CN110107120A - 一种负离子吸烟室及其设计运行方法 - Google Patents

一种负离子吸烟室及其设计运行方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110107120A
CN110107120A CN201910480830.1A CN201910480830A CN110107120A CN 110107120 A CN110107120 A CN 110107120A CN 201910480830 A CN201910480830 A CN 201910480830A CN 110107120 A CN110107120 A CN 110107120A
Authority
CN
China
Prior art keywords
plate
electrode plate
negative oxygen
oxygen ion
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201910480830.1A
Other languages
English (en)
Inventor
仲崇东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suqian Longxiang High-Tech Service Co Ltd
Original Assignee
Suqian Longxiang High-Tech Service Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suqian Longxiang High-Tech Service Co Ltd filed Critical Suqian Longxiang High-Tech Service Co Ltd
Priority to CN201910480830.1A priority Critical patent/CN110107120A/zh
Publication of CN110107120A publication Critical patent/CN110107120A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H1/00—Buildings or groups of buildings for dwelling or office purposes; General layout, e.g. modular co-ordination or staggered storeys
    • E04H1/12—Small buildings or other erections for limited occupation, erected in the open air or arranged in buildings, e.g. kiosks, waiting shelters for bus stops or for filling stations, roofs for railway platforms, watchmen's huts or dressing cubicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • F24F8/192—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering by electrical means, e.g. by applying electrostatic fields or high voltages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/30—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by ionisation
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H1/00—Buildings or groups of buildings for dwelling or office purposes; General layout, e.g. modular co-ordination or staggered storeys
    • E04H1/12—Small buildings or other erections for limited occupation, erected in the open air or arranged in buildings, e.g. kiosks, waiting shelters for bus stops or for filling stations, roofs for railway platforms, watchmen's huts or dressing cubicles
    • E04H2001/1294—Booths for smoking

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)

Abstract

