CN202353909U - 离子平衡调整装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一离子平衡调整装置，其目的是为了扇形静电消除器的静电消除速度、延长放电针寿命及节能输出的效果。为达此目的，在所需要消除静电的待测物表面附近，安装一表面电位检测装置，表面电位检测装置可检测待测物的静电量，根据待测物的静电量，调整扇形静电消除器的输出电压，并提高风扇转速，加速静电消除速度。并且在待测物无静电量时，停止输出电压及降低风扇转速，达到使待测物的离子平衡的目的。此离子平衡装置优点，不但可以提高静电消除速度，亦可降低整体输出功率，达到节能的效果，也可以延长放电针的寿命。
Description
技术领域
本实用新型作涉及一种离子平衡调整装置，尤指一种用于提升扇形静电消除器的静电消除速度、延长放电针寿命及节能输出的效果的离子平衡调整装置。
背景技术
现有的扇形静电消除器无法检测待测物的带电量，其除静电速度受限于无法检测带电物的电量，不能改变输出电压及风扇转速，故其静电消除能力有限，且其放电针因为长期一直处于放电的状态，容易减少放电针的寿命，而导致缩短产品的生命周期。
实用新型内容
本实用新型提供一离子电量平衡装置，为改良原扇形静电消除装置无法检测待测物的带电量，而使其静电消除能力有限的缺点。
本实用新型所采取的技术方案包括：
一种离子平衡调整装置，其包含有：一个控制电路模组；一个表面电位检测模组，与该控制电路模组相连；一个信号处理模组，与该控制电路模组相连；一对放电针，与该信号处理模组的输出相连；一个风扇控制模组，与该控制电路模组的输出相连；借此当该表面电位检测模组检测到正、负电位时，即提供一个信号给该控制电路模组，该控制电路模组分析该信号后通过信号处理模组控制该对放电针提供正离子或负离子输出，并输出信号至该风扇控制模组以调整风扇转速。
承上所述，其中，该离子平衡调整装置更包含一个接地电流检测模组。
其中，该接地电流检测模组包含：一个接地电阻，该接地电阻的一端接地；一个接地电极，与该接地电阻的另一端相连；一个接地检测电路，用以检测接地电极的信号读值，并输出至该控制电路模组。
其中，该控制电路模组，包含：一个A/D电路，用以将输入的模拟信号转换成可供该控制电路读取的数字信号；一个控制电路，用以处理该接地电流检测模组与表面电位检测模组的信号，并输出至该风扇控制模组与信号处理模组。
其中，该表面电位检测模组包含：一个表面电位检测计，该表面电位检测计与待测物相邻；一个表面电位检测电路，与该表面电位检测计相连，用以处理由表面电位检测计输入的信号，并输出至控制电路模组。
其中，该信号处理模组包含：一个PWM电路，与该控制电路相连，借以将控制电路的信号转成周期性方波输出；一个反相电路，与该PWM电路相连，借以将PWM电路的信号反相；一对降压型转换器，其中一个降压转换电路连接至该PWM电路的输出，另一个降压转换电路连连接至该反相电路的输出，借以将直流输入电压转换成另一直流电压；一对振荡电路，与该对降压型转换器的输出分别相连，借以将该降压型转换器的直流输出转换成交流输出；一对变压器，与该对振荡电路的输出分别相连，借以转换输入的电压；一对倍压整流电路，与该对变压器的输出分别相连，该对倍压整流电路与该对放电针分别相连，借以将该对变压器输入的交流信号放大并转成直流信号，借以通过放电针产生正离子或负离子。
其中，该风扇控制模组包含：一个风扇控制电路，与该控制电路模组相连，由该控制电路模组输入信号至风扇控制电路，用以调整风扇的转速；一个风扇，与该风扇控制电路相连。
借此，本实用新型的有益技术效果在于，由于该离子电量平衡装置的结构包含一表面电位检测计、及表面电位检测电路。其中该表面电位检测计用于检测电场的变化量，产生一交流信号，当电场越大其交流信号也会变大，此信号通过表面电位检测电路，输出一直流信号。根据此直流信号，以判断待测物的静电量，并改变其输出电压。当待测物为正静电量时，则增加负电压输出及增加正电压输出，同时提高风扇转速，以达到快速消除静电效果。当待测物无静电量时，则停止输出电压来保持待测物的静电量保持在0KV的状态，达到表面电位离子平衡的效果，并且降低风扇转速。其在需要消除静电的情形下，才输出电压及提高风扇转速，不仅可以达到节能控制的目的，亦可以延长放电针的使用寿命。
附图说明
图1为静电消除器方块示意图
图2为各电路的信号输出比较示意图
图3为程序逻辑流程示意图
【主要元件符号说明】
1电晶体开关 2反相电路
