CN108808453A - 尖端型负离子发生器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种尖端型负离子发生器，包括塑料罩、金属圆筒、工频高压电源和金属丝尖端，所述工频高压电源，包括自耦调压器、隔离变压器、高压二极管、高压电容、电晕放电线和接地网电极，所述隔离变压器的原边与所述自耦调压器连接，所述高压二极管串联在所述隔离变压器的副边的正端，所述高压电容并联在所述隔离变压器的副边的正端和所述隔离变压器的副边的负端之间，所述电晕放电线与所述高压二极管的正端连接，所述接地网电极位于所述电晕放电线的对端。通过本发明，能够优化负离子发生器的内部结构。

Description

尖端型负离子发生器

本发明是申请号为201710654196.X、申请日为2017年8月3日、发明名称为“尖端型负离子发生器”的专利的分案申请。

技术领域

本发明涉及负离子领域，尤其涉及一种尖端型负离子发生器。

背景技术

负离子发生器在卫生保健方面也有广泛应用。(1)空气不流通的环境，如超净化室、精密仪器室、实验室，使用负离子发生器能消除或减轻人的不良感觉，提高工作效率。(2)劳动强度高的人员，如矿井工人、运动员等，负离子发生器能使人不易疲劳。(3)易出差错的工作人员，如打字员、话务员、会计等，使用负离子发生器，可使头脑清醒，精神愉快。(4)收看电视节目时，因荧光屏大量发射正离子，要吸收周围的负离子。从而使室内负离子含量大大减少，因此，人长时间看电视感觉不适负离子发生器可补充室内的负离子。

发明内容

然而，现有技术中的负离子发生器内部结构优化程度不高，负离子产生机制原始。为了解决上述问题，本发明提供了一种尖端型负离子发生器，改造其工频高压电源结构以包括自耦调压器、隔离变压器、高压二极管、高压电容、电晕放电线和接地网电极，同时，在输入的净化程度大于等于预设程度阈值时，启动所述尖端型负离子发生器并发出植物负离子发生器启动信号，还用于在输入的净化程度小于预设程度阈值时，发出植物负离子发生器关闭信号，启动所述尖端型负离子发生器。

根据本发明的一方面，提供了一种尖端型负离子发生器，所述系统包括塑料罩、金属圆筒、工频高压电源和金属丝尖端。

更具体地，在所述尖端型负离子发生器中：所述工频高压电源，包括自耦调压器、隔离变压器、高压二极管、高压电容、电晕放电线和接地网电极。

更具体地，在所述尖端型负离子发生器中：所述隔离变压器的原边与所述自耦调压器连接，所述高压二极管串联在所述隔离变压器的副边的正端。

更具体地，在所述尖端型负离子发生器中：所述高压电容并联在所述隔离变压器的副边的正端和所述隔离变压器的副边的负端之间，所述电晕放电线与所述高压二极管的正端连接，所述接地网电极位于所述电晕放电线的对端。

更具体地，在所述尖端型负离子发生器中：采用高压直流电源替换所述工频高压电源。

更具体地，在所述尖端型负离子发生器中，还包括：

去臭氧设备，用于检测附近空气中的臭氧浓度，并在所述臭氧浓度超限时，启动去臭氧功能以实现对附近空气中的臭氧的去除；

所述高压直流电源的一端接地，所述高压直流电源的另一端输出负直流高压并连接到所述金属丝尖端以作为高压负极，所述金属圆筒接地以作为高压正极，所述塑料罩套在所述金属圆筒之外；

所述高压直流电源包括电压输入设备、降噪滤波设备、整流滤波设备、过流检测设备、调压设备、逆变设备、变压器设备、倍压整流设备和电压输出设备，所述电压输入设备用于输入220伏的电压，所述降噪滤波设备与所述电压输入设备连接，用于对接收到的220伏的电压进行降噪滤波，所述整流滤波设备与所述降噪滤波设备连接，用于对接收到的信号进行整流滤波，所述调压设备与所述整流滤波设备连接，用于对接收到的信号进行直流到直流的调压，所述逆变设备与所述调压设备连接，用于对接收到的信号进行占空比固定的谐振高频逆变处理，所述变压器设备与所述逆变设备连接，用于对接收到的信号进行升降压处理，所述倍压整流设备与所述变压器设备连接，用于对接收到的信号进行倍压整流处理，所述电压输出设备与所述倍压整流设备连接，用于将所述倍压整流设备输出的信号作为所述直流电源设备的输出电压输出；