本发明属于空气净化和人体健康技术领域，具体涉及到一种负离子吸烟室及其设计运行方法。一种负离子吸烟室，包括吸烟室主体、烟气排出口和过滤装置；所述吸烟室主体包括顶板、侧板和底板；还包括基板、负氧离子释放孔、负氧离子输送管、小型负氧离子发生器、蓄电池或移动电源，所述的基板设置于顶板下方，所述的基板与顶板焊接相连，所述的负氧离子释放孔均匀分布在基板上。本发明小型负氧离子发生器提供的负氧离子能够有效减少烟气中的粉尘颗粒，通过电离特性将粉尘颗粒聚合，加大了粉尘颗粒的尺寸，从而加大颗粒质量，壁面粉尘的飞扬。

Description

一种负离子吸烟室及其设计运行方法
技术领域
本发明属于空气净化和人体健康技术领域，具体涉及到一种负离子吸烟室及其设计运行方法。
背景技术
随着社会的进步，人们素质的提高，吸烟室不仅为吸烟的人提供了舒适的吸烟场所，而且又让他人不受二手烟的伤害，因此，作为一种供吸烟者吸烟的公共场所，吸烟室越来越受到人们的欢迎，而目前现有的吸烟室往往无法调整温度，从而造成吸烟者吸烟过程的不舒适，间接影响了吸烟室的使用频率。
中国专利文件公开的一种空气流通的吸烟室，该吸烟室包括由墙板连接围设，并通过上部设置的天花板及下部设置的地板而构成封闭的吸烟室，天花板上设置有进风口，该进风口与外部安装的送新风装置的出口连通；所述底板上设有排风口，排风口与设置在吸烟室外的排风装置的入口连接；该吸烟室室内的二手烟气是直接从排风口排出的，同时对于室内缺少有效降低二手烟气浓度的措施。
申请人对比现有技术发现至少存在以下技术问题：
吸烟室内的缺少空气净化，从而造成吸烟者的不适，间接影响吸烟者的使用频率。
发明内容
本发明的目的在于提出一种为吸烟室提供负氧离子，同时有效净化烟气，供给清洁空气的负离子吸烟室。
本发明的目的还在于提供一种负离子吸烟室设计运行方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种负离子吸烟室，包括吸烟室主体、烟气排出口和过滤装置；所述吸烟室主体包括顶板、侧板和底板；所述顶板、所述侧板和所述底板形成密闭空间；所述烟气排出口设置在所述吸烟室主体上；所述吸烟室主体与所述烟气排出口形成排出通道；所述过滤装置设置在所述排出通道内；第一吸扇设置在所述排出通道内,还包括基板、负氧离子释放孔、负氧离子输送管、小型负氧离子发生器、蓄电池或移动电源，所述的基板设置于顶板下方，所述的基板与顶板焊接相连，所述的负氧离子释放孔均匀分布在基板上，所述的负氧离子输送管是指在侧板外侧，负氧离子输送管的一端连接负氧离子释放孔，负氧离子输送管的另一端连接小型负氧离子发生器，所述的小型负氧离子发生器设置在侧板外侧，小型负氧离子发生器安装有蓄电池或移动电源。
在所述空气束源的喷嘴之前，空气束的速度分布满足：
喷嘴后的空气束的速度分布为：
其中NF为空气束中的空气的总分子数，vF为空气束的喷射速度，T为空气束的温度，m为分子质量，K为静电力常量；
喷嘴前的空气束密度为：
经过喷嘴后的空气束密度为：
喷射出的空气束夹角为α，空气束长度为L，P为空气束的气压，D为空气束源喷嘴的直径。
所述的负离子发生电极产生电场，包括：将热阻丝加热发出热电子，通过四块电极板上的电压，将电子定向引出，通过四块电极板的中心孔径形成电子束，调节四块电极板的电压参数、厚度参数以及间距参数来形成电子束，电子束由法拉第杯收集，亥姆霍兹线圈轴向与电子束重合设置在热阻丝和法拉第杯的两侧。
所述的电极板为三氧化二钇阴极或者氧化钡阴极，电极板的表面是铱涂层。
所述的负离子发生电极产生的电场内加有CuO/P25或ZnO/P25催化剂。
所述喷嘴直径为9μm，空气束长度为2.5cm，电极板为圆形，直径2.5cm，包括第一电极板(10)、第二电极板(11)、第三电极板(12)、第四电极板(13)，第一电极板、第二电极板、第三电极板的厚度为3mm，第四电极板的厚度为4mm；第一电极板中心孔径的直径为1.5mm，第二电极板中心孔径的直径为1mm，第三电极板中心孔径的直径为0.5mm，第四电极板中心孔径的直径为0.5mm；第一电极板电压为-80V，第二电极板电压为-55V，第三电极板电压为-45V，第四电极板电压为0V；第一电极板与第二电极板的距离为0.4mm，第二电极板与第三电极板的距离为1mm，第三电极板与第四电极板的距离为0.8mm；每个所述的电极板之间放置有蓝宝石球，球的直径为R′，每个电极板上开不同的孔用来容纳宝石球，通过改变开孔半径r′，板之间的距离为d′，
所述的亥姆霍兹线圈的磁感应强度为：
其中μh表示真空磁导率，Nh表示线圈匝数，I为实验中所接入的电流值，Rh为线圈的半径；X为两个亥姆霍兹线圈的距离。
所述的引出场由两块引出场电极板产生电压获得，其中靠近热阻丝一侧的引出场电极板到远离热阻丝一侧的引出场电极板的轴上电压分布为：
其中V1、V2分别表示引出场中靠近热阻丝一侧的引出场电极板到远离热阻丝一侧的引出场电极板的电压值，L1、L2分别为对应极板的厚度，d为两极板间的间距，ry为极板半径，x为透镜轴上的一点坐标；所述的所有电极板上涂刷由电气石粉体复合材料。
一种负离子吸烟室的设计运行方法，吸烟室包括吸烟室主体、烟气排出口和过滤装置；所述吸烟室主体包括顶板、侧板和底板；所述顶板、所述侧板和所述底板形成密闭空间；所述烟气排出口设置在所述吸烟室主体上；所述吸烟室主体与所述烟气排出口形成排出通道；所述过滤装置设置在所述排出通道内；第一吸扇设置在所述排出通道内；还包括基板、负氧离子释放孔、负氧离子输送管、小型负氧离子发生器、蓄电池或移动电源，包括如下步骤：
(1)用蓄电池或移动电源(1)为小型负氧离子发生器(2)中的各种设备供电；
