AT523773A1

AT523773A1 - Air ionization device

Info

Publication number: AT523773A1
Application number: ATA50415/2020A
Authority: AT
Inventors: Schwarzenberger Alois
Original assignee: Schwarzenberger Alois
Priority date: 2020-05-13
Filing date: 2020-05-13
Publication date: 2021-11-15
Also published as: AT523773B1

Abstract

Vorrichtung zur zumindest teilweisen Ionisierung von Luft, mit • einem Ionisator (30) zur Erzeugung von Sauerstoff-Ionen in der Umgebungsluft eines die Vorrichtung (1) umgebenden Bereichs, wobei eine Ionisationskammer (22) vorgesehen ist, in der Sauerstoff-Ionen erzeugt werden, • einem Sensor (14) zur Erfassung einer mit der Erzeugungsrate von Sauerstoff- Ionen in der Ionisationskammer (22) korrelierten Messgröße (I), • einer Regeleinrichtung (12) zur Regelung des Ionisators (30), wobei der Ionisator (30) mit einer von der Regeleinrichtung (12) einstellbaren elektrischen Spannung (V) und/oder mit einer von der Regeleinrichtung (12) einstellbaren elektrischen Stromstärke betrieben wird, wobei die Regeleinrichtung (12) einen Regelkreis aufweist, der dazu ausgebildet ist, zur Adaption an Änderungen der Umgebungsluft und/oder zumindest eines Betriebsparameters des Ionisators (30) einen Ist-Wert der Messgröße (I) an einen hinterlegten Soll-Wert der Messgröße (I) anzugleichen.Device for at least partial ionization of air, with • an ionizer (30) for generating oxygen ions in the ambient air of an area surrounding the device (1), an ionization chamber (22) being provided in which oxygen ions are generated, • a sensor (14) for detecting a measured variable (I) correlated with the generation rate of oxygen ions in the ionization chamber (22), • a control device (12) for controlling the ionizer (30) by the control device (12) adjustable electrical voltage (V) and / or operated with an electrical current intensity adjustable by the control device (12), the control device (12) having a control circuit which is designed to adapt to changes in the ambient air and / or at least one operating parameter of the ionizer (30) to adapt an actual value of the measured variable (I) to a stored target value of the measured variable (I).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur zumindest teilweisen lonisierung von Luft mit The invention relates to a device for at least partial ionization of air with

e einem lonisator zur Erzeugung von Sauerstoff-lonen in der Umgebungsluft eines die Vorrichtung umgebenden Bereichs, wobei eine lonisationskammer vorgesehen ist, in der Sauerstoff-Ionen erzeugt werden, e an ionizer for generating oxygen ions in the ambient air of an area surrounding the device, an ionization chamber being provided in which oxygen ions are generated,

e einem Sensor zur Erfassung einer mit der Erzeugungsrate von Sauerstofflonen in der lonisationskammer korrelierten Messgröße, e a sensor for detecting a measured variable correlated with the generation rate of oxygen ions in the ionization chamber,

e einer Regeleinrichtung zur Regelung des lonisators, wobei der lonisator mit einer von der Regeleinrichtung einstellbaren elektrischen Spannung und/oder mit einer von der Regeleinrichtung einstellbaren elektrischen Stromstärke betrieben wird. e a control device for controlling the ionizer, the ionizer being operated with an electrical voltage that can be set by the control device and / or with an electrical current intensity that can be set by the control device.

Angesichts der immer problematisch werdenden Luftverschmutzung sind vor allem für Menschen, die in Stadt-, Industrie- oder Gewerbegebieten oder in der Nähe von belebten Straßen oder Autobahnen wohnen, Geräte zur Reinigung der Atemluft immer wichtiger. Auch in ländlichen Gebieten, die zwar von Luftverschmutzung weniger betroffen sind, sind wegen der höher werdenden Fallzahlen von Allergien aufgrund von Pollenflug derartige Geräte sehr sinnvoll. Unabhängig vom Wohnort gilt dies insbesondere für Menschen mit allergischen Reaktionen, etwa bei Milben, In view of the increasingly problematic air pollution, devices for cleaning the air they breathe are becoming increasingly important, especially for people who live in urban, industrial or commercial areas or near busy streets or highways. Even in rural areas, which are less affected by air pollution, such devices are very useful because of the increasing number of allergies due to pollen counts. Regardless of where you live, this applies in particular to people with allergic reactions, such as mites,

Schimmel, Tabakrauch und bei Menschen mit Atemwegserkrankungen. Mold, tobacco smoke and in people with respiratory diseases.

Eine Vorrichtung zur zumindest teilweisen lonisierung von Luft stellt einen Luftreiniger dar, wobei im Gegensatz zu herkömmlichen Luftfiltern ist hier nicht unbedingt ein Filtereinsatz notwendig, der regelmäßig gewechselt und gewartet werden muss. Bei Vorhandensein eines Luftfilters muss dieser bei einem Luftreiniger mit lonisator jedenfalls weniger oft gewechselt werden und/oder kann einfacher und grobmaschiger aufgebaut sein, als bei herkömmlichen Luftreinigern. A device for at least partial ionization of air is an air cleaner, whereby, in contrast to conventional air filters, a filter insert is not absolutely necessary here, which has to be changed and serviced regularly. If an air filter is present, in the case of an air cleaner with an ionizer, it must be changed less often and / or can be constructed more simply and with a wider mesh than with conventional air cleaners.

Derartige als Luftreiniger fungierenden Vorrichtungen weisen einen lonisator auf, bei dem zum Beispiel an eine leitfähige Nadelspitze oder an leitfähige Kammspitzen oder einen dünnen Draht eine hohe Spannung angelegt wird, sodass durch Koronaentladungen und Feldemission in der unmittelbaren Umgebung lonen erzeugt Such devices functioning as air purifiers have an ionizer in which, for example, a high voltage is applied to a conductive needle tip or conductive comb tips or a thin wire, so that ions are generated in the immediate vicinity by corona discharges and field emission

werden. Dabei werden zumeist ungeregelt ständig lonen erzeugt. Es sind im Stand will. In most cases, ions are continuously generated in an unregulated manner. They are able to

Im Stand der Technik bekannte Verfahren und Vorrichtungen zur Erzeugung von Sauerstoff-lonen passen sich nicht adaptiv den Umgebungsbedingungen an und erzeugen nicht in ausreichendem Maße und in gleichbleibendem Ausmaß Sauerstofflonen. Die Umgebungsluft weist ständig wechselnde physikalische Eigenschaften auf, weswegen die Generierung von Sauerstoff-lonen bei ansonsten gleich bleibenden Betriebsparametern der Vorrichtung nicht immer stabil ist. Auch die Betriebsparameter der Vorrichtung sind gewissen Schwankungen unterworfen, die zum Teil auf äußere Einflüsse wie zum Beispiel eine erhöhte Raumtemperatur zurückgehen. Als gewisser Ausgleich für diese Schwankungen wird häufig nur die lonisations-Leistung der Geräte erhöht, wobei eine unerwünschte hohe Methods and devices known in the prior art for generating oxygen ions do not adapt adaptively to the ambient conditions and do not generate oxygen ions to a sufficient extent and to the same extent. The ambient air has constantly changing physical properties, which is why the generation of oxygen ions is not always stable if the operating parameters of the device otherwise remain the same. The operating parameters of the device are also subject to certain fluctuations, some of which are due to external influences such as an increased room temperature. As a certain compensation for these fluctuations, often only the ionization power of the devices is increased, with an undesirably high level

Konzentration von Ozon entstehen kann. Concentration of ozone can arise.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine als Luftreiniger fungierende Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der die obigen Nachteile vermieden werden und mit der es möglich ist, die Erzeugungsrate von lonen automatisch an Änderungen der Umgebungsluft und/oder von einem oder mehreren Betriebsparametern der The object of the invention is to provide a device that functions as an air cleaner, in which the above disadvantages are avoided and with which it is possible to automatically adjust the generation rate of ions to changes in the ambient air and / or to one or more operating parameters of the

Vorrichtung anzupassen. Adapt device.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen This object is achieved by a device with the features of claim 1. Further advantageous embodiments of the invention are shown in the dependent

Ansprüchen definiert. Defined claims.

Mit dem lonisator einer erfindungsgemäßen Vorrichtung werden in der lonisationskammer negativ geladene lonen erzeugt, das heißt neutrale Atome und Moleküle oder positiv geladene Atome und Moleküle werden negativ geladen. Bei der lonisationskammer kann es sich um Rohr handeln, in dem, vorzugsweise mittig, ein Gerät zur Erzeugung einer sehr hohen elektrischen Feldstärke angeordnet ist. In der Regel handelt es sich hierbei um eine Elektrode. Die erzeugten lonen binden Staubteilchen, schädliche Stoffe, Verschmutzungen, sowie Milben, Pollen und sogar With the ionizer of a device according to the invention, negatively charged ions are generated in the ionization chamber, that is to say neutral atoms and molecules or positively charged atoms and molecules are negatively charged. The ionization chamber can be a tube in which a device for generating a very high electrical field strength is arranged, preferably in the middle. Usually this is an electrode. The generated ions bind dust particles, harmful substances, dirt, as well as mites, pollen and even

Es kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung beispielsweise stabförmig ausgebildete Entladungsbereiche aufweist, auf denen die lonen mit den daran angelagerten Teilchen im Betrieb angeordnet werden. Dadurch kann beispielsweise die Konzentration von Tabakrauch, Pollen, Schimmel, aber auch von schädlichen Gasen wie Formaldehyd, Schwefeloxid und Kohlenwasserstoffverbindungen in der Atemluft verringert werden. Je nach Ausführungsform der Erfindung können von der Vorrichtung bis zu mehreren Hunderttausend lonen pro Sekunde erzeugt werden. Neben der Bindungswirkung für schädliche Teilchen kann das bei der lonisation von Raumluft entstehende Ozon zur Luftreinigung beitragen, da Ozon die Spaltung vieler geruchsbildender Moleküle bewirkt. It can be provided that the device has, for example, rod-shaped discharge regions on which the ions with the particles attached to them are arranged during operation. This can, for example, reduce the concentration of tobacco smoke, pollen, mold, but also of harmful gases such as formaldehyde, sulfur oxide and hydrocarbon compounds in the air we breathe. Depending on the embodiment of the invention, the device can generate up to several hundred thousand ions per second. In addition to the binding effect for harmful particles, the ozone generated during the ionization of room air can contribute to air purification, as ozone causes the splitting of many odor-forming molecules.

