EP1507743A1 - Method for operating an ozone generator and corresponding ozone generator - Google Patents

Method for operating an ozone generator and corresponding ozone generator

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Publication number
EP1507743A1
EP1507743A1 EP03720229A EP03720229A EP1507743A1 EP 1507743 A1 EP1507743 A1 EP 1507743A1 EP 03720229 A EP03720229 A EP 03720229A EP 03720229 A EP03720229 A EP 03720229A EP 1507743 A1 EP1507743 A1 EP 1507743A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ozone
time
signal
high voltage
gas discharge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03720229A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hanns Rump
Carsten Supply
Reiner Preuss
Reinhard Patzer
Jessica Gerhart
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Automotive AG
Original Assignee
Tem GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE2002112543 external-priority patent/DE10212543A1/en
Priority claimed from DE2002112542 external-priority patent/DE10212542A1/en
Application filed by Tem GmbH filed Critical Tem GmbH
Publication of EP1507743A1 publication Critical patent/EP1507743A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/10Preparation of ozone
    • C01B13/11Preparation of ozone by electric discharge
    • C01B13/115Preparation of ozone by electric discharge characterised by the electrical circuits producing the electrical discharge
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/02Preparation of oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/10Preparation of ozone
    • C01B13/11Preparation of ozone by electric discharge
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2201/00Preparation of ozone by electrical discharge
    • C01B2201/90Control of the process

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an ozone / oxygen ion / oxygen atom generator serving to generate oxygen ions, oxygen atoms and ozone in the air, and to such an ozone / oxygen ion / oxygen atom generator.
  • the surface of the evaporator and the filters used in vehicles with air conditioning systems are breeding grounds for all kinds of germs and fungi.
  • the bacteria, fungi and germs torn off from the air flow and carried into the cabin or into rooms as well as the metabolic products of the bacteria, fungi and germs are one foul smell and are harmful to health.
  • DE 199 31 366.0 has proposed a flat assembly with a planar structure which advantageously and long-term stable generates ozone and oxygen ions according to the physical principle of dielectric barrier discharge after application of an electrical high-frequency high voltage.
  • DE 100 13 841.1 specifies a method of keeping the ozone and ion production constant with the aid of an electrical control circuit, because the ozone and ion production is subject to a wide variety of influences and also because the electrical and mechanical values for ozone and Modify assemblies used in ion production. This has an advantageous effect on the ozone and ion production, so that no constant conditions can be achieved without using this invention, which is of concern with the known toxicity of ozone.
  • DE 196 51 403.7 proposes an ozone and ion generator in the flow direction upstream of the evaporator in air conditioning systems, e.g. Motor vehicles, buildings or compact air conditioning systems to arrange an ozone and ion source and to flow around the humid evaporator with ozone and air ions.
  • air conditioning systems e.g. Motor vehicles, buildings or compact air conditioning systems to arrange an ozone and ion source and to flow around the humid evaporator with ozone and air ions.
  • ozone dissolves in the water on the surface of the evaporator and forms hydroradicals, which have an extremely bactericidal and fungicidal effect and have been tested and reliably prevent any biological activity on the surface of the evaporator.
  • a catalyst is proposed which breaks down excess ozone into normal diatomic oxygen. This invention is advantageous for the safe, sterile operation of air conditioning systems of all kinds, in particular those in motor vehicles.
  • the effect is primarily based on the oxidative chemical effect of tri-atomic and monatomic oxygen.
  • the long-known tip ionization according to the coronary principle has the fundamental disadvantage that the tips are permanently used up during operation and that influences such as air humidity, distance to the counterelectrode fluctuate
  • the concentration of ozone must never reach values that are of concern.
  • the addition of small amounts of ozone about 10-15ppb, is quite desirable because nature always knows small amounts of ozone in healthy outside air, which has a beneficial effect on air quality.
  • the ozone concentration must be below the
  • Odor threshold (about 30-40ppb) and below the US EPA limit of 50ppb already mentioned.
  • the ion and ozone generators have a control circuit between the high-voltage generator and the ion and ozone generator, which is designed as a closed control loop with the purpose of making the selected production quantity long-term and under the influence of e.g. Keep humidity constant.
  • an AC voltage e.g. a planar flat module according to DE 199 31 366.0, preferably one with a frequency of 20-100KHz and a voltage between 4KV to 6KV, it comes from a certain, depending on the geometry, electrical field strength due to the occurrence of field peaks on the electrodes for the production of negative and positive ions and for the production of ozone.
  • a flat assembly with a planar structure is known from DE 199 31 366.0, which advantageously and long-term stable generates ozone and oxygen ions according to the principle of dielectric barrier discharge after application of an electrical high-frequency high voltage.
  • gases, vapors, bad smells and germs of all kinds can be destroyed and odors and germs contained in the air can be oxidatively broken down.
  • a disadvantage of all known embodiments of gas discharge modules is that the excess ozone which arises when the electrical voltage is too high is very undesirable and that the efficiency is inadequate when the electrical voltage is too low. It is problematic that the production amount of ozone has to adapt to the most varied exposures in the air with odorous substances, because there always has to be a certain ratio of ozone to the air-borne, oxidizable air components. If too little ozone is produced, the effect of the system is insufficient. If too much ozone is produced, ozone can overshoot and have a nuisance. In addition, if the electrical voltage is too high, nitrogen oxides that are highly corrosive and harmful to health are produced as a by-product, which lead the air-cleaning effect of these devices to an almost unreasonable level.
  • a disadvantage in the aforementioned sense in conventional ionization devices is that their action, e.g. the ratio of the amount of ozone produced to the amount of nitrogen oxide produced, which is strongly influenced by numerous factors.
  • the size of the high voltage must be readjusted by an external intervention and the effect, i.e. the ozone production and possibly the nitrogen oxide production, must be re-measured.
  • Such measures are also necessary to counteract the aging effects of the gas discharge module, e.g. to compensate for the erosion of the electrodes, as well as changes in the condition, composition, relative humidity and flow rate of the gas.
  • sensor-controlled systems which keep the operation of the systems constant in a defined, favorable range. It is known to provide an ozone sensor in the direction of flow behind the gas discharge module, the signal of which is fed to the high-voltage generator via a controller in such a way that increasing ozone production results in a reduced electrical voltage, which as a result leads to a uniform and never too high ozone level. It is disadvantageous that precise and long-term stable ozone measuring devices are very expensive and inexpensive sensors in the required concentration ranges of less than ⁇ Oppb are unreliable.
  • Gas discharge module to arrange a suitable sensor that detects the flow rate, the humidity and the concentrations of oxidizable air components.
  • a control unit evaluates these sensor signals so that the ionization capacity is increased if
  • the operating point of an ionization device can be selected according to the principle of dielectric barrier discharge so that a Maximum ionization takes place, and that such a small amount of ozone is produced that, on the one hand, the sterilizing and deodorizing effect of ozone is used without the ozone becoming smellable or limit values being exceeded.
  • Conventional electrical gas discharge apparatuses for generating oxygen ions, oxygen atoms and ozone are associated with a considerable risk of malfunctions, in particular excessive ozone production.