(2)小型负氧离子发生器中的空气束源(7)将空气压缩产生空气束并垂直射向由负离子发生电极(8)产生的电场形成负氧离子；
(3)负氧离子在空气束的惯性作用下飞入引出场，由引出场导出至小型负氧离子发生器的供气孔；
(4)小型负氧离子发生器的供气孔(9)放出的空气束通过负氧离子输送管(3)导出到负氧离子释放孔；
(5)负氧离子释放孔(4)通过基板(5)固定在吸烟室本体的顶板上，为吸烟室提供负氧离子。
本发明的有益效果在于：
本发明的结构和方法为吸烟室环使用，本结构的小型负氧离子发生器通过负氧离子输送管连接吸烟室，小型负氧离子发生器可以固定在吸烟室的任何部位而不需要和吸烟室固定连接，结构便携性更高。本装置结构小巧轻便，由于使用了空气作为负氧离子源且通过垂直电子束结构形成负离子束，有效缩小了本发明的结构，使小型负氧离子发生器能够更方便的在吸烟室安装。空气束通过空气束源的喷嘴设置成为溢流空气分子束既保持了较高的分子数密度又选择了分子的运动方向，提升了分子束的平均速度，亥姆霍兹线圈能够约束电子的运动，避免电子间相互的库伦排斥力使电子束发散。在负离子发生电极的每两个极板间放置宝石球既起到支撑的作用又保证了极板间的绝缘效果。引出场使负离子获得动能加速飞行，并尽可能的使产生的负离子全部飞出电场区且保证不会产生较大的发散角。从而使本发明装置负氧离子产生率更高，使用效果更好。此外本发明小型负氧离子发生器提供的负氧离子能够有效减少烟气中的粉尘颗粒，通过电离特性将粉尘颗粒聚合，加大了粉尘颗粒的尺寸，如pm2.5可有效聚合为pm10及以上尺寸，从而加大颗粒质量，壁面粉尘的飞扬。
附图说明
图1为本发明结构图。
图2为本发明小型负氧离子发生器结构图。
图3为本发明方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述：
本发明具体包括吸烟室主体、烟气排出口和过滤装置；所述吸烟室主体包括顶板、侧板和底板；所述顶板、所述侧板和所述底板形成密闭空间；所述烟气排出口设置在所述吸烟室主体上；所述吸烟室主体与所述烟气排出口形成排出通道；所述过滤装置设置在所述排出通道内；第一吸扇设置在所述排出通道内；还包括基板、负氧离子释放孔、负氧离子输送管、小型负氧离子发生器、蓄电池或移动电源，所述的基板设置于顶板下方，所述的基板与顶板焊接相连，所述的负氧离子释放孔均匀分布在基板上，所述的负氧离子输送管是指在侧板外侧，负氧离子输送管的一端连接负氧离子释放孔，负氧离子输送管的另一端连接小型负氧离子发生器，所述的小型负氧离子发生器设置在侧板外侧，小型负氧离子发生器安装有蓄电池或移动电源。本发明的结构为吸烟室使用，本结构的小型负氧离子发生器通过负氧离子输送管连接吸烟室，小型负氧离子发生器可以固定在吸烟室的任何部位而不需要和吸烟室固定连接，结构便携性更高。此外本发明小型负氧离子发生器提供的负氧离子能够有效减少烟气中的粉尘颗粒，通过电离特性将粉尘颗粒聚合，加大了粉尘颗粒的尺寸，如pm2.5可有效聚合为pm10及以上尺寸，从而加大颗粒质量，壁面粉尘的飞扬。
本发明中的小型负氧离子发生器主要包括空气束源、负离子发生电极等。简单来说，本发明小型负氧离子发生器的设计思路是：空气束源发射的空气束与由负离子发生电极产生的电子束垂直相互作用形成负离子束，在空气束的作用下飞入引出场。引出场是由脉冲电源提供的脉冲电场，使负氧离子飞到引出场中心时正好被引出场加速朝着供气孔飞行。负氧离子经过引出场后也可以通过离子聚焦透镜，在空间上实现聚焦。不同荷质比的负离子在无场飞行过程中逐渐拉开距离，于是在路径中使用一个脉冲的偏转电场作为质量选择器，确保负氧离子能够通过而其他负离子被偏转到路径之外。本装置结构小巧轻便，由于使用了空气作为负氧离子源且通过垂直电子束结构形成负离子束，有效缩小了本发明的结构，使小型负氧离子发生器能够更方便安装。
本发明的空气束采用溢流分子束既保持了较高的分子数密度又选择了分子的运动方向，提升了分子束的平均速度，在喷嘴之前分子束的速度分布满足麦克斯韦分布定律，在所述空气束源的喷嘴之前，空气束的速度分布满足：
喷嘴后的空气束的速度分布为：
其中NF为空气束中的空气的总分子数，vF为空气束的喷射速度，T为空气束的温度，m为分子质量，K为静电力常量；
喷嘴前的空气束密度为：
经过喷嘴后的空气束密度为：
喷射出的空气束夹角为α，空气束长度为L，P为空气束的气压，D为空气束源喷嘴的直径。
所述的负离子发生电极产生电场，包括：将热阻丝加热发出热电子，通过四块电极板上的电压，将电子定向引出，通过四块电极板的中心孔径形成电子束，调节四块电极板的电压参数、厚度参数以及间距参数来形成电子束，电子束由法拉第杯收集，亥姆霍兹线圈轴向与电子束重合设置在热阻丝和法拉第杯的两侧；电子束由法拉第杯直接收集，配合一个灵敏电流计实时监控电子枪的电流稳定性。亥姆霍兹线圈能够约束电子的运动，避免电子间相互的库伦排斥力使电子束发散。所述的亥姆霍兹线圈的磁感应强度为：
其中μh表示真空磁导率，Nh表示线圈匝数，I为实验中所接入的电流值，Rh为线圈的半径；X为两个亥姆霍兹线圈的距离。亥姆霍兹线圈的半径越大，轴向中心磁场均匀性区域就越大。
所述的电极板为三氧化二钇阴极或者氧化钡阴极，电极的表面是铱涂层；由于钇做为贵金属，是很难被氧化的，就算偶尔暴露在大气中，铱也不会轻易中毒，因此不需要特殊的高真空来对待，适合10-11到10-5托真空度，烘焙温度最高350℃。特点亮度低、温度低、逸出功也比较低，具有更小的能量分散，由于加热温度较低，也具有更长的寿命，氧化钡阴极的寿命与表面温度有关，也与材料蒸发率有关。
