CN110173772A - 一种净化空气的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种净化空气的装置，包括负离子释放模块，其中，所述负离子释放模块包括负离子纳米子模块和超导足球烯发射子模块；用于产生纳米级负离子的所述负离子纳米子模块的第一输出端与用于释放所述纳米级负离子的所述超导足球烯发射子模块的发射电极相连。本发明采用了全新的负离子释放模块，可以释放高浓度纳米级的负离子，在无外力作用的条件下释放距离可以达到3‑5米，从而形成负氧离子浴的生态环境。同时，无需改动或破坏原有空调系统、新风系统的结构，不占用出风口的空间，不影响出风量。

Description

一种净化空气的装置
技术领域
本发明涉及一种净化空气的装置，属于空气净化技术领域。
背景技术
目前，主要有以下四种进行空气净化的方法：
1、过滤式净化。
过滤式净化采用滤网+功能滤芯的净化方法，但其净化效果完全取决于滤芯滤径的大小，滤径越小净化效果相对越好，市场上主要采用的是过滤PM2.5的滤芯，故其无法对室内空气环境中以PM0.3为主的有害细菌颗粒或更小的超微颗粒进行净化。另外，滤芯一定要经常更换，否则会大幅降低净化效果，因此后期维护成本很高。
2、臭氧杀菌净化。
臭氧净化空气的方法需要臭氧达到一定的浓度才能净化如PM2.5、甲醛、甲苯、TVOC等有害气体，但是浓度一旦超标会对人体产生一定的伤害，从而变成另一种污染源。
3、光杀菌(包括光触媒)净化。
利用光杀菌净化功能单一且紫外线光净化只能杀菌，对PM2.5等有害微颗粒毫无作用。虽然光触媒可以对甲醛、甲苯等有害气体有一定的祛除作用，但由于光触媒是化学反应，故在祛除过程中会产生强氧化物二氧化钛和大量自由基，会对人体造成很大的危害。
4、负离子风口装置
负离子风口装置是在空调系统的末端出风口上加装简单的负离子发生器和金属静电除尘装置，通过中央空调或者新风系统送出的风，将负离子发生器产生的负离子吹向室内，达到净化空气的目的。但是该负离子风口装置存在以下问题：
a、由于该装置加装在出风口上，不但影响了空调的出风量还违反了中央空调通风管道内不允许加装任何电子设备的消防条例；
b、由于静电除尘装置的静电吸附原理会将灰尘吸附在金属载体上，故若不及时清理会大大影响除尘效果，而且灰尘堆积后还会产生放电现象，造成安全隐患；
c、只有高浓度且纳米级小粒径的负离子才会对空气环境有高效净化效果，但现有的负离子发生器产生的负离子浓度低，释放的负离子粒径大；另外，若负离子浓度过高，又会对附近的电子设备产生静电场干扰，故现有的负离子发生器释放介质一般会采用电阻低的金属(比如钨)尖端放电或者碳矿纤维，但这样会产生大量氮化物和臭氧，并且负离子粒径大，活性差，释放距离有限，因此导致净化范围小，净化效果一般。
发明内容
本发明解决的技术问题之一是如何高效安全的释放负离子以实现对空气的净化。
根据本发明一方面的一个实施例，提供了一种净化空气的装置，可以包括：负离子释放模块，其中，
所述负离子释放模块包括负离子纳米子模块和超导足球烯发射子模块；用于产生纳米级负离子的所述负离子纳米子模块的第一输出端与用于释放所述纳米级负离子的所述超导足球烯发射子模块的发射电极相连。
根据本发明一方面的另一个实施例，提供的一种净化空气的装置，还可以包括用于采集负离子浓度信息的负离子传感器，所述负离子纳米子模块的第二输出端与所述负离子传感器的采集端相连。
作为可选的，所述负离子传感器，用于对定时采集所述负离子纳米子模块释放的负离子浓度信息依次经过数字信号滤波和数值拟合分析处理。
作为可选的，所述负离子传感器包括显示模块，用于将所述拟合分析处理后的数值进行显示。
根据本发明一方面的另一个实施例，提供的一种净化空气的装置，还可以包括用于抑制电磁干扰的静电磁场消除模块，所述负离子传感器的数值输出端与所述静电磁场消除模块的输入端相连。
作为可选的，所述静电磁场消除模块由半导体陶瓷制成，并与所述负离子传感器采用无引线式表面贴装封装。
