CN113447529A - 单位时间空气负离子产生量的测试方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于测试(电晕式)空气负离子发生器在单位时间内产生的空气负离子数量的测试方法及测试装置。它通过测试空气负离子发生器的总发射电流I，并依据公式(1)将总发射电流I转化成单位时间空气负离子产生量F。
Figure DDA0003204344310000011
式中：F—单位时间空气负离子产生量(ions/sec)；I—产生空气负离子的总电流(A)，即总发射电流；q。—单个电子电荷量1.6×10‑19(C)。该方法及装置既可用于测试直流供电的空气负离子发生器，亦可用于测量交流供电的空气离子发生器。既可用于测量空气负离子发生器，亦可用于测量空气正离子发生器。它还实现了I/F显示功能以及测试量程的切换。并增设了隔离变压器，从而消除了被测试空气离子发生器的低电位端可能对地带有危险电压的问题。

Description

单位时间空气负离子产生量的测试方法及装置
技术领域
本发明涉及一种测量空气负离子发生器在单位时间产生的空气负离子量的方法以及采用了该方法的测试装置。
背景技术
为了全面地评价电晕式(静电式)空气负离子发生器的性能，需要了解其产生(发射)空气负离子的能力；即，在单位时间内产生的空气负离子数量；其量纲为(个离子/秒)或(ions/sec.)。
已有的空气离子测量仪由离子收集器和微电流放大器构成。通过取样空气流量和收集到的取样离子电流计算出被取样空气中离子的浓度；它可以测量悬浮在空气中的空气离子的浓度(concentration)，量纲为(个离子/立方厘米)或(ions/cm3)。但是，它不适合用于测量单位时间空气负离子产生量。
本发明所涉及的“单位时间产生的空气负离子量”与传统的“空气离子浓度”是两个不同的物理量。它们不仅名称不同，物理含义不同，量纲也不同。因此，必须制定出一套适用于测量“单位时间产生的空气负离子量”的测试方法并设计出相应的测试装置。
目前，大部分空气负离子发生器都是由交流市电供电的，其低电位端对大地往往带有超过安全要求的交流电压。因此，在测试中，必须采取措施消除可能存在的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于检测(电晕式)空气负离子发生器在单位时间内产生的空气负离子数量的测试方法及采用这种方法的测试装置。这种测试方法及测试装置能测试空气负离子发生器的总发射电流I，并将总发射电流I转化成单位时间空气负离子产生量F。还实现了I/F显示功能以及测试量程的切换。并采取措施消除了其低电位端可能对地带有危险电压的问题。
该方法及装置可用于测试直流供电的空气负离子发生器，亦可用于测量交流供电的空气负离子发生器。既可用于测量空气负离子发生器，亦可用于测量空气正离子发生器。
技术方案。
图1是本发明的原理方框图。
一种单位时间空气负离子产生量测试方法，包括：空气负离子发生器[1]、电流采集器[2]、I/F转换器[3]、显示器[4]、屏蔽箱[5]；其特征是：空气负离子发生器[1]、电流采集器[2]、I/F转换器[3]、显示器[4]，均安装在屏蔽箱[5]内；屏蔽箱[5]的外壳连接大地；空气负离子发生器[1]的低电位端[8]与系统的接地端(即连接大地的端子)之间连接有电流采集器[2]；后续连接着I/F转换器[3]、显示器[4]；空气负离子发生器工作时从高压电晕端(即空气负离子发生器的高电位端)所发射出来的离子电流与从接地端流入电流采集器[2]的电流I是相等的；I/F转换器[3]将所采集到的电流信号I转换成单位时间空气负离子产生量F，转换公式见公式(1)。
Figure BDA0003204344290000021
式中：F—单位时间空气负离子产生量(ions/sec)；
I—产生空气负离子的总电流(A)，即总发射电流；
q。—单个电子电荷量1.6×10-19(C)。
在上述方法中，电流采集器[2]内部有一个电阻R，将流过电流采集器的电流I转化为输出电压Vo，
Vo＝I·R……………………………………………(2)
Vo连接到显示器[4]，显示出采集到的电流I。
在测试电流I时，电阻R的取值RI为1×10nΩ(n为整数)，改变n的数值可以改变所测量的电流之量程(倍率)；在测试单位时间空气负离子产生量F时，电阻R的取值改为RF系列，RF为对应于同档位RI的系列电阻值，它们之间符合如下关系：
RF＝0.625×RI，……………………………………………(3)
显示器显示的就是单位时间离子产生量F。
在上述方法中，将电流采集器[2]与I/F转换器[3]合并起来，通过功能切换开关S1切换RI与RF，使显示器的显示值分别代表电流I或单位时间空气负离子产生量F；通过倍率开关S2切换不同的倍率的RI与RF，实现测试量程的变换。