上述结构的具体指标为：所述喷嘴直径为9μm，空气束长度为2.5cm，电极板为圆形，直径2.5cm，包括第一电极板、第二电极板、第三电极板、第四电极板，第一电极板、第二电极板、第三电极板的厚度为3mm，第四电极板的厚度为4mm；第一电极板中心孔径的直径为1.5mm，第二电极板中心孔径的直径为1mm，第三电极板中心孔径的直径为0.5mm，第四电极板中心孔径的直径为0.5mm；第一电极板电压为-80V，第二电极板电压为-55V，第三电极板电压为-45V，第四电极板电压为0V；第一电极板与第二电极板的距离为0.4mm，第二电极板与第三电极板的距离为1mm，第三电极板与第四电极板的距离为0.8mm。电阻丝的电源规格为1V/5A的直流稳压电源，小型负氧离子发生器的电极板、空气束源与直流电源电压均采用最大量程200V的直流高稳电源。
此外，每个所述的电极板之间放置有蓝宝石球，球的直径为R′，每个电极板上开不同的孔用来容纳宝石球，通过改变开孔半径r′，板之间的距离为d′，
在每两个极板间放置宝石球既起到支撑的作用又保证了极板间的绝缘效果。
引出场的主要作用有两个：一是使负离子获得动能加速飞行，二是尽可能的使产生的负离子全部飞出电场区且保证不会产生较大的发散角。
所述的负离子发生电极产生的电场内加有CuO/P25或ZnO/P25催化剂；添加磁子-P25后，在各个电流强度下的能量效率相对于单纯添加P25的要略高，这是因为磁场改变了电子的运动路径，提高了电子在反应区间的作用时间，即提高了电能的利用效率，磁场使得金属接地极材料电阻率变大，也能提高能量效率。具体的制备方法为：
利用浸渍法的方法分别制备合成2％和3％负载量的铜、锌的P25催化剂。制备CuO/P25催化剂过程：取120mL去离子水，在其中分散3g的P25，将其用集热式恒温加热磁力搅拌器制成悬浮液，配制0.2mol·L-1的Cu(NO3)2溶液，然后计算并量取理论负载量的Cu(NO3)2溶液逐滴加入到搅拌中的P25悬浮液中，在室温条件下搅拌1.5h后，再在80℃温度下搅拌，直到溶剂蒸干，将蒸干的溶剂研磨，然后在80℃下干燥，最后在400℃下煅烧2h，即得到CuO/P25催化剂。制备ZnO/P25催化剂的过程和上述方法相同，计算锌的理论负载量，然后用锌替换铜，即可制得ZnO/P25催化剂。
此外所有电极板上涂刷由电气石粉体复合材料。电气石是自然界的一种常见矿物，又名托玛琳(tourmaline)，在中国常被称为碧玺。电气石的成岩环境为火成岩、沉积岩和变质岩，为柱状晶体，侧面存在与纵向平行的棱线，截面为球面三角形。由于受成岩环境影响，铁电气石及镁电气石在我国的储量较为丰富，占我国电气石储量的绝大部分。电气石作为负氧离子粉体被应用时，多以粉体形式出现，且为了提高材料的负氧离子释放量，增加对环境的改善作用，不同成分及种类的电气石，其负氧离子释放能力不同。粒径是影响电气石的负氧离子释放量的一个重要因素，粒径的减小可导致比表面积和表面活性增强，使得电气石的负氧离子释放量增加。选取铁镁电气石，利用行星式球磨仪采用湿磨法制得电气石粉体，球料比为1:4，无水乙醇作为磨矿溶剂，玛瑙球作为球磨介质，填充率为70％。将制得的粉体经过干燥，过筛后，得到400目、600目、1000目、3000目的不同粒径电气石样品。Ce/电气石粉体复合材料，利用磁力搅拌器将电气石粉体与适量水混合搅拌2h后，将按比例配置的Ce(NO3)3·6H2O水溶液滴加到电气石和水的浊液中，继续搅拌3h。利用氨水溶液作为共沉淀剂，进行滴加，调节溶液pH值，待完全沉淀后，过滤、离心、清洗、干燥沉淀，烧结(6℃/min，升温到700℃，保温7h，自然降温)，制备。采用相同的制备流程制备稀土(La，Pr/)电气石复合材料，La/电气石复合材料利用La(NO3)3·6H2O作为La源，升温速率为6℃/min，在900℃保温5h，自然降温。Pr/电气石复合材料利用Pr(NO3)3·6H2O作为Pr源，升温速率为6℃/min，在600℃保温5h，自然降温。
通过试验发现在未复合Ce元素时电气石对测试空间负氧离子释放量的改变量为330c/cm3，Ce-3％样品对测试空间负氧离子释放量的改变量为430c/cm3。Ce-3％与Ce-0％相比，对空间的负氧离子释放量的改变量提高了150c/cm3。因测试质量为2g，所以Ce元素以质量分数为3％复合后，单位质量的复合材料对于单位立方厘米空间的负氧离子改变量提高了200c(单位)。同时，观察测量结果可知，Ce-5％样品对测试空间的负氧离子释放量的改变量为600c/cm3，Ce-8％样品对测量空间的负氧离子释放量的改变量为550c/cm3，Ce-9％样品对测量空间的负氧离子释放量的改变量为600c/cm3。
还包括灭菌模块：
吸烟室内外及小型负氧离子发生器内外的灭菌设备编号为i1，i2，i3…..in，其中n代表灭菌设备的序号，通过网络信息和无线电信息彼此连接的灭菌中继系统A、管理系统服务器B，管理系统服务器连接灭菌设备，灭菌设备包括化学灭菌设备和光热灭菌设备具体包括：
(1.1)在同一中继系统下，每个灭菌设备将自己的参数信息列表发送给灭菌中继系统，包括对应信道的感知信噪比、传输速率以及传输功率；
(1.2)管理系统服务器根据灭菌中继系统发送的参数信息列表，为灭菌设备匹配需要的功率信号并将分配结果发送给灭菌中继系统，由灭菌中继系统将功率信号配置发送给灭菌设备进行工作；
(1.3)管理系统服务器对灭菌设备进行通信感知，检测空闲信道；