根据本发明一方面的另一个实施例，提供的一种净化空气的装置，还可以包括无线数据传输模块，所述静电磁场消除模块的输出端与所述无线数据传输模块的数据接收端相连。
进一步地，所述负离子释放模块具有抗高压绝缘外壳。
作为可选的，所述负离子释放模块、负离子传感器、静电磁场消除模块和无线数据传输模块集成在电路板上。
根据本发明一方面的另一个实施例，提供的一种净化空气的装置可以安装在平行于中央空调出风口、独立式吸顶空调或新风系统出风口的位置。
由于本实施例中采用了全新的负离子释放模块，可以释放高浓度纳米级的负离子，在无外力作用的条件下释放距离可以达到3-5米，从而形成负氧离子浴的生态环境。同时，无需改动或破坏原有空调系统、新风系统的结构，不占用出风口的空间，不影响出风量。
本领域普通技术人员将了解，虽然下面的详细说明将参考图示实施例、附图进行，但本发明并不仅限于这些实施例。而是，本发明的范围是广泛的，且意在仅通过后附的权利要求限定本发明的范围。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出了本发明一个实施例所述的净化空气的装置的示意图。
图2示出了本发明另一个实施例所述的净化空气的装置的结构集成示意图。
图3示出了本发明另一个实施例所述的净化空气的装置的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
图1是根据本发明一个实施例的净化空气的装置的示意图，所述净化空气的装置可以包括：负离子释放模块1，其中，负离子释放模块1包括负离子纳米子模块11和超导足球烯发射子模块12；用于产生纳米级负离子的负离子纳米子模块11的第一输出端与用于释放所述纳米级负离子的超导足球烯发射子模块12的发射电极相连。
具体地，负离子纳米子模块11采用了全新的负离子生成技术，可以制造出等同于自然界的生态级纳米小粒径的负离子，且负离子浓度可以达到5*107个/cm3，即每立方厘米产生5000万个负离子，从而形成负氧离子浴的生态环境。负离子纳米模块11的型号可以是GSP-22010000AN。
作为可选地，超导足球烯发射子模块12由于发射电极介质采用了超导的足球烯技术，可使负离子纳米子模块11产生的负离子在无外力作用的条件下释放距离达到3-5米，从而避免了传统的负离子产生的过程中由于高压电磁场产生的感应电流和放电现象。超导足球烯发射极的型号可以是CAS：99685-96-8。
作为可选地，负离子释放模块1用于传导开放式单极负离子纳米子模块11产生的自由电子的第一导线和接在第一导线端头超导足球烯发射子模块12的发射电极的碳纤维束，可以有效的增加自由电子动能，使得散发的电子空气接触面积大、负离子发生量大、纯度高、粒径小和发射距离远。负离子释放模块1可以选用抗高压绝缘外壳，使得高压隔离能够有效防止因空气负离子对外发射模块完全对地短路而烧毁电子仪器，从而解决了现有技术中产生负离子的自由电子动能过低导致设备内的高电压引起地短路问题。同时，负离子释放模块1更加强化了负离子的功能特性，既对PM2.5有很好的的净化效果，又对比PM2.5更小的PM0.3及以下超微颗粒有着更好净化效果，另外，该净化空气的装置还具有消杀病毒细菌、祛除异味、负离子保健等功能，且对甲醛、甲苯、TVOC等有害气体有很好的去除和抑制作用。
图2和图3是根据本发明一个实施例的净化空气的装置的另一可选结构的示意图，所述净化空气的装置还可以包括用于采集负离子浓度信息的负离子传感器2，负离子纳米子模块11的第二输出端与负离子传感器2的采集端相连。
具体地，负离子传感器2，用于对定时采集所述负离子纳米子模块释放的负离子浓度信息依次经过数字信号滤波和数值拟合分析处理。负离子传感器2的主要作用是采集和判断负离子的工作状态和释放状态，其采用了软硬件结合的方法进行测量。负离子传感器2的型号可以是FM-FY-L。