净化程度输入设备，用于接收输入的净化程度；

MSP430单片机，与所述净化程度输入设备连接，用于在输入的净化程度大于等于预设程度阈值时，启动所述尖端型负离子发生器并发出植物负离子发生器启动信号，还用于在输入的净化程度小于预设程度阈值时，发出植物负离子发生器关闭信号，同时启动所述尖端型负离子发生器；

其中，所述直流电压设备还包括电压反馈设备，与所述倍压整流设备连接，用于对所述直流电源设备的输出电压进行电压反馈以实现对所述直流电源设备的输出电压的稳压保护操作；所述金属丝尖端电场强度远大于所述金属圆筒，所述金属丝尖端附近电离产生的自由离子在电场力作用下沿着电场相反方向加速运动以获得能量与其他分子碰撞，将其他分子外层电子轰击掉，不断产生被轰击掉的自由电子和正离子，一部分自由电子被分子俘获以形成负离子。

更具体地，在所述尖端型负离子发生器中：所述MSP430单片机将所述植物负离子发生器启动信号或所述植物负离子发生器关闭信号通过ZIGBEE通信设备发送给附近的植物负离子发生器；

其中，所述植物负离子发生器包括电脉冲刺激仪，刺激植物的根际土壤，使得植物高效释放负离子。

更具体地，在所述尖端型负离子发生器中，还包括：存储设备，与所述MSP430单片机连接，用于预先存储所述预设程度阈值。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的尖端型负离子发生器的结构方框图。

附图标记：1塑料罩；2金属圆筒；3工频高压电源；4金属丝尖端

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的尖端型负离子发生器的实施方案进行详细说明。

负离子的一般定义如下：空气的正、负离子，按其迁移率大小可分为大、中、小离子。对人体有益的是小离子，也称为轻离子，其具有良好的生物活性。只有小离子或小离子团才能进入生物体。离子迁移率大于0.4c㎡/(V`s)为小离子，小于0.04/(V`s)为大离子，介于两者之间则为中离子。接近分子大小的荷电原子团或分子团，都属于小的空气离子。这些小的空气离子具有高的运动速度，在大气中互相碰撞，又不断聚集，形成大离子或中离子。只有小离子、或称之为小离子团才能进入生物体。而其中的小负氧离子、或称之为小负氧离子团，则有良好的生物活性。

离子在单位强度(V/m)电场作用下的移动速度称之为离子迁移率，它是分辨被测离子直径大小的一个重要参数。空气离子直径越小，其迁移速度就越快。离子迁移率是表达被测离子大小的重要参数。离子运动速度与离子直径成反比，而离子迁移率与离子运动速度成正比，故离子迁移率与离子直径成负比。

目前，负离子发生器的内部结构仍有进步空间，负离子的产生策略仍需进一步优化。为了克服上述不足，本发明搭建了一种尖端型负离子发生器，具体实施方案如下。

图1为根据本发明实施方案示出的尖端型负离子发生器的结构方框图，所述系统包括塑料罩、金属圆筒、工频高压电源和金属丝尖端。

接着，继续对本发明的尖端型负离子发生器的具体结构进行进一步的说明。

在所述尖端型负离子发生器中：

所述工频高压电源，包括自耦调压器、隔离变压器、高压二极管、高压电容、电晕放电线和接地网电极；所述隔离变压器的原边与所述自耦调压器连接，所述高压二极管串联在所述隔离变压器的副边的正端；所述高压电容并联在所述隔离变压器的副边的正端和所述隔离变压器的副边的负端之间，所述电晕放电线与所述高压二极管的正端连接，所述接地网电极位于所述电晕放电线的对端；以及可以采用高压直流电源替换所述工频高压电源。

在所述尖端型负离子发生器中，还包括：

去臭氧设备，用于检测附近空气中的臭氧浓度，并在所述臭氧浓度超限时，启动去臭氧功能以实现对附近空气中的臭氧的去除；

所述高压直流电源的一端接地，所述高压直流电源的另一端输出负直流高压并连接到所述金属丝尖端以作为高压负极，所述金属圆筒接地以作为高压正极，所述塑料罩套在所述金属圆筒之外；

