CN203101313U - 空气离子检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种空气离子检测装置，包括：筒状的采集管（1），其固定端附近的侧壁上设置有采集管出风口（8）；悬空设置在采集管（1）中心线位置上的离子感应电极（2），其一端部通过绝缘柱塞（7）固定在采集管（1）的所述固定端；离心风扇（4），其进气口与所述采集管出风口（8）对接；气流缓冲盒（3），其形成一密封空间以容纳所述采集管出风口（8）和离心风扇（4）；设置在放大器盒（5）内的信号放大器（6），其电连接到离子感应电极（2）以对离子感测信号进行放大处理。所述空气离子检测装置使用离心风扇作为空气驱动动力，采用气流缓冲技术消除了采集管内气流旋转，因而能大幅提高检测稳定性与精度，能抵抗各种干扰。

Description

空气离子检测装置

技术领域

本实用新型属于空气离子检测领域，特别的，涉及一种基于离心风道架构的空气离子检测装置。

背景技术

近年来，大量研究表明空气负离子对人体的各器官机能氧化作用、食品保鲜、杀菌、除尘及除臭均具有积极作用，空气负离子的存在对人类生活健康的意义已经被医学界广泛认同。反之，空气正离子的大量存在对人体及人类生活具有明显的消极作用。因此，改善人类生活的空气质量的重要目标是减少空气正离子浓度以及增加空气负离子的浓度，这需要对空气离子浓度进行实时、准确的检测。

现有技术中，空气离子的检测通常采用风扇使空气以一定的流量通过平行板电容器（即空气离子采集器）的方法，在电容器上施加一定的电压，让电容器捕获空气离子，然后检测电容器的放电电流（或电压）。这种方法涉及到微小电流的测量，由于信号噪音的干扰，电流漂移过大，会显著影响检测精度。

另一种空气离子检测装置采用管电容结构，即采用直通管作为气流通道，进气口和出风口分别位于同一直管的两端。在出风口处设置轴流风扇作为空气驱动动力。离子感应电极被绝缘支架固定在管电容轴心，在靠近风扇一侧的管电容外壁设置一开孔，将离子感应电极的信号引出。

可见，现有的空气离子检测装置均需要使轴流风扇作为空气驱动动力。在这种类型的装置中，由于轴流风扇开口大、风压小，检测过程中极易受到外界风或空气扰动的影响，导致检测结果不稳定。特别的，对于一些直通型管电容检测装置（进气口和出风口在同一直管两端），管内空气会产生旋转气流，这导致离子捕获路径相应的发生旋转，结果不仅影响迁移率，而且还严重影响检测精度。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种新型气道结构的空气离子检测装置，其使用离心风扇作为空气驱动动力，同时采用气流缓冲技术消除了采集管内气流旋转。因而能大幅提高检测稳定性与精度，能抵抗各种干扰。

根据本实用新型的一个方面，提高了一种空气离子检测装置，包括：采集管1，形成为筒状，其固定端固定到放大器盒5上，并在该固定端附近的侧壁上设置有采集管出风口8；离子感应电极2，以悬空状态设置在采集管1的中心线位置上，其一端部通过绝缘柱塞7固定在采集管1的所述固定端；离心风扇4，其进气口与所述采集管出风口8对接；气流缓冲盒3，其形成一密封空间以容纳所述采集管出风口8和离心风扇4；以及信号放大器6，设置在放大器盒5内，其电连接到离子感应电极2以对离子感测信号进行放大处理。

其中，所述气流缓冲盒3的一端设置有气流缓冲盒出风口9，其与所述离心风扇的出风口对接。

可选的，所述离心风扇4与所述采集管出风口8的对接方式是直接对接、通过转接管道对接或通过空间气压差实现气流对接。

优选的，所述离心风扇4与所述采集管出风口8之间密封对接。

其中，所述采集管1形成为相对于离子感应电极2具有相对的正电压或负电压，使得空气正离子或空气负离子在电场力作用下吸附到离子感应电极2上。

其中，所述绝缘柱塞7形成为柱状，离子感应电极2与绝缘柱塞7之间为紧配合，绝缘柱塞7与采集管之间为紧配合。

其中，放大器盒5固定连接到在采集管1的所述固定端，离子感应电极2的一端穿出绝缘柱塞7，通过弹簧探针电连接到所述信号放大器6。

优选的，所述气流缓冲盒3设置有可拆卸的气流缓冲盒盖10。

优选的，所述放大器盒5设置有可拆卸的放大器盒盖11。

如上所述，本实用新型的空气离子检测装置没有采用直通风道架构和轴流风扇，而是采用了离心风道架构，使用离心风扇作为空气驱动动力。离心风扇没有设置在风道方向上，从而不会影响采集气流。另外，离心风扇出风口小，风压大，极大避免了外界风和气流对风道气流的扰动影响。另一方面，由于在风道旁侧设置气流缓冲盒和离心风扇，从而实现风道气流在风道外的缓冲区域，消除了采集风道内的气流旋转现象。因此，本实用新型的空气离子检测装置能够大幅提高空气离子检测的稳定性和精度。