(1.4)管理系统服务器根据检测到的空闲信道，为灭菌设备分配合适的信道及相应的传输时间，并将最终规划方案告知有传输需求的灭菌设备，如果没有空闲信道则不进行信道分配，只通知灭菌设备无空闲信道；
(1.5)灭菌设备根据规划方案接入信道进行传输并进行工作，如果收到无空闲信道的信息，则切换至休眠状态直至下一个周期到来。
所述的为灭菌设备匹配需要的功率信号并将分配结果发送给灭菌中继系统，包括：
(1.2.1)计算灭菌设备的常规能耗：
Pz为灭菌模块固有电路功率；Pzt(i)为灭菌设备i进行工作时的传输功率；Pk(i)为灭菌设备i空闲时的传输功率；T为单位时间；Tzt为灭菌设备进行工作的时间；Tk为灭菌设备空闲的时间；
(1.2.2)计算灭菌设备的空闲模式的概率：
pk(i)＝(1-pb(i))(1-p(i))；
pb(i)为灭菌设备i的缓存器非空概率；p(i)为灭菌设备i的标准工作概率；
(1.2.3)计算灭菌设备的工作模式的概率：
pzt(i)＝p(i)+(p(i)-1)pb(i)；
(1.2.4)计算灭菌设备的通信能效为：
η为灭菌设备的通信到达率：
为通信数据的平均长度；为灭菌模块能耗平均功率；TS为信道通讯时间；
(1.2.5)对灭菌设备的通信能效进行模拟，求出灭菌设备的最小值达到系统的最佳能耗值。
管理系统服务器对灭菌设备进行通信感知，具体包括：
(1.3.1)设待优化iu的坐标为(Xiu，Yiu)，设待优化相关联的m个灭菌设备的坐标为(X1，Y1)，(X2，Y2)…(Xm，Ym)，m≥1；
(1.3.2)该待优化与相关联的m个灭菌设备的欧氏距离为：
对上式进行推导得：
计算得到待优化的坐标：
(1.3.3)设待优化iu与中继系统A的距离r，路径损耗通信距离为r0；接收功率的平均值为P(r0)；待优化iu的传输功率为Pzt(i)；则：
β为传播路径损耗指数，通过计算获得待优化iu与中继系统A的距离r；
(1.3.4)计算能够获得待优化iu通信信号的灭菌ix与iu的距离s；
s0为灭菌设备ix与已知灭菌设备ip通信信号的距离，Xσ为随机值的正太分布取法，其标准偏差为[4，10]，b(i)为灭菌设备的信号在传输过程中的损耗指数；G0为待优化iu与设备ix之间所记录的原始信号强度；
(1.3.5)通过待优化iu的坐标、待优化iu与中继系统A的距离r以及能够获得待优化iu通信信号的设备ix与iu的距离s综合确定待优化的位置。
所述的为灭菌设备分配合适的信道及相应的传输时间，具体包括：
(1.4.1)设有M个化学灭菌设备C和N个光热灭菌设备D，M个化学灭菌设备C和N个光热灭菌设备D的集合分别表示为：
α＝{1,2,3…M}；
β＝{1,2,3…N}；
管理系统链路的信道模型为：
n＝|μ|2b-β；
μ为链路的小尺度衰落值，服从瑞利分布，μ～CN(0,1)，b表示管理系统中设备的发射端与接收端的距离；β是链路损失指数；
(1.4.2)计算共同占用第j个频谱的服务器连接化学灭菌设备j和服务器连接光热灭菌设备i的信噪比SI；
Pj c表示化学灭菌设备到服务器的发射功率，Pi b表示光热灭菌设备到其信号接收端的发射功率，表示化学灭菌设备到服务器的信道；表示光热灭菌设备i到其信号接收端的信道，表示光热灭菌设备对化学灭菌设备频谱资源的复用状态；M0表示系统噪声功率；
(1.4.3)计算共同占用第j个频谱的服务器连接WEB端j和光热灭菌设备i的频谱效率；
ej＝log2(1+SIj)；
ei＝log2(1+SIi)；
(1.4.4)计算共同占用第j个频谱的服务器连接WEB端j和光热灭菌设备i的总功耗；
Wj＝wj+Ec；
Wi＝wi+Ec；
wj为化学灭菌设备j的发送功率，wi为光热灭菌设备i的发送功率；Ec为每一个设备的电路功率；
(1.4.5)计算化学灭菌设备和光热灭菌设备的总能效：
(1.4.6)对化学灭菌设备和光热灭菌设备的总能效进行模拟，求出最小值下各设备的最佳能耗值。
所述的化学灭菌设备和光热灭菌设备进行工作时的发射功率的获得，具体步骤包括：
(1.5.1)通过化学灭菌设备和光热灭菌设备的监控收集一定数量的化学灭菌设备和光热灭菌设备进行工作时的传输做功值的集合，集合中要包括一定数量的不同时间以及不同工作模式下的传输做功值，M’个传输做功值的矩阵的集合ζ，每个矩阵表示为m’*n’的矩阵σi；
(1.5.2)检测化学灭菌设备和光热灭菌设备传输做功的矩阵N’，
N’＝A’TA’；
A’＝[ρ1，ρ2，…，ρM]
ρi为化学灭菌设备和光热灭菌设备随时间变化的不同做功值，
ρi＝σi-τ，
遍历集合ζ中的矩阵并且进行累加，然后取其平均值，即得到平均做功值τ
计算矩阵N的特征向量以及特征值，特征向量μk为化学灭菌设备和光热灭菌设备随时间变化的不同做功值ρi的分布律，特征值
并选择其中具有最高相关性的M个特征值对应的特征向量；
(1.5.3)结合标准的做功值集合产生特征做功模式向量
Ωi＝μk T(σi-τ)；
i＝1，2，…M；
(1.5.4)最终确定化学灭菌设备和光热灭菌设备的发射功率为Ωiλk。