Die Vorrichtung weist eine Eintrittsöffnung auf, über die Raumluft aus einem die Vorrichtung umgebenden Bereichs, also Umgebungsluft, in die Vorrichtung eintreten kann. Zur Unterstützung des Eintritts von Raumluft kann ein Lüfter vorgesehen sein. Die Eintrittsöffnung ist direkt oder über eine Zuleitung mit der, beispielsweise aus einem elektrostatischen Material, etwa einem im Stand der Technik an sich bekannten antistatischen Material, hergestellten oder beschichteten lonisationskammer verbunden, in der die lonisierung der Raumluft stattfinden. Direkt oder über eine Ableitung ist eine Austrittsöffnung mit der lonisationskammer, über The device has an inlet opening through which room air can enter the device from an area surrounding the device, that is to say ambient air. A fan can be provided to support the entry of room air. The inlet opening is connected directly or via a supply line to the ionization chamber which is made or coated, for example from an electrostatic material, for example an antistatic material known per se in the prior art, in which the ionization of the room air takes place. An outlet opening with the ionization chamber is located directly or via a discharge

welche gereinigte Umgebungsluft aus der Vorrichtung austreten kann. which purified ambient air can escape from the device.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist darüber hinaus einen Sensor zur Erfassung einer mit der Erzeugungsrate von Sauerstoff-lonen in der lonisationskammer korrelierten Messgröße auf. Dabei kann es sich beispielsweise um die lonenflussDichte oder den lonisationskoeffizienten handeln, also die Anzahl an lonen pro The device according to the invention also has a sensor for detecting a measured variable that is correlated with the generation rate of oxygen ions in the ionization chamber. This can be, for example, the ion flux density or the ionization coefficient, that is to say the number of ions per

Volumen in der lonisationskammer. Volume in the ionization chamber.

PI-Regler, PID-Regler, etc. PI controller, PID controller, etc.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Regeleinrichtung einen Regelkreis aufweist, der dazu ausgebildet ist, zur Adaptionen an Änderungen der Umgebungsluft und/oder zumindest eines Betriebsparameters des lonisators einen Ist-Wert der Messgröße an einen hinterlegten Soll-Wert der Messgröße According to the invention it is provided that the control device has a control circuit which is designed to adapt an actual value of the measured variable to a stored target value of the measured variable for adaptations to changes in the ambient air and / or at least one operating parameter of the ionizer

anzugleichen. to adjust.

In einer Ausführungsform kann es dabei vorgesehen sein, dass der Regelkreis dazu ausgebildet ist, den lonisator in einem hinterlegten Leistungsbereich zu betreiben. Dadurch können unerwünschte Effekte, wie zum Beispiel eine Übersteuerung oder Sättigungseffekte vermieden werden. In one embodiment it can be provided that the control loop is designed to operate the ionizer in a stored power range. In this way, undesirable effects such as overdriving or saturation effects can be avoided.

Der Regelkreis kann derart ausgebildet sein, dass ein automatischer Echo-KreislaufEffekt im System bestehend aus lonisationskammer, Stromspitze in der lonisationskammer, Regeleinrichtung und dem lonenfluss (über den Sensor zur Messung einer zur Erzeugungsrate von Sauerstoff-lonen in der lonisationskammer korrelierten Messgröße) entsteht, wodurch der lonisator in einem Bereich mit höchstmöglicher Leistungs-Effizienz in Bezug auf die lonisierungsrate und dadurch möglichst ökonomisch arbeitet kann und dabei konstant optimale Luftqualität gewährleistet. Unter einer Stromspitze soll im Folgenden eine Elektrode verstanden werden, mit der eine besonders hohe elektrische Feldstärke in der lonisationskammer generiert werden kann. Die Stromspitze kann in der lonisationskammer ein Plasma erzeugen, mit dem die gewünschten aktiven Sauerstoff-lonen erzeugt und zum Anwender transportiert werden. The control loop can be designed in such a way that an automatic echo cycle effect arises in the system consisting of the ionization chamber, current peak in the ionization chamber, control device and the ion flow (via the sensor for measuring a measured variable that is correlated to the generation rate of oxygen ions in the ionization chamber), whereby the ionizer can work in an area with the highest possible power efficiency in relation to the ionization rate and thereby as economically as possible and thereby constantly ensures optimal air quality. In the following, a current peak is to be understood as an electrode with which a particularly high electrical field strength can be generated in the ionization chamber. The current peak can generate a plasma in the ionization chamber, with which the desired active oxygen ions are generated and transported to the user.

Weiters kann in einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass die Vorrichtung einen weiteren Sensor aufweist, der zur Messung eines Ist-Werts von zumindest einem Parameter der Umgebungsluft wie zum Beispiel die Temperatur Furthermore, in one embodiment of the invention it can be provided that the device has a further sensor which is used to measure an actual value of at least one parameter of the ambient air, such as the temperature

und/oder Luftfeuchtigkeit und/oder Dichte der Umgebungsluft oder die Konzentration and / or humidity and / or density of the ambient air or the concentration

Mit einem solchen Regelkreis kann der Betrieb des lonisators in einer solchen Weise erfolgen, dass automatisch eine Anpassung an Änderungen in der Umgebungsluft, wie zum Beispiel in Bezug auf die Temperatur und/oder Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft oder in Bezug auf die Konzentration bestimmter Fremdteilchen in der Umgebungsluft und dergleichen mehr, erfolgen kann. Durch diese Regelung ist ein automatischer adaptiver Betrieb der Vorrichtung möglich, bei dem zusätzlich auch äußere Einflüsse in der Adaption berücksichtigt werden. With such a control loop, the ionizer can be operated in such a way that it automatically adjusts to changes in the ambient air, for example in relation to the temperature and / or humidity of the ambient air or in relation to the concentration of certain foreign particles in the ambient air and the like can be done. This regulation enables automatic adaptive operation of the device in which external influences are also taken into account in the adaptation.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zu Hause oder im Büro verwendet werden und dabei die Anzahl der schädlichen Teilchen in der Raumluft, die von den Menschen eingeatmet wird, reduzieren. Als besonders günstig hat sich die Verwendung mit einem Trainingsgerät wie zum Beispiel einem Fahrradergometer, einem Laufband, einem Cross-Trainer, einem Trainingstrampolin, etc. herausgestellt, da in angestrengtem Zustand besonders viel Atemluft benötigt wird, die zudem besonders tief eingeatmet wird. Es ist daher wichtig, besonders reine Atemluft mit möglichst wenigen schädlichen Teilchen der trainierenden Person während des Trainings zur Verfügung zu stellen, wie sie durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht wird. Zu diesem Zweck kann es vorgesehen sein, die Vorrichtung so am Trainingsgerät zu platzieren, dass die Austrittsöffnung in der Nähe des Kopfes der The device according to the invention can be used at home or in the office and thereby reduce the number of harmful particles in the room air that is inhaled by people. The use with a training device such as a bicycle ergometer, a treadmill, a cross trainer, a training trampoline, etc. has proven to be particularly favorable, since a particularly large amount of breathing air is required in an exerted state, which is also inhaled particularly deeply. It is therefore important to make particularly pure breathing air with as few harmful particles as possible available to the person exercising during training, as is made possible by a device according to the invention. For this purpose it can be provided that the device is placed on the training device in such a way that the outlet opening is in the vicinity of the head of the

trainierenden Person angeordnet ist. exercising person is arranged.

Beim Betrieb der Vorrichtung kann bei Erfassung einer jonisations-akustischen Messgröße, also eines Parameters des während der lonisation in der lonisationskammer entstehenden Plasma-Schalls, ein ionisations-akustischen During operation of the device, when an ionization-acoustic measured variable is recorded, that is to say a parameter of the plasma sound generated during the ionization in the ionization chamber, an ionization-acoustic value can be used

Rückkopplungseffekt (das Echo) erzielt werden, der mit einer sich automatisch Feedback effect (the echo) can be achieved with an automatic

e Mit Hilfe des Resonanz-Konzeptes kann mit dem Regelkreis die Leistung des lonisators der Vorrichtung selbständig und adaptiv geregelt werden. Die mit der Erzeugungsrate von Sauerstoff-lonen korrelierte Messgröße, zum Beispiel ein Parameter des während der lonisation in der lonisationskammer entstehenden Plasma-Schalls, kann sofort auf Änderungen des Umweltzustandes reagieren. Es bildet sich in der lonisationskammer ein ständiges Echo des Plasma-Schalls, welches eine optimale Arbeitskennlinie des lonisators in Bezug auf die Erzeugung von Sauerstoff-lonen gewährleistet. e With the aid of the resonance concept, the power of the ionizer of the device can be regulated independently and adaptively with the control circuit. The measured variable correlated with the generation rate of oxygen ions, for example a parameter of the plasma sound generated during the ionization in the ionization chamber, can react immediately to changes in the environmental condition. A constant echo of the plasma sound is formed in the ionization chamber, which ensures an optimal working characteristic of the ionizer with regard to the generation of oxygen ions.

e Parameter der Umgebungsluft können insbesondere bei Anordnung eines weiteren Sensors permanent zur Änderung des Soll-Wertes der vom Sensor erfassten Messgröße herangezogen werden. Der Ist-Wert der Messgröße kann adaptiv reagieren. Somit ist ein stabiler Verlauf des lonenmassenflusses in der lonisationskammer gewährleistet. e parameters of the ambient air can be used permanently to change the setpoint value of the measured variable detected by the sensor, especially when a further sensor is arranged. The actual value of the measured variable can react adaptively. This ensures a stable course of the ion mass flow in the ionization chamber.

