CN110200744A - 一种小型化负离子护目眼镜的设计制备方法及负离子护目眼镜 - Google Patents

一种小型化负离子护目眼镜的设计制备方法及负离子护目眼镜 Download PDF

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    • H01T23/00—Apparatus for generating ions to be introduced into non-enclosed gases, e.g. into the atmosphere

Abstract

本发明属于空气净化和人体健康技术领域，具体涉及到一种小型化负离子护目眼镜的设计制备方法及负离子护目眼镜。具体包括：(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。本发明的结构和方法为康复病人和眼疾使用者使用，本结构的小型负氧离子发生器通过负氧离子输送管连接眼镜，小型负氧离子发生器可以固定在身体其他部位而不需要和眼镜固定连接，结构便携性更高。

Description

一种小型化负离子护目眼镜的设计制备方法及负离子护目 眼镜
技术领域
本发明属于空气净化和人体健康技术领域，具体涉及到一种小型化负离子护目眼镜的设计制备方法及负离子护目眼镜。
背景技术
目前，常见的眼镜架的通常是由钛合金或注塑材料等普通材质制成，虽然该加工技术已日趋成熟，但这种眼镜架也存在品种单一、不适于眼镜市场进一步开拓的问题，并且佩戴者长期因为眼镜的重压容易产生疲劳。
一般认为正静电对人体有不良影响，成为多种疾病及健康障碍的原因。在体内有正静电时，新陈代谢不旺盛，疲劳易残留在体内。在空气中含有大量正离子的情况下，对人体有兴奋、不舒服、睡不着及食欲减退等作用，会导致血压上升、血糖增加和血管收缩等症状。而负离子有令细胞、肌肉及血液活化等良好的影响，在空气中含有大量负离子的情况下，在生物作用上有镇静、舒适、催眠、食欲增进等作用，对人体有降低血压、减少血糖、扩张血管和促进利尿等积极作用。此外，负离子对缓解眼睛疲劳、预防和治疗眼睛疾病也有很好的作用。
负离子具有如下作用：
(1)在医学界，负离子被确认是具有杀灭病菌及净化空气的有效手段。其机理主要在于负离子与细菌结合后，使细菌产生结构的改变或能量的转移，导致细菌死亡，最终降沉于地面。医学研究表明，空气中带负电的微粒使血中含氧量增加，有利于血氧输送、吸收和利用，具有促进人体新陈代谢，提高人体免疫能力，增强人体肌能，调节肌体功能平衡的作用。据考证，负离子对人体7个系统，近30多种疾病具有抑制、缓解和辅助治疗作用，尤其对人体的保健作用更为明显。
(2)负离子具有镇静作用，它能改善大脑皮层的功能，振奋精神，消除疲劳，改善睡眠，增强食欲，兴奋副交感神经系统，提高工作效率等作用。
(3)负离子具有改善肺功能，加快呼吸道纤维毛组织运动，使呼吸系数增加(吸收氧气量增加20％，排CO2量增加14.5％)，加强气管粘膜上皮纤毛运动，腺体分泌增加，同时还能促进鼻粘膜上皮细胞的再生，恢复粘膜的分泌功能。
(4)负离子对机体的碳水化合物、蛋白质、脂肪代谢及水、电解质代谢都有一定的影响，吸入负离子，可降低血糖及胆固醇、血钾等含量，增加尿量及尿中氮、肌酐等的排出量；同时能影响酶系统，激活体内多种酶，促进机体新陈代谢；还可使脑、肝、肾等组织氧化过程增强，加速基础代谢，对机体的成长发育起促进作用。
(5)负离子有降低血压的治疗作用，它可改善心功能和心肌营养不良状况，增加血液中血红蛋白的含量，降低血糖，使pH值升高，缩短血凝时间，刺激肌体造血功能。
(6)负离子对治疗呼吸道疾病，支气管炎，支气管哮喘，肺气肿等均有一定疗效。
中国专利号ZL201120245300.8，授权公告日为2012年6月20日，发明创造名称为：一种眼镜架，该申请案涉及一种眼镜架，在眼镜架的凹槽中设有负离子石；凹槽位于眼镜架的弯曲部分，即佩戴眼镜时，眼镜架可接触皮肤的部分。佩戴此种眼镜架的眼镜时，可以促进血液微循环，提高新陈代谢，稳定血液中的氧气供应量，活化血细胞，促进体细胞活性，增强人体免疫力，但其不足之处在于：该申请案通过在眼镜架上的凹槽来设置负离子石，一方面会使眼镜架因开槽而降低强度和韧度，易产生变形甚至折断；另一方面负离子石设置于凹槽内，长期佩戴易出现负离子石松动脱落的问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种负氧离子浓度更高，可以长时间为眼部提供清洁负离子空气环境的小型化负离子护目眼镜的设计制备方法。
本发明的目的还在于提供一种小型化负离子护目眼镜。
本发明的目的是这样实现的：
一种小型化负离子护目眼镜的设计制备方法，护目镜包括镜片、镜框、面罩和弹性带，所述的镜片、镜框、和面罩之间为密封连接，所述的面罩紧贴人的面部，和所接触的面部皮肤之间接触紧密，在面罩与皮肤的接触面上增加一层软硅胶垫，所述的面罩戴在面部时，软硅胶垫压在面部皮肤上，缓解面罩给面部带来的压力；所述的弹性带用于将布类检查护目镜戴在人的头部，在所述的弹性带上设有能够调节弹性带长度的调节扣；所述的布类检查护目镜上设有换气结构，所述的换气结构包括上盖和底盖，所述的底盖的中心设有透气通孔，所述的底盖嵌在面罩上，所述的上盖和底盖之间通过立柱连接，上盖和底盖之间的空隙与外周空气相通；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固定设置在眼镜镜片周围的眼镜框上，为眼睛提供负氧离子环境。
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。
一种小型化负离子护目眼镜，包括护目镜、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，护目镜包括镜片、镜框、面罩和弹性带，所述的镜片、镜框、和面罩之间为密封连接，所述的面罩紧贴人的面部，和所接触的面部皮肤之间接触紧密，在面罩与皮肤的接触面上增加一层软硅胶垫，所述的面罩戴在面部时，软硅胶垫压在面部皮肤上，缓解面罩给面部带来的压力；所述的弹性带用于将布类检查护目镜戴在人的头部，在所述的弹性带上设有能够调节弹性带长度的调节扣；所述的布类检查护目镜上设有换气结构，所述的换气结构包括上盖和底盖，所述的底盖的中心设有透气通孔，所述的底盖嵌在面罩上，所述的上盖和底盖之间通过立柱连接，上盖和底盖之间的空隙与外周空气相通；所述的负氧离子释放孔设置于眼镜腿或眼镜框处，所述的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安装有蓄电池或移动电源。
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；负氧离子释放孔为眼睛提供负氧离子环境。
本发明的有益效果在于：
本发明的结构和方法为康复病人和眼疾使用者使用，本结构的小型负氧离子发生器通过负氧离子输送管连接眼镜，小型负氧离子发生器可以固定在身体其他部位而不需要和眼镜固定连接，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携带在使用者身上。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。
附图说明
图1为本发明装置结构图。
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：
本发明具体包括护目镜、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，护目镜包括镜片、镜框、面罩和弹性带，所述的镜片、镜框、和面罩之间为密封连接，所述的面罩紧贴人的面部，和所接触的面部皮肤之间接触紧密，在面罩与皮肤的接触面上增加一层软硅胶垫，所述的面罩戴在面部时，软硅胶垫压在面部皮肤上，缓解面罩给面部带来的压力；所述的弹性带用于将布类检查护目镜戴在人的头部，在所述的弹性带上设有能够调节弹性带长度的调节扣；所述的布类检查护目镜上设有换气结构，所述的换气结构包括上盖和底盖，所述的底盖的中心设有透气通孔，所述的底盖嵌在面罩上，所述的上盖和底盖之间通过立柱连接，上盖和底盖之间的空隙与外周空气相通；所述的负氧离子释放孔固定设置在眼镜镜片周围的眼镜框上，眼镜框内部有中空结构，所述的负氧离子输送管的一端通过中空结构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安装有蓄电池。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；负氧离子释放孔为眼睛周边提供负氧离子。本发明的结构为康复病人和和眼疾使用者使用，本结构的小型负氧离子发生器通过负氧离子输送管连接眼镜，小型负氧离子发生器可以固定在身体其他部位而不一定需要和眼镜固定连接，结构便携性更高。
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的携带在使用者身上。
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：
眼镜及小型负氧离子发生器配备的灭菌设备编号为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，能够有效判断眼镜及小型负氧离子发生器被污染的情况，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)