3P降压型转换器 3N降压型转换器
4P振荡电路 4N振荡电路
5P变压器 5N变压器
6P倍压整流电路 6N倍压整流电路
7P放电针 7N放电针
8接地电极 9接地电阻
10接地电流检测电路 11A/D电路
12控制电路 13PWM电路
14二极管 15电容
16待测物 17表面电位检测计
18表面电位检测电路 19风扇控制电路
20风扇 C1信号处理模组
C2表面电位检测模组 C3风扇控制模组
C4接地电流检测模组 C5控制电路模组
S1开始 S2电压及风扇输出
S3接地电流检测 S4接地电流是否异常？
S41警示输出 S42停止高压输出及风扇输出
S43结束 S5表面电位检测
S6是否完成静电去除 S61停止电压输出及降低风扇转速
S7提高风扇转速 S8表面电位偏正
S81提升负电压降低正电压 S82提升正电压降低负电压
具体实施方式
请参阅图1至图3所示，图1为本实用新型静电消除器方块示意图，于本装置启动时，控制电路模组C5中的控制电路12初始值会设定输出正、负电压循环周期(Duty cycle)为50％，并将波形输出至信号处理模组C1，该信号处理模组C1包括一PWM电路13、一反相放大器2、降压型转换器3N、降压型转换器3P、振荡电路4N、振荡电路4P、变压器5N、变压器5P、倍压整流电路6N、倍压整流电路6P。首先，其输出波形会通过PWM(Pulse width modulation)电路13产生周期性方波输出，同时输出波形也会通过反向电路2产生一反向波形。正电压循环周期的波形，如图2所示，正电压循环周期的波形控制降压型转换器3P的输出直流电压。负电压循环周期的波形，如图3所示，由于是反向电路2的输出，所以其波形跟正电压循环周期的波形反向。负电压循环周期的波形控制降压型转换器3N的输出直流电压。降压型转换器3P、3N输出直流电压会随着循环周期的长短来决定输出电压的高低，是一种直流转直流的电路。当正电压循环周期为50％时，负电压循环周期亦为50％。此时降压型转换器3P、3N的输出正、负电压也一样。降压型转换器输出的直流电压会经过振荡电路4P、4N产生一交流弦波电压，交流弦波电压的频率约为20kHz左右。振荡电路4P、4N是一种将直流转换成交流的电路。当输入电压提高时，其交流弦波电压的均方根值也越高，反之，则均方根值越低。振荡电路4P、4N输出的交流弦波电压经过变压器5P、5N将交流弦波电压放大，其放大倍率为其变压器5P、5N线圈匝数比。变压器5P、5N是一种交流转换成交流的电路元件。变压器5P、5N放大的交流弦波电压经由倍压整流电路6P、6N将交流电压放大并且整流成直流输出。倍压整流电路为交流转直流的一种电路。经过倍压整流的输出电压，通过放电针7P、7N，利用电晕原理，产生正、负离子，通过风扇控制模组C3中的风扇20的传导，将正、负离子吹出。
接地电流检测方式如图1所示，其有一接地电流检测模组C4，正、负高压端的电流从放电针7P、7N通过接地电极8，在通过接地电阻9，产生电流回路。利用接地电阻9上的电压，通过接地电流检测电路10，将接地电流读值转换成电压读值，再经过控制电路模组C5中的A/D电路11，将电压的模拟信号转换成数字信号，再传送给控制电路，当电流过大的时候，系统会判断放电异常产生，此时会中止电压输出，并显示警示灯(未图示)，通知使用者状况排除。
本实用新型的待测物离子平衡实施方式，有一表面电位检测模组C2为当待测物16上有静电时，表面电位检测计17会检测其静电量，检测的静电量，会通过表面电位检测电路18，将其信号转换成A/D电路11能读取的电压值。假设待测物16静电量为偏正静电量的情况下，代表需要更多的负离子去中和待测物16的正静电量，此时控制电路的微处理器，会调整其循环周期，将负电压提高至最大负电压，并且将正电压调降至最小正电压，使其产生的离子量以负离子居多，再通过风扇控制电路19，提高其风扇转速至最大，将负离子快速的带到待测物16上，达到快速清除静电的效果。当待测物无带电量时，即待测物上的静电量为0KV，代表静电消除完成，已达到离子平衡。此时将会中断正、负电压输出，并且降低风扇转速，达到整体总输出功率的降低，达到节能的效果。直到表面电位检测计17检测到待测物16的净带电量增加的情形下，才会打开电压输出和提高风扇转速，在需要消除静电的情形下，才启动离子产生装置及提高风扇输出，当不需要消除静电的情形下，则停止离子产生装置及降低风扇输出。本离子平衡装置在节能控制方面，能够有效的利用输出功率，并且也可以降低放电针7P、7N的损耗，原因为放电针的尖端会随时间慢慢损耗，造成放电针端变钝，降低离子产生效果。所以本离子平衡装置可以大幅提升静电消除器的使用效率。