本发明通过服务器对灭菌设备的控制，根据系统扫描结果，能够有效判断吸烟室内外及小型负氧离子发生器内外被污染的情况，精确选择灭菌设备的控制策略，从而达到灭菌的精确性和有效性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种负离子吸烟室，包括吸烟室主体、烟气排出口和过滤装置；所述吸烟室主体包括顶板、侧板和底板；所述顶板、所述侧板和所述底板形成密闭空间；所述烟气排出口设置在所述吸烟室主体上；所述吸烟室主体与所述烟气排出口形成排出通道；所述过滤装置设置在所述排出通道内；第一吸扇设置在所述排出通道内；其特征在于：还包括基板、负氧离子释放孔、负氧离子输送管、小型负氧离子发生器、蓄电池或移动电源，所述的基板设置于顶板下方，所述的基板与顶板焊接相连，所述的负氧离子释放孔均匀分布在基板上，所述的负氧离子输送管是指在侧板外侧，负氧离子输送管的一端连接负氧离子释放孔，负氧离子输送管的另一端连接小型负氧离子发生器，所述的小型负氧离子发生器设置在侧板外侧，小型负氧离子发生器安装有蓄电池或移动电源。
2.根据权利要求1所述的一种负离子吸烟室，其特征在于：在所述空气束源的喷嘴之前，空气束的速度分布满足：
喷嘴后的空气束的速度分布为：
其中NF为空气束中的空气的总分子数，vF为空气束的喷射速度，T为空气束的温度，m为分子质量，K为静电力常量；
喷嘴前的空气束密度为：
经过喷嘴后的空气束密度为：
喷射出的空气束夹角为α，空气束长度为L，P为空气束的气压，D为空气束源喷嘴的直径。
3.根据权利要求1所述的一种负离子吸烟室，其特征在于：所述的负离子发生电极产生电场，包括：将热阻丝加热发出热电子，通过四块电极板上的电压，将电子定向引出，通过四块电极板的中心孔径形成电子束，调节四块电极板的电压参数、厚度参数以及间距参数来形成电子束，电子束由法拉第杯收集，亥姆霍兹线圈轴向与电子束重合设置在热阻丝和法拉第杯的两侧。
4.根据权利要求1所述的一种负离子吸烟室，其特征在于：所述的电极板为三氧化二钇阴极或者氧化钡阴极，电极板的表面是铱涂层。
5.根据权利要求1所述的一种负离子吸烟室，其特征在于：所述的负离子发生电极产生的电场内加有CuO/P25或ZnO/P25催化剂。
6.根据权利要求1所述的一种负离子吸烟室，其特征在于：所述喷嘴直径为9μm，空气束长度为2.5cm，电极板为圆形，直径2.5cm，包括第一电极板(10)、第二电极板(11)、第三电极板(12)、第四电极板(13)，第一电极板、第二电极板、第三电极板的厚度为3mm，第四电极板的厚度为4mm；第一电极板中心孔径的直径为1.5mm，第二电极板中心孔径的直径为1mm，第三电极板中心孔径的直径为0.5mm，第四电极板中心孔径的直径为0.5mm；第一电极板电压为-80V，第二电极板电压为-55V，第三电极板电压为-45V，第四电极板电压为0V；第一电极板与第二电极板的距离为0.4mm，第二电极板与第三电极板的距离为1mm，第三电极板与第四电极板的距离为0.8mm；每个所述的电极板之间放置有蓝宝石球，球的直径为R′，每个电极板上开不同的孔用来容纳宝石球，通过改变开孔半径r′，板之间的距离为d′，
7.根据权利要求3所述的一种负离子吸烟室，其特征在于：所述的亥姆霍兹线圈的磁感应强度为：
其中μh表示真空磁导率，Nh表示线圈匝数，I为实验中所接入的电流值，Rh为线圈的半径；X为两个亥姆霍兹线圈的距离。
8.根据权利要求1所述的一种负离子吸烟室，其特征在于：所述的引出场由两块引出场电极板产生电压获得，其中靠近热阻丝一侧的引出场电极板到远离热阻丝一侧的引出场电极板的轴上电压分布为：
其中V1、V2分别表示引出场中靠近热阻丝一侧的引出场电极板到远离热阻丝一侧的引出场电极板的电压值，L1、L2分别为对应极板的厚度，d为两极板间的间距，ry为极板半径，x为透镜轴上的一点坐标；所述的所有电极板上涂刷由电气石粉体复合材料。
9.一种负离子吸烟室的设计运行方法，吸烟室包括吸烟室主体、烟气排出口和过滤装置；所述吸烟室主体包括顶板、侧板和底板；所述顶板、所述侧板和所述底板形成密闭空间；所述烟气排出口设置在所述吸烟室主体上；所述吸烟室主体与所述烟气排出口形成排出通道；所述过滤装置设置在所述排出通道内；第一吸扇设置在所述排出通道内；还包括基板、负氧离子释放孔、负氧离子输送管、小型负氧离子发生器、蓄电池或移动电源，其特征在于，包括如下步骤：
(1)用蓄电池或移动电源(1)为小型负氧离子发生器(2)中的各种设备供电；
(2)小型负氧离子发生器中的空气束源(7)将空气压缩产生空气束并垂直射向由负离子发生电极(8)产生的电场形成负氧离子；
(3)负氧离子在空气束的惯性作用下飞入引出场，由引出场导出至小型负氧离子发生器的供气孔；
(4)小型负氧离子发生器的供气孔(9)放出的空气束通过负氧离子输送管(3)导出到负氧离子释放孔；
(5)负氧离子释放孔(4)通过基板(5)固定在吸烟室本体的顶板上，为吸烟室提供负氧离子。
10.根据权利要求9所述的一种负离子吸烟室的设计运行方法，其特征在于：用蓄电池或移动电源为小型负氧离子发生器中的各种设备供电；小型负氧离子发生器中的空气束源将空气压缩产生空气束并垂直射向由负离子发生电极产生的电场形成负氧离子；负氧离子在空气束的惯性作用下飞入引出场，由引出场导出至小型负氧离子发生器的供气孔；小型负氧离子发生器的供气孔放出的空气束通过负氧离子输送管导出到负氧离子释放孔；负氧离子释放孔通过基板固定在吸烟室本体的顶板上，为吸烟室提供负氧离子；
在所述空气束源的喷嘴之前，空气束的速度分布满足：
喷嘴后的空气束的速度分布为：
其中NF为空气束中的空气的总分子数，vF为空气束的喷射速度，T为空气束的温度，m为分子质量，K为静电力常量；
喷嘴前的空气束密度为：
经过喷嘴后的空气束密度为：
喷射出的空气束夹角为α，空气束长度为L，P为空气束的气压，D为空气束源喷嘴的直径；