  • Malfunctions can e.g. caused by dirt, corrosion, aging, wear, drift or failure of individual, in particular electrical and electronic components of the gas discharge apparatus. Soiling of the surfaces, air humidity, burn-up and influences of the supply voltage influence or completely prevent ozone production.
  • the invention is based on the object of providing a method for operating an ozone / oxygen ion / oxygen atom generator and an ozone / oxygen ion / oxygen atom generator with which small effective amounts of ozone can be generated in a targeted manner without exceeding limit values ,
  • This object is achieved according to the invention by a method according to claim 1.
  • the generation of ozone can be precisely regulated without additional sensors because the number of discharges allows a direct conclusion to be drawn about the amount of ozone being formed.
  • An essential aspect of the invention is that a comparison of the number of discharges actually taking place over a closed controlled system a predetermined target number takes place.
  • This target number can be changed from outside. This change can take place in particular via an interface, in particular also analogously or by means of a time-dependent function.
  • the proposed method can produce ozone in the smallest quantities and yet very precisely, which on the one hand provides the air-purifying function of the ozone and on the other hand does not exceed legal limit values.
  • the proposed measures make the process intrinsically safe and prevent uncontrollable ozone production from occurring if the device malfunctions.
  • the invention also encompasses a method for operating an electrical gas discharge apparatus which is used to generate oxygen ions, oxygen atoms and ozone in the air and which has a gas discharge module, in particular one for dielectric barrier discharge, with two electrodes, between which there is a feed line and one Return line, a high voltage generated by a high voltage generator is applied at least temporarily, which is an alternating voltage or a pulsating direct voltage and which generates a gas discharge in the gas discharge module and an electrical current through the supply line, the gas discharge module and the return line, and discharge pulses arise from the gas discharge, the latter of which each generates a radiation flash and a current pulse, the current pulses superimposing the current as current pulses or noise and with each discharge pulse on average a certain individual amount Mo of ozone and possibly of acid Material ions and oxygen atoms are generated, and a switching signal that switches off the high voltage of the high-voltage generator and / or triggers a fault message is generated when - either the current pulses or radiation flashes that occur within
  • the invention also encompasses a method for operating an electrical gas discharge apparatus which is used to generate oxygen ions, oxygen atoms and ozone in the air and which has a gas discharge module, in particular one for dielectric barrier discharge, with two electrodes, between which one has a feed line and a return line high voltage generated by a high-voltage generator is applied at least temporarily, which is an alternating voltage or a pulsating direct voltage and which generates a gas discharge in the gas discharge module and an electrical current through the supply line, the gas discharge module and the return line, and discharge pulses are generated by the gas discharge, each of which produces a discharge pulse Radiation flash and a current pulse are generated, the current pulses superimposing the current as current pulses or noise and with each discharge pulse on average a certain individual amount Mo of ozone and possibly Sauerst ions and oxygen atoms, and a switching signal is generated when either the current pulses or radiation flashes occurring within a predetermined counting period are counted by a counting circuit and the counting result is smaller or greater than
  • Comparison number, first condition, or the current pulses or the noise generate a pulse signal and this is compared with a predetermined threshold value, and the pulse signal is smaller or greater than a predetermined threshold value, second condition, wherein the number of trips of the switching signal is counted and the switching signal is then reset after a predetermined holding period after its trip, if the number of trips does not exceed a certain limit value, and is no longer reset and the high voltage of the high-voltage generator is switched off and / or Fault message is triggered when the number of trips exceeds the limit.
  • a single triggering of the switching signal does not yet result in the high voltage being switched off. Rather, this switching signal is reset when the high voltage is still switched on.
  • the high voltage is only switched off after the switching signal has been triggered several times.
  • the high voltage is only switched off if the switching signal has been triggered several times within a predetermined period of time.
  • the invention also comprises a gas discharge apparatus for generating oxygen ions, oxygen atoms and ozone in the air, comprising a gas discharge module, in particular one for dielectric barrier discharge, with two electrodes, between which, at least temporarily, a high voltage generated by a high-voltage generator via a supply line and a return line which is an AC voltage or a pulsating DC voltage and which generates a gas discharge in the gas discharge module and an electrical current through the feed line, the gas discharge module and the return line, through which gas discharge discharge pulses are generated, each of which generates a radiation flash and a current pulse, the Superimpose current impulses on the current as current impulses or noise and with each discharge impulse a certain individual quantity Mo of ozone and possibly of oxygen ions and oxygen atoms is created on average and the gas discharge apparatus advice either comprises a counting circuit which is able to count the number of current pulses or radiation flashes occurring during a predetermined counting period and to compare the counting result with a predetermined comparison number and to trigger a switching signal under the
  • either the number of current pulses occurring during the predefined counting period is counted by the counting circuit and the counting result is compared with the predefined comparison number, the switching signal being triggered under the condition, first condition, that the count result is smaller or larger than the predetermined comparison number, or the current pulses or the noise are used to form a pulse signal and this is compared with a predetermined threshold value, the switching signal being triggered under the condition, second condition, that the pulse signal is smaller or larger than the predetermined threshold.
  • a gas discharge apparatus therefore not only has great security against continued operation despite malfunction, but is also remote diagnostic capability.
  • the malfunction can be reported automatically, for example, via a communication interface, so that the fault message is output via the communication interface.
  • the current pulses or the noise are preferably generated by a decoupling element e.g. inductively or capacitively decoupled from the forward or return line.
  • the gas discharge apparatus can comprise a decoupling element which is able to transmit the current pulses e.g. Decouple inductively or capacitively from the forward or return line and deliver it via a decoupling output.
  • a decoupling element e.g. a transformer can be used, the winding of which is interposed in the forward line or in the return line; in this case, the outcoupled current impulses or the outcoupled noise are emitted by the other winding.
  • the transformer can advantageously be designed such that the fundamental frequency of the high voltage does not, or only insignificantly, pass to the second winding, so that the second winding emits a signal which is not or only slightly modulated by the fundamental frequency mentioned.
  • the invention is based on the knowledge that each discharge pulse generates on average a certain individual amount Mo of ozone or oxygen ions or oxygen atoms, so that the amount of ozone or oxygen ions or oxygen atoms produced is essentially proportional to the number of discharge pulses. Typically, a few picograms of ozone are generated per discharge pulse, this value of course depending on the geometry of the gas discharge module. The discharge pulses can be counted.
  • the size of the pulse signal and the number of current pulses occurring during a predetermined counting period are each a measure of the production rate of oxygen ions or oxygen atoms or ozone molecules or ozone ions.
  • An excessively high production rate therefore manifests itself in an excessively large number of discharge pulses per time or in an excessively large pulse signal, an excessively low production rate in an insufficient number of discharge pulses per time or in an excessively small pulse signal.
  • this is used for self-monitoring of the gas discharge apparatus, an excessively high and / or too low production rate leading to the forced shutdown of the high voltage.
  • the individual discharge pulses are generally of a much shorter duration than the half-waves of the high voltage HV; you can e.g. Last 0.1 microseconds and thereby amplitudes of e.g. Reach 50 volts; these values naturally depend on the operating conditions and the geometry of the gas discharge module. Typically e.g. 5 to 50 discharge pulses per half-wave of the high voltage HV.