附图说明

图1显示了本实用新型的空气离子检测装置的结构示意图；

图2显示了采集管与放大器盒的结构示意图；

图3显示了采集管固定端一侧的正视图；

图4显示了采集管的侧视图；

图5显示了本实用新型空气离子检测装置装配完成后的整体示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

图1显示了本实用新型的空气离子检测装置的结构示意图。

图2显示了采集管与放大器盒的结构示意图。

图3显示了采集管固定端一侧的正视图。

图4显示了采集管的侧视图。

如图1所示，本实用新型的空气离子检测装置采用基于离心风道架构，具体包括下述部件：采集管1、离子感应电极2、气流缓冲盒3、离心风扇4、放大器盒5、信号放大器6和绝缘柱塞7。

如图1和图2所示，采集管1形成为筒状，用作采集空气的空气采集通道。如图2和图3所示，采集管1的一端为进气口，悬置在空气中；另一端为固定端，例如通过螺钉固定连接到放大器盒5的侧壁上。空气从采集管的进气口进入并流经采集管1形成的气流通道。此外，在采集管1的固定端附近侧壁上设置有采集管出风口8，该采集管出风口8与离心风扇4的进气口对接。对接方式优选的采用密封对接，以使得气流采集效率更优，但本实用新型不限制于此，也可以采用非密封对接方式，并且同样能良好的采集空气。

在图1中，采集管1示例性地形成为圆筒状，但本实用新型不限制于此，也可以形成横截面为椭圆形、正方形、长方形或其他形状的筒状结构，均能用作空气流通的空气采集通道。

本实用新型中，采集管1优选的采用金属材料（例如不锈钢或铜）形成，并形成为相对于离子感应电极具有相对的正电压或负电压，使得空气正离子或空气负离子在电场力作用下吸附到离子感应电极上，即作为电场排斥电极使用。另一方面，金属材质的采集管具有很强的电磁场屏蔽作用，能够有效屏蔽外界电磁场的干扰，使得空气离子的捕获和感测更加稳定可靠。

参见图1到图4，离子感应电极2通过绝缘柱塞7固定在采集管1的固定端，并进而固定（例如通过螺钉）连接到放大器盒5上。

绝缘柱塞7形成为柱状，用于将离子感应电极2固定在采集管1的一端部。具体来说，如图4所示，离子感应电极2的信号引出端从绝缘柱塞7的中间穿出，直至伸出绝缘柱塞7的另一个端面1mm左右。离子感应电极2与绝缘柱塞7之间紧密配合，绝缘柱塞7与采集管之间也为紧配合，从而使得离子感应电极2和绝缘柱塞7作为一个整体固定到采集管中，使离子感应电极2以悬空状态设置在采集管1的中心线位置上。

在图2到图4中，绝缘柱塞7示例性地形成为圆柱状，以便与采集管1的截面形状相配合。但本实用新型不限制于此，绝缘柱塞7也可以形成横截面为椭圆形、正方形、长方形或其他形状的柱状结构，只要是截面形状与采集管1的截面形状一致的柱状绝缘柱塞7，就能使得绝缘柱塞7与采集管1之间紧配合，从而能实现本实用新型的目的。

参见图2，从绝缘柱塞7穿出的离子感应电极2例如通过弹簧探针连接到信号放大器6（设置在放大器盒5中，未示出），从而将离子感测信号输出给信号放大器6。

离子感应电极2形成为细长棒状，用于感测空气中的离子浓度并输出信号给信号放大器6。具体来说，离子感应电极2从采集管1的中心穿过，在采集管进气口一端悬空，在采集管另一端固定，使得流经采集管1的气流能够与离子感应电极2持续、充分的接触。

气流缓冲盒3设置在采集管1的固定端附近，其形成一密封空间以容纳采集管出风口8和离心风扇4，用于提供气流的缓冲空间。此外，气流缓冲盒3的一端设置有气流缓冲盒出风口9，用于与离心风扇的出风口对接，以便于离心风扇输出空气至装置外部。可选的，气流缓冲盒3还设置有可拆卸的气流缓冲盒盖10，便于拆开气流缓冲盒3进行安装或检修。可选的，也可以一体的形成气流缓冲盒3。

离心风扇4固定（例如螺丝固定）在气流缓冲盒3中，其进气口与采集管出风口8对接，以将采集管1内的气流牵引出，从而用作产生采集空气的驱动装置。离心风扇出风口小，风压大，可以极大避免外界风和气流的扰动影响。当离心风扇4运行时，产生空气负压，驱使空气从采集管1的进气口进入，流经采集管1的主体部分后从采集管出风口8流出，然后经由离心风扇4抽离，通过气流缓冲盒出风口9抽离到外部。离心风扇作为空气采集驱动装置，其进气口与采集管出风口8的对接方式可以是密封对接方式，例如直接对接（即口对口的对接）或通过转接管道对接，也可以是非密封对接方式，例如通过空间气压差实现气流对接。另一方面，离心风扇的出风口与气流缓冲盒出风口9的对接方式优选的采用密封对接，以使得气流采集效率更优，但本实用新型不限制于此，也可以采用非密封对接方式，并且同样能良好的采集空气。

