CN101606289A - 电晕放电型离子产生器的检查方法及检查装置 - Google Patents

电晕放电型离子产生器的检查方法及检查装置 Download PDF

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Abstract

本发明仅检测从电晕放电型离子产生器的发射体产生的离子所产生的实际电流，进而，能够检测在该实际电流中实际上有助于被除电物的除电的除电电流，从而能够确认发射体的脏污和劣化程度、除电性能等。在施加高电压的发射体附近配置了接地电极的电晕放电型离子产生器中，同时测量流过接地电极的总电流和由施加到发射体的高电压引起的第1感应电流，从第1感应电流估计作为所述总电流的成分的、由于发射体形成的电场而流过接地电极的第2感应电流，从所述总电流和第2感应电流之间的差分，测量由发射体生成的离子所产生的实际电流。

Description

电晕放电型离子产生器的检查方法及检查装置
技术领域
本发明涉及电晕放电型离子产生器的检查方法及检查装置，能够检测电晕放电型离子产生器的发射体的脏污和劣化程度，进而能够检测实际有助于被除电物的除电的除电电流。
背景技术
如众所周知，电晕(corona)放电型离子产生器(ionizer)是将高电压施加给发射体，从而使周围的空气离子化，产生正离子或负离子(带电粒子)的装置，将这些离子提供给带电的被除电物，进行除电。
例如在交流型离子产生器中，通过将交流高电压施加到一个发射体(emitter)，从而使其交替产生正负离子，而提供给被除电物。
然而，上述发射体所产生的离子的一部分，被发射体附近配置的接地电极所吸收而成为电流，而剩余的离子则被供应给被除电物侧，帮助除电。
此时，微粒子附着在发射体的前端，或者发射体劣化，其前端的曲率半径增大时，由于发射体生成的离子的量减少，所以实际上有助于除电的离子的量也减少。
以往，出现这种情况时，确信如果离子产生器的电源开关为ON，则当然会产生离子从而使用的情况较多，即使离子生成量因上述的发射体脏污和劣化而完全为零也没有注意到。
作为这种问题的对策，考虑测量并显示由于发射体产生的离子而流过的电流。具体而言，公知如专利文献1所记载那样，将电流测量用电阻或电流计连接到发射体附近的接地电极，测量对应于发射体的离子生成量的电流。
专利文献1：特开2004-127858号公报(段落[0017]、图3等)
发明内容
发明要解决的课题
但是，存在以下问题，即在通过上述专利文献1所记载的方法测量的电流中，由于施加高电压的发射体形成的电场而流过接地电极的感应电流(位移电流)成为主导，所以几乎不能测量由发射体产生的离子引起的电流(以下也称为实际电流)。
因此，本发明的解决课题在于提供一种电晕放电型离子产生器的检查方法及检查装置，能够从流过接地电极的总电流中除去感应电流，而只检测实际电流，从该实际电流，能够检测发射体的脏污和劣化程度，进而能够检测实际上有助于被除电物的除电的除电电流。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，技术方案1中的电晕放电型离子产生器的检查方法，该电晕放电型离子产生器在其施加高电压的发射体附近配置了接地电极，该方法
同时测量流过所述接地电极的总电流和由施加到发射体的所述高电压引起的第1感应电流，
从第1感应电流估计作为所述总电流的成分的、由于发射体形成的电场而流过所述接地电极的第2感应电流，
从所述总电流和第2感应电流之间的差分，测量由发射体生成的离子产生的实际电流。
技术方案2中的检查方法是在技术方案1中，从所述实际电流检测发射体的脏污和劣化程度。
另外，技术方案3的检查方法是在技术方案1中，从所述实际电流，测量由到达被除电物的离子而流过的除电电流。
技术方案4中的电晕放电型离子产生器的检查装置，在其施加高电压的发射体附近配置了接地电极，包括：
测量流过所述接地电极的总电流的部件；
在测量所述总电流同时，测量由施加到发射体的所述高电压引起的第1感应电流的部件；
从第1感应电流估计作为所述总电流的成分的、由于发射体形成的电场而流过所述接地电极的第2感应电流的部件；以及
从所述总电流和第2感应电流之间的差分，测量由发射体生成的离子所产生的实际电流的运算部件。
技术方案5的检查装置是在技术方案4中，从所述实际电流，检测发射体的脏污和劣化程度。
另外，技术方案6的检查装置是在技术方案4中，从所述实际电流，测量由于到达被除电物的离子而流过的除电电流。
技术方案7的检查装置是在技术方案4至6的任一个技术方案中，测量第1感应电流的部件包括辅助电极，该辅助电极配置在连接对发射体施加高电压的高电压产生部件和发射体的电缆附近，且用于检测第1感应电流。
另外，技术方案8中的检查装置是在技术方案4至6的任一个技术方案中，测量第1感应电流的部件包括辅助电极，该辅助电极配置在发射体附近，且用于检测第1感应电流。
技术方案9中的检查装置是在技术方案7或8中，还包括：
第1电阻，连接于所述辅助电极；
第2电阻，连接于所述接地电极；以及
差动放大电路，作为所述运算部件，将由第1感应电流在第1电阻产生的电压降和由所述总电流在第2电阻产生的电压降之间的差分放大，
该检查装置，可改变所述第1电阻或第2电阻至少一方，从而使由第1感应电流在第1电阻产生的电压降和由所述第2感应电流在第2电阻产生的电压降相等。
发明的效果
根据本发明的电晕放电型离子产生器的检查方法及检查装置，能够除去因发射体形成的电场而流过接地电极的感应电流，并能可靠地仅测量发射体生成的离子产生的实际电流。因此，根据测量的实际电流，能够检测有助于发射体的脏污和劣化程度、有助于被除电物的除电的除电电流等，能够容易地进行静电除电器的维护检查和除电性能的评价。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的结构图。
图2是图1的主要部分的说明图。
图3是用于说明第1实施方式的效果的波形图。
图4是用于说明第1实施方式的效果的波形图。
图5是表示本发明的第2实施方式的结构图。