所述高压直流电源包括电压输入设备、降噪滤波设备、整流滤波设备、过流检测设备、调压设备、逆变设备、变压器设备、倍压整流设备和电压输出设备，所述电压输入设备用于输入220伏的电压，所述降噪滤波设备与所述电压输入设备连接，用于对接收到的220伏的电压进行降噪滤波，所述整流滤波设备与所述降噪滤波设备连接，用于对接收到的信号进行整流滤波，所述调压设备与所述整流滤波设备连接，用于对接收到的信号进行直流到直流的调压，所述逆变设备与所述调压设备连接，用于对接收到的信号进行占空比固定的谐振高频逆变处理，所述变压器设备与所述逆变设备连接，用于对接收到的信号进行升降压处理，所述倍压整流设备与所述变压器设备连接，用于对接收到的信号进行倍压整流处理，所述电压输出设备与所述倍压整流设备连接，用于将所述倍压整流设备输出的信号作为所述直流电源设备的输出电压输出；

净化程度输入设备，用于接收输入的净化程度；

MSP430单片机，与所述净化程度输入设备连接，用于在输入的净化程度大于等于预设程度阈值时，启动所述尖端型负离子发生器并发出植物负离子发生器启动信号，还用于在输入的净化程度小于预设程度阈值时，发出植物负离子发生器关闭信号，同时启动所述尖端型负离子发生器；

其中，所述直流电压设备还包括电压反馈设备，与所述倍压整流设备连接，用于对所述直流电源设备的输出电压进行电压反馈以实现对所述直流电源设备的输出电压的稳压保护操作；

其中，所述金属丝尖端电场强度远大于所述金属圆筒，所述金属丝尖端附近电离产生的自由离子在电场力作用下沿着电场相反方向加速运动以获得能量与其他分子碰撞，将其他分子外层电子轰击掉，不断产生被轰击掉的自由电子和正离子，一部分自由电子被分子俘获以形成负离子。

在所述尖端型负离子发生器中：

所述MSP430单片机将所述植物负离子发生器启动信号或所述植物负离子发生器关闭信号通过ZIGBEE通信设备发送给附近的植物负离子发生器；

其中，所述植物负离子发生器包括电脉冲刺激仪，刺激植物的根际土壤，使得植物高效释放负离子。

在所述尖端型负离子发生器中，还包括：

存储设备，与所述MSP430单片机连接，用于预先存储所述预设程度阈值。

另外，可采用FPGA芯片来替换所述MSP430单片机，以实现所述MSP430单片机的所有功能。

FPGA(Field－Programmable Gate Array)，即现场可编程门阵列，他是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。他是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

以硬件描述语言(Verilog或VHDL)所完成的电路设计，可以经过简单的综合与布局，快速的烧录至FPGA上进行测试，是现代IC设计验证的技术主流。这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路(比如AND、OR、XOR、NOT)或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。在大多数的FPGA里面，这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器(Flip－flop)或者其他更加完整的记忆块。系统设计师可以根据需要通过可编辑的连接把FPGA内部的逻辑块连接起来，就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里。一个出厂后的成品FPGA的逻辑块和连接可以按照设计者而改变，所以FPGA可以完成所需要的逻辑功能。

FPGA一般来说比ASIC(专用集成电路)的速度要慢，实现同样的功能比ASIC电路面积要大。但是他们也有很多的优点比如可以快速成品，可以被修改来改正程序中的错误和更便宜的造价。厂商也可能会提供便宜的但是编辑能力差的FPGA。因为这些芯片有比较差的可编辑能力，所以这些设计的开发是在普通的FPGA上完成的，然后将设计转移到一个类似于ASIC的芯片上。另外一种方法是用CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)。FPGA的开发相对于传统PC、单片机的开发有很大不同。FPGA以并行运算为主，以硬件描述语言来实现；相比于PC或单片机(无论是冯诺依曼结构还是哈佛结构)的顺序操作有很大区别。

