CN203498081U

CN203498081U - 臭氧浓度自控臭氧机

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Publication number: CN203498081U
Application number: CN201320557000.2U
Authority: CN
Inventors: 赵杰; 张秀梅; 桂洪治; 陈书来; 刘贵忠; 杨学锋; 张福安
Original assignee: Dezhou University
Current assignee: Dezhou University
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2023-09-10

Abstract

本实用新型公开了一种臭氧浓度自控臭氧机，高压发生器（3）的输出端（L5）与臭氧发生器（4）并联，高压发生器（3）的电源输入端与继电器开关（K2）串联后再与直流电源（2）并联，臭氧传感电阻（R11）的一端接臭氧浓度检测电路（5）的输入端，另一端接直流电源（2）的正极（+E），臭氧浓度检测电路（5）的输出端接功率输出电路（6）的输入端，功率输出电路（6）的输出端接继电器线圈（J）的下端，继电器线圈（J）的上端接直流电源（2）的正极（+E）。臭氧空间的臭氧气浓度可以随时人工设定，克服了现有技术臭氧机的臭氧浓度不能自控的缺陷。它可用于家庭、农业、卫生部门臭氧杀菌、除虫、除去有害气体等用途。

Description

臭氧浓度自控臭氧机

技术领域

本实用新型涉及一种臭氧发生装置，尤其指一种臭氧浓度自控臭氧机。

背景技术

臭氧技术在各个方面有广泛的应用，比如臭氧气体或臭氧水杀菌，臭氧气体除去甲醛等有害气体，臭氧代替农药消灭病虫害等领域，并且这些过程的最终结果都无有害物残留，为绿色环保的。臭氧发生装置一般包含电源、高压发生器、臭氧发生器，功率较高的还带有臭氧发生器散热用水冷或风扇散热系统以及臭氧吹出用风泵系统，有的还带有工作电流指示电表和定时器等机构。其工作物理原理是把220V市电电压变换为低压直流电，由高压发生电路产生1万多伏的高频高压，送到由两个电极构成的臭氧发生器，在其中对空气高压放电而产生臭氧。臭氧的浓度在不同的环境中有不同的要求，浓度太高即浪费电能、缩短臭氧机使用寿命，又可能有害；浓度太低又可能不起明显作用，因此，需要臭氧机具有臭氧浓度可调节式自动控制功能，但是，现有技术中的臭氧机无自动控制臭氧浓度作用，不具备臭氧浓度可调节式自动控制功能，这就使得不同环境或领域中要用不同的臭氧机，无法一机多用和共享，增加了设备投入费用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种根据不同使用场合，可人工选择调节使用空间的臭氧浓度的臭氧浓度自控臭氧机，并且可以在无交流市电的环境中移动使用，它在各种场合或领域都可使用，一机多用。

本实用新型包括：高压发生器（3）、臭氧传感器加热电阻（R10）、臭氧传感电阻（R11）、继电器线圈（J），把高压发生器（3）的输出端（L5）与臭氧发生器（4）并联，把高压发生器（3）的电源输入端与继电器开关（K2）串联后再与直流电源（2）并联，臭氧传感器加热电阻（R10）与加热电源并联，臭氧传感电阻（R11）的一端接臭氧浓度检测电路（5）的输入端，另一端接直流电源（2）的正极（+E），臭氧浓度检测电路（5）的输出端接功率输出电路（6）的输入端，功率输出电路（6）的输出端接继电器线圈（J）的下端，继电器线圈（J）的上端接直流电源（2）的正极（+E）。

为了调节臭氧应用空间的臭氧浓度，臭氧浓度检测电路（5）内部的臭氧浓度控制电位器（R3）上带有浓度（或应用场合）标记。

为了在无交流市电场合应用，还包括第三开关（K3）、第四开关（K4）、充电电池（E）、限流电阻（R15）、电池供电指示灯（D6）、阻流电阻（R16），直流电源（2）的正极（+E）接第三开关（K3）的上端及第四开关（K4）的左端，充电电池（E）与限流电阻（R15）串联后接在第三开关（K3）的下端和地之间，电池供电指示灯（D6）与阻流电阻（R16）串联后并联在第四开关（K4）的右端和地之间。