e Es können eine konstante Erzeugungsrate von Sauerstoff-lonen durch die Vorrichtung und damit verbunden bestmögliche Eigenschaften der zu atmenden Umgebungsluft durch die Erfindung gewährleistet werden A constant generation rate of oxygen ions by the device and, associated therewith, the best possible properties of the ambient air to be breathed can be guaranteed by the invention

e Mitdem Resonanzkonzept wird die Erzeugungsrate von Sauerstoff-lonen durch die Vorrichtung selbst geregelt. Kleinste Änderung des Umweltzustandes, z.B. in Bezug auf die Feuchtigkeit, den CO,» -Gehalt, die Temperatur, der Luftdruck, etc. spiegeln sich sofort im Echo wider und die Erzeugungsrate wird adaptiv angepasst. Mithilfe dieser Regelung können einzelne Parameter der Umgebungsluft erfasst und daraus eine ideale Arbeitskennlinie vorgegeben werden, auch ohne dass unbedingt ein weiterer Sensor zur Erfassung dieser Parameter nötig ist. Es kann nämlich ausreichend sein, dass die Messgröße innerhalb eines gewissen Bereichs gehalten wird, ohne dass der Wert von Parametern des Umweltzustandes bekannt ist. Ein weiterer Sensor zur Erfassung dieser Parameter kann aber zur Verbesserung der Funktionalität der Vorrichtung vorgesehen sein. e With the resonance concept, the rate of oxygen ion generation is regulated by the device itself. The smallest change in the state of the environment, e.g. with regard to humidity, CO, »content, temperature, air pressure, etc. are immediately reflected in the echo and the generation rate is adapted adaptively. With the help of this control, individual parameters of the ambient air can be recorded and an ideal working characteristic can be specified from them, even without the need for an additional sensor to record these parameters. This is because it can be sufficient for the measured variable to be kept within a certain range without the value of parameters of the environmental condition being known. Another sensor for detecting these parameters can, however, be provided to improve the functionality of the device.

e Das permanente Feedback akustischer Echos und die damit verbundene Anpassung an die verschiedenen Umweltzustände sorgen dafür, dass unter e The permanent feedback of acoustic echoes and the associated adaptation to the various environmental conditions ensure that under

7738 7738

gewährleistet werden kann. can be guaranteed.

Dabei umfasst der Echoraum die Stromspitze und jenen Bereich der lonisationskammer, in der der Sensor angeordnet ist. Das Echo selbst ensteht im The echo chamber includes the current peak and that area of the ionization chamber in which the sensor is arranged. The echo itself arises in the

inneren Bereich der lonisationskammer. inner area of the ionization chamber.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur zumindest teilweisen lonisierung von Luft mit einem lonisator zur Erzeugung von Sauerstoff-lonen in der Umgebungsluft mit automatischer Echo-Steuerung eines Plasma-lonisators, bei dem die lonisierung über ein Plasma erfolgt, kann während des Betriebs folgende Schritte ausführen: The device according to the invention for at least partial ionization of air with an ionizer for generating oxygen ions in the ambient air with automatic echo control of a plasma ionizer, in which the ionization takes place via a plasma, can carry out the following steps during operation:

Eine mit der Erzeugungsrate von Sauerstoff-lonen in der lonisationskammer korrelierte Messgröße ist der Massenstrom aktiver Sauerstoff-lonen, der mit dem Sensor und einer angeschlossenen Auswerteinheit erfasst und mit dem Regelkreis geregelt wird, Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung und Regelung von Massenströmen und damit korrelierten Größen ist aus der EP 668 711 bekannt. A measured variable correlated with the generation rate of oxygen ions in the ionization chamber is the mass flow of active oxygen ions, which is recorded with the sensor and a connected evaluation unit and regulated with the control loop correlated variables is known from EP 668 711.

Die 2. Ableitung eines einem Massenstrom in einem dynamischen System zugeordneten Signals (1) steht demzufolge nach einiger Zeit in enger Korrelation mit dem Massenstrom, Das Signal It) kann dabei vom Sensor detektiert und in weiterer Folge über eine elektronische Kette mit zwei nacheinander geschalteten DifferenzierElementen und Regler, die gegebenenfalls einen Verstärker umfassen, weiter verarbeitet werden, Dadurch wird leizten Endes das Signal gebildet, mit dem über an sich bekannte Formeln der Massenstrom bzw. eine damit korrelierte Größe bestimmt werden. Als geeignete Sensoren zur Erfassung des Massenstroms der erzeugten Sauerstoffi-lonen oder einer dazu korrelierten Messgröße können kontaktios arbeitende Vorrichtungen herangezogen werden, beispielsweise Kondensatoren, Spulen, Foto-Detektoren, Hochfrequenz-Antennen, Piezoelemente oder eine The 2nd derivative of a signal (1) assigned to a mass flow in a dynamic system is therefore closely correlated with the mass flow after some time. The signal It) can be detected by the sensor and subsequently via an electronic chain with two differentiating elements connected one after the other and controllers, which optionally include an amplifier, are processed further. As a result, the signal is ultimately formed with which the mass flow or a variable correlated therewith can be determined using formulas known per se. Contactless devices, for example capacitors, coils, photo detectors, high-frequency antennas, piezo elements or a device, can be used as suitable sensors for detecting the mass flow of the generated oxygen ions or a measured variable correlated therewith

Kombination davon. Die Auswerteeinheit kann einen Operator zur Bestimmung des Massenstroms Combination of these. The evaluation unit can have an operator to determine the mass flow

(dM/dt), einen Operator zur Bestimmung der zweiten Ableitung 0°V/dt und/oder eine Recheneinheit zur Verarbeitung der vom Sensor erfassten Signale, insbesondere (dM / dt), an operator for determining the second derivative 0 ° V / dt and / or a computing unit for processing the signals detected by the sensor, in particular

verändert. changes.

Es kann weiters vorgesehen sein, dass ein Ausgang des Operators zur Bestimmung der 2, Ableitung d?l/dt? mit einem Identifikator verbunden ist, der zwei Ausgänge aufweist, die jeweils mit einer Recheneinheit zur Bestimmung der Stromdichte des Massenstroms verbunden ist, wobei die Ausgänge der Recheneinheiten mit einem digitalen Signalprozessor verbunden sind, der wiederum eine Ausgabeeinheit, wie eiwa ein digitaler Signalprozessor (DSP)}, und eine Regelungs-Einheit ansteuert. Dadurch können Fehlsteuerungen oder andere Fehler im System frühzeitig erkannt It can further be provided that an output of the operator for determining the 2nd derivative d? L / dt? is connected to an identifier which has two outputs, each of which is connected to a computing unit for determining the current density of the mass flow, the outputs of the computing units being connected to a digital signal processor, which in turn has an output unit, such as a digital signal processor (DSP) }, and controls a control unit. This means that control errors or other errors in the system can be detected at an early stage

werden. will.

Mit dem oder über den Sensor wird ein zumindest einer Eigenschaft eines Massenstroms dM/dt von lonen oder ein damit korrefiertes elektrisches Signals It) erzeugt. Dabei können die Vorrichtung und/oder der Sensor eine Einrichtung aufweisen, mit der ein nicht elektrisches Signal in ein entsprechendes elektrisches Signal It) umgewandelt wird, Weiters kann eine Differenzier-Einrichtung vorgesehen sein, von der die 2. Ableitung d2l/d des Signals {1} gebildet wird, sowie eine Einrichtung zur Bestimmung des Massenstroms (dM/di) aus dem Signal der With or via the sensor, at least one property of a mass flow dM / dt of ions or an electrical signal It) corrected therewith is generated. The device and / or the sensor can have a device with which a non-electrical signal is converted into a corresponding electrical signal It). Furthermore, a differentiating device can be provided from which the 2nd derivative d2l / d of the signal { 1} is formed, as well as a device for determining the mass flow (dM / di) from the signal of the

2, Ableitung nach der auf einer Polynomentwicklung basierenden Beziehung 2, Derivation according to the relationship based on a polynomial expansion

dM dr d“E, dl ar = Ko + kı + Ka) + ka) dM dr d "E, dl ar = Ko + kı + Ka) + ka)

wobei die Konstanten ko, k;, k2, ka vorgegebenen sind und durch vorherige Eichung des Sensors bestimmt werden. Dabei gelten die Bedienungen ko, ko, ka= 0 und kı > 0. Ferner ist eine Ausgabeeinrichtung vorgesehen, die den ermittelten Wert des where the constants ko, k;, k2, ka are given and are determined by prior calibration of the sensor. The conditions ko, ko, ka = 0 and kı> 0 apply. Furthermore, an output device is provided which displays the determined value of the

Der Sensor zur Erfassung einer mit der Erzeugungsrate von Sauerstoff-lonen in der lonisationskammer korrelierten Messgröße, etwa des Massenstroms an erzeugten lornıen oder eines damit korrelierten elektrischen Signals, kann in der lonisationskammer, in der Ableitung oder in der Austrittsöffnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnet sein, Bevorzugt ist eine berührungsiose Messung unter Verwendung elektromagnetischer Wellen und/oder Plasmastrahlung, insbesondere Plasmawellen, die induktiv, kapazitiv, oder mittels Ultraschalldetektion aufgenommen werden. Alternativ kann auch ein optischer Sensor verwendet werden, der ein optisches Signal im sichtbaren Spektralbereich oder im Infrarotbereich generiert und dadurch den Massenstrom misst. The sensor for detecting a measured variable correlated with the generation rate of oxygen ions in the ionization chamber, for example the mass flow of generated lornıen or an electrical signal correlated therewith, can be arranged in the ionization chamber, in the discharge line or in the outlet opening of the device according to the invention, preferably is a non-contact measurement using electromagnetic waves and / or plasma radiation, in particular plasma waves that are recorded inductively, capacitively or by means of ultrasound detection. Alternatively, an optical sensor can also be used which generates an optical signal in the visible spectral range or in the infrared range and thereby measures the mass flow.

