CN113964656B - 一种离子发生器及浓度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离子发生器及浓度检测装置，离子发生器包括两个间隔距离可调节的安装板，其中一个安装板上设有接地电极，另一个安装板上设有发射电极，接地电极和发射电极在各自安装板上的位置可调节，接地电极通过接地线与高压电源的接地或正极输出端连接，发射电极通过高压线与高压电源的负极输出端连接。该离子发生器能够满足多个变量的验证检测，降低检测成本，有助于提高检测准确性及便捷性。

Description

一种离子发生器及浓度检测装置

技术领域

本发明涉及离子检测技术领域，尤其涉及一种离子发生器及浓度检测装置。

背景技术

随着国民生活水平的提高，对室内空气质量的要求不断提高，而离子净化技术是室内空气净化中的重要技术，现有空气净化产品通过增设离子发生器来提高空气净化能力。离子发生器包括正离子和负离子两种，其中对人身体有益且能有效净化室内空气的为负离子。负离子的浓度是评价负离子发生器性能的意向重要指标。

目前市场上有各种各样的离子发生器，但是在进行离子发生器模块设计时，有众多影响因素需要进行实验验证，如电压、电极距离、电极材料、电极结构等等。如果每一个变量都制作一个产品去验证，则需要耗费大量的人力物力。

本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。

发明内容

针对背景技术中指出的问题，本发明提出一种离子发生器及浓度检测装置，该离子发生器能够满足多个变量的验证检测，降低检测成本，有助于提高检测准确性及便捷性。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

本申请一些实施例中，提供了一种离子发生器，包括：

两个间隔距离可调节的安装板；

接地电极，其设于其中一所述安装板上，所述接地电极在所述安装板上的位置可调节；

发射电极，其设于另一所述安装板上，所述发射电极在所述安装板上的位置可调节；

高压电源，所述接地电极通过接地线与所述高压电源的接地或正极输出端连接，所述发射电极通过高压线与所述高压电源的负极输出端连接。

本申请一些实施例中，所述安装板上设有沿竖直方向延伸的安装孔，所述安装孔内设有接线端子，所述接线端子可沿所述安装孔的竖直方向调节位置；

其中一所述安装板上的所述接线端子的一端连接所述接线电极，另一端连接所述接地线；

另一所述安装板上的所述接线端子的一端连接所述发射电极，另一端连接所述高压线。

本申请一些实施例中，所述安装板上在靠近所述安装孔的位置处设有第一刻度标尺。

本申请一些实施例中，所述安装板上还设有通风孔。

本申请一些实施例中，还包括固定板，所述固定板上设有滑槽，所述安装板插设于所述滑槽内。

本申请一些实施例中，所述滑槽上设有用于测量两个所述安装板之间的距离的第二刻度标尺。

本发明还提供了一种离子浓度检测装置，包括：

风道，其内的风速可调节，所述风道内设有离子浓度检测器和如上所述的离子发生器；

沿气流方向，所述离子浓度检测器位于所述离子发生器的下游，所述离子浓度检测器与所述离子发生器之间的距离可调节。

本申请一些实施例中，还包括环境舱，其能够提供恒温恒湿环境，所述风道设于所述环境舱内。

本申请一些实施例中，所述风道内设有滑轨，所述离子浓度检测器和所述离子发生器设于所述滑轨上。

本申请一些实施例中，所述风道的外周包裹有屏蔽层。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

本申请所公开的离子发生器中的接地电极和发射电极之间的距离及相对位置可调节，电极可更换，输出电压可调节，可以方便快捷的进行不同电极结构因素的影响测试，用以确定最佳的电极结构参数，不需要像现有技术中每个变量都制作一个产品去验证，节省大量人力物力，降低成本，也可以用于科学教研实验，用于模拟演示不同放电原理，如电晕放电、辉光放电、静电雾化、空气击穿等高压电物理现象。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据实施例的离子发生器浓度检测装置的结构示意图；

图2为图1所示结构省略外周屏蔽层后的结构示意图；

图3为根据实施例的风道设于环境舱内的结构示意图；

图4为根据实施例的离子发生器在风道内的安装结构示意图；

图5为根据实施例的屏蔽层与风道之间的固定结构示意图；

图6为根据实施例的离子发生器的结构示意图；

图7为根据实施例的离子发生器接通高压电源的结构示意图；

图8为根据实施例的离子发生器的侧视图；

图9为根据实施例的离子发生器的安装板的结构示意图；

图10为根据实施例的离子发生器的固定板的结构示意图。

附图标记：

100-风道，110-轨道，120-第三刻度标尺，130-走线孔，140-紧固板，150-螺栓，160-第一支架，170-第二支架，180-滑轮；

200-离子发生器，210-接地电极，220-发射电极，230-安装板，231-安装孔，232-通风孔，233-第一刻度标尺，240-接线端子，250-接地线，260-高压线，270-高压电源，280-固定板，281-滑槽，282-第二刻度标尺，291-第一螺钉，292-第二螺钉；