  • the current pulses or the noise form the pulse signal directly.
  • a filter in particular high-pass or band-pass, interposed, so that the current pulses or the noise after decoupling pass through a filter, in particular high-pass or band-pass, and the pulse signal is therefore a filtered signal.
  • the filter can in particular be designed so that it allows the decoupled current pulses to pass through, but suppresses the fundamental frequency of the high voltage.
  • the high-pass filter can have a cut-off frequency of over 500 kHz, for example.
  • the radiation flashes can be detected by a radiation detector and converted into current pulses, so that coupling out from the outgoing line or from the return line can be omitted.
  • a rectifier or a diode is interposed between the decoupling output and the comparison circuit or between the decoupling output and the counting circuit, so that the current pulses or the noise pass through the diode or are rectified after the decoupling and the pulse signal has no alternating polarity , but is unipolar. Where appropriate, only those current pulses are counted whose size exceeds a predetermined limit value.
  • the unipolar current pulses or the unipolar noise thus obtained directly form the pulse signal.
  • the gas discharge apparatus comprises a sensor for electromagnetic radiation. This is connected to the counting circuit and is able to detect the radiation flashes and to emit a pulse for each radiation flash detected, the counting circuit being able to count the pulses.
  • the discharge pulses are obtained by counting the flashes of radiation and not counted by counting the current pulses.
  • the radiation detected by the sensor can be visible light, UV light or X-rays, for example.
  • a limit switch e.g. a comparator to be interposed, which then and only outputs a digital signal to the counting circuit when the level of a current pulse exceeds the limit value, so that the counting circuit counts only those current pulses whose level exceeds the limit value and does not process any analog current pulses.
  • Such current pulses, the level of which does not reach the limit value are considered here as interference pulses and are not counted. It is advantageous here that a triggering of the switching signal due to interference pulses can be avoided.
  • the limit switch can also be an internal component of the counter circuit itself, instead of being connected upstream of it externally.
  • the counting circuit can further comprise a memory in which the counting results are temporarily stored.
  • the current pulses or the noise are integrated in time with a predetermined integration time or a predetermined integration time constant by an integrating circuit, so that the pulse signal is an integral pulse signal.
  • the comparison circuit can be preceded by an integrating circuit which is capable of integrating the current pulses or the noise in time with a predefined integration time or a predefined integration time constant.
  • the integration time constant can e.g. 100 milliseconds.
  • the rectifier or the diode is connected between the decoupling output and the integrating circuit. switched so that the current pulses or the noise are rectified before reaching the integrating circuit.
  • the current pulses are passed to a limit switch, which only emits a digital signal if the magnitude of a current pulse exceeds a certain limit, and the digital signals are integrated into the pulse signal with a predetermined integration time or a predetermined integration time constant, so that the Pulse signal is an integral pulse signal.
  • the gas discharge apparatus can have a radiation detector, which is able to detect the radiation flashes and convert them into current pulses.
  • the method according to the invention can be carried out continuously or at predetermined time intervals or only at predetermined times. Also e.g. two different process variants can be carried out alternately. First of all, the pulse signal can be compared with a first threshold value for a certain time and the switching signal can be generated if the pulse signal is smaller than the first threshold value, and then the pulse signal can be compared with a second, larger threshold value for a certain time and the switching signal can be generated , if the pulse signal is greater than the second threshold value, etc. Alternatively, instead of being carried out alternately, these two comparisons can of course be carried out simultaneously or continuously in each case; a second comparison circuit can be used in terms of hardware. Of course, instead of being carried out alternately, the two comparisons can be carried out simultaneously or continuously; a second comparison circuit can be used in terms of hardware.
  • the counting result can in each case be compared with a first comparison number for a specific time and the switching signal can be generated, if one
  • Count result is determined, which is greater than the first comparison number, and then for a certain time the counting result is compared with a second, larger comparison number and the switching signal is generated if the counting result is greater than the second comparison number, etc.
  • the two comparisons can also be carried out simultaneously or in each case be carried out continuously.
  • the switching signal is generated in both cases when the production rate is too low or too high. It can advantageously be achieved in this way that the production rate cannot leave a specific, arbitrarily predeterminable tolerance range without the high voltage being switched off and / or the fault message being triggered.
  • the high voltage is switched on for a first period of time by a control circuit or by the counting circuit and then switched off for a second period of time, so that during the first , however not oxygen ions or oxygen atoms or ozone is produced during the second time periods.
  • the purpose of this cyclical switching on and off of the high voltage HV is to achieve a certain average production rate of ozone or oxygen atoms or oxygen ions without changing the size of the AC voltage.
  • the production rate in this case depends on the ratio of the first to the second period.
  • the ratio of the duration of the first period of time to the duration of the second period of time can be kept constant in order to maintain a certain average production rate, or can be changed for the purpose of changing the production rate of ozone or oxygen atoms or oxygen ions.
  • the gas discharge apparatus is therefore preferably equipped with a control circuit which, as long as the first or second condition is not met, is able to cyclically sequence the high voltage for a first one Switch on the time period and then switch it off for a second time period, the ratio of the duration of the first time period to the duration of the second time period being either fixed or changeable for the purpose of changing the production rate of ozone or oxygen ions or oxygen atoms, for example by a corresponding external intervention for example using a potentiometer, a keyboard or an interface.
  • the ratio mentioned can be chosen freely.
  • the duration of the first and the second time periods and thus also their ratio can be controlled, for example, by pulse width modulation (PWM).
  • PWM pulse width modulation
  • the counter circuit is able to switch on the high voltage in a cyclical sequence for a first period of time and then switch it off for a second period of time, the ratio of the duration of the first period of time to the duration of the second period is either fixed or changeable for the purpose of changing the production rate of ozone or oxygen ions or oxygen atoms.
  • the control circuit can be an astable multivibrator, e.g. be a multivibrator.
  • the control circuit is an EDP device, e.g. Microcontroller or microprocessor.
  • the comparison circuit preferably comprises a comparator to which the pulse signal and the threshold value are applied and which emits a comparator signal when the second condition is met, the comparator signal being able to trigger the switching signal or serving directly as a switching signal.
  • the comparator is connected directly to the decoupling element, so that the signal decoupled from it serves directly as a pulse signal.
  • the integrating circuit and / or the filter is preferably interposed between the decoupling element and the comparator, so that the pulse signal is a filtered and / or an integral pulse signal.
  • the control circuit can be connected to the comparator and generate a control signal when the comparator emits the comparator signal, the control signal triggering the switching signal or serving directly as a switching signal. In this case, the comparator signal itself does not serve directly as a switching signal, but rather to cause the control circuit to emit or trigger the switching signal.
  • the comparison circuit is an EDP device, e.g. Microcontroller, with an upstream A / D converter to which the pulse signal is applied.
  • the comparison between the pulse signal and the threshold is carried out in software.
  • the pulse signal is compared both with the first and with the second, smaller threshold value, so that the switching signal is triggered without a second one if the production rate is too high or too low
  • Comparison circuit is required. Furthermore, the comparison circuit and the control circuit can be in a single EDP device, e.g. Microprocessor, can be combined. Likewise, the counter circuit and
  • Control circuit in a single EDP device e.g. Microprocessor, can be combined.