Dadurch ist es möglich, bei einfacher Sensoranoranung eine genaue Messung des Massenstroms eines Fluilds aber auch von erzeugten Sauerstoff-lonen in einer Förderlektung, also beispielsweise in der lonisationskammer, in der Ableitung oder in der Austrittsöffnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchzuführen. Das bei einem möglichen Messverfahren verwendete Prinzip beruht auf der überraschenden Feststellung, dass die 2. Ableitung eines einem Massenstrom in einem dynamischen System zugeordneten Signals nach einiger Zeit In Korrelation mit dem Massenstrom, z.B. mit dem lonen-Massenstrom, steht. This makes it possible, with a simple sensor arrangement, to carry out an exact measurement of the mass flow of a fluid but also of generated oxygen ions in a delivery duct, for example in the ionization chamber, in the discharge line or in the outlet opening of the device according to the invention. The principle used in a possible measurement method is based on the surprising finding that the 2nd derivative of a signal assigned to a mass flow in a dynamic system is correlated with the mass flow, e.g. with the ion mass flow, after some time.

Bei dynamischen Systemen, in denen Massenströme erfasst und geregelt werden sollen, sind die bei der Erfassung entstehenden elektrische Signale mehr oder weniger stark mit Fluktuationen behaftet, weisen also beispielsweise über der betreffenden Netzfrequenz Überlagerungen innerhalb eines zweiten Frequenzbereichs auf, die von niedrigen Frequenzen von etwa 0,1 Hz bis etwa 100 kHz reichen können, Das Problem liegt in solchen Fällen insbesondere darin, dass die Fluktuationen keine Regelmäßigkeit aufweisen, sondern stochastische und/oder chaotische Funktionen darstellen. Dementsprechend lassen sich die Signale durch In dynamic systems in which mass flows are to be recorded and controlled, the electrical signals generated during the recording are more or less subject to fluctuations, i.e. they have, for example, over the relevant network frequency, superimpositions within a second frequency range that of low frequencies of around 0 , 1 Hz to about 100 kHz. The problem in such cases is that the fluctuations are not regular, but represent stochastic and / or chaotic functions. The signals can be transmitted accordingly

10738 10738

Demgegenüber ist eine Regelung basierend auf der Feststellung, dass die In contrast, a regulation based on the finding that the

2, Ableitung eines beispielsweise dem Echo, insbesondere dem Doppler-Echo, von Sauerstoff-lonen zugeordneten Stromsignals als Messgröße mit der Erzeugungsrate der Sauerstoff-Ionen korreliert werden kann, eine adaptive Regelung möglich. Damit wird eine Möglichkeit eröffnet, den Massenstrom der Sauerstoff-lonen direkt und quantitativ über eine Messgröße zu erfassen, in dem die zweite Ableitung der Messgröße gebildet wird, und auch direkt zu regeln, indem durch entsprechende Einstellung und Nachführung von elektrischem Strom und elektrischer Spannung für die Stromspiize, anstelle diese mit konstantem Strom und Spannung zu beireiben, eine konstante und über lange Zeit stabile Erzeugungsrate an Sauerstoff-lonen erzielt werden kann. Da die Erzeugungsrate und somit der Massenstrom jenen Prozessparameter darstellt, der im Hinblick auf optimale Energieausnutzung und optimale lonisationswirkung am wichtigsten ist, eröffnet die vorliegende Erfindung die Möglichkeit einer Direktregelung der pro Zeiteinheit erzeugten Sauerstoff-lonen. 2, derivation of a current signal associated, for example, with the echo, in particular the Doppler echo, of oxygen ions as a measured variable can be correlated with the generation rate of the oxygen ions, adaptive control is possible. This opens up the possibility of recording the mass flow of oxygen ions directly and quantitatively using a measured variable, in which the second derivative of the measured variable is formed, and also to regulate it directly by setting and tracking electrical current and voltage for the current peak, instead of rubbing it with constant current and voltage, a constant and long-term stable generation rate of oxygen ions can be achieved. Since the generation rate and thus the mass flow represent that process parameter which is most important with regard to optimal energy utilization and optimal ionization effect, the present invention opens up the possibility of direct regulation of the oxygen ions generated per unit of time.

Mit der Vorrichtung können automatisch und adaptiv Sauerstoff-lonen In einer gewünschten Rate zur Luftverbesserung erzeugt werden, wobei folgende Regelungsschritte durchgeführt werden können: With the device, oxygen ions can be generated automatically and adaptively at a desired rate for air improvement, whereby the following control steps can be carried out:

e Erfassung des Ist-Werts der Messgröße I(t) als elektrisches Stromsignal am Ausgang des Sensors, e Acquisition of the actual value of the measured variable I (t) as an electrical current signal at the output of the sensor,

e Bildung der 1. Ableitung des zur erfassten Messgröße gehörenden Stroms nach der Zeit dl/dt, e Formation of the 1st derivative of the current belonging to the recorded measured variable according to the time dl / dt,

e Bildung der 2. Ableitung des zur erfassten Messgröße gehörenden Stroms nach der Zeit d2l/dt?, e Formation of the 2nd derivative of the current belonging to the recorded measured variable after the time d2l / dt ?,

e frequenzgewichtete Verstärkung der 2. Ableitung nach der Zeit A= n ‘ d2l/dt?. e frequency-weighted gain of the 2nd derivative with respect to time A = n ‘d2l / dt ?.

Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zur adaptiven Erzeugung von Sauerstofflonen in der Luft realisierbar, mit dem etwa ein Massenstrom von in der lonisationskammer erzeugten Sauerstoff-lonen in der Luft erfasst wird und adaptiv und vollautomatisch durch den Regelkreis automatisch geregelt wird, wobei dieser vorzugsweise im Resonanzbereich betrieben wird. Dieser Massenstrom von Sauerstoff-lonen wird von der Vorrichtung berührungslosen erfasst und durch einen Regelkreis, der als Rückkopplungskreis ausgebildet sein kann, effizient gesteuert. Damit wird der Verlust von erzeugten Sauerstoff-lonen infolge natürlicher lonenNeutralisierung minimiert und die Gefahr von Ozon-Bildung in der Luft während der lonen-Generierung reduziert. Beispielsweise kann es sich um einen ionen-According to the invention, a method for the adaptive generation of oxygen ions in the air can be implemented, with which, for example, a mass flow of oxygen ions generated in the ionization chamber is detected in the air and is automatically regulated adaptively and fully automatically by the control loop, this preferably in the resonance range is operated. This mass flow of oxygen ions is detected by the device in a contactless manner and efficiently controlled by a control circuit, which can be designed as a feedback circuit. This minimizes the loss of oxygen ions generated as a result of natural ion neutralization and reduces the risk of ozone formation in the air during ion generation. For example, it can be an ionic

akustischen Regelkreis handeln. act acoustic control loop.

Mit der Methode, die zweite Ableitung des Signals zu bestimmen, wird zum ersten Mail eine Möglichkeit eröffnet, einen Massenstrom von negativen Sauerstoff-lonen in der Luft ohne Störung durch Fluktuationen direkt qualitativ und quantitativ zu erfassen und damit den lonisator adaptiv und optimal zu regeln. Damit haben Umgebungs-Einflüsse und verschiedene weitere Störungen und Veränderungen von Betriebsparametern der Vorrichtung keine Auswirkungen auf die Effizienz des lonisators, wie dies im Stand der Technik der Fall ist. With the method of determining the second derivative of the signal, a possibility is opened up for the first time to record a mass flow of negative oxygen ions in the air directly qualitatively and quantitatively without disturbance by fluctuations and thus to regulate the ionizer adaptively and optimally. Environmental influences and various other disturbances and changes in operating parameters of the device therefore have no effects on the efficiency of the ionizer, as is the case in the prior art.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Messgröße ein jionen-akustisches Signal. Zu diesem Zweck erfasst der Sensor zumindest einen akustischen Parameter des Plasma-Schalls, der auch als Plasma Noise-Parameter (PNP) bekannt ist und der direkt aus dem Plasma im Umfeld der Stromspitze gewonnen wird. Dazu kann es vorgesehen sein, dass der lonisator der erfindungsgemäßen Vorrichtung einen Plasma-lonengenerator mit automatischer Echo-Steuerung aufweist. Dabei wird mittels eines HV-Moduls in der lonisationskammer ein lonen-Plasma erzeugt, wobei das HV-Modul so geschaltet ist, dass zur Aufrechterhaltung des lonen-Plasmas ausreichend elektrische Energie zugeführt wird. In Folge der Bewegung des Plasmas In one embodiment of the invention, the measured variable is a ionic acoustic signal. For this purpose, the sensor detects at least one acoustic parameter of the plasma sound, which is also known as the plasma noise parameter (PNP) and which is obtained directly from the plasma in the vicinity of the current peak. For this purpose it can be provided that the ionizer of the device according to the invention has a plasma ion generator with automatic echo control. In this case, an ion plasma is generated in the ionization chamber by means of an HV module, the HV module being switched in such a way that sufficient electrical energy is supplied to maintain the ion plasma. As a result of the movement of the plasma

kann als PNP-Signal ausgebildet sein und dabei im Bereich einiger mV liegen. can be designed as a PNP signal and be in the range of a few mV.

Das im Sensor entstehende Signal kann demoduliert werden (d2l/dt?), wodurch ein Nutzsignal im akustischen Frequenzbereich gewonnen werden kann. Dieses Nutzsignal korreliert mit dem lonen-Fluss im Plasma und wird in einer Auswerteeinheit ausgewertet und kann in weiterer Folge als Regelgröße für den Regelkreis herangezogen werden, wodurch eine Art Echo-Rückkopplungskreislauf im The signal generated in the sensor can be demodulated (d2l / dt?), Whereby a useful signal in the acoustic frequency range can be obtained. This useful signal correlates with the ion flow in the plasma and is evaluated in an evaluation unit and can subsequently be used as a control variable for the control loop, creating a type of echo feedback loop in the

lonisator entstehen kann. ionizer can arise.