为了提高臭氧检测灵敏度和节电增加电池续航时间，臭氧浓度检测电路（5）由电压比较器（IC4）、标准电压取样电阻（R2）、臭氧浓度控制电位器（R3）构成。电压比较器（IC4）的一路输入端接标准电压取样电阻（R2）的滑动端，另一路输入端接臭氧浓度控制电位器（R3）的滑动端。

由于本实用新型把高压发生器（3）的电源输入端与继电器开关（K2）串联后再与直流电源（2）并联，而继电器开关（K2）又被功率输出电路（6）以及前面的臭氧浓度检测电路（5）所控制，所以，臭氧发生器（4）的工作状态不是连续而是断续的，其开停比例由臭氧传感电阻（R11）及臭氧浓度控制电位器（R3）所联合控制。这样，当选定臭氧浓度控制电位器（R3，也称电阻）的阻值后，臭氧应用空间的浓度到达设定值时，臭氧传感电阻（R11）阻值变大电压降低，驱动臭氧浓度检测电路（5）输出高电平，再驱动功率输出电路（6）导通，进而使继电器线圈（J）通电使继电器开关（K2）断开。此时臭氧发生器因断电而不工作，无臭氧产生，臭氧因氧化其他物质而浓度缓慢降低，当降低到臭氧传感电阻（R11）可使臭氧浓度检测电路（5）输出低电平时，继电器开关（K2）复位而自动接通，臭氧发生器（4）继续工作产生臭氧，当臭氧浓度提高后又停止，如此反复，自动控制臭氧空间的臭氧浓度在设定值附近。

可见本实用新型的臭氧应用空间的臭氧浓度可以提前人工设定，而后进入自动控制过程，可适用于多种不同的场合，一机多用。另外，由于直流电源（2）的正极（+E）接第三开关（K3）的上端及第四开关（K4）的左端，充电电池（E）与限流电阻（R15）串联后接在第三开关（K3）的下端和地之间，电池供电指示灯（D6）与阻流电阻（R16）串联后并联在第四开关（K4）的右端和地之间，这就使得本发明可以在无交流市电的地方使用，进一步增加了可适用于多种不同场合的性能。

另外本实用新型用电压比较器作为臭氧浓度检测电路，检测灵敏度很高且静态电流仅1.3毫安，成本低且节电。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的电路图。

图2是本实用新型实施例2的电路图。

图3是本实用新型实施例3的电路示意图。

具体实施方式

在图1中，市电插头1与电源开关K1及保险丝BX串联后与电源变压器BY的初级线圈L1并联由二极管D1、D2、D3、D4接成的桥式整流器的交流输入端与次级线圈L2并联，市电电源指示发光二极管D0与电阻R14串联后也并联在线圈L2上。桥式整流器的输出端与由三端稳压器IC1和外围件构成的滤波稳压电路并联，其中二极管D5起升高稳压值约0.65V作用。上述电路就构成了直流电源2，其正极输出端为正极+E。正极+E还接第三开关K3的上端及第四开关K4的左端，充电电池E与限流电阻R15串联后接在第三开关K3的下端和地之间，电池供电指示灯D6与阻流电阻R16串联后并联在第四开关K4的右端和地之间。点划线表示开关K3、K4为联动的双刀开关。如果需要加大输出功率，可用开关稳压电源或复合大功率三极管构成的串联稳压电路。

高压发生器3由555时基电路IC2和外围件构成。电阻R13的上端与IC2的四、八脚及正极+E相接，下端接调频电阻R12的滑动端和IC2的七脚。电阻R12的下端与IC2的二、六脚及电容C5上端相接，IC2的一脚及电容C5、C6的下端接继电器开关K2（要选用继电器的常通触点）的左端。继电器开关K2的右端接地（这是继电器开关K2串联在高压发生器3得电源负极端的接法，也可把开关K2串联在其电源正极端）。臭氧发生指示发光二极管D8与电阻R7串联后并联在IC2的三脚和继电器开关K2的左端之间。三极管T1、T2接成复合三极管，以获得高输入阻抗低输出阻抗，其基极与电阻R8串联后接IC2的三脚。三极管T2的发射极接继电器开关K2的左端。高压变压器BG的初级线圈L4与二极管D7并联后（此D7也可省略去掉）接在复合三极管的集电极和正极+E之间。高压变压器BG的次级线圈L5与臭氧发生器4的两个电极并联。