  • the counter circuit is set up so that it emits a counter signal when the first condition is met.
  • the control circuit is connected to the counter circuit and is then able to emit a control signal when the counter circuit emits the counter signal, the control signal being able to trigger the switching signal or serving directly as a switching signal.
  • the control circuit is set up in such a way that it switches off the high voltage during the second time periods by switching off the switching signal or a signal which leads to the generation thereof Outputs control signal, although the first or second condition is not met.
  • the control signal or switching signal is not emitted during the first time periods, that is to say the high voltage is switched on, provided the first or second condition is not met. If, however, the first or second condition is met, the cyclic sequence is terminated and the control signal or the switching signal is continuously emitted. This can be done in particular by setting the length of the first time periods to zero so that no new first time period begins.
  • the gas discharge apparatus additionally has an alarm circuit which is also capable of triggering or generating the switching signal.
  • the switching signal is also generated under the condition, third condition, that the alarm circuit emits the alarm signal.
  • the gas discharge apparatus can in particular be set up in such a way that various malfunctions of the same trigger the alarm signal and thus lead to the high voltage being switched off.
  • the alarm circuit can be set up in such a way that it is able to monitor the gas discharge apparatus and / or the gas discharge module and / or the control circuit and / or the counting circuit and / or the integrating circuit and / or the comparator for malfunction and, if such is found, to trigger the switching signal is.
  • the alarm circuit can therefore advantageously be used to monitor the gas discharge apparatus and / or individual components of the same, in particular the gas discharge module and / or the control circuit and / or the counting circuit and / or the integrating circuit for malfunction and to emit the alarm signal upon detection of such, thereby the operational safety of the gas discharge apparatus can be significantly improved.
  • certain components of the gas discharge apparatus can be provided with thermal switches which are connected to the Alarm circuit are connected and trigger the alarm signal and thus the shutdown of the high voltage if a component overheats.
  • the alarm circuit can in particular monitor the function of the control circuit or the counter circuit, i.e. serve as a so-called "watchdog" for the control circuit or for the counter circuit.
  • the control circuit or the counter circuit can be set up in such a way that, if the same output signals function properly, they emit to the alarm circuit which indicate that the control circuit or counter circuit is functioning properly and are evaluated by the alarm circuit, e.g. by comparing the output signals with predetermined target signal patterns; upon detection of a malfunction of the control circuit or counter circuit, e.g. Program crash, the alarm signal is given, which leads to the high voltage being switched off.
  • the alarm circuit can in particular also be an EDP device.
  • control circuit or the counter circuit can in turn be able to monitor the alarm circuit for malfunction and to trigger or emit the switching signal when a malfunction of the alarm circuit is detected, so that the alarm circuit is monitored by the control circuit or the counter circuit for field function and the control circuit at Detection of a malfunction of the alarm circuit emits or triggers the switching signal. This increases the operational safety of the gas discharge apparatus.
  • control circuit or the counter circuit and the alarm circuit monitor one another.
  • the control circuit or counter circuit is monitored for malfunction and, on the other hand, a failure of this monitoring is also noticed, which significantly increases the safety during operation of the gas discharge apparatus.
  • the onset of the gas discharge is associated with a certain inertia after the high voltage is switched on, so that after the high voltage is switched on a certain build-up time - typically a few milliseconds - elapses before current pulses or a pulse signal occur.
  • the method is therefore not carried out after the beginning of the first time period for a certain waiting time, which is shorter than the first time period, in order to prevent the absence of the current pulses or the pulse signal immediately after the high voltage is switched on for triggering of the switching signal leads.
  • a failure is not interpreted as a fault during the waiting times and does not lead to the high voltage being switched off.
  • the increase in the rise time of the integral pulse signal, which is thereby increased, must also be taken into account when measuring the waiting time.
  • the comparison number or the threshold value can be changed over time and therefore not constant, but variable.
  • the comparison number or the threshold value can be chosen differently during the first time periods than during the second time periods.
  • the switching signal and / or the fault message is triggered both when the counting result is less than a first comparison number, and also when the counting result is greater than a second comparison number, which is greater than the first comparison number, or triggered both when the pulse signal is less than a first threshold value and when the pulse signal is greater than a second threshold value which is greater than the first threshold value.
  • the second comparison number or the second threshold value can be selected to be lower during the second time periods than during the first time periods, and the first comparison number or the first threshold value can be set to zero or to a negative value during the second time periods.
  • the switching signal is triggered both when the counting result is smaller than a first comparison number during the first time period and also when the counting result is greater than a second, larger comparison number during the second time period.
  • the switching signal is triggered both when the pulse signal is smaller than a first threshold value during the first time period and also when the pulse signal is larger than a second, larger threshold value during the second time period.
  • the switching signal is reset after a predetermined holding time has elapsed after its generation, so that the high voltage is switched on again.
  • the high voltage is only temporarily switched off by the switching signal and then switched on again.
  • the gas discharge apparatus can comprise a reset circuit which is capable of causing the same to reset after the predetermined holding time has elapsed after the switching signal has been triggered. The gas discharge apparatus thus tries to start up again automatically after it has switched itself off.
  • This variant is e.g. then makes sense if the gas discharge apparatus is not to be permanently switched off due to a temporary fault which triggers the switching signal. If the fault persists after the high voltage is switched on again, the switching signal is of course generated again and the high voltage is thus switched off again.
  • this variant is followed by an endless sequence of attempts by the gas discharge apparatus to start itself again.
  • This is advantageously avoided by another variant of the invention, according to which the number of times the switching signal is triggered is counted and the switching signal is then reset after a predetermined holding time after it has been triggered if the number of times the triggering occurs does not exceed a certain maximum value and is otherwise no longer reset.
  • the number of attempts by the gas discharge apparatus to restart itself is thus limited; after this number of attempts, the fault is interpreted as not only temporary and the high voltage remains switched off permanently.
  • the gas discharge apparatus can comprise a reset circuit and a counter, the counter being able to record the number of times the switching signal has been triggered and to be able to compare it with a predetermined maximum value, and the reset circuit is then only able to do so after a predetermined holding period has elapsed Triggering the switching signal to reset it if the number of trips does not exceed the maximum value.
  • the invention is intended to provide a method for controlling an ozone generator which allows the production of a defined, predetermined target amount of ozone with very high precision in a simple manner and without using an ozone sensor. Furthermore, the invention is based on the object of providing a controllable ozone generator with which the production of a defined, predetermined desired amount of ozone with very high precision is possible in a simple and inexpensive manner, in particular without using an ozone sensor.
  • the invention is intended to provide a simple and thus inexpensive method for precisely regulating the average ozone production rate of an ozone generator without using an ozone sensor, as well as an ozone generator with a regulated ozone production rate which is to provide the desired ozone production rate precisely and regardless of any changing environmental and Operating conditions (e.g. temperature, air humidity) can be maintained, does not require an ozone sensor after calibration and is inexpensive to manufacture.