300-离子浓度检测器；

400-环境舱；

500-屏蔽层；

600-过滤器；

700-风机；

800-风速仪。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

本发明公开了一种离子发生器200，该发生器中的接地电极210和发射电极220之间的距离及相对位置可调节，电极可更换，输出电压可调节，可以方便快捷的进行不同电极结构因素的影响测试，用以确定最佳的电极结构参数，不需要像现有技术中每个变量都制作一个产品去验证，节省大量人力物力，降低成本，也可以用于科学教研实验，用于模拟演示不同放电原理，如电晕放电、辉光放电、静电雾化、空气击穿等高压电物理现象。

具体的，参照图6至图8，该离子发生器主要包括安装板230、接地电极210、发射电极220、高压电源270等。

安装板230具有两个，两个安装板230之间的距离可调节。

其中一个安装板230上设置接地电极210，接地电极210在该安装板上的位置可调节。另一个安装板230上设置发射电极220，发射电极220在该安装板上的位置也可调节。

接地电极210通过接地线250与高压电源270的接地或正极输出端连接，发射电极220通过高压线260与高压电源270的负极输出端连接。

高压电源270接通后，将高电压施加到接地电极210和发射电极220上，使中间的空气在高压电场的作用下电离，产生离子。

通过调节两个安装板230之间的距离，实现接地电极210与发射电极220之间水平距离的调节，可以调节接地电极210与发射电极220之间的电场强度。

通过调节接地电极210、发射电极220在各自安装板上的位置，实现接地电极210与发射电极220相对位置的调节。

通过调节高压电源270的输出电压，可以判断不同电压条件下对离子发生器产生的影响。

接地电极210和发射电极220的电极形状和材质均可以进行更换，以判断不同因素对离子发生器的影响结果。

接地电极210可以为圆环状，也可以为圆盘状，也可以为其他形状，电极材质也可以根据需要随时进行更换。

发射电极220可以为金属针结构，也可以使用目前市场上使用较多的碳刷结构，材质也可以根据使用要求随时进行更换。

对于接地电极210和发射电极220在安装板230上的具体安装结构，本申请一些实施例中，安装板230上设有沿竖直方向延伸的安装孔231，安装孔231内通过第一螺钉291设有接线端子240，接线端子240可沿安装孔230的竖直方向调节位置。

其中一安装板230上的接线端子240的一端连接接地电极210，另一端连接接地线250；另一安装板230上的接线端240子的一端连接发射电极220，另一端连接高压线260。通过调节接线端子240在安装孔231内的位置，实现接地电极210和发射电极220在安装板上位置的调节。

接线端子结构便于实现接地电极210和发射电极220的易更换性及位置可调性。

本申请一些实施例中，参照图9，安装板230上在靠近安装孔231的位置处设有第一刻度标尺233，便于测量电极的移动距离。

本申请一些实施例中，安装板230上还设有通风孔232，通风孔232也采用长条状结构，沿竖直方向延伸，设于安装孔231的一侧。

通风孔232用于电极周围的空气能够顺利通过，不会对电极周围的风场分布造成影响。

本申请一些实施例中，参照图6和图10，该离子发生器还包括固定板280，固定板280上设有滑槽281，安装板230插设于滑槽281内。通过安装板230沿滑槽281的滑动，实现两个安装板230之间距离的调节。安装板230滑动至指定位置后，通过第二螺钉292固定位置。

滑槽281上设有用于测量两个安装板230之间的距离的第二刻度标尺282，便于测量两个安装板230之间的距离。

参照图2，固定板280固定设于第一支架160上，进而实现离子发生器200在风道100内的固定安装。

固定板280、安装板230可由有机玻璃板制作，也可以使用尼龙、PVC、PTFE等其他绝缘材料制作。

本发明还公开了一种离子发生器的浓度检测装置，参照图1和图2，其主要包括风道100、上述实施例所公开的离子发生器200、离子浓度检测器300等。

离子发生器200用于产生离子，可以是正离子和/或负离子。

离子浓度检测器300用于检测离子发生器200所产生的离子的浓度。沿气流方向，离子浓度检测器300位于离子发生器200的下游，并且，离子发生器200的发射尖端朝向离子浓度检测器300。

由于离子发生器200产生离子的量与环境的温度、湿度、风速、风向、空气成分等都有关系，本实施例的主要目的之一就在于避免这些环境变量对离子浓度检测的影响，提高离子浓度检测准确性，进而提高离子发生器性能检测的准确性。

具体方式为：风道100内具备恒温恒湿的环境，避免环境的温度和湿度变量对检测结果的影响；风道100内的风速可调节，为离子发生器200提供恒定的风场条件，避免风速和风向的变化对检测结果产生影响。