图2为本实用新型各电路的信号输出比较示意图，如图2所示，待测物表面电位读值如图2所示。当读值未到达参考电压值，代表除静电过程开始，便会输出正、负电压，及提高风扇转速，直到表面电位离子平衡后，即表面电位读值为参考电压值，才会停止电压输出及降低风扇转速。此控制手法在消除静电时，会针对表面电位的静电量来判断输出离子量。当待测物带正电的时候，就产生大量的负离子去消除表面电位。由于正、负离子产生量的偏差很大，离子在传导的过程中，离子再中和的情形会降低，且风扇转速的提高也会加速离子传导的速度，所以静电消除速度会非常快。
请参阅图3所示，该图为本实用新型程序逻辑流程示意图。程序开始S1时，设定初始电压及风扇输出S2，读取接地电流检测S3的读值，判断接地电流是否异常？如果超出电流上限，表示接地电流异常放电，便会产生警示输出S41，并且关闭电晶体开关1，停止高压输出及风扇输出S42，直到使用者将异常问题排除结束S43。如果没超出上限，便会去检测表面电位S5读值，如果读值偏高，代表待测物表面电位偏正电S8，便会提升负电压降低正电压S81，并提高风扇转速S7；如果读值偏低，代表待测物偏负电，便会提升正电压降低负电压S82，并提高风扇转速S7。当待测物离子平衡后，即表面电位0KV，便会停止电压输出及降低风扇转速S61，并且持续读取表面电位电压读值，此动作会不断循环，直到量到待测物表面电位增加时，才重新开始静电消除流程。
以上所述，仅为本实用新型的一较佳可行实施例，非因此即拘限本实用新型的专利范围，故举凡运用本实用新型说明书及图式内容所为的等效结构，直接或间接运用于其它相关技术领域者，均同理皆理应包含于本实用新型的保护范围内。
Claims (7)
1.一种离子平衡调整装置，其特征包含有：
一个控制电路模组；
一个表面电位检测模组，与该控制电路模组相连；
一个信号处理模组，与该控制电路模组相连；
一对放电针，与该信号处理模组的输出相连；
一个风扇控制模组，与该控制电路模组的输出相连；
该表面电位检测模组用以检测正、负电位，并提供一个信号给该控制电路模组，该控制电路模组分析该信号并通过该信号处理模组控制该对放电针提供正离子或负离子输出，并输出信号至该风扇控制模组以调整风扇转速。
2.如权利要求1所述的离子平衡调整装置，其特征在于，更包含一个接地电流检测模组。
3.如权利要求2所述的离子平衡调整装置，其特征在于，该接地电流检测模组包含：
一个接地电阻，该接地电阻的一端接地；
一个接地电极，与该接地电阻的另一端相连；
一个接地检测电路，用以检测该接地电极的信号读值，并输出至该控制电路模组。
4.如权利要求1所述的离子平衡调整装置，其特征在于，该控制电路模组，其特征包含：
一个A/D电路，用以将输入的模拟信号转换成可供该控制电路读取的数字信号；
一个控制电路，用以处理该接地电流检测模组与表面电位检测模组的信号，并输出至该风扇控制模组与信号处理模组。
5.如权利要求1所述的离子平衡调整装置，其特征在于，该表面电位检测模组包含：
一个表面电位检测计，该表面电位检测计与待测物相邻；
一个表面电位检测电路，与该表面电位检测计相连，用以处理由表面电位检测计输入的信号，并输出至控制电路模组。
6.如权利要求1所述的离子平衡调整装置，其特征在于，该信号处理模组包含：
一个PWM电路，与该控制电路相连，借以将控制电路的信号转成周期性方波输出；
一个反相电路，与该PWM电路相连，借以将PWM电路的信号反相；
一对降压型转换器，其中一个降压转换电路连接至该PWM电路的输出，另一个降压转换电路连连接至该反相电路的输出，借以将直流输入电压转换成另一直流电压；
一对振荡电路，与该对降压型转换器的输出分别相连，借以将该降压型转换器的直流输出转换成交流输出；
一对变压器，与该对振荡电路的输出分别相连，借以转换输入的电压；
一对倍压整流电路，与该对变压器的输出分别相连，该对倍压整流电路与该对放电针分别相连，借以将该对变压器输入的交流信号放大并转成直流信号，借以通过放电针产生正离子或负离子。
7.如权利要求1所述的离子平衡调整装置，其特征在于，该风扇控制模组包含：
一个风扇控制电路，与该控制电路模组相连，由该控制电路模组输入信号至风扇控制电路，用以调整风扇的转速；
一个风扇，与该风扇控制电路相连。
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