  • any changing environmental and Operating conditions e.g. temperature, air humidity
  • the invention includes a method for operating an ozone generator with a gas discharge module for dielectric barrier discharge with two Electrodes, between which a high voltage is applied via a supply line and a return line, which is an AC voltage or a pulsating DC voltage and generates a gas discharge in the gas discharge module and an electrical current through the supply line, the gas discharge module and the return line, and discharge pulses are generated by the gas discharge , each of which generates a flash of radiation and a current pulse superimposed on the current, with each discharge pulse averaging a certain individual quantity Mo of ozone, and the individual quantity Mo and the number of individual discharges to produce the ozone production quantity or from the individual quantity Mo and the temporal Density of the individual discharges is derived from an average ozone production rate.
  • the invention provides a method for controlling an ozone generator, which allows the production of a defined, predetermined target amount of ozone with very high precision in a simple manner and without using an ozone sensor. Furthermore, the invention provides a controllable ozone generator, with which the production of a defined, predetermined target amount of ozone with very high precision is possible in a simple and inexpensive manner, in particular without using an ozone sensor.
  • the invention also provides a simple and thus inexpensive method for precisely regulating the average ozone production rate of an ozone generator without using an ozone sensor, and an ozone generator with a regulated ozone production rate which precisely and regardless of any changing environmental and operating conditions ( (temperature, air humidity) can be maintained, does not require an ozone sensor after calibration and is inexpensive to manufacture.
  • the invention encompasses a method for operating an ozone generator with a gas discharge module for dielectric barrier discharge with two electrodes, between which a high-voltage voltage is supplied via a supply line and a return line.
  • voltage is applied, which is an alternating voltage or a pulsating direct voltage and generates a gas discharge in the gas discharge module and an electrical current through the feed line, the gas discharge module and the return line, and discharge pulses are produced by the gas discharge, each of which has a flash of radiation and one corresponding to the Generates current superimposed current pulse, with each discharge pulse a certain individual amount Mo of ozone is generated, and from the individual amount Mo and the number of individual discharges the ozone production amount or from the individual amount Mo and the temporal density of the individual discharges derived an average ozone production rate becomes.
  • the invention is based on the knowledge that each discharge pulse generates on average a certain individual amount Mo of ozone, so that the amount of ozone produced is essentially proportional to the number of discharge pulses.
  • the size of the individual quantity Mo is typically a few picograms of ozone (per discharge pulse), this value of course depending on the geometry of the gas discharge module.
  • the discharge pulses can be counted with a counter.
  • the amount of ozone generated or the average ozone production rate is determined from the counting result and used to control or regulate the ozone generator.
  • the invention is based on the knowledge that each discharge pulse generates on average a certain individual amount Mo of ozone, so that the amount of ozone produced is essentially proportional to the number of discharge pulses.
  • the size of the individual quantity Mo is typically a few picograms of ozone (per discharge pulse), this value of course depending on the geometry of the gas discharge module.
  • the discharge pulses can be counted with a counter.
  • the amount of ozone generated or the average ozone production rate is determined from the counting result and used to control or regulate the ozone generator.
  • it is proposed to determine the production quantity or production rate (ie the production quantity per time) of ozone from the number of discharge pulses. It is advantageously possible with this method to determine the amount of ozone produced very precisely and to mix it with an air stream so that the amount of ozone in the air stream remains below a defined limit.
  • the invention comprises an ozone generator, comprising a gas discharge module for dielectric barrier discharge with two electrodes, between which a high voltage can be applied via a supply line and a return line, which is an AC voltage or a pulsating DC voltage and a gas discharge in the gas discharge module and an electrical current through the Forward line, the gas discharge module and the return line, and the gas discharge discharge pulses, each of which generates a radiation flash and a current pulse superimposed on the current, with each discharge pulse on average a certain individual amount Mo of ozone, and further comprising a counter, which is able to count the current impulses or radiation flashes and thus the individual discharges, the ozone production quantity or the individual quantity Mo and the temporal density of the individual discharges from the individual quantity Mo and the number of individual discharges e average ozone production rate can be derived.
  • a predetermined total amount of ozone is generated according to a variant of the invention, by specifying this total amount as the ozone target amount Msetpoint to be produced, the discharge pulses or current pulses or radiation flashes are counted by a counter, and the high voltage is switched off as soon as a target number Nsetpoint is counted Discharge pulses or current pulses or radiation flashes is reached, which target number Nsoll is the number of discharge pulses required for the production of the ozone target amount Msoll, given by the quotient Msoll / Mo from the target ozone quantity Msoll to be produced and the ozone quantity Mo generated per discharge pulse, so that the the ozone target quantity Mset corresponding or substantially corresponding number of discharge pulses is brought about in the gas discharge module.
  • the ozone production is controlled so that the predetermined total amount of ozone is generated.
  • the counter can be able to switch off the high voltage HV as soon as a target number Nset of counted current pulses or radiation flashes has been reached, which corresponds to a predefinable target ozone quantity Msetpoint to be produced.
  • the process can in particular be repeated periodically at regular intervals, so that on average a constant amount of ozone per
  • Unit of time is generated and thus a constant average ozone production rate is achieved.
  • a target value Rsoll of the average ozone production rate is specified, the discharge pulses or current pulses or radiation flashes are counted during a counting time period Tz, and the counting result Ntzist and the counting time period Tz are used to obtain an average ozone production rate Rist determine, the average temporal density of the discharge pulses generated is increased or decreased, if the actual value of the average ozone production rate Rist is smaller or larger than the target value Rsoll, so that the average ozone production rate Rist is regulated.
  • either the counting result Ntzist and the counting time period Tz can be used to determine an average temporal density of the discharge pulses, and the target value Rsoll of the ozone Production rate are used to determine an average temporal target density of the discharge pulses, and the average temporal density of the discharge pulses generated are increased or decreased, if this is smaller or greater than the target density, or it can be the target value Rsoll and the counting time period Tz are used to determine a target number Ntzsoll of the discharge pulses occurring during the counting time period Tz, and the mean temporal density of the discharge pulses that are generated are increased or decreased if the counting result Ntzist is smaller or larger than the target number Ntzsoll.
  • the mean ozone production rate Rist is derived from the individual quantity Mo and from the size of a pulse signal instead of being derived using the temporal density of the individual discharges, the pulse signal being generated by the current pulses or the radiation flashes and on Measure of the production rate of ozone.
  • the pulse signal can be generated by decoupling the current pulses from the forward line or from the return line and then integrating them in time with a predetermined integration time or a predetermined integration time constant, so that the pulse signal is an integral pulse signal.
  • the current pulses can be a diode after decoupling run through or rectified so that the pulse signal has no alternating polarity.
  • the size of the pulse signal and the number of current pulses occurring during a predetermined counting period are each a measure of the production rate of ozone. This is used according to the invention for controlling or regulating the ozone generator.
  • the pulse signal can thus also be used as a controlled variable.