所述的负离子发生电极产生电场，包括：将热阻丝加热发出热电子，通过四块电极板上的电压，将电子定向引出，通过四块电极板的中心孔径形成电子束，调节四块电极板的电压参数、厚度参数以及间距参数来形成电子束，电子束由法拉第杯(14)收集，亥姆霍兹线圈(15)轴向与电子束重合设置在热阻丝和法拉第杯的两侧；
所述的电极板为三氧化二钇阴极或者氧化钡阴极，电极的表面是铱涂层；
所述的负离子发生电极产生的电场内加有CuO/P25或ZnO/P25催化剂；
所述喷嘴直径为9μm，空气束长度为2.5cm，电极板为圆形，直径2.5cm，包括第一电极板、第二电极板、第三电极板、第四电极板，第一电极板、第二电极板、第三电极板的厚度为3mm，第四电极板的厚度为4mm；第一电极板中心孔径的直径为1.5mm，第二电极板中心孔径的直径为1mm，第三电极板中心孔径的直径为0.5mm，第四电极板中心孔径的直径为0.5mm；第一电极板电压为-80V，第二电极板电压为-55V，第三电极板电压为-45V，第四电极板电压为0V；第一电极板与第二电极板的距离为0.4mm，第二电极板与第三电极板的距离为1mm，第三电极板与第四电极板的距离为0.8mm；
每个所述的电极板之间放置有蓝宝石球，球的直径为R′，每个电极板上开不同的孔用来容纳宝石球，通过改变开孔半径r′，板之间的距离为d′，
所述的亥姆霍兹线圈的磁感应强度为：
其中μh表示真空磁导率，Nh表示线圈匝数，I为实验中所接入的电流值，Rh为线圈的半径；X为两个亥姆霍兹线圈的距离；
所述的引出场由两块引出场电极板产生电压获得，其中靠近热阻丝一侧的引出场电极板(16)到远离热阻丝一侧的引出场电极板(17)的轴上电压分布为：
其中V1、V2分别表示引出场中靠近热阻丝一侧的引出场电极板到远离热阻丝一侧的引出场电极板的电压值，L1、L2分别为对应极板的厚度，d为两极板间的间距，ry为极板半径，x为透镜轴上的一点坐标；
所述的所有电极板上涂刷由电气石粉体复合材料。
CN201910480830.1A 2019-06-04 2019-06-04 一种负离子吸烟室及其设计运行方法 Withdrawn CN110107120A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910480830.1A CN110107120A (zh) 2019-06-04 2019-06-04 一种负离子吸烟室及其设计运行方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910480830.1A CN110107120A (zh) 2019-06-04 2019-06-04 一种负离子吸烟室及其设计运行方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110107120A true CN110107120A (zh) 2019-08-09

Family

ID=67493713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910480830.1A Withdrawn CN110107120A (zh) 2019-06-04 2019-06-04 一种负离子吸烟室及其设计运行方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110107120A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111296154A (zh) * 2020-03-16 2020-06-19 江苏开放大学（江苏城市职业学院） 一种可优化室外公共空间吸烟区环境的植物构建方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2634017Y (zh) * 2003-09-02 2004-08-18 王琪 空气流通的吸烟室
CN201059076Y (zh) * 2007-06-04 2008-05-14 王琪 自动清洁吸烟室
CN201478694U (zh) * 2009-08-27 2010-05-19 山东金泽尔工贸有限公司 一种空气离子发生器
CN104332829A (zh) * 2014-10-31 2015-02-04 济南新活电器有限公司 具有主动式空气净化和污染物收集功能的生态负离子机
CN104998757A (zh) * 2015-08-10 2015-10-28 深圳市普瑞艾尔科技有限公司 空气净化电离装置及其控制方法
CN205777688U (zh) * 2016-06-30 2016-12-07 张威 一种利用负离子改善空气质量的新能源环保装置
CN206376581U (zh) * 2016-12-26 2017-08-04 南宁太空节能科技有限公司 负离子小屋
WO2018006197A1 (zh) * 2016-07-02 2018-01-11 李珂悦 智能浴室
CN207801161U (zh) * 2018-01-26 2018-08-31 阿谷巴科技（唐山）有限公司 一种负氧离子发生器
CN109400083A (zh) * 2018-11-30 2019-03-01 万卓（江苏）新材料有限公司 一种可释放负离子轻质节能环保板材及其制备方法
CN109451570A (zh) * 2018-12-26 2019-03-08 北京戴纳实验科技有限公司 一种实验室物联网管理系统的能效优化方法及其优化设备