图6是表示本发明的第3实施方式的结构图。
图7是表示本发明的第4实施方式的结构图。
具体实施方式
以下按图说明本发明的实施方式。
首先，图1是表示本发明的第1实施方式的结构图，在图1中，10为产生交流的高电压的高电压产生电路，其输出侧经由电缆21连接针状的发射体20。另外，环状的接地电极30被同心状地配置在发射体20的附近，该接地电极30经由连接点A以及电阻RG(相当于权利要求中的第2电阻)接地。
另一方面，设置圆筒状的辅助电极40，以包围高电压产生电路10和发射体20之间的电缆21，该辅助电极40经由连接点B以及可变电阻RC(相当于权利要求中的第1电阻)接地。
上述连接点A、B分别经由电阻R2、R1，连接到运算放大器50的正相输入端子及反相输入端子，上述正相输入端子经由电阻R4接地。另外，R3为反馈电阻。
这里，运算放大器50及电阻R1～R4构成众所周知的差动放大电路，为了简化，各个电阻值设定为R1＝R2，R3＝R4。
接着说明本实施方式的动作原理。
首先，若通过高电压产生电路10对发射体20施加高电压，发射体20周围的空气被离子化。此时，流过接地电极30的总电流IG，为生成离子所产生的实际电流IR与发射体20形成的电场所产生的感应电流(位移电流)II之和，因此可以导出关于实际电流IR的式子1。另外，上述感应电流II相当于权利要求中的第2感应电流。
[式子1]
IR＝IG-II
另一方面，经由辅助电极40所取出的电流IC不受实际电流IR影响，仅是从高电压产生电路10对发射体20施加的高电压所引起的感应电流。其中，由于接地电极30和辅助电极40的形状不同，所以流过接地电极30的感应电流II和流过辅助电极40的感应电流IC的大小也不同。该感应电流IC相当于权利要求中的第1感应电流。
如果将用于校正感应电流II和感应电流IC的大小差异的系数α设为α＝II/IC，则式子1成为式子2。
[式子2]
IR＝IG-II＝IG-αIC
这里，若同时测量流过接地电极30的总电流IG以及流过辅助电极40的感应电流IC(第1感应电流)，基于感应电流IC而估计流过接地电极30的感应电流II(第2感应电流)，从而求出总电流IG和感应电流II的差分(IG-II)，则能够根据上述式子1测量出实际电流IR。
由于实际电流IR与发射体20的生成离子的浓度成比例，所以如果能够测量实际电流IR，则能够估计发射体20的脏污和劣化程度，并且能够估计被位于发射体20下方的被除电物(未图示)所吸收而有助于除电的除电电流的大小。
在该实施方式中，通过由运算放大器50所构成的差动放大电路而等效地进行式子2的差分运算。
即，在图1的电路中，在感应电流II引起的电阻RG的电压降(＝II×RG)，与感应电流IC引起的可变电阻RC的电压降(＝IC×RC)相等时，运算放大器50的输出电压VOUT与实际电流IR引起的电阻RG的电压降(＝IR×RG)的大小成比例，因此如果检测出该输出电压VOUT，则能够测量出实际电流IR。
另外，为了使上述的电阻RG的电压降(＝II×RG)和可变电阻RC的电压降(＝IC×RC)相等，可以利用示波器等观察连接点A、B的电压，调整可变电阻RC，使得这些电压相等。通过该可变电阻RC的调整操作，能够等效地从感应电流IC估计感应电流II。
此时，流过连接点A的电流为总电流IG(＝IR+II)，但是由于相对于感应电流II与实际电流IR的相位错开，感应电流II、IC为同相位，所以可以一边通过示波器等观察电阻RG的电压降(＝II×RG)和可变电阻RC的电压降(＝IC×RC)，一边调整可变电阻RC，使得两者相等。
另外，在本实施方式中，使电阻RG为固定电阻，使电阻RC为可变电阻，但是也可以使电阻RG为可变电阻，使电阻RC为固定电阻，调节电阻RG。
如上所述，根据该实施方式，能够以图1所示的简单电路结构测量实际电流IR，能够利用运算放大器50的输出电压VOUT，显示或输出发射体20的脏污和劣化状态、除电电流的大小等。
另外，图2是用于将图1的接地电极30的具体结构放大表示的图，31为接地电极主体，32为绝缘体，33为连接到电阻RG的导(lead)线。在该图2中，为了简便而省略图1中的差动放大器的图示。
图3是用于说明上述的第1实施方式的效果的波形图，表示对新的发射体(前端的曲率半径为10μm)施加高电压时的运算放大器50的输出电压VOUT，总电流IG产生的电阻RG的电压降(将其设为VG)，以及感应电流IC产生的可变电阻RC的电压降(将其设为VC)。
相对于此，图4是，为了模拟发射体劣化的状态，使用前端的曲率半径为500μm的发射体，与图3同样地测量VOUT、VG、VC的情况下的波形图。
从图3和图4的比较中可知，当发射体为新的时，能够得到具有有意义的值的输出电压VOUT，从该输出电压VOUT能够明确地检测实际电流IR的大小，但是当发射体劣化时，几乎不能确认输出电压VOUT、也就是实际电流IR。
由此可知，根据第1实施方式，能够容易地把握发射体的脏污和劣化状态、实际电流、实际上有助于除电的除电电流。
接着，图5是表示本发明的第2实施方式的结构图。
在上述的第1实施方式中，为了检测感应电流IC，使用包围电缆21的圆筒状的辅助电极40，但是也可以如图5的第2实施方式所示，接近电缆21配置平板状的辅助电极41。
另外，图6是表示本发明的第3实施方式的结构图，如图6所示，也可以将线圈状地形成的辅助电极42缠绕在电缆21，以取代所述辅助电极40、41来使用。
进而，图7为表示本发明的第4实施方式的结构图。
本实施方式是由包覆的电线构成辅助电极43，并将该辅助电极43的前端部配置在发射体20的附近的例子，使用这种结构的辅助电极43，也能够检测感应电流IC。
另外，在图7中的辅助电极43前端部的放大图中，44表示连接到可变电阻RC的导线，45表示覆盖至导线44的前端部这样包覆的绝缘体45。像这样，由于将接近发射体20的导线44的前端部用绝缘体45完全包覆，能够防止连发射体20生成的离子引起的实际电流也由辅助电极43检测。
另外，在上述各个实施方式中，说明了交流式的电晕放电型离子产生器，但本发明的测量原理，也能够适用于直流式电晕放电型离子产生器。