信号放大器6固定设置在放大器盒5内并电连接到离子感应电极2，用于对离子感应电极2输出的离子感测信号进行放大处理，以便于后续的信号处理装置进行处理分析。由于空气离子感测信号比较微弱，在对这种微小信号进行分析处理之前需要通过放大器进行信号放大处理。信号放大器6的信号输入端电连接到离子感应电极2，接收离子感应电极2输出的离子感测信号进而进行放大处理。信号放大器6设置在放大器盒5内。

放大器盒5用于容纳并保护信号放大器6。放大器盒5可以采用绝缘材质（例如工程塑料）或金属材质（例如不锈钢或铜）形成，以保护信号放大器6的工作免受外界干扰。优选的，当采用金属材质形成放大器盒5时，可以使得放大器盒具有更强的电磁场屏蔽作用，能够有效屏蔽外界电磁场的干扰，确保放大信号不失真。可选的，放大器盒5还设置有可拆卸的放大器盒盖11，便于拆开放大器盒5进行安装或检修。当然，也可以一体的形成放大器盒5。

图5显示了本实用新型空气离子检测装置装配完成后的整体示意图。

如上所述，本实用新型中采集管1优选的采用金属材料形成，以用作电场排斥电极使用。具体来说，在离心风扇的驱动下，空气从采集管进气口吸入，从采集管出风口离开。同时，将采集管1相对于离子感应电极2施加电压，使得采集管1与离子感应电极2之间形成电场，空气中的带电离子在电场力作用下吸附到离子感应电极2上，从而使得离子感应电极能够持续、充分的捕获到目标空气离子，完成空气离子的采集和感测。

例如，如果需要检测空气负离子浓度，将采集管相对于离子感应电极2施加负电压，离子感应电极2呈现相对的正电压，空气负离子在电场力的驱动下吸附在离子感应电极2上；反之，如果需要检测空气正离子浓度，将采集管相对于离子感应电极施加正电压，离子感应电极2呈现相对的负电压，空气正离子在电场力的驱动下吸附在离子感应电极2上，由此完成目标空气离子的采集和感测。

如上所述，本实用新型的空气离子检测装置没有采用直通风道架构和轴流风扇，而是采用了离心风道架构，使用离心风扇作为空气驱动动力。离心风扇没有设置在风道方向上，从而不会影响采集气流。另外，离心风扇出风口小，风压大，极大避免了外界风和气流对风道气流的扰动影响。另一方面，由于在风道旁侧设置气流缓冲盒和离心风扇，从而实现风道气流在风道外的缓冲区域，消除了采集风道内的气流旋转现象。因此，本实用新型的空气离子检测装置能够大幅提高空气离子检测的稳定性和精度。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (9)

1.一种空气离子检测装置，包括：

采集管（1），形成为筒状，其固定端固定到放大器盒（5）上，并在该固定端附近的侧壁上设置有采集管出风口（8）；

离子感应电极（2），以悬空状态设置在采集管（1）的中心线位置上，其一端部通过绝缘柱塞（7）固定在采集管（1）的所述固定端；

离心风扇（4），其进气口与所述采集管出风口（8）对接；

气流缓冲盒（3），其形成一密封空间以容纳所述采集管出风口（8）和离心风扇（4）；

信号放大器（6），设置在放大器盒（5）内，其电连接到离子感应电极（2）以对离子感测信号进行放大处理。

2.根据权利要求1所述的空气离子检测装置，所述气流缓冲盒（3）的一端设置有气流缓冲盒出风口（9），其与所述离心风扇的出风口对接。

3.根据权利要求1所述的空气离子检测装置，所述离心风扇（4）与所述采集管出风口（8）的对接方式是直接对接、通过转接管道对接或通过空间气压差实现气流对接。

4.根据权利要求3所述的空气离子检测装置，所述离心风扇（4）与所述采集管出风口（8）之间密封对接。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的空气离子检测装置，所述采集管（1）形成为相对于离子感应电极（2）具有相对的正电压或负电压，使得空气正离子或空气负离子在电场力作用下吸附到离子感应电极（2）上。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的空气离子检测装置，所述绝缘柱塞（7）形成为柱状，离子感应电极（2）与绝缘柱塞（7）之间为紧配合，绝缘柱塞（7）与采集管（1）之间为紧配合。

7.根据权利要求6所述的空气离子检测装置，放大器盒（5）固定连接到在采集管（1）的所述固定端，离子感应电极（2）的一端穿出绝缘柱塞（7），通过弹簧探针电连接到所述信号放大器（6）。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的空气离子检测装置，所述气流缓冲盒（3）设置有可拆卸的气流缓冲盒盖（10）。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的空气离子检测装置，所述放大器盒（5）设置有可拆卸的放大器盒盖（11）。

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