硬件部分，采用平板式负离子采集器和微信号放大电路，其中，平板式负离子采集器实现对负离子的采集、浓度信号的处理、浓度数值的显示；微信号放大电路实现对电压信号的多级处理，降低了干扰信号对测量结果的影响。同时，负离子传感器2采取一定时间内数据求平均值的方式，提高了数据的可靠性和数据显示的稳定性。通过各级电路与控制程序的配合，使得负离子传感器2的测量误差控制在10％之内。另外，负离子传感器2的输出数值可以通过无线数据传输模块4实现传感器的联合测量和数据共享，使得传感器的功能更加强大，用处更为广泛。
软件部分，负离子传感器2的程序设计采用C语言编写，使用模块化编程思想，主要完成定时采集数据、数字信号滤波处理、数值拟合分析、数据存储和数据显示等功能。程序主要包括有传感器初始化、主函数循环程序、中断服务程序、液晶显示程序以及无线通信程序等。其中，传感器初始化主要等待前级电路模块工作正常，形成稳定输出，完成对各个定时器指数，以及和液晶显示模块的通信；主函数循环程序实现对各大模块函数的综合调用和执行，实现数字信号的计算处理以及控制指令的发出；中断服务程序实现中断函数的调用和定时器的溢出处理；液晶显示程序主要是实现单片机与液晶显示模块的通讯，并实现对液晶屏的控制，使其能够正确可靠的显示空气负离子浓度数值信息。此外，传感器加入的串口通信程序，可以实现多机通信以及传感器与计算机的通信，方便数据信息的存储和共享，传感器上的RXD和TXD引脚分别具有数据的接收和发送功能，只需通过简单的无线传输就可实现多机通信，大大拓展了传感器的功能和应用范围，也充分利用了硬件资源。
作为可选地，负离子传感器2可以包括显示模块，用于将所述拟合分析处理后的数值进行显示。
进一步地，该净化空气的装置还可以包括用于抑制电磁干扰的静电磁场消除模块3，负离子传感器2的数值输出端与静电磁场消除模块3的输入端相连。
具体地，由于负离子的特性之一是其本身自带负电荷，因此传统的负离子技术最难解决的就是静电磁场对电路板和电子元器件的电磁干扰，这就是为什么传统的负离子产品(如负离子空气净化器、含负离子功能的新风系统)释放的负离子浓度较低的原因，如果释放的负离子过高的话，负离子静电磁场感应电流就越强，这样会对空气净化器、新风系统本身的电路系统造成损坏，故静电磁场消除模块3采用静电磁场消除芯片，由半导体陶瓷制成，并与所述负离子传感器采用无引线式表面贴装封装完全抑制了静电的作用力、放电、感应以及包括IEC 61000-42或其他电磁兼容性(EMC)测试标准中规定的现象。静电磁场消除芯片的型号可以是Littelfuse-V0402MHS03。
进一步地，该净化空气的装置还可以包括无线数据传输模块4，静电磁场消除模块3的输出端与无线数据传输模块4的数据接收端相连。
具体地，无线数据传输模块4主要功能是将该净化空气的装置的工作状态和负离子释放状态实时传输给信息平台，让平台真正实时了解设备的工作情况，比如设备是否正常工作或存在故障，以及负离子释放量是否正常等。
如图2所示，负离子传感器2、静电磁场消除模块3和无线数据传输模块4可以集成在电路板上。该净化空气在装置采用AC220V为输入电压，当AC220V电源线5插入设备的电源端子通电后，电源指示灯6点亮呈红色灯常亮，此时电流通过集成电路主板分为两路：
其中一路供给负离子释放模块1。当负离子纳米子模块11通电后，其内部的转换器开始工作，第一输出端通过超导足球烯发射子模块12释放高浓度纳米级的负离子，使得负离子在无外力作用的条件下释放距离可以达到3-5米，且负离子浓度不低于8000个/m3。若借助空调系统、新风系统出风口送出的风力，那么覆盖的面积和释放的距离将大大提高，并且净化时间也大大缩短。第二输出端将负离子释放模块1的工作状态以及释放的负离子浓度传输给负离子传感器2，负离子传感器2在接收数据后，通过静电磁场消除模块3的处理后(处理的目的是防止静电的作用力、感应电流、放电对智能集成电路主板造成损坏及对无线数据传输模块4和无线天线的干扰)，将实时的设备状态和技术参数通过无线数据传输模块4和天线接口7以规定的通信传输协议传给接收平台。当设备的工作状态以及释放浓度正常时，负离子工作状态灯8呈绿色常亮，反之当设备工作异常、负离子释放浓度大幅下降，则负离子工作状态灯8呈红色闪烁。