Die Auswertung in der Auswertungseinheit kann insbesondere dazu dienen, eine vollautomatische Regelung der Energiezufuhr für die Erzeugung des lonen-Plasmas über die Plasma-Schallerfassung und die anschließende Auswertung des lonenFluss-Signals aufzubauen. Dabei kann die Erzeugung von lonen im lonen-Plasma in einer Regelschleife bestehend aus den Blöcken „Energieversorgung (HV-Modul) — Generation des Plasmas — Erfassung des Schalls — Auswertung des Schallsignals — Rückkopplung an die Energieversorgung“ adaptiv geregelt werden, um dabei einen The evaluation in the evaluation unit can in particular serve to set up a fully automatic control of the energy supply for the generation of the ion plasma via the plasma sound detection and the subsequent evaluation of the ion flow signal. The generation of ions in the ion plasma can be controlled adaptively in a control loop consisting of the blocks "Energy supply (HV module) - generation of the plasma - acquisition of the sound - evaluation of the sound signal - feedback to the energy supply" in order to achieve a

optimalen Zustand der lonen-Erzeugung zu erreichen. to achieve optimal state of ion generation.

Die Auswerteinheit kann einen Mikro-Kontroller zur Prozess-Überwachung, The evaluation unit can be a micro-controller for process monitoring,

insbesondere zur Vermeidung von Sättigung und Übersteuerung, aufweisen. in particular to avoid saturation and overdriving.

Die Vorrichtung weist eine, vorzugsweise als lonisationsrohr ausgebildete, lonisationskammer auf. Dabei kann es vorteilhaft sein, eine Elektrode als Innenleiter, in Form einer Stromspitze im lonisationsrohr anzuordnen und eine andere Elektrode als Außenleiter, wobei es vorgesehen sein kann, die gesamte oder Teile der Innenwandung der lonisationskammer als Gegenelektrode zur Stromspitze auszubilden. Der Sensor zur Erfassung des Schalls und somit zur Messung des lonen-Massenstroms kann dabei den durch Oszillationen der Plasma-lonen und der Luft im lonenfeld neben der Stromspitze gebildeten Plasma-Schall erfassen. The device has an ionization chamber, preferably designed as an ionization tube. It can be advantageous to arrange an electrode as an inner conductor in the form of a current peak in the ionization tube and another electrode as an outer conductor, it being possible to provide for the entire or parts of the inner wall of the ionization chamber to be designed as a counter electrode to the current peak. The sensor for detecting the sound and thus for measuring the ion mass flow can detect the plasma sound formed by oscillations of the plasma ions and the air in the ion field next to the current peak.

Resonanzkreis erzeugt werden. Resonance circuit can be generated.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Regelkreis derart ausgebildet, dass der lonisator gemäß einer hinterlegten Arbeits-Kennlinie betrieben werden kann, wobei sich die Arbeits-Kennlinie auf eine vorgegebene Resonanzquote und/oder eine hinterlegte lonen-Dichte (lons/cm®), die in der lonisationskammer durch die Erzeugung von lonen hergestellt werden soll, beziehen kann. Dabei kann In a further embodiment of the invention, the control loop is designed in such a way that the ionizer can be operated according to a stored working characteristic, the working characteristic being based on a predetermined resonance rate and / or a stored ion density (ions / cm®), which is to be produced in the ionization chamber by the generation of ions can be obtained. Here can

die Arbeits-Kennlinie in Form akustischer PNP-Werte vorgegeben sein. the working characteristic can be specified in the form of acoustic PNP values.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Regelkreis einen In a further embodiment of the invention, the control loop has a

adaptiven Resonanzregler auf. adaptive resonance controller.

Wenn der lonisator der Vorrichtung in Betrieb ist, kann zwischen dem HochvoltModul und dem Sensor ein Rückkopplungskanal entstehen, wobei ein Delta-Signal erzeugt werden kann, welches proportional zum Stromfluss am Ausgang des Sensors ist, der in Abhängigkeit des Plasmas in der lonisationskammer im Bereich der Stromspitze des lonisators erzeugt wird. Nachdem der lonenerzeugungsprozess stochastisch ist, erzeugen die Differenzier-Elemente der Regeleinrichtung Signale, die proportional zum Stromfluss sind und neben deterministischen Komponenten auch zufällige Komponenten in Form gepulster Schwankungen erhalten. Es wurde experimentell festgestellt, dass der lonen-Massenstrom von der Anzahl der Punkte pro Zeiteinheit abhängt, in denen die erste und zweite Ableitung des Signals nicht kontinuierlich und nicht differenzierbar ist. Als Ergebnis entsteht dabei eine Reihe von elektrischen Impulsen in Form von Delta-Impulsen, die leicht zu berechnen sind und als Grundlage für die weitere autonome Erzeugung von lonen in Form eines akustischen Echos in der lonisationskammer dienen können. Die Erzeugung von lonen kann so lange konstant und stabil bleiben, bis eine extensive Abweichung bemerkt wird und ein neuer Schwellenwert als optimale Kennlinie für die When the ionizer of the device is in operation, a feedback channel can arise between the high-voltage module and the sensor, a delta signal being generated which is proportional to the current flow at the output of the sensor, which depends on the plasma in the ionization chamber in the area of the Current peak of the ionizer is generated. Since the ion generation process is stochastic, the differentiating elements of the control device generate signals that are proportional to the flow of current and, in addition to deterministic components, also receive random components in the form of pulsed fluctuations. It has been found experimentally that the ion mass flow depends on the number of points per unit of time at which the first and second derivative of the signal are not continuous and cannot be differentiated. The result is a series of electrical pulses in the form of delta pulses, which are easy to calculate and can serve as the basis for the further autonomous generation of ions in the form of an acoustic echo in the ionization chamber. The generation of ions can remain constant and stable until an extensive deviation is noticed and a new threshold value is used as the optimal characteristic for the

Empfindlichkeit des adaptiven Resonanzreglers festgelegt wird. Sensitivity of the adaptive resonance controller is determined.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Hochvolt-Modul der Vorrichtung in einem Frequenzbereich von 20 bis 500 kHz betreibbar. In a further embodiment of the invention, the high-voltage module of the device can be operated in a frequency range from 20 to 500 kHz.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Sensor zur Erfassung der Messgröße und/oder der weitere Sensor zur Erfassung eines Ist-Werts von zumindest einem Parameters der Umgebungsluft zur Detektion akustischer, elektromagnetischer, induktiver, kapazitiver, piezoelektrischer und/oder optischer Signale In a further embodiment of the invention, the sensor for detecting the measured variable and / or the further sensor for detecting an actual value of at least one parameter of the ambient air is for detecting acoustic, electromagnetic, inductive, capacitive, piezoelectric and / or optical signals

ausgebildet. educated.

Das Ausgangsignal des Sensors wird in mV gemessen, wobei je nach Eichung ein Anzeigewert von 1,0 mV einem Wert von 1.000 lons/cm?® entsprechen kann. Zur Eichung kann beispielsweise ein Messgerät des Typ NKMH-103 der Firma Hokuto The output signal of the sensor is measured in mV. Depending on the calibration, a display value of 1.0 mV can correspond to a value of 1,000 lons / cm? ®. A measuring device of the type NKMH-103 from Hokuto, for example, can be used for calibration

Electronics herangezogen werden. Electronics can be used.

Die Geschwindigkeit von geladenen Partikeln, die sich bewegen oder als Aerosole einfach in der Luft schweben, kann man über die elektrischen Ladungskräfte bestimmen. Leichte Sauerstoff-lonen, wie sie von der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugt werden, werden von der aktiven Elektrode in der lonisationskammer mit hoher Geschwindigkeit in verschiedenen Richtungen gestreut und können mit der folgenden Formel zum Luftgleichgewicht unter Berücksichtigung der Häufigkeit des Luftaustauschs berechnet werden: The speed of charged particles that move or simply float in the air as aerosols can be determined using the electrical charge forces. Light oxygen ions, such as those generated by the device according to the invention, are scattered by the active electrode in the ionization chamber at high speed in different directions and can be calculated using the following formula for air equilibrium, taking into account the frequency of air exchange:

dn —=OQ0-Rı N? Ro Nen- Ra Norn- wen dt 1 2 3 0 dn - = OQ0-Rı N? Ro Nen- Ra Norn- wen dt 1 2 3 0

Dabei ist dn/dt die Dichteänderung der leichten Sauerstoff-lonen, n die Konzentration der leichten Sauerstoff-Ionen, N die Konzentration der schweren Sauerstoff-lonen, No die Konzentration der ungeladenen Partikeln, R+ der Rekombinationskoeffizient zwischen den leichten Sauerstoff-lonen, R» der Rekombinationskoeffizient von leichten mit schweren Sauerstoff-lonen, Ra der Wechselwirkungskoeffizient mit anderen ungeladenen Partikeln und Kondensationskernen, w die Luftwechselrate in einem Volumenbereich und Q die Bildungsrate von leichten Sauerstoff-lonen. Die Geschwindigkeit von lonen in einem elektrostatischen Feld E wird durch Multiplikation des Felds mit der Beweglichkeit K des lons in einem Gasgemisch Here dn / dt is the change in density of the light oxygen ions, n the concentration of the light oxygen ions, N the concentration of the heavy oxygen ions, No the concentration of the uncharged particles, R + the recombination coefficient between the light oxygen ions, R » the recombination coefficient of light and heavy oxygen ions, Ra the coefficient of interaction with other uncharged particles and condensation nuclei, w the air exchange rate in a volume range and Q the rate of formation of light oxygen ions. The speed of ions in an electrostatic field E is calculated by multiplying the field by the mobility K of the ion in a gas mixture

berechnet. calculated.

wahrgenommen. perceived.