此外，离子迁移距离也是衡量离子发生器性能的重要指标，离子迁移距离越远，说明离子的粒径越小，越容易被人体吸收。本实施例中离子浓度检测器300与离子发生器200之间的距离可调节，通过检测不同距离下的离子浓度，可以得到离子发生器的离子迁移距离，进而得到离子浓度迁移曲线，进一步提高离子发生器的性能测试的准确性。

本实施例中，风道100内的恒温恒湿环境由环境舱400提供，参照图3，将风道100置于环境舱400内，风道100的进风口和出风口也均位于环境舱400内，形成气流循环。

环境舱400可以为焓差实验室，也可以为空气净化检测使用的标准环境舱，只要是温湿度能够独立控制的房间即可。

本实施例中，风道100呈长条矩形结构，也可以为圆筒状结构等。

本申请一些实施例中，风道100由多块透明有机玻璃板直角拼接制作而成，透明结构便于从外侧观察风道100内部各部件情况。

本申请一些实施例中，风道100内设有风速仪800，用于测量风道100内的风速，控制风速小于0.3m/s，风速过大会对离子检测器检测的准确性和稳定性产生影响。

风道100的进风口处设有过滤器600，优选为高效过滤器，主要用于过滤空气中的颗粒物，比如PM2.5，防止离子发生器200产生的离子被颗粒物吸附中和，从而影响离子浓度。

风道100的出风口处设有风机700，优选为变频风机，用于根据风速仪800的测量数据来调节风机700转速，进而来调节风道100内的风速。

本申请一些实施例中，风道100的外周包裹有屏蔽层500，检测时屏蔽层500进行接地，主要用于屏蔽外界电磁场的影响，防止产生的带电离子在电磁场的作用下运动方向发生偏移，给后端离子浓度检测器造成影响。

参照图1和图5，屏蔽层500为屏蔽金属网，屏蔽层500的外侧设有多个紧固板140，螺栓150将紧固板140、屏蔽层500及风道100固定，提高结构可靠性。

对于离子发生器200和离子浓度检测器300之间距离可调节的具体实现结构，本申请一些实施例中，参照图2，风道100相对的两内壁上分别设有轨道110，轨道100沿风道100的长度方向延伸，轨道110上设有第一支架160和第二支架170，离子发生器200设于第一支架160上，离子浓度检测器300设于第二支架170上，第一支架160和/或第二支架170与轨道110滑动连接，进而实现离子发生器200和离子浓度检测器300之间距离的可调节。

图4所示的第一支架160与轨道110之间的滑动连接，第一支架160的底侧设有滑轮180，滑轮180滑动设于轨道110的滑槽内。

第一支架160和/或第二支架170可以通过手动的方式沿轨道110滑动，此时手动推动第一支架160和/或第二支架170，使滑轮180在滑槽内滑动即可。

或者，第一支架160和/或第二支架170也可以通过电机带动的方式沿轨道滑动，实现自动化调节。

本申请一些实施例中，风道100内设有刻度标尺（记为第三刻度标尺120），用于测量离子发生器200与离子浓度检测器300之间的距离，为离子迁移距离的测试提供数据。

本例中第三刻度标尺120设于风道100上、并靠近轨道110的位置处，便于从透明风道100的外侧观察到离子发生器200与离子浓度检测器300之间的距离数据。

本申请一些实施例中，风道100上设有多个走线孔130，多个走线孔130位于轨道110的下方，并沿轨道110的延伸方向间隔设置，便于风道100内离子发生器200、离子浓度检测器300等部件的走线。

本申请一些实施例中，风道100具有多个，将风道设计为多节结构，比如1米/节，将多个风道100串通得到不同长度的风道，以满足不同型号离子发生器的离子迁移距离的检测。

本申请一些实施例中，离子发生器200的另一重要性能指标为臭氧发生量，将离子浓度检测器300更换为臭氧检测器，该检测装置可以同于离子发生器200臭氧产生量的检测。

本发明还提供一种离子发生器的浓度检测方法，应用上述实施例所公开的离子发生器浓度检测装置，检测方法为：

首先，测试准备，将风道100放置到环境舱400内，环境舱400能够提供恒温恒湿的环境，避免环境的温度和湿度变量影响检测结果；

将屏蔽层500进行接地，避免外界电磁场引起离子偏移；

打开环境舱400的温湿度控制系统，调节环境舱400内的温湿度至标准工况，比如温度（23±1）℃，相对湿度（50±10）%；

打开风道100出风口处的风机700，使环境舱400内的气体经进风口处的过滤器600流入风道100内部，再从出风口流出，形成气流循环，调节风机700频率，使风道100内的风速达到标准工况，比如0.2m/s；