臭氧浓度检测电路5由电压比较器IC4和外围件组成。基准电压调节电位器R2的两个固定端并联在9V三端稳压器IC3的输出端和地之间，滑动端接电压比较器IC4的一个输入端（本例即同相输入端+）。三端稳压器IC3（用7809）的输入端接正极+E。臭氧浓度控制电位器R3的滑动端接电压比较器IC4的另一个输入端（本例即反相输入端-），下端接地，R3的上端就是臭氧浓度检测电路5的输入端，它与臭氧传感电阻R11的右端及取样电阻R9（如果臭氧传感器电流不大，也可取消R9，直接用R3代替）上端相接。臭氧传感器内的加热电阻R10与电源变压器BY的次级线圈L3并联（其电压5V）。臭氧传感电阻R11和加热电阻R10组成一体化的臭氧传感器。臭氧浓度检测电路5的输出端就是上拉电阻R5的下端与电压比较器IC4的输出端相连处。

功率输出电路6由三极管T3、T4接成复合三极管再加电阻R6组成。功率输出电路6的输入端就是电阻R6的左端，功率输出电路6的输出端就是复合三极管T3、T4的集电极。三极管T4的发射极接地。功率输出电路6的输入端接臭氧浓度检测电路5的输出端。功率输出电路6的输出端接继电器线圈J的下端，继电器线圈J的上端接正极+E。

产品出厂前，必须对臭氧浓度控制电位器R3进行定标。首先粗调预置电位器R2和R3，使得在无臭氧环境下，电压比较器IC4输出低电平。然后尝试选定基准电压调节电位器R2及电位器R3的阻值，预置使臭氧浓度检测范围符合要求。再调节电位器R3，将臭氧浓度检测电路5的翻转临界值用另一标准臭氧浓度检测仪的数值一一对应后，刻在电位器R3的度盘上（也可同时把应用场合名称标注在度盘上，这样用起来就更方便了），这样再用时就可通过电位器R3的度盘直接读取臭氧浓度控制值，快捷方便，比再增加臭氧浓度仪表显示其耗电和成本都低。上述定标过程可能要反复数次才可调好。

本实施例的工作过程如下：

接通交流市电后，如也接通开关K3、K4，则为给电池E充电状态（也可同时产生臭氧），市电电源指示发光二极管D₀和电池供电指示灯D6都亮；如拔下市电插头1则只有电池供电指示灯D6亮。此时可不依赖市电移动使用臭氧机；如断开开关K3、K4，接通市电开关K1则为市电单独供电状态，仅仅发光二极管D₀亮。

高压发生器3给臭氧发生器4提供高压，产生臭氧。臭氧应用空间的臭氧浓度越高，臭氧传感电阻R11的阻值越高（对于臭氧浓度越高，臭氧传感电阻R11的阻值越小的臭氧传感器，可将图1中电压比较器IC4的两个输入端+和-对调使用），使得臭氧浓度控制电位器R3上的电压降低，导致电压比较器IC4翻转输出高电平，进而导致功率输出电路6导通而使继电器线圈J有电流，常通的继电器开关K2因此而断开。高压发生器3因此断开供电电路而不工作，停止产生臭氧。臭氧因氧化其他物质而浓度缓慢降低，臭氧传感电阻R11的阻值因此降低，输出电压升高，当升高到可使得臭氧浓度检测电路5输出低电平时，继电器开关K2复位而自动接通，臭氧发生器4继续工作产生臭氧，当臭氧浓度提高后又如前所述停止---，如此反复，就可自动控制臭氧应用空间的臭氧浓度在设定值附近（这类似于电冰箱的温控过程，实质是控制高压发生器3的开停比例）。

可见本实用新型的臭氧应用空间的臭氧浓度可以提前人工设定，而后进入自动控制过程，可适用于多种不同的场合，一机多用。另外，由于正极+E接第三开关K3的上端及第四开关K4的左端，充电电池E与限流电阻R15串联后接在第三开关K3的下端和地之间，电池供电指示灯D6与阻流电阻R16串联后并联在第四开关K4的右端和地之间，这就使得本发明可以在无交流市电的地方使用，进一步增加了可适用于多种不同场合的性能。