其中另一路供给智能集成电路主板上的负离子传感器2、静电磁场消除模块3和无线数据传输模块4。
作为可选地，该净化空气的装置安装在平行于中央空调出风口、独立式吸顶空调或新风系统出风口的位置。通过安全合理的安装方法将发射电极通过引线固定在出风口的百叶格栅上，不改动、不破坏原有空调系统、新风系统的结构，不占用出风口的空间，不影响出风量。
本发明克服了空气净化领域现有技术的诸多弊端，提供一种多功能净化空气的负离子智能集成设备，该设备不但具有高效的空气净化功能，而且可以不间断持续释放高浓度纳米级小粒径的负离子，并且可以对释放的负离子浓度进行统计监测，将数据实时传输给接收平台，让平台实时了解设备的工作状态以及负离子的释放浓度。另外，该设备适用于所有中央空调系统、独立吸顶式空调系统、新风系统等，除了对PM2.5有很好的净化效果，还对比PM2.5更小的PM0.3及以下超微颗粒有着更好净化效果，同时该设备还具有消杀病毒细菌、祛除异味、负离子保健等功能，对甲醛、甲苯、TVOC等有害气体有很好的去除和抑制作用。
需要注意的是，本发明可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中，本发明的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地，本发明的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本发明的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。
另外，本发明的一部分可被应用为计算机程序产品，例如计算机程序指令，当其被计算机执行时，通过该计算机的操作，可以调用或提供根据本发明的方法和/或技术方案。而调用本发明的方法的程序指令，可能被存储在固定的或可移动的记录介质中，和/或通过广播或其他信号承载媒体中的数据流而被传输，和/或被存储在根据所述程序指令运行的计算机设备的工作存储器中。在此，根据本发明的一个实施例包括一个装置，该装置包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发该装置运行基于前述根据本发明的多个实施例的方法和/或技术方案。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (10)

1.一种净化空气的装置，包括：负离子释放模块，其中，
所述负离子释放模块包括负离子纳米子模块和超导足球烯发射子模块；用于产生纳米级负离子的所述负离子纳米子模块的第一输出端与用于释放所述纳米级负离子的所述超导足球烯发射子模块的发射电极相连。
2.根据权利要求1所述的装置，还包括用于采集负离子浓度信息的负离子传感器，所述负离子纳米子模块的第二输出端与所述负离子传感器的采集端相连。
3.根据权利要求2所述的装置，所述负离子传感器，用于对定时采集所述负离子纳米子模块释放的负离子浓度信息依次经过数字信号滤波和数值拟合分析处理。
4.根据权利要求3所述的装置，所述负离子传感器包括显示模块，用于将所述拟合分析处理后的数值进行显示。
5.根据权利要求2所述的装置，还包括用于抑制电磁干扰的静电磁场消除模块，所述负离子传感器的数值输出端与所述静电磁场消除模块的输入端相连。
6.根据权利要求5所述的装置，所述静电磁场消除模块由半导体陶瓷制成，并与所述负离子传感器采用无引线式表面贴装封装。
7.根据权利要求6所述的装置，还包括无线数据传输模块，所述静电磁场消除模块的输出端与所述无线数据传输模块的数据接收端相连。
8.根据权利要求1所述的装置，所述负离子释放模块具有抗高压绝缘外壳。
9.根据权利要求7所述的装置，所述负离子释放模块、负离子传感器、静电磁场消除模块和无线数据传输模块集成在电路板上。
10.根据权利要求1-9任一项所述的装置，所述净化空气的装置安装在平行于中央空调出风口、独立式吸顶空调或新风系统出风口的位置。
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