。因此，超声雾化喷头聚能器的选择和设计是本文的一个重点，本文设计了2种超声雾化喷头聚能器，分别是傅里叶型超声雾化喷头聚能器和带有指数形过渡段的阶梯型超声雾化喷头聚能器，并对2种超声雾化喷头聚能器的谐振频率、振幅比大小和最大应力做了分析，最后选择带有指数形过渡段的阶梯型超声雾化喷头聚能器。　　根据频率方程确定了微型指数振子低频超声雾化喷头的基本尺寸，建立了喷头的有限单元模型，根据该模型进行了喷头的模态分析和谐响应分析，该喷头的谐振频率计算值为61550Hz，驱动电压为36V时雾化面振幅计算值为8μm;应用阻抗分析仪Pvc70A和激光微位移传感器CD5-L25对该喷头样机的谐振频率和雾化面的振幅进行了测试，喷头谐振频率的测试值为59699Hz，与设计频率的相差0.5％，与有限元模态计算的频率相差3.0％，驱动电压为36V时振幅的测试值为8.63μm，与有限元谐响应分析结果相差7.8％;应用Winner318B工业喷雾激光粒度分析仪对驱动电压分别为36和30V喷头所产生的雾滴尺寸进行了测量，测量结果表明，电压对雾滴粒径分布没有显著影响，但是对最大雾化量影响较大;与28kHz的超声雾化喷头相比，喷头的最大雾化量基本一致，体积和质量分别仅为28kHz超声雾化锥状喷头的5.54％和9.81％，并且其产生的雾滴更细。