  • the counter can count the discharge pulses or current pulses or radiation flashes occurring during a counting time period Tz and deliver a counting result Ntzist, wherein a setpoint value Rsoll is given for the mean ozone production rate, and the ozone generator can comprise a controller which uses the setpoint value Rsoll and the counting time period Tz determined target number Ntzsoll of the discharge pulses occurring during the counting time period Tz is compared with the count result Ntzist and is able to increase or decrease the average temporal density of the discharge pulses generated if the count result Ntzist is smaller or larger than the target number Ntzsoll.
  • the count result Ntzist supplied by the counter indicates the number of discharge pulses or current pulses or radiation flashes occurring during the counting time period Tz.
  • the ozone generator has an arithmetic logic unit which is connected to the counter and uses the counting result Ntzist and the counting time period Tz by an average ozone production rate Rist as
  • the controller being connected to the arithmetic unit and, instead of comparing the target number Ntzsoll with the counting result Ntzist, compares the average ozone production rate Rist with the target value of the production rate Rsoll and is able to increase or decrease the average temporal density of the discharge pulses generated, if the actual value the average production rate Rist is smaller or larger than the target value Rsoll.
  • the arithmetic unit uses the counting result Ntzist and the counting time period Tz to determine an average temporal density of the discharge pulses as actual Determine density, whereby the controller, instead of comparing the average ozone production rate Rist with the target value of the production rate Rsoll, compares the actual density with a temporal target density of the discharge pulses, which is given by the quotient Rsoll / Mo from the target value Rsoll and the individual quantity Mo, and the controller is able to increase or decrease the average temporal density of the discharge pulses that have arisen if the actual density is smaller or larger than the target density.
  • a major advantage of the invention is that any unwanted changes in the ozone production rate, e.g. due to temperature drift, fluctuations in air humidity, contamination or erosion of the electrodes, fluctuations in high voltage, etc., are automatically compensated, i.e. do not affect the average production rate.
  • the average temporal density of the discharge pulses can be increased or decreased in various ways.
  • One possibility is to increase or decrease the average temporal density of the discharge pulses by increasing or decreasing the effective value of the high voltage, since with increasing effective value of the high voltage HV the average temporal density of the discharge pulses and thus also the average ozone Production rate increases, and vice versa.
  • Another possibility is that the high voltage HN is switched on in sequence for a duty Tl and then switched off for a pause T2, the mean temporal density of the discharge pulses being increased or decreased in that the ratio T1 / T2 of Duty cycle Tl is increased or decreased for pause duration T2. In this way, the actual value of the ozone production rate can thus advantageously be influenced without the size of the high voltage having to be changed; the high voltage is only switched on and off.
  • the ozone generator preferably has a control circuit, which is interposed between the regulator and the high-voltage generator and is capable of continuously switching on the high voltage for a switch-on period and then switching off for a pause, the regulator being able to control the control circuit in this way that the ratio T1 / T2 of the duty cycle Tl to the pause duration T2 is increased or decreased, and thus to increase or decrease the mean temporal density of the discharge pulses.
  • the sum of the on time Tl and the pause time T2 is preferably kept constant.
  • the counting time period Tz can coincide with the on-time period Tl and can begin with the same at the same time. According to another preferred embodiment, the counting period Tz is equal to the sum or an integer multiple of the sum of the on period Tl and the pause period T2.
  • the counting time period Tz is at least 10 times greater than the sum T1 + T2.
  • the counting time period Tz is specifically chosen to be much larger than the sum T1 + T2, so that the relative error in the determination of the average ozone production rate Rist, which can occur if the counting time period Tz is not an integral multiple of the sum T1 + T2 is, is small; in this case Tz need not be an integer multiple of the sum T1 + T2.
  • the target number Ntzsoll Rsoll * (Tl + T2) * (Tüb / Tl) / Mon is calculated.
  • a certain individual amount Mo of ozone is formed on average, so that the amount of ozone generated is essentially known with a known number of discharge pulses.
  • the individual amount Mo thus forms the proportionality factor between the number of discharge pulses generated in the gas discharge module and the total amount of ozone generated in the process.
  • the average amount of ozone generated per discharge pulse, the individual amount Mo can be determined by means of an ozone sensor downstream of the gas discharge module; the gas discharge module is calibrated by determining the size Mo.
  • the amount of ozone generated at any time can be determined in a simple manner and in particular without the aid of an ozone sensor by counting the current pulses, and a predetermined total amount of ozone can be generated by essentially corresponding number of discharge pulses is generated in the gas discharge module.
  • a total quantity to be produced Msoll essentially corresponds to a target number of discharge pulses required for this, which is given by the quotient Msoll / Mo.
  • the current pulses or digital signals obtained therefrom are preferably fed to the counter in order to count the discharge pulses.
  • the Stroni impulses can be e.g. inductively or capacitively decoupled from the forward or the return line and then fed to the meter.
  • the ozone generator can have a decoupling element which is able to transmit the current pulses e.g. Decouple inductively or capacitively from the outgoing line or the return line and deliver it to the meter via a decoupling output.
  • the current pulses can pass through a filter, in particular a high-pass filter or a band-pass filter, in particular after decoupling and before reaching the counter.
  • a filter in particular high-pass or band-pass, can be interposed between the decoupling output and the counter.
  • the filter can e.g. be a high-pass filter with a cut-off frequency of 500 kHz, which allows the current pulses to pass, but not the fundamental frequency of the high voltage HV.
  • the filter can further comprise a circuit for pulse processing.
  • the current pulses can be rectified after decoupling and before reaching the counter.
  • a rectifier in particular an HF rectifier (also called a demodulator) or a diode can be interposed between the decoupling output and the counter, so that all current pulses reaching the counter are of uniform polarity.
  • the counter can be connected to a sensor for electromagnetic radiation which is capable of Detect radiation flashes and emit a pulse signal for each radiation flash detected, the counter being able to count the pulse signals.
  • the radiation detected by the sensor can be visible light, UV light or X-rays, for example.
  • the radiation flashes can also be detected by a radiation detector and converted into pulse pulses.
  • the ozone generator can have a radiation detector, which is able to detect the radiation flashes and convert them into current pulses.
  • the current pulses can be passed to a limit switch, which only emits a digital signal if the magnitude of a current pulse exceeds a certain limit, and the digital signals can be integrated with the pulse signal with a predetermined integration time or a predetermined integration time constant, so that the pulse signal is an integral Pulse signal is.
  • a comparator can be interposed between the decoupling output or the sensor and the counter, which then and only then outputs a digital signal to the counter when the amount of a current pulse or intensity of a radiation flash exceeds a certain limit, so that the counter only those current pulses or radiation flashes count whose size or intensity exceeds the limit value.
  • Such current impulses or radiation flashes are regarded as disturbances and are not counted.
  • the comparator can be an internal component of the meter instead of being connected upstream of it. According to a variant of the method, the high voltage is switched off and / or a fault message is issued if the number Ntz of the discharge pulses or current pulses or radiation flashes occurring within the predetermined counting time period Tz is smaller or greater than a predetermined reference number.
  • the high voltage is switched off and / or a fault message is output both when the average ozone production rate is greater than a first comparison number and also when the average ozone production rate is less than a second, smaller comparison number.
  • the output of the fault message ensures that such malfunctions do not go unnoticed.