Claims (9)

1、一种电晕放电型离子产生器的检查方法，该电晕放电型离子产生器在其施加高电压的发射体附近配置了接地电极，该方法其特征在于，
同时测量流过所述接地电极的总电流和由施加到发射体的所述高电压引起的第1感应电流，
从第1感应电流估计作为所述总电流的成分的、由于发射体形成的电场而流过所述接地电极的第2感应电流，
从所述总电流和第2感应电流之间的差分，测量由发射体生成的离子产生的实际电流。
2、如权利要求1所述的电晕放电型离子产生器的检查方法，其特征在于，
从所述实际电流检测发射体的脏污和劣化程度。
3、如权利要求1所述的电晕放电型离子产生器的检查方法，其特征在于，
从所述实际电流，测量由于到达被除电物的离子而流过的除电电流。
4、一种电晕放电型离子产生器的检查装置，在其施加高电压的发射体附近配置了接地电极，其特征在于，包括：
测量流过所述接地电极的总电流的部件；
在测量所述总电流同时，测量由施加到发射体的所述高电压引起的第1感应电流的部件；
从第1感应电流，估计作为所述总电流的成分的、由于发射体形成的电场而流过所述接地电极的第2感应电流的部件；以及
从所述总电流和第2感应电流之间的差分，测量由于发射体生成的离子而产生的实际电流的运算部件。
5、如权利要求4所述的电晕放电型离子产生器的检查装置，其特征在于，
从所述运算部件的输出检测发射体的脏污和劣化程度。
6、如权利要求4所述的电晕放电型离子产生器的检查装置，其特征在于，
从所述运算部件的输出测量由于到达被除电物的离子而流过的除电电流。
7、如权利要求4至6的任一项所述的电晕放电型离子产生器的检查装置，其特征在于，
测量第1感应电流的部件包括辅助电极，该辅助电极配置在连接对发射体施加高电压的高电压产生部件和发射体的电缆附近，且用于检测第1感应电流。
8、如权利要求4至6的任一项所述的电晕放电型离子产生器的检查装置，其特征在于，
测量第1感应电流的部件包括辅助电极，该辅助电极配置在发射体附近，且用于检测第1感应电流。
9、如权利要求7或8所述的电晕放电型离子产生器的检查装置，其特征在于，还包括：
第1电阻，连接于所述辅助电极；
第2电阻，连接于所述接地电极；以及
差动放大电路，作为所述运算部件，将由第1感应电流在第1电阻产生的电压降和由所述总电流在第2电阻产生的电压降之间的差分放大，
该电晕放电型离子产生器的检查装置，可改变所述第1电阻或第2电阻至少一方，从而使由第1感应电流在第1电阻产生的电压降和由第2感应电流在第2电阻产生的电压降相等。
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