将离子浓度检测器300安装到风道100内的第二支架170上，连接电源和接地线，进行校准，并运行至稳定工况，比如运行5min后达到稳定工况；

将离子发生器200安装到风道100内的第一支架160上，离子发生器200的发射尖端朝向离子浓度检测器300，接通离子发生器200的高压电源270，并运行至稳定工况，比如运行5min后达到稳定工况；

利用离子浓度检测器300测量离子发生器200的离子浓度，连续测量T时间周期（比如T=5min）并取平均值作为离子发生器200的离子浓度。

在该检测方法中，离子浓度检测器300与离子发生器200之间的距离D可调节，在每一距离D下，离子浓度检测器300都连续测量T时间周期并取平均值作为离子发生器200在该距离D下的离子浓度，直至离子浓度检测数值为零，测量结束，得到离子发生器200的离子迁移距离。

具体的，比如距离D以一定的距离间隔（比如10cm）线性增加，在检测开始时将离子发生器200与离子浓度检测器300之间的距离调节为5cm，离子浓度检测器300连续记录5min，取平均值作为离子发生器200在该距离下的离子浓度；再将离子发生器200与离子浓度检测器300之间的距离依次调节为10cm、20cm、30cm……，重复之前的步骤测量该距离条件下的离子浓度，直到离子浓度检测器300的检测数值降为零，结束测量，从而得到离子的迁移距离。

在该检测方法中，风道100具有多个，在检测之前，根据需要将多个风道100串通得到不同长度的风道，以满足不同型号离子发生器的离子迁移距离的检测。

在该检测方法中，风道100内设有刻度标尺（记为第三刻度标尺120），用于测量离子发生器200与离子浓度检测器300之间的距离D，离子发生器200与离子浓度检测器300之间的距离通过手动或电机带动的方式进行调节。

在该检测方法中，利用风道100内的风速仪800来检测风道100内的风速，利用风道100的出风口处的风机700来调节风道100内的风速。

在该检测方法中，检测前先开启离子浓度检测器300至运行稳定，再开启离子发生器200至运行稳定，二者先后进行，提高检测准确性。

在该检测方法中，可以调节接地电极210与发射电极220之间的水平距离及上下相对位置，离子浓度检测器300检测接地电极210与发射电极220在不同的水平距离和上下相对位置工况下的离子浓度。

在该检测方法中，还可更换不同类型的接地电极210和发射电极220，离子浓度检测器300检测不同类型的接地电极210和发射电极220工况下的离子浓度。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，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以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种离子发生器，其特征在于，包括：

两个间隔距离可调节的安装板；

接地电极，其设于其中一所述安装板上，所述接地电极在所述安装板上的位置可调节；

发射电极，其设于另一所述安装板上，所述发射电极在所述安装板上的位置可调节；

高压电源，所述接地电极通过接地线与所述高压电源的接地或正极输出端连接，所述发射电极通过高压线与所述高压电源的负极输出端连接；

所述安装板上设有沿竖直方向延伸的安装孔，所述安装孔内设有接线端子，所述接线端子可沿所述安装孔的竖直方向调节位置；

其中一所述安装板上的所述接线端子的一端连接所述接地电极，另一端连接所述接地线；

另一所述安装板上的所述接线端子的一端连接所述发射电极，另一端连接所述高压线；

通过调节两个所述安装板之间的距离，实现所述接地电极与所述发射电极之间水平距离的调节；

通过调节所述接地电极、所述发射电极在各自安装板上的位置，实现所述接地电极与所述发射电极的相对位置的调节。

2.根据权利要求1所述的离子发生器，其特征在于，

所述安装板上在靠近所述安装孔的位置处设有第一刻度标尺。

3.根据权利要求1所述的离子发生器，其特征在于，

所述安装板上还设有通风孔。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的离子发生器，其特征在于，

还包括固定板，所述固定板上设有滑槽，所述安装板插设于所述滑槽内。

5.根据权利要求4所述的离子发生器，其特征在于，

所述滑槽上设有用于测量两个所述安装板之间的距离的第二刻度标尺。

6.一种离子浓度检测装置，其特征在于，包括：

风道，其内的风速可调节，所述风道内设有离子浓度检测器和如权利要求1至5中任一项所述的离子发生器；

沿气流方向，所述离子浓度检测器位于所述离子发生器的下游，所述离子浓度检测器与所述离子发生器之间的距离可调节。

7.根据权利要求6所述的离子浓度检测装置，其特征在于，

还包括环境舱，其能够提供恒温恒湿环境，所述风道设于所述环境舱内。

8.根据权利要求6所述的离子浓度检测装置，其特征在于，

所述风道内设有滑轨，所述离子浓度检测器和所述离子发生器设于所述滑轨上。

9.根据权利要求6所述的离子浓度检测装置，其特征在于，所述风道的外周包裹有屏蔽层。

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