Es kann auch vorgesehen sein, das Gehäuse der Vorrichtung oder der lonisationskammer insgesamt aus einem elektrostatischen Material herzustellen Provision can also be made for the housing of the device or the ionization chamber to be produced entirely from an electrostatic material

und/oder mit elektrostatischen oder antistatischen Beschichtung zu versehen. and / or to be provided with an electrostatic or antistatic coating.

Zur Erreichung der elektrostatischen und/oder antistatischen Wirkung der lonisationskammer und des Gehäuses kommen an sich im Stand der Technik bekannte Antistatika, insbesondere aus Kunststoff oder aus Holz, zum Beispiel Bambus, in Frage. Insbesondere können in- und externe antistatische Polymere, die elektrisch neutral, positiv oder negativ vorgeladen werden, oder Polymere mit ESD (electrostatic discharge) verwendet werden. Es ist auch möglich, Antistatika zu In order to achieve the electrostatic and / or antistatic effect of the ionization chamber and the housing, antistatic agents known per se in the prior art, in particular made of plastic or wood, for example bamboo, can be used. In particular, internal and external antistatic polymers that are electrically neutral, positively or negatively precharged, or polymers with ESD (electrostatic discharge) can be used. It is also possible to use antistatic drugs too

herkömmlichen Kunststoffen hinzuzufügen. conventional plastics.

Antistatische Beschichtungen können elektrisch ableitend ausgebildet sein. Es kann daher insbesondere bei Vorliegen einer antistatischen Beschichtung von Vorteil sein, Antistatic coatings can be designed to be electrically conductive. It can therefore be of advantage, especially if there is an antistatic coating,

die lonisationskammer aus einem elektrostatischen Material zu fertigen. to manufacture the ionization chamber from an electrostatic material.

Es können alternativ auch ijonen-anziehende Maßnahmen vorgenommen werden, zum Beispiel eine Ableitung des Negativpols der leitenden Fläche der Zuleitung und/oder der Ableitung der Vorrichtung. Damit wird ebenfalls das Ziel verfolgt, aktivgeladene Staubpartikeln von der Innenwand der Vorrichtung einfach zu Alternatively, ion-attracting measures can also be taken, for example a derivation of the negative pole of the conductive surface of the supply line and / or the derivation of the device. This also pursues the aim of simply removing actively charged dust particles from the inner wall of the device

entfernen. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der lonisator eine Elektrode remove. In a further embodiment of the invention, the ionizer has an electrode

auf, welche aus einem ionenaktiven Legierungsmaterial hergestellt ist, vorzugsweise which is made of an ion-active alloy material, preferably

aus Lithium, Nickel, Eisen, Wolfram und/oder Titan. Besonders geeignet sind made of lithium, nickel, iron, tungsten and / or titanium. Are particularly suitable

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Regelkreis dazu ausgebildet, den lonisator automatisch, adaptiv und/oder nichtlinear zu regeln. In a further embodiment of the invention, the control loop is designed to control the ionizer automatically, adaptively and / or non-linearly.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Regelkreis einen adaptiver Resonanzregler auf, wobei der Regelkreis dazu ausgebildet ist, einen, vorzugsweise ijonen-akustischen, Rückkopplungseffekt des Resonanzreglers auszunützen. Dadurch ist es möglich, den lonisator zur Erzeugung von Sauerstofflonen automatisch, adaptiv, nichtlinear und durch Rückkopplungseffekt des ARRReglers optimal zu regeln. Der Rückkopplungseffekt kann sich dabei auf den oder die akustischen PNP beziehen. In a further embodiment of the invention, the control loop has an adaptive resonance controller, the control loop being designed to utilize a preferably ion-acoustic feedback effect of the resonance controller. This makes it possible to control the ionizer automatically, adaptively, non-linearly and optimally through the feedback effect of the ARR controller to generate oxygen ions. The feedback effect can relate to the acoustic PNP (s).

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zumindest ein, vorzugsweise In a further embodiment of the invention, at least one, preferably

stabförmig ausgebildeter, Entladungsbereich vorgesehen. Bar-shaped discharge area is provided.

Die Erfindung betrifft weiters ein Trainingsgerät, wie zum Beispiel einen Fahrradergometer, ein Laufband, ein Cross-Trainer, ein Trainingstrampolin, etc. mit einer wie oben beschriebenen Vorrichtung zur Luftreinigung. Um der trainierenden Person während des Trainings besonders reine Atemluft mit möglichst wenigen schädlichen Teilchen zur Verfügung zu stellen, kann es vorgesehen sein, die Vorrichtung so am Trainingsgerät zu platzieren, dass die Austrittsöffnung in der Nähe The invention further relates to a training device, such as a bicycle ergometer, a treadmill, a cross trainer, a training trampoline, etc. with a device for air purification as described above. In order to provide the person exercising with particularly pure breathing air with as few harmful particles as possible during training, provision can be made to place the device on the training device in such a way that the outlet opening is nearby

des Kopfes der trainierenden Person angeordnet ist. of the head of the exercising person is arranged.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung erläutert. Dabei zeigen: Further details and advantages of the present invention are explained with reference to the following description of the figures. Show:

Fig.1a eine schematische Darstellung der Bauteile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Generierung von Sauerstoff-lonen, 1a shows a schematic representation of the components of a device according to the invention for generating oxygen ions,

Fig.1b eine schematisch Darstellung des Regelkreises mit adaptivem Resonanz-Regler (ARR), 1b shows a schematic representation of the control loop with an adaptive resonance controller (ARR),

Fig. 1c ein Ablaufdiagramm zur Generierung von leichten Sauersoff-lonen in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, 1c shows a flow chart for generating light oxygen ions in a device according to the invention,

Fig. 1d eine schematische Darstellung eines automatischen Resonanz-EchoKreislaufes, 1d shows a schematic representation of an automatic resonance-echo circuit,

Fig. 2a, 29 schematische Darstellungen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dem lonisator, 2a, 29 are schematic representations of a device according to the invention with the ionizer,

Fig. 3a, 3b Diagramme zu Erzeugungsraten von Sauersoff- lonen in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit und ohne antistatischer Beschichtung der lonisationskammer, 3a, 3b are diagrams showing the generation rates of oxygen ions in a device according to the invention with and without an antistatic coating of the ionization chamber,

Fig. 3c Histogramme zur Erzeugungsraten von Sauersoff- lonen in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit und ohne antistatischer Beschichtung der lonisationskammer, 3c shows histograms for the generation rates of oxygen ions in a device according to the invention with and without an antistatic coating of the ionization chamber,

Fig. 4a, 45 Diagramme zu Erzeugungsraten von Sauersoff- lonen in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit adaptiver Resonanz-Regelung (ARR) und einer Vorrichtung ohne adaptive Resonanz-Regelung, 4a, 45 are diagrams showing the generation rates of oxygen ions in a device according to the invention with adaptive resonance control (ARR) and a device without adaptive resonance control,

Fig. 4c Histogramme zur Erzeugungsraten von Sauersoff- lonen in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit adaptiver Resonanz-Regelung (ARR) und einer Vorrichtung ohne adaptive Resonanz-Regelung, und 4c shows histograms for the generation rates of oxygen ions in a device according to the invention with adaptive resonance control (ARR) and a device without adaptive resonance control, and

Fig. 5 ein Trainingsgerät mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. 5 shows a training device with a device according to the invention.

In der Fig. 1a ist eine schematische Darstellung der Bauteile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Generierung von Sauerstoff-lonen zur Verbesserung der Raumluft zur Benutzung mit einem Trainingsgerät gezeigt, wobei die gezeigte Ausführungsform der Vorrichtung 1 unter anderem folgende Bauteile 1a shows a schematic representation of the components of a device according to the invention for generating oxygen ions to improve the room air for use with a training device, the embodiment of device 1 shown including the following components

aufweist: having:

Mit dem Ein-/Aus-Schalter 4 kann die Vorrichtung 1 in Betrieb genommen und ausgeschaltet werden. Eine LED 5 dient zur Anzeige, ob die Vorrichtung 1 in Betrieb oder ausgeschaltet ist. Ein Zeitmesser 3 dient zur Messung und gegebenenfalls zur Anzeige der vergangenen Zeit während der die Vorrichtung 1 in Betrieb ist. With the on / off switch 4, the device 1 can be put into operation and switched off. An LED 5 is used to indicate whether the device 1 is in operation or switched off. A timer 3 is used to measure and, if necessary, to display the time elapsed during which the device 1 is in operation.

Ein Mikro-Kontroller 2 dient zur Steuerung der Vorrichtung 1 und der A micro-controller 2 is used to control the device 1 and the

Regeleinrichtung 12. Ein vom Mikro-Kontroller 2 über einen Schalter 6 gesteuerter Lüfter 7, mit dem Umgebungsluft eines die Vorrichtung 1 umgebenden Bereichs 29 Control device 12. A fan 7 controlled by the micro-controller 2 via a switch 6, with the ambient air of an area 29 surrounding the device 1

Vom Mikro-Kontroller 2 wird über einen Schalter 8 ein Buzzer 9 gesteuert. Der Buzzer 9 ist ein Piezo-Signalgeber, der zur akustischen Mitteilung von ZeitIntervallen vorgesehen ist, was insbesondere für die Benutzung bei Trainingsgeräten A buzzer 9 is controlled by the micro-controller 2 via a switch 8. The buzzer 9 is a piezo signal generator, which is provided for the acoustic notification of time intervals, which is particularly useful for training equipment

28 von Vorteil ist. 28 is beneficial.