采用本发明的尖端型负离子发生器，针对现有技术中负离子发生器结构落后的技术问题，通过对负离子发生器的重要部件进行重新实现，提高负离子发生器的工作效率，更为关键的是，将机电式负离子发生器与植物式负离子发生器联合起来，根据不同情况确定负离子的发生策略，从而在保障负离子产生效果的同时，使得负离子的产生过程更加节能环保。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种尖端型负离子发生器，包括塑料罩、金属圆筒、工频高压电源和金属丝尖端。

2.如权利要求1所述的尖端型负离子发生器，其特征在于：

所述工频高压电源，包括自耦调压器、隔离变压器、高压二极管、高压电容、电晕放电线和接地网电极。

3.如权利要求2所述的尖端型负离子发生器，其特征在于：

所述隔离变压器的原边与所述自耦调压器连接，所述高压二极管串联在所述隔离变压器的副边的正端。

4.如权利要求3所述的尖端型负离子发生器，其特征在于：

所述高压电容并联在所述隔离变压器的副边的正端和所述隔离变压器的副边的负端之间，所述电晕放电线与所述高压二极管的正端连接，所述接地网电极位于所述电晕放电线的对端。

5.如权利要求4所述的尖端型负离子发生器，其特征在于：

采用高压直流电源替换所述工频高压电源。

6.如权利要求5所述的尖端型负离子发生器，其特征在于，还包括：

去臭氧设备，用于检测附近空气中的臭氧浓度，并在所述臭氧浓度超限时，启动去臭氧功能以实现对附近空气中的臭氧的去除；

所述高压直流电源的一端接地，所述高压直流电源的另一端输出负直流高压并连接到所述金属丝尖端以作为高压负极，所述金属圆筒接地以作为高压正极，所述塑料罩套在所述金属圆筒之外；

所述高压直流电源包括电压输入设备、降噪滤波设备、整流滤波设备、过流检测设备、调压设备、逆变设备、变压器设备、倍压整流设备和电压输出设备，所述电压输入设备用于输入220伏的电压，所述降噪滤波设备与所述电压输入设备连接，用于对接收到的220伏的电压进行降噪滤波，所述整流滤波设备与所述降噪滤波设备连接，用于对接收到的信号进行整流滤波，所述调压设备与所述整流滤波设备连接，用于对接收到的信号进行直流到直流的调压，所述逆变设备与所述调压设备连接，用于对接收到的信号进行占空比固定的谐振高频逆变处理，所述变压器设备与所述逆变设备连接，用于对接收到的信号进行升降压处理，所述倍压整流设备与所述变压器设备连接，用于对接收到的信号进行倍压整流处理，所述电压输出设备与所述倍压整流设备连接，用于将所述倍压整流设备输出的信号作为所述直流电源设备的输出电压输出；

净化程度输入设备，用于接收输入的净化程度；

MSP430单片机，与所述净化程度输入设备连接，用于在输入的净化程度大于等于预设程度阈值时，启动所述尖端型负离子发生器并发出植物负离子发生器启动信号，还用于在输入的净化程度小于预设程度阈值时，发出植物负离子发生器关闭信号，同时启动所述尖端型负离子发生器；

其中，所述直流电压设备还包括电压反馈设备，与所述倍压整流设备连接，用于对所述直流电源设备的输出电压进行电压反馈以实现对所述直流电源设备的输出电压的稳压保护操作；

其中，所述金属丝尖端电场强度远大于所述金属圆筒，所述金属丝尖端附近电离产生的自由离子在电场力作用下沿着电场相反方向加速运动以获得能量与其他分子碰撞，将其他分子外层电子轰击掉，不断产生被轰击掉的自由电子和正离子，一部分自由电子被分子俘获以形成负离子。

7.如权利要求6所述的尖端型负离子发生器，其特征在于：

所述MSP430单片机将所述植物负离子发生器启动信号或所述植物负离子发生器关闭信号通过ZIGBEE通信设备发送给附近的植物负离子发生器；

其中，所述植物负离子发生器包括电脉冲刺激仪，刺激植物的根际土壤，使得植物高效释放负离子。

8.如权利要求6-7任一所述的尖端型负离子发生器，其特征在于，还包括：

存储设备，与所述MSP430单片机连接，用于预先存储所述预设程度阈值。