本实施例参数如下：

电阻R2、R3、R5、R6、R7、R8、R9、R12、R13、R14、R15、R16分别为47、200、3.9、3、1、1、15、33、33、10、0.001、4.3K。R10一般在33欧姆左右，R11随臭氧浓度在几十K之间变化。电容C1、C2、C3、C4、C5、C6分别为1000、0.1、1000、0.1、0.001、0.01微法。集成电路IC1、IC2、IC3、IC4分别为7812、555、7809、LM339。二极管D1、D2、D3、D4、D5、D7、D_B全是1N4007。三个发光二极管要用不同的颜色，以方便观察。三极管T1、T3全为9013。三极管T2、T4全为3DD15D。继电器线圈用直流12V的。次级线圈L2、L3输出电压分别是17、5伏。次级线圈L5与初级线圈匝数比3000:1。充电电池E用锂电池或普通蓄电池。

臭氧传感器用MQ131。臭氧发生器4用市面上各种类型的均可。

电压比较器IC4用四路电压比较器LM339中的任意一路，其灵敏度很高（10毫伏的输入电压差就可导致其翻转），但功耗静态电流极小才1.3毫安，有利于电池续航时间延长。

图2为本实用新型实施例2。它是把高压变压器BG的直流稳压供电变为非稳压直流供电，臭氧传感器内的加热电阻R10改为稳压供电。也即高压变压器BG的初级线圈L4上端改接桥式整流器的输出端，次级线圈L3与加热电阻R10之间增加了加热稳压器7（其余几个实施例都可以这样做）。优点是降低了三端稳压器IC1的负载，提高了臭氧输出功率，并且臭氧传感器工作更稳定，不随市电电压波动而变。

图3为本实用新型实施例3。它是把臭氧浓度检测电路5更换成图3中的单片机控制电路8（其实质也是一种臭氧浓度检测电路），并在单片机控制电路8和臭氧传感器之间增加了模数（A/D）转换电路9。本实施例优点是可以对臭氧机进行智能控制（也包含数据实时液晶显示、键盘控制等）乃至扩展至物联网应用。

本实用新型把给加热电阻R10供电的次级线圈L3或者加热稳压器7总称加热电源。

本实用新型可做许多变化，比如：高压发生器3可用其他类型的电路结构；功率较高的情况下可增加臭氧发生器散热用水冷或风扇散热系统以及臭氧吹出用风泵系统（此时要用带进出气接口的臭氧管）；还可增加工作电流指示电表及定时器等机构，但是这些变化都没离开本发明的实质。

Claims

1.一种臭氧浓度自控臭氧机，包括：高压发生器（3）、臭氧传感器加热电阻（R10）、臭氧传感电阻（R11）、继电器线圈（J），高压发生器（3）的输出端（L5）与臭氧发生器（4）并联，其特征是高压发生器（3）的电源输入端与继电器开关（K2）串联后再与直流电源（2）并联，臭氧传感器加热电阻（R10）与加热电源并联，臭氧传感电阻（R11）的一端接臭氧浓度检测电路（5）的输入端，另一端接直流电源（2）的正极（+E），臭氧浓度检测电路（5）的输出端接功率输出电路（6）的输入端，功率输出电路（6）的输出端接继电器线圈（J）的下端，继电器线圈（J）的上端接直流电源（2）的正极（+E）。

2.按权利要求1所述的臭氧浓度自控臭氧机，其特征是臭氧浓度检测电路（5）内部的臭氧浓度控制电位器（R3）上带有浓度标记。

3.按权利要求1所述的臭氧浓度自控臭氧机，其特征是还包括第三开关（K3）、第四开关（K4）、充电电池（E）、限流电阻（R15）、电池供电指示灯（D6）、阻流电阻（R16），直流电源（2）的正极（+E）还接第三开关（K3）的上端及第四开关（K4）的左端，充电电池（E）与限流电阻（R15）串联后接在第三开关（K3）的下端和地之间，电池供电指示灯（D6）与阻流电阻（R16）串联后并联在第四开关（K4）的右端和地之间。

4.按权利要求1所述的臭氧浓度自控臭氧机，其特征是臭氧浓度检测电路（5）由电压比较器（IC4）、标准电压取样电阻（R2）、臭氧浓度控制电位器（R3）构成，电压比较器（IC4）的一路输入端接标准电压取样电阻（R2）的滑动端，另一路输入端接臭氧浓度控制电位器（R3）的滑动端。