Der lonisator 30 der Vorrichtung 1 wird über ein Hochvolt-Modul 11 betrieben, welches über einen Schalter 10 vom Mikro-Kontroller 2 gesteuert wird. Beim Hochvolt-Modul 11 handelt es sich um ein an sich im Stand der Technik bekanntes Bauteil. Über den Regler 13 ist das HV-Modul 11 mit einer elektrisch leitfähigen Stromspitze 15 verbunden, die in der lonisationskammer 22 angeordnet ist und sehr hohe elektrische Feldstärken erzeugt, mit der ein Plasma in der lonisationskammer 22 generiert wird. Der Regler 13 ist Teil der Regeleinrichtung 12 und kann als EchoKreislauf-Einheit ausgebildet sein. Bei der Stromspitze 15 kann es sich beispielsweise um eine koaxiale Elektrode handeln. Die Stromspitze 15 erzeugt innerhalb der lonisationskammer 22 äußert hohe Feldstärken, wodurch die lonisation der Sauerstoffmoleküle der sich in der lonisationskammer 22 befindlichen Umgebungsluft ermöglicht wird. The ionizer 30 of the device 1 is operated via a high-voltage module 11 which is controlled by the micro-controller 2 via a switch 10. The high-voltage module 11 is a component known per se in the prior art. The HV module 11 is connected via the regulator 13 to an electrically conductive current spike 15 which is arranged in the ionization chamber 22 and generates very high electrical field strengths with which a plasma is generated in the ionization chamber 22. The controller 13 is part of the control device 12 and can be designed as an echo circuit unit. The current peak 15 can be a coaxial electrode, for example. The current peak 15 generates extremely high field strengths within the ionization chamber 22, as a result of which the ionization of the oxygen molecules in the ambient air located in the ionization chamber 22 is made possible.

Die Regeleinrichtung 12 weist einen Sensor 14 zur Messung einer mit der Erzeugungsrate von Sauerstoff-lonen in der lonisationskammer 22 korrelierten Messgröße auf. Über die Auswerteinheit 32 wird demzufolge mit der erfassten The control device 12 has a sensor 14 for measuring a measured variable that is correlated with the generation rate of oxygen ions in the ionization chamber 22. The evaluation unit 32 is therefore used to record the

Messgröße der lonenmassenstrom erfasst. Measured variable of the ion mass flow recorded.

Die Vorrichtung 1 kann sowohl von einer Batterie 17, beispielsweise ein Li-lonenAkku, aber auch über einen Netzanschluss mit elektrischem Strom versorgt werden. Zu diesem Zweck ist ein Netzteil 21 vorgesehen, das über einen Anschluss 20 an die Vorrichtung 1 angeschlossen wird. Über das Netzteil 21 und den Anschluss 20 wird auch die Batterie 17 geladen. Zu diesem Zweck sind eine Ladeeinheit 19 und eine elektrische Schutzeinheit 18 vorgesehen, um die Batterie 17 vor Zerstörung zu The device 1 can be supplied with electrical current not only from a battery 17, for example a Li-ion rechargeable battery, but also via a mains connection. For this purpose, a power supply unit 21 is provided, which is connected to the device 1 via a connection 20. The battery 17 is also charged via the power supply unit 21 and the connection 20. For this purpose, a charging unit 19 and an electrical protection unit 18 are provided in order to protect the battery 17 from being destroyed

Bauteile. Components.

Schließlich weist der Mikro-Kontroller 2 einen Programmier-Port 16 auf, mit dem ein Computer angeschlossen werden kann, um eine andere Betriebssoftware für den Mikro-Kontroller 2 aufzuladen. Beim Programmier-Port 16 kann es sich auch um eine Empfangsvorrichtung für WLAN oder Bluetooth®-Signale handeln. Finally, the micro-controller 2 has a programming port 16 to which a computer can be connected in order to load other operating software for the micro-controller 2. The programming port 16 can also be a receiving device for WLAN or Bluetooth® signals.

In Fig. 1b ist in schematischer Weise die Regeleinrichtung 12 dargestellt, die einen adaptiven Resonanzregler 13 aufweist. Der Regler 13 stellt die vom HV-Modul 11 zur Verfügung gestellten Spannung ein, mit der die Stromspitze 15 versorgt wird. Für die Regelung ist der Regler 13 mit dem Sensor 14 verbunden, der den Ist-Wert einer mit der Erzeugungsrate von Sauerstoff-lonen in der lonisationskammer 22 korrelierten Messgröße |, beispielsweise den lonen-Massenstrom oder ein PNP, erfasst. Der Regelkreis ist dazu ausgebildet, den Ist-Wert der Messgröße | an einen hinterlegten Soll-Wert der Messgröße | anzugleichen, der über eine Signaleingabe 31 dem Regler 13 zur Verfügung gestellt wird. Gleichzeitig ist der Regelkreis dazu ausgebildet, den In Fig. 1b, the control device 12 is shown schematically, which has an adaptive resonance controller 13. The regulator 13 sets the voltage made available by the HV module 11, with which the current peak 15 is supplied. For the regulation, the controller 13 is connected to the sensor 14, which detects the actual value of a measured variable that is correlated with the generation rate of oxygen ions in the ionization chamber 22, for example the ion mass flow or a PNP. The control loop is designed to measure the actual value of the measured variable | to a stored target value of the measured variable | to be adjusted, which is made available to the controller 13 via a signal input 31. At the same time, the control loop is designed to

lonisator in einem hinterlegten Leistungsbereich zu betreiben. to operate the ionizer in a stored power range.

In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann der Soll-Wert der Messgröße I in Abhängigkeit zumindest eines von einem weiteren Sensor erfassten Parameters der In an embodiment that is not shown, the setpoint value of the measured variable I can be a function of at least one parameter detected by a further sensor

Umgebungsluft berechnet werden. Ambient air can be calculated.

Die Fig. 1c zeigt ein Diagramm zur Arbeitsfunktion der Vorrichtung 1 und dient zu einem besseren Verständnis der Erfindung und für eine bessere Erklärung des Wirkungsprinzips der Vorrichtung 1. Durch Betätigung des Ein/Aus-Schalters 4 wird die Vorrichtung in Betrieb gesetzt. Über den Mikro-Kontroller 2 und den Zeitmesser 3 kann eine gewisse Betriebsdauer eingestellt werden. Alternativ ist es auch möglich an fix vorgegebenen Zeiten ein Signal über den Buzzer 9, der mit dem MikroKontroller 2 über einen Schalter 8 verbunden ist, abzugeben. Der Mikro-Kontroller 2 sorgt weiter dafür, dass das HV-Modul 11 mit Strom versorgt wird. Zwischen der Stromversorgung und der Regeleinrichtung 12 bestehend aus dem adaptiven Resonanzregler 13, dem IMF-Sensor 14 und der lonisationskammer 22, ist ein logischer Block angeordnet, über den die Stromversorgung des HV-Moduls 11 1c shows a diagram of the work function of the device 1 and is used for a better understanding of the invention and for a better explanation of the operating principle of the device 1. By actuating the on / off switch 4, the device is put into operation. A certain operating time can be set via the micro-controller 2 and the timer 3. Alternatively, it is also possible to output a signal at fixed predetermined times via the buzzer 9, which is connected to the microcontroller 2 via a switch 8. The micro-controller 2 also ensures that the HV module 11 is supplied with power. Between the power supply and the control device 12 consisting of the adaptive resonance controller 13, the IMF sensor 14 and the ionization chamber 22, a logic block is arranged, via which the power supply of the HV module 11

Figur 1d zeigt eine schematische Darstellung eines automatischen Resonanz-EchoKreislaufes. Die in der lonisationskammer 22 angeordnete Stromspitze 15 dient zur Erzeugung von Sauerstoff-lonen über ein Plasma und stellt somit das Analogon zu einem Transmitter da. Der Sensor 14 stellt das Analogon zu einem Receiver da. Der Sensor 14 und die als Elektrode fungierende Stromspitze 15 sind in der Regeleinrichtung 12 verbunden, wobei der IMF-Sensor 14 ein Signal I (t) generiert, welches über die Auswerteinheit 32 zweimal abgeleitet wird, wobei in weiterer Folge aus dem abgeleiteten Signal d’l/dt ein lonen-Massenstrom berechnet wird. Das so bearbeitete und ausgewertete Signal fließt über die Signaleingabe 31 in das HVModul 11 oder eine angeschlossene Steuer- oder Regeleinheit, sodass aufgrund der Signaleingabe 31 die Spannung und/oder die Stromstärke mit der die Stromspitze 15 versorgt wird, abgeändert wird. Dadurch entsteht wiederum ein abgeändertes Signal | (t), sodass ein automatischer Resonanz-Kreislauf-Effekt entstehen kann. FIG. 1d shows a schematic representation of an automatic resonance-echo circuit. The current peak 15 arranged in the ionization chamber 22 is used to generate oxygen ions via a plasma and thus represents the analogue of a transmitter. The sensor 14 represents the analog to a receiver. The sensor 14 and the current peak 15 functioning as an electrode are connected in the control device 12, the IMF sensor 14 generating a signal I (t) which is derived twice via the evaluation unit 32, with the derived signal d ' l / dt an ion mass flow is calculated. The signal processed and evaluated in this way flows via the signal input 31 into the HV module 11 or a connected control or regulation unit, so that the voltage and / or the current strength with which the current peak 15 is supplied is changed on the basis of the signal input 31. This in turn creates a modified signal | (t), so that an automatic resonance cycle effect can arise.

Die Figur 2a zeigt einen schematischen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 mit dem lonisator 30. Zu erkennen ist die durch die Eintrittsöffnung 23 in die Vorrichtung 1 einfließende Raumluft, die über eine Zuleitung 24 von einem Lüfter 7 angesaugt und in die lonisationskammer 22 weiter transportiert wird, in der eine als Elektrode fungierende Stromspitze 15 angeordnet ist. Die Gegenelektrode ist im Gehäuse der lonisationskammer 22 angeordnet. Die Stromspitze 15 erzeugt ein extrem starkes elektrisches Feld über das HV-Modul 11, welches von der Regeleinrichtung 12 gesteuert wird. In der lonisationskammer 22 wird die über die Zuleitung 24 zugeleitete Raumluft ionisiert. Dabei entsteht in der lonisationskammer 22 Plasma-Schall, wobei der Sensor 14 einen Parameter des Plasma-Schalls (PNP) erfasst, der von der Auswerteinheit 32 ausgewertet und über die Signaleingabe 31 der Regeleinrichtung 12 zugeführt wird, welche ihrerseits das HV-Modul 11 steuert. 2a shows a schematic cross section of a device 1 according to the invention with the ionizer 30. The room air flowing into the device 1 through the inlet opening 23 can be seen, which is sucked in via a feed line 24 by a fan 7 and transported further into the ionization chamber 22, in which a current peak 15 acting as an electrode is arranged. The counter electrode is arranged in the housing of the ionization chamber 22. The current peak 15 generates an extremely strong electric field via the HV module 11, which is controlled by the control device 12. In the ionization chamber 22, the room air supplied via the supply line 24 is ionized. Plasma sound is generated in the ionization chamber 22, the sensor 14 recording a parameter of the plasma sound (PNP), which is evaluated by the evaluation unit 32 and fed via the signal input 31 to the control device 12, which in turn controls the HV module 11 .