1.一种小型化负离子护目眼镜的设计制备方法，护目镜包括镜片、镜框、面罩和弹性带，所述的镜片、镜框、和面罩之间为密封连接，所述的面罩紧贴人的面部，和所接触的面部皮肤之间接触紧密，在面罩与皮肤的接触面上增加一层软硅胶垫，所述的面罩戴在面部时，软硅胶垫压在面部皮肤上，缓解面罩给面部带来的压力；所述的弹性带用于将布类检查护目镜戴在人的头部，在所述的弹性带上设有能够调节弹性带长度的调节扣；所述的布类检查护目镜上设有换气结构，所述的换气结构包括上盖和底盖，所述的底盖的中心设有透气通孔，所述的底盖嵌在面罩上，所述的上盖和底盖之间通过立柱连接，上盖和底盖之间的空隙与外周空气相通；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)固定设置在眼镜镜片周围的眼镜框上，为眼睛提供负氧离子环境。
2.根据权利要求1所述的一种小型化负离子护目眼镜的设计制备方法，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所述的一种小型化负离子护目眼镜的设计制备方法，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所述的一种小型化负离子护目眼镜的设计制备方法，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所述的一种小型化负离子护目眼镜的设计制备方法，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所述的一种小型化负离子护目眼镜的设计制备方法，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所述的一种小型化负离子护目眼镜的设计制备方法，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所述的一种小型化负离子护目眼镜的设计制备方法，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。
9.一种小型化负离子护目眼镜，包括护目镜、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，护目镜包括镜片、镜框、面罩和弹性带，所述的镜片、镜框、和面罩之间为密封连接，所述的面罩紧贴人的面部，和所接触的面部皮肤之间接触紧密，在面罩与皮肤的接触面上增加一层软硅胶垫，所述的面罩戴在面部时，软硅胶垫压在面部皮肤上，缓解面罩给面部带来的压力；所述的弹性带用于将布类检查护目镜戴在人的头部，在所述的弹性带上设有能够调节弹性带长度的调节扣；所述的布类检查护目镜上设有换气结构，所述的换气结构包括上盖和底盖，所述的底盖的中心设有透气通孔，所述的底盖嵌在面罩上，所述的上盖和底盖之间通过立柱连接，上盖和底盖之间的空隙与外周空气相通；其特征在于：所述的负氧离子释放孔设置于眼镜腿或眼镜框处，所述的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安装有蓄电池或移动电源。
10.根据权利要求9所述的一种小型化负离子护目眼镜，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；负氧离子释放孔为眼睛提供负氧离子环境；
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。
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