  • the counter and / or the ozone generator are monitored for malfunction by an alarm circuit, the alarm circuit switching off the high voltage and / or issuing a fault message when a malfunction of the counter or the ozone generator is detected.
  • all components of the ozone generator can be individually monitored for malfunction by the alarm circuit, the alarm circuit switching off the high voltage when a component malfunctions and / or emitting a fault message.
  • the alarm circuit may be able to monitor the counter and / or the controller and / or the control circuit and / or the arithmetic unit for malfunction and, if a malfunction of the counter and / or regulator and / or the control circuit and / or the arithmetic unit is detected, the high voltage switch off or issue a fault message.
  • the counter or the regulator or the control circuit or the arithmetic logic unit or another component of the ozone generator can be able to monitor the alarm circuit for malfunction and if one is found Malfunction of the alarm circuit to switch on the high voltage and / or issue a fault message.
  • the controller and / or the arithmetic unit and / or the control circuit and / or the counter can in particular be jointly operated by an appropriately programmed EDP circuit, e.g. Microcontroller.
  • the alarm circuit can in particular monitor the function of this EDP circuit for the purpose of increased operational safety of the ozone generator, i.e. serve as a so-called "watchdog" for the EDP circuit.
  • the EDP circuit can be set up in such a way that, if the same output signals function properly, they emit to the alarm circuit which indicate that the EDP circuit is functioning properly and are evaluated by the alarm circuit, e.g. by comparing the output signals with predetermined target signal patterns; upon detection of a malfunction of the EDP circuit, e.g. Program crash, the alarm signal is given, which leads to the high voltage being switched off.
  • the alarm circuit can in particular also be an EDP device.
  • the EDP circuit can in turn be able to monitor the alarm circuit for malfunction and, if a malfunction of the alarm circuit is detected, switch off the high voltage and / or issue the fault message, so that the alarm circuit is monitored for malfunction by the EDP circuit. This further increases the operational safety of the ozone generator.
  • the EDP circuit and the alarm circuit monitor one another. This means that, on the one hand, the EDP circuit is monitored for malfunction and, on the other hand, a failure of this monitoring is also noticed, which significantly increases the safety when operating the ozone generator.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of a gas discharge apparatus according to the invention with a counter circuit and inductive coupling
  • FIG. 2 shows a block diagram of another embodiment of a gas discharge apparatus according to the invention, with the counter circuit and capacitive coupling
  • FIG. 4 shows a block diagram of a further embodiment of a gas discharge apparatus according to the invention, with an integrating circuit and a comparator
  • FIG. 5 shows a block diagram of a further embodiment of a gas discharge apparatus according to the invention, with an integrating circuit and a comparator
  • FIG. 6 shows a block diagram of a further embodiment of a gas discharge apparatus according to the invention, with an integrating circuit, a comparator, a control circuit, an alarm circuit and an AND gate
  • FIG. 7 shows an example for a time course of the output voltages of the control circuit, the comparator
  • the 6 Fig. 8 is a block diagram of a further embodiment of a gas discharge apparatus according to the invention, with a counting circuit and a limit switch
  • Fig. 9 shows an example of a time course of the output voltages of the counting circuit, the limit switch, the alarm circuit and 8
  • FIG. 10 shows a block diagram of a further embodiment of a gas discharge apparatus according to the invention
  • FIG. 11 shows an example of a time course of the logic operations of the gas discharge apparatus of FIG. 10.
  • FIG. 1 schematically shows a block diagram of an embodiment of a gas discharge apparatus according to the invention for generating oxygen ions, oxygen atoms and ozone in the air.
  • 1 comprises a high-voltage generator 1, a gas discharge module 2 with two electrodes 2A, 2B, a decoupling element 31 with a decoupling output 31C, and a counting circuit 14.
  • the gas discharge module 2 is preferably one for dielectric barrier discharge; in such a case there are at least two different dielectrics between the electrodes 2A, 2B, but this is not shown in FIG. 1.
  • the high-voltage generator 1 is able to generate a high voltage HV, which in the example of FIG. 1 is a sinusoidal alternating voltage with a frequency of typically 20 ... 100 kHz and a voltage of typically 4 ... 6 kV.
  • the high voltage HN is applied via a feed line 11 and a return line 12 between the two electrodes 2A, 2B and generates a gas discharge in the gas discharge module 2, which leads to the production of ozone or oxygen ions or oxygen atoms and an electrical current through the feed line 11, the gas discharge module 2 and the return line 12 are generated.
  • the gas discharge also produces rapid discharge pulses which are superimposed on the current as current pulses or noise.
  • the individual discharge pulses are generally of a much shorter duration than the half-waves of the high voltage HV; you can e.g. Last 0.1 microseconds and thereby amplitudes of e.g. Reach 50 volts; these values naturally depend on the operating conditions and the geometry of the gas discharge module 2.
  • the high-voltage generator 1 has an input 1E and is set up so that the high voltage HV is switched off when a switching signal is present at the input E.
  • a switching signal serves as the switching signal is able to switch off the high voltage HV;
  • this can be, for example, a high signal or a low signal.
  • the decoupling element 31 is a transformer or transformer 31, one winding 31B of which is interposed in the return line 12 and the other winding 31A of which is connected to the counting circuit 14.
  • the decoupling element 31 is thus an inductive decoupling element in the example of FIG. 1.
  • the counting circuit 14 is able to count the number of current pulses occurring during a predetermined counting period T0 and to compare the counting result with a predetermined comparison number. After the counting period has elapsed, a new count is started and the result is compared again with the comparison number, etc.
  • the counting is sliding, i.e. a new count is started before the previous count has ended.
  • the counter circuit 14 has an output 14A, which is connected to the input 1E of the high-voltage generator 1 and which, on the condition that the counting result of a count is greater than the predetermined comparison number, emits a counter signal, which in the example of FIG. 1 is directly used as a switching signal serves to switch off the high voltage HV.
  • the comparison number does not have to be constant, but can be changed over time, e.g. to enable adaptation to changing operating or environmental conditions.
  • the number of current pulses occurring during the time period T0 is a measure of the production rate of oxygen ions, oxygen atoms and ozone in the
  • Gas discharge module 2 This means that a too high production rate at one excessive number of current pulses per unit of time can be detected.
  • the comparison number can therefore advantageously be chosen such that it corresponds to a specific critical number of stioma pulses per unit of time and thus to a specific critical production rate. If this production rate is due to a malfunction of the gas discharge module 2, the high-voltage generator 1 or another component of the gas discharge apparatus or is greater than any critical value that can be predetermined, this is recognized by the counter circuit 14 and emits the switching signal which switches off the High voltage HV leads.
  • the gas discharge apparatus of FIG. 1 is therefore able, according to the invention, to monitor itself and to switch itself off when a malfunction is detected.
  • the counter circuit 14 of FIG. 1 is therefore set up in such a way that the switching signal is output via the output 14A and thus the gas discharge apparatus switches itself off when the counting result is lower than a predetermined comparison number.
  • the counting circuit 14 of FIG. 1 is set up in such a way that the switching signal and thus the self-shutdown of the gas discharge apparatus are emitted both when the counting result is lower than a predetermined first comparison number and also when the counting result is greater than a predetermined second comparison number, so that the gas discharge apparatus monitors itself both for a production rate of oxygen ions, oxygen atoms and ozone that is too low and too high.