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2634017Y (zh) * 2003-09-02 2004-08-18 王琪 空气流通的吸烟室
CN201059076Y (zh) * 2007-06-04 2008-05-14 王琪 自动清洁吸烟室
CN201478694U (zh) * 2009-08-27 2010-05-19 山东金泽尔工贸有限公司 一种空气离子发生器
CN104332829A (zh) * 2014-10-31 2015-02-04 济南新活电器有限公司 具有主动式空气净化和污染物收集功能的生态负离子机
CN104998757A (zh) * 2015-08-10 2015-10-28 深圳市普瑞艾尔科技有限公司 空气净化电离装置及其控制方法
CN205777688U (zh) * 2016-06-30 2016-12-07 张威 一种利用负离子改善空气质量的新能源环保装置
WO2018006197A1 (zh) * 2016-07-02 2018-01-11 李珂悦 智能浴室
CN206376581U (zh) * 2016-12-26 2017-08-04 南宁太空节能科技有限公司 负离子小屋
CN207801161U (zh) * 2018-01-26 2018-08-31 阿谷巴科技（唐山）有限公司 一种负氧离子发生器
CN109400083A (zh) * 2018-11-30 2019-03-01 万卓（江苏）新材料有限公司 一种可释放负离子轻质节能环保板材及其制备方法
CN109451570A (zh) * 2018-12-26 2019-03-08 北京戴纳实验科技有限公司 一种实验室物联网管理系统的能效优化方法及其优化设备

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MARIA TEREZINHA C.SANSIVIERO等: "INFLUÊNCIA DO TRATAMENTO TÉRMICO NO NANOCOMPÓSITO FOTOCATALISADOR ZnO/TiO2", 《QUIM.NOVA》 *
李宝春 等: "《大学物理实验（第2版）》", 31 August 2016, 中国科学技术大学出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111296154A (zh) * 2020-03-16 2020-06-19 江苏开放大学（江苏城市职业学院） 一种可优化室外公共空间吸烟区环境的植物构建方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201250764A (en) Ion energy analyzer, methods of electrical signaling therein, and methods of manufacturing and operating the same
CN103008106B (zh) 一种气体净化装置及系统
CN103779544B (zh) 一种多孔硅/碳复合材料的制备方法
CN110107120A (zh) 一种负离子吸烟室及其设计运行方法
CN102664277A (zh) 一种用作锂空气电池正极的复合材料及其制备方法
WO2004041440A1 (en) Portable liquid collection electrostatic precipitator
CN101823760A (zh) 制备锂离子电池负极材料纳米级泡沫二氧化锡的方法
CN107144606A (zh) 一种氧化锌纳米棒‑碳纳米管乙醇传感器及其制备方法
CN108923023A (zh) 一种锂离子电池用卵黄结构硅碳复合材料的制备方法
CN108183204A (zh) 一种硅纳米片-石墨烯纳米片复合材料及制备与应用
CN112399653A (zh) 多孔碳化钛MXene/还原氧化石墨烯基发热膜
CN208382380U (zh) 一种双极离子交替发生器及散流器
CN110103680A (zh) 一种车载负离子供气系统及其设计运行方法
CN112984734B (zh) 空调器的控制方法
CN110207150A (zh) 一种负氧离子节能燃气灶及其设计制备方法
CN206234958U (zh) 一种加湿器
CN112443051B (zh) 多孔碳化钛MXene/还原氧化石墨烯基墙板
CN206989366U (zh) 一种用在中央空调风口增加负氧离子的装置
CN112392219A (zh) 多孔碳化钼MXene/还原氧化石墨烯基墙板
CN110176721A (zh) 一种小型化负离子口罩的设计制备方法以及小型化负离子口罩
CN209589762U (zh) 气体监测装置
CN1499145A (zh) 一种离子风发生装置
CN211654766U (zh) 小型化质谱仪
CN201383492Y (zh) 微波激励的小型等离子体刻蚀装置
CN113847676A (zh) 一种纳米水离子空气净化器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20190809

WW01 Invention patent application withdrawn after publication