In Reaktion auf einen durch den Sensor 14 gemessenen Wert der Messgröße | (t) In response to a value of the measured variable | measured by the sensor 14 (t)

erzeugt die Stromspitze 15 einen bestimmten Wert an elektrischer Feldstärke, über the current peak 15 generates a certain value of electric field strength, about

wiederum Plasma-lonen und damit verbunden Plasma-Schall erzeugt. Dieser in turn, plasma ions and associated plasma sound are generated. This

1 aus und kann vom Benutzer eingeatmet werden. 1 and can be inhaled by the user.

Die Figur 2b zeigt eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung 1 wobei die Austrittsöffnung 26 dargestellt ist und der hinter der lonisationskammer 22 angeordnete Lüfter 7 erkennbar ist. Das Gehäuse 27 ist aus antistatischem Material hergestellt. FIG. 2b shows a perspective view of a device 1, the outlet opening 26 being shown and the fan 7 arranged behind the ionization chamber 22 being recognizable. The housing 27 is made of an antistatic material.

In den Figuren 3a und 3b ist jeweils ein Diagramm zur Erzeugung von Sauerstofflonen mit eine erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gezeigt, wobei die obere Linie die negativ geladenen lonen zeigt, während die untere Linie die positiv geladenen lonen zeigt. Dabei ist der aufgrund der erzeugten lonen fließende Strombetrag in mV gegenüber der Zeit aufgetragen. Während die Vorrichtung 1 in der Figur 1 über eine lonisationskammer 22 mit antistatischer Beschichtung verfügt, ist dies in der Situation der Figur 3b nicht der Fall. Erkennbar ist, dass eine antistatisches Beschichtung zu einer höheren lonenrate (erkennbar am höheren Strombetrag der FIGS. 3a and 3b each show a diagram for generating oxygen ions with a device 1 according to the invention, the upper line showing the negatively charged ions, while the lower line shows the positively charged ions. The amount of current flowing due to the generated ions is plotted in mV versus time. While the device 1 in FIG. 1 has an ionization chamber 22 with an antistatic coating, this is not the case in the situation in FIG. 3b. It can be seen that an antistatic coating leads to a higher ion rate (recognizable by the higher amount of current in the

negativen lonen in der Fig. 3a) und auch zu einem gleichmäßigeren lonenfluss führt. negative ions in FIG. 3a) and also leads to a more uniform ion flow.

Dies ist auch anhand der Figur 3c erkennbar, welche ein Histogramm zu den Kurven der negativen lonen in den Figuren 3a und 3b darstellt. Während auf der y-Achse die Anzahl der Ereignisse eingetragen sind, ist auf der x-Achse der zugehörige Strombetrag dargestellt. Das rechte Histogramm mit einem Peak bei etwas über 600mYV bezieht sich auf die Figur 3a, also eine Vorrichtung 1 mit einer lonisationskammer 22 mit antistatischer Beschichtung. Das linke Histogramm mit einem Peak bei etwas unter 500 mv bezieht sich auf die Figur 3b, also eine Vorrichtung 1 mit einer lonisationskammer 22 ohne antistatischer Beschichtung. Deutlich erkennbar ist, dass die antistatische Beschichtung zu einem höheren Peak bei einem höheren Strombetrag führt, also zu einem höheren und gleichmäßigeren This can also be seen from FIG. 3c, which shows a histogram for the curves of the negative ions in FIGS. 3a and 3b. While the number of events is entered on the y-axis, the associated current amount is shown on the x-axis. The right histogram with a peak at a little over 600mYV relates to FIG. 3a, that is to say a device 1 with an ionization chamber 22 with an antistatic coating. The left histogram with a peak at slightly below 500 mV relates to FIG. 3b, that is to say a device 1 with an ionization chamber 22 without an antistatic coating. It can be clearly seen that the antistatic coating leads to a higher peak at a higher amount of current, i.e. to a higher and more uniform one

lonenstrom. ion current.

In den Figur 4a und 4b ist jeweils ein Diagramm zur Erzeugung von Sauerstoff-lonen FIGS. 4a and 4b each show a diagram for the generation of oxygen ions

mit eine erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gezeigt, wobei die obere Linie die negativ shown with a device 1 according to the invention, the top line being negative

lonenfluss führt. ion flow leads.

Dies ist auch anhand der Figur 4c erkennbar, welche ein Histogramm zu den Kurven der negativen lonen in den Figuren 4a und 4b darstellt. Während auf der y-Achse die Anzahl der Ereignisse eingetragen sind, ist auf der x-Achse der zugehörige Strombetrag (in mV) dargestellt. Das Histogramm zur Figur 4a weist einen scharfen und deutlichen Peak bei etwas über 400 mV auf. Das Histogramm zur Figur 4b ist über die gesamte x-Achse dargestellt und weist keinen erkennbaren Peak auf. Deutlich erkennbar ist, dass der adaptive Resonanzregler 13 zu einem deutlich gleichmäßigeren lonenstrom führt. This can also be seen from FIG. 4c, which shows a histogram for the curves of the negative ions in FIGS. 4a and 4b. While the number of events is entered on the y-axis, the associated current amount (in mV) is shown on the x-axis. The histogram for FIG. 4a has a sharp and clear peak at a little over 400 mV. The histogram for FIG. 4b is shown over the entire x-axis and has no recognizable peak. It can be clearly seen that the adaptive resonance controller 13 leads to a significantly more uniform ion flow.

Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Trainingsgeräts 28 in Form eines Trampolins mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, die bequem in Höhe des Gesichts eines Benutzers angeordnet ist, wodurch die ionisierte Raumluft vom Benutzer insbesondere während des Trainings, Figure 5 shows a schematic representation of a training device 28 according to the invention in the form of a trampoline with a device 1 according to the invention, which is conveniently located at the level of the face of a user, whereby the ionized room air from the user, especially during training,

in dem höherer Sauerstoffbedarf besteht, eingeatmet werden kann. in which there is a higher need for oxygen, can be inhaled.

Bezugszeichenliste: List of reference symbols:

1 Vorrichtung 1 device

2 Mikro-Kontroller 2 micro-controllers

3 Zeitmesser 3 timepieces

4 Ein/Aus-Schalter 4 on / off switches

5 LED 5 LED

6 Schalter für Lüfter 7 Lüfter 6 switch for fan 7 fan

8 Schalter für Buzzer 8 switches for buzzer

9 Buzzer 9 buzzers

Innsbruck, am 13. Mai 2020 Innsbruck, May 13, 2020

24 /38 24/38

Claims

1. Device for at least partial ionization of air, with

e an ionizer (30) for generating oxygen ions in the ambient air of an area surrounding the device (1), an ionization chamber (22) being provided in which oxygen ions are generated,

e a sensor (14) for detecting a measured variable (D) correlated with the generation rate of oxygen ions in the ionization chamber (22),

e a control device (12) for controlling the ionizer (30), the ionizer (30) being operated with an electrical voltage (V) adjustable by the control device (12) and / or with an electrical current intensity adjustable by the control device (12) ,

characterized in that the control device (12) has a control circuit which is designed to adapt an actual value of the measured variable (I) to a stored target value for adaptation to changes in the ambient air and / or at least one operating parameter of the ionizer (30) to match the measured variable (I).

2. Device according to claim 1, wherein the measured variable (I) is an ion-acoustic signal.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, wherein the control loop is designed such that the ionizer (30) according to a stored working characteristic

can be operated.

4. Device according to one of claims 1 to 3, wherein a further sensor is provided for detecting an actual value of at least one parameter of the ambient air, the target value of the measured variable (I) from the actual value of the at least one parameter of the ambient air is dependent.

operate.

6. Device according to one of claims 1 to 5, wherein the control device (12) has an adaptive resonance controller.

7. Device according to one of claims 1 to 6, wherein the high-voltage module (11) can be operated in a frequency range between 20 to 500 kHz.

8. Device according to one of claims 1 to 7, wherein the sensor (14) for detecting the measured variable (I) and / or the further sensor for detecting an actual value of at least one parameter of the ambient air for the detection of electromagnetic, inductive, capacitive, piezoelectric and / or

optical signals is or are formed.

9. Device according to one of claims 1 to 8, wherein the ionization chamber has an electrostatic and / or antistatic coating.

10. Device according to one of claims 1 to 9, wherein the ionizer (30) has an electrode which is made of an ion-active alloy material, preferably lithium, nickel, iron, tungsten and / or titanium.

11.Vorrichtung according to any one of claims 1 to 10, wherein the control loop is designed so that the control of the ionizer (30) takes place automatically, adaptively and / or non-linearly.

12. The apparatus of claim 11, wherein the control loop is an adaptive one

Has resonance controller (13) and the control loop is designed to utilize a feedback effect of the resonance controller (13).

14. Device according to one of claims 1 to 13, wherein a fan (7) in the device (1), preferably between the ionization chamber (22) and the inlet opening (23) and / or between the ionization chamber (22) and the outlet opening ( 26), is arranged.

15. Training device with a device according to one of claims 1 to 14.

Innsbruck, May 13, 2020