一种采用上述测试方法的单位时间空气负离子产生量测试装置，包括空气负离子发生器[1]、电流采集器[2]、I/F转换器[3]、显示器[4]、屏蔽箱[5]、直流电源[7]；其特征是：屏蔽箱[5]的外壳连接大地；空气负离子发生器[1]由直流电源[7]供电；空气负离子发生器的低电位端[8]连接到电流采集器[2]的采集端(或称流入端)；后续连接着I/F转换器[3]、显示器[4]；I/F转换器[3]将所采集到的电流信号I转换成单位时间空气负离子产生量F。
一种适用于交流供电的负离子发生器的单位时间空气负离子产生量测试装置，包括交流供电的负离子发生器[1]、电流采集器[2]、I/F转换器[3]、显示器[4]、屏蔽箱[5]、隔离变压器[6]；其特征是：空气负离子发生器[1]的电力是由交流市电通过隔离变压器供应的；屏蔽箱[5]的外壳连接大地；空气负离子发生器的低电位端[8]与隔离变压器到负离子发生器之间的供电端子之一以及电流采集器[2]的采集端(或称流入端)相互连接；后续连接着I/F转换器[3]、显示器[4]；I/F转换器[3]将所采集到的电流信号I转换成单位时间空气负离子产生量F。
有益效果
采用上述技术方案实现了对空气负离子发生器的总发射电流I的测试，通过公式(1)将总发射电流I转化成单位时间空气负离子产生量F。该技术方案还实现了I/F显示功能以及测试量程的切换。并通过增设隔离变压器消除了对交流供电的负离子发生器测试时其低电位端可能对地带有危险电压的问题。
本发明的技术方案也可以用于测量空气正离子发生器。在测量空气负离子时，显示的测量读数前面有一个负号；测量空气正离子时，则没有。
附图说明
图1.是本发明的原理框图。
图2是对于直流供电方式的空气负离子发生器的测试方案
图3是对于交流供电方式的空气负离子发生器的测试方案
图4I/F选择开关
图5量程选择开关
实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进一步说明。
实施例1
图2为一种采用了权利要求1-4的方法的“单位时间空气负离子产生量”测试装置的框图，它包括：空气负离子发生器[1]、电流采集器[2]、I/F转换器[3]、显示器[4]、屏蔽箱[5]；其特征是：空气负离子发生器[1]、电流采集器[2]、I/F转换器[3]、显示器[4]都安装在屏蔽箱[5]内；直流电源[7]为空气负离子发生器[1]供电，后续连接着I/F转换器[3]、显示器[4]；空气负离子发生器[1]的低电位端[8]连接到电流采集器[2]的采集端(或称电流输入端)；电流采集器[2]内部有一个电阻R，将流过电流采集器的电流I转化为输出电压Vo；Vo＝I·R；I/F转换器[3]将所采集到的电流I转换成单位时间空气负离子产生量F。转换公式如公式(1)所示。最后，由显示器显示出单位时间空气负离子产生量F来。
所述I/F转换器[3]通过开关S1切换不同阻值的RI和RF使输出电压Vo分别代表总发射电流I和单位时间空气负离子产生量F；通过开关S2切换RI和RF的阻值以改变所测量的总发射电流I和单位时间空气负离子产生量F之量程。
实施例2
图3为一种适用于交流供电的空气负离子发生器的“单位时间空气负离子产生量”测试装置的方框图。它包括：空气负离子发生器[1]、电流采集器[2]、I/F转换器[3]、显示器[4]、屏蔽箱[5]；其特征是：空气负离子发生器[1]、电流采集器[2]、I/F转换器[3]、显示器[4]都安装在屏蔽箱[5]内；隔离变压器[6]都安装在屏蔽箱[5]内；220V的交流市电经隔离变压器[6]对空气负离子发生器[1]供电，后续连接着I/F转换器[3]、显示器[4]；空气负离子发生器[1]的低电位端连接到电流采集器[2]的采集端(或称电流流入端)；电流采集器[2]内部有一个电阻R，将流过电流采集器的电流I转化为输出电压Vo；Vo＝I·R；I/F转换器[3]将所采集到的电流I转换成单位时间空气负离子产生量F。转换公式如公式(1)所示。最后，由显示器显示出单位时间空气负离子产生量F来。
所述I/F转换器[3]通过开关S1切换不同阻值的RI和RF使输出电压Vo分别代表总发射电流I和单位时间空气负离子产生量F；通过开关S2切换不同倍率阻值的RI和RF的以改变所测量的总发射电流I和单位时间空气负离子产生量F之量程。
测试总发射电流I时，电阻R的取值为RI系列(1×10的整数幂)，显示器显示值为总发射电流I；测试单位时间空气负离子产生量F时，电阻R的取值为RF系列(RF＝0.625×RI)，显示器显示的就是单位时间空气负离子产生量F。

Claims (8)

