CN112269407A - 一种大气负氧离子观测仪的控制方法 - Google Patents

一种大气负氧离子观测仪的控制方法 Download PDF

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Abstract

一种大气负氧离子观测仪的控制方法，属于大气负氧离子监测领域。大气负氧离子观测仪包括采集筒、可调速风扇、气体流量计、控制电路板、进风管、出风管，气体流量计安装在出风管上，气体流量信号、采集筒板极电压及电荷信号、可调速风扇电源及反馈信号接入到控制电路板；设定进气流量值，通过气体流量计实时测量，并将测量信号传到控制电路板，控制电路板根据接收的流量信号，运用PID算法，实时调整可调速风扇的电源电流，从而达到设定进气流量。板极电压由控制电路板提供，控制电路板中包含电压输出控制电路，在一定范围内动态调整电压输出。本发明解决了大气负氧离子观测仪进气流量和板极电压不能调节的问题，提高了设备的测量精度。

Description

一种大气负氧离子观测仪的控制方法
技术领域
本发明属于大气负氧离子监测领域，涉及一种大气负氧离子观测仪的控制方法，尤其涉及一种大气负氧离子观测仪流量和板极电压控制方法。
背景技术
大气负氧离子是带负电荷的单个气体分子和轻离子团的总称。在自然生态系统中，森林和湿地是产生空气负（氧）离子的重要场所。在空气净化、城市小气候等方面有调节作用，其浓度水平是城市空气质量评价的指标之一。
大气负氧离子观测仪主要测量离子迁移率大于0.4（cm2／V•sec）的小离子，其计算公式为：
Figure 956204DEST_PATH_IMAGE002
其中
k: 离子迁移率
q: 进气流量
l: 采集筒长度
v: 板极电压
Figure DEST_PATH_IMAGE003
: 采集筒外筒内径
Figure 138923DEST_PATH_IMAGE004
: 采集筒内筒内径
通过计算公式可以知道，需要精准控制进气流量和板极电压，以提高大气负氧离子观测仪的测量精度。目前市场上的负氧离子监测设备大多采用固定转速的散热风扇采样，板极电压也是与之匹配的固定值，不可调节，精度较差，尤其是运行老化之后精度更差。
人们迫切需要一种可以调节进气流量和板极电压的控制方法，提高大气负氧离子观测仪的测量精度。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种大气负氧离子观测仪的控制方法，解决大气负氧离子观测仪进气流量和板极电压不能调节的问题，提高设备的测量精度。
为实现上述目的，采用的技术方案如下：
一种大气负氧离子观测仪的控制方法，其特征在于，大气负氧离子观测仪包括采集筒、可调速风扇、气体流量计、控制电路板、进风管、出风管，气体流量计安装在出风管上，气体流量信号、采集筒板极电压及电荷信号、可调速风扇电源及反馈信号接入到控制电路板；设定大气负氧离子观测仪需要的进气流量值，通过气体流量计实时测量，并将测量信号传到控制电路板，控制电路板根据接收的流量信号，运用PID算法，实时调整可调速风扇的电源电流，从而达到精确的设定进气流量。
进一步地，板极电压由控制电路板提供，控制电路板中包含电压输出控制电路，可在一定范围内动态调整电压输出，避免由因电子元器件老化、温度漂移等因素造成的偏差，准确输出所需板极电压的电压值。
进一步地，可以设置不同的进气流量和板极电压组合，当空气中负氧离子浓度较低时，可采用较大的进气流量和板极电压组合，使用这种组合，可增大采集筒电荷采集信号，从而提高大气负氧离子观测仪的测量精度。
经由上述的技术方案可知，与现有的技术相比，本发明可更准确地控制大气负氧离子观测仪的进气流量和板极电压，从而更准确地测量离子迁移率大于0.4（cm2／V•sec）的小离子，提高设备的测量精度。同时，通过设定不同的进气流量和板极电压组合，可进一步提高低浓度时设备的测量精度。
具体实施方式
一种大气负氧离子观测仪的控制方法，大气负氧离子观测仪包括采集筒、可调速风扇、气体流量计、控制电路板、进风管、出风管，流量计安装在出风管上，信号接到控制电路板上，采集筒板极电压及电荷信号接入到控制电路板，可调速风扇电源及反馈信号接入到控制电路板。设定设备需要的进气流量值，通过气体流量计实时测量，并将测量信号传到控制电路板，控制电路板根据接收的流量信号，运用PID算法，实时调整可调速风扇的电源电流，从而达到精确的设定进气流量。板极电压由控制电路板提供，控制电路板中包含电压输出控制电路，可在一定范围内动态调整电压输出，避免由因电子元器件老化、温度漂移等因素造成的偏差，准确输出所需板极电压的电压值。
设置不同的进气流量和板极电压组合，当空气中负氧离子浓度较低时，可采用较大的进气流量和板极电压组合，使用这种组合，可增大采集筒电荷采集信号，从而提高大气负氧离子观测仪的测量精度。

Claims (3)

1.一种大气负氧离子观测仪的控制方法，其特征在于，大气负氧离子观测仪包括采集筒、可调速风扇、气体流量计、控制电路板、进风管、出风管，气体流量计安装在出风管上，气体流量信号、采集筒板极电压及电荷信号、可调速风扇电源及反馈信号接入到控制电路板；设定大气负氧离子观测仪需要的进气流量值，通过气体流量计实时测量，并将测量信号传到控制电路板，控制电路板根据接收的流量信号，运用PID算法，实时调整可调速风扇的电源电流，从而达到精确的设定进气流量。
2.根据权利要求1所述的一种大气负氧离子观测仪的控制方法，其特征在于，板极电压由控制电路板提供，控制电路板中包含电压输出控制电路，在一定范围内动态调整电压输出。
3.根据权利要求2所述的一种大气负氧离子观测仪的控制方法，其特征在于，设置不同的进气流量和板极电压组合，当空气中负氧离子浓度较低时，采用较大的进气流量和板极电压组合。
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