1.一种单位时间空气负离子产生量测试方法，包括：空气负离子发生器[1]、电流采集器[2]、I/F转换器[3]、显示器[4]、屏蔽箱[5]；其特征是：空气负离子发生器[1]、电流采集器[2]、I/F转换器[3]、显示器[4]，均安装在屏蔽箱[5]内；屏蔽箱[5]的外壳连接大地；空气负离子发生器[1]的低电位端[8]与系统的接地端(即连接大地的端子)之间连接有电流采集器[2]；后续连接着I/F转换器[3]、显示器[4]；空气负离子发生器工作时从高电位端[9](空气负离子发生器的电晕端)所发射出来的负离子电流与从低电位端[8]流入电流采集器[2]的电流I是相等的；I/F转换器[3]将所采集到的电流信号I转换成单位时间空气负离子产生量F，转换公式见公式(1)；
Figure FDA0003204344280000011
式中：F-单位时间空气负离子产生量(ions/sec)；
I-产生空气负离子的总电流(A)，即总发射电流；
q。-单个电子电荷量1.6×10-19(C)。
2.如权利要求1所述单位时间空气负离子产生量测试方法，其特征在于：电流采集器[2]内部有一个电阻R，将流过电流采集器的电流I转化为输出电压Vo，
Vo＝I·R…………………………………………………(2)
式中：Vo-输出电压,V；
I-离子电流，A；
R-取样电阻，Ω。
3.如权利要求1所述单位时间空气负离子产生量测试方法，其特征在于：Vo连接到显示器[4]，I/F转换器[3]通过开关S1切换RI和RF(RI、RF分别代表测试电流I或测试单位时间空气负离子产生量F时电阻R的取值)使输出电压Vo分别代表总发射电流I或单位时间空气负离子产生量F；当测试电流I时，电阻R的取值RI为1×10nΩ(n为整数)，改变n的数值可以改变所测量的电流之量程；当测试单位时间负离子产生量F时，电阻R的阻值为RF,显示器的显示值更换为单位时间空气负离子产生量F。RI与RF符合以下关系：
RF＝0.625×RI，…………………………………………………(3)
4.如权利要求1所述的单位时间空气负离子产生量测试方法，其特征在于：将电流采集器[2]与I/F转换器[3]合并起来，通过功能切换开关S1切换RI与RF，使显示器的显示值分别代表电流I或单位时间空气负离子产生量F；通过量程选择开关S2切换不同阻值的RI与RF，实现测试量程的变换。
5.一种采用了权利要求1-4所述测试方法的单位时间空气负离子产生量测试装置,包括：空气负离子发生器[1]、电流采集器[2]、I/F转换器[3]、显示器[4]、屏蔽箱[5]；其特征是：空气负离子发生器[1]、电流采集器[2]、I/F转换器[3]、显示器[4]均安装在屏蔽箱[5]内，屏蔽箱[5]的外壳连接大地；有一个直流供电电源[7]为空气负离子发生器[1]供电，后续连接着I/F转换器[3]、显示器[4]；空气负离子发生器的低电位端[8]连接到电流采集器[2]的采集端(或称电流输入端)；电流采集器[2]内部有一个电阻R，将流过电流采集器的电流I转化为电压Vo因此，Vo＝I·R；I/F转换器[3]将所采集到的电流信号I转换成单位时间空气负离子产生量F；转换公式为公式(1)。
6.一种采用了如权利要求1-4所述的测试方法的单位时间空气负离子产生量测试装置，包含有：空气负离子发生器[1]、电流采集器[2]、I/F转换器[3]、显示器[4]、屏蔽箱[5]；其特征是：空气负离子发生器[1]、电流采集器[2]、I/F转换器[3]、显示器[4]、隔离变压器[6]都安装在屏蔽箱[5]内；交流市电经隔离变压器对空气负离子发生器[1]供电，后续连接着I/F转换器[3]、显示器[4]；空气负离子发生器的低电位端[8]连接到电流采集器[2]的采集端(或称电流流入端)；I/F转换器[3]将采集到的电流信号I转换成单位时间空气负离子产生量F；转换公式为公式(1)所示；最后，由显示器将所测得的单位时间空气负离子产生量显示显示出来。
7.如权利要求5、6所述单位时间空气负离子产生量测试装置，其特征是：I/F转换器[3]内部有一个开关S1，S1切换RI与RF，使显示器的显示值分别代表电流I或单位时间空气负离子产生量F；电流采集器[2]内部有一个电阻R，将流过电流采集器[2]的电流I转化为输出电压Vo；Vo连接到显示器[4]，显示出采集到的电流I。
8.如权利要求5、6、7所述单位时间空气负离子产生量测试装置，其特征是：电阻R的取值在测试电流I与测试单位时间空气负离子产生量F时是不相同的；测试电流I时，RI的取值为1×10nΩ(n为整数)，改变n的数值可以改变电流I之量程(倍率)；测试单位时间负离子产生量F时，电阻R的取值RF由公式(3)给出。
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