  • a limit switch for example a comparator
  • the limit switch can also be an internal component of the counter circuit 14 itself, instead of being connected upstream of it.
  • FIG. 2 shows a block diagram of a further variant of a gas discharge apparatus according to the invention.
  • the gas discharge apparatus of FIG. 2 differs from that of FIG. 1 only in that, instead of the inductive coupling element 31, it has a capacitive coupling element 32 which has a resistor 32B interposed in the return conductor 12 and one between the return conductor 12 and the counting circuit 14 Capacitor 32 A includes.
  • the decoupling element 32 outputs the decoupled current pulses to the counting circuit 14 via a decoupling output 32 C.
  • an inductance acting as a low-pass filter can be used.
  • the gas discharge apparatus comprises a rectifier or a diode, which is or which is connected between the coupling-out output 31C or 32C and the counter circuit 14, so that all current pulses reaching the counter circuit 14 are of uniform polarity.
  • a filter (not shown) can be interposed between the decoupling output 31C (FIG. 1) or 32C (FIG. 2) and the counter circuit 14, which filter allows the decoupled current pulses to pass but suppresses the fundamental frequency of the high voltage.
  • This filter can be, for example, a high-pass filter or a band-pass filter or, for example, also a band-stop filter whose blocking frequency is the fundamental frequency corresponds to the AC voltage.
  • the capacitor 32A of FIG. 2 can also be part of the filter.
  • the high voltage HV for operating the gas discharge module 2 is preferably switched on in a cyclical sequence for a first time period T1, then switched off for a second time period T2, then switched on again for the first time period T1, etc., as shown in FIG. 1 by the straight line section the wavy line, which is intended to symbolize the time profile of the high voltage HV, is indicated.
  • the ratio of the duration of the first time period T1 to the duration of the second time period T2 can be increased, and to reduce the production rate, this ratio can be decreased.
  • the cyclical switching on and off of the high voltage HV can be controlled by a corresponding control or interrupter circuit arranged within the high voltage generator 1.
  • control circuit (not shown) between the output 14A of the counting circuit 14 and the input 1E of the high-voltage generator 1, which, as long as no control function has been determined, does not switch the switching signal in a cyclical sequence for the first time period T1 outputs and then for the second time period T2 outputs the switching signal to the input 1E, etc., so that the switching on and off of the high voltage HV is controlled by the control circuit.
  • the control circuit is set up in such a way that it aborts the cyclic sequence and emits the switching signal when the counter circuit emits the counter signal, ie a malfunction of the gas discharge apparatus has been determined.
  • the counter signal of the counter circuit 14 is not used directly as a switching signal, but rather to trigger the same. In this way, it is advantageously possible to control both the cyclical switching on and off of the high voltage HV and the switching off of the same when a malfunction is detected via the input 1E.
  • the output 14A of the counter circuit 14 is connected to an input of an OR gate 18, the output 18A of which is connected to the input 1E of the high-voltage generator 1. If the counter circuit 14 emits the counter signal, it reaches the input 1E via the OR gate 18 and serves there as a switching signal, which leads to the high voltage HN being switched off.
  • the other input of the OR gate 18 is connected to the output 6A of a control circuit 6.
  • the control circuit 6 does not emit a control signal for its first time period T1 through its output 6A in a cyclical sequence and then outputs a control signal for the second time period T2, which reaches the input 1E via the OR gate 18 and serves as a switching signal there, which also leads to the high voltage HV being switched off.
  • the OR circuit therefore outputs the switching signal via its output 18A when either the counter signal or the control signal is present at it. As long as no malfunction is found, i.e.
  • the control circuit 6 can e.g. an astable multivibrator or a programmable EDP device.
  • the counting period T0 is chosen such that it is considerably longer than the sum of the first and second periods T1, T2. In this way, especially when the intensity of the gas discharge is weak
  • the counting period TO is selected to be shorter than both the first and the second period T1, T2.
  • the counting period TO is not chosen to be constant, but is variable in synchronism with the switching on and off of the high voltage HN and thus alternating between the values T1 and T2 in such a way that a first counting period t0l begins at the beginning of each first period T1 , which coincides with the first time period T1, and begins at the beginning of every second time period T2 a second counting time period t02, which coincides with the second time period T2.
  • a new count begins with each cyclical switching on and off of the high voltage HN.
  • the comparison number can also alternate cyclically between two values.
  • the comparison number is preferably chosen to be larger during the first time period T1 than during the second time period T2, so that each of the two time periods T1, T2 has its own comparison number.
  • Counting the star impulses even during the second time period T2 makes sense - despite the fact that the high voltage HV is switched off here - since the occurrence of current pulses when the high voltage is switched off indicates a malfunction; Such a malfunction can therefore be recognized by counting current pulses occurring during the second time period T2 and comparing the counting result with the comparison number belonging to the second time period T2.
  • the switching signal is triggered when the counting result lies above the comparison number belonging to the second time period T2. In this case, this is preferably chosen to be very low, since if the function is flawless, no current pulses are to be expected during the second time periods T2.
  • the switching signal can be triggered during the first time periods Tl both when the production rate is too high and too low and during the second time periods T2 only when the production rate is too high, the comparison numbers being synchronous with the cyclical sequence of the first and second time periods Alternate T1, T2 between different values.
  • the method according to the invention is used in each case during the first time periods T1 and independently of this also in each case during the second time periods T2.
  • the switching signal is not only used to switch off the high voltage HV, but also to output a fault message, in particular an acoustic or optical fault message.
  • FIG. 4 shows a block diagram of a further variant of a gas discharge apparatus according to the invention.
  • the gas discharge apparatus of FIG. 4 differs from that of FIG. 1 in that, instead of the counting circuit 14, it comprises a comparison circuit 5 and an integrating circuit 24 which is connected between the decoupling output 31C and the comparison circuit 5 and is therefore connected upstream of the comparison circuit 5.
  • the comparison circuit 5 is a comparator 5 in the example of FIG. 4.
  • the integrating circuit 4 integrates the current pulses decoupled by the decoupling element 31 with the predetermined integration time or with the predetermined integration time constant into an integral pulse signal, so that the pulse signal is an integral pulse signal, and outputs this to the comparator 5.
  • a voltage, which serves as a predetermined threshold value, is also applied to the comparator 5 via a terminal 5B.
  • the capacitive decoupling element 32 from FIG. 3 can also be used to decouple the current pulses.
  • the comparator 5 compares the integral pulse signal with the predefined threshold value and emits a comparator signal via an output 5A if the integral pulse signal is greater than the predefined threshold value.
  • the output 5A is connected to the input 1E of the high voltage generator 1.
  • the comparator signal serves directly as a switching signal, which leads to the high voltage HN being switched off.
  • the size of the integral pulse signal is a measure of the production rate of oxygen ions or oxygen atoms or ozone in the gas discharge module 2. This means that an excessively high production rate can be recognized by an excessively large integral pulse signal.
  • the threshold value can therefore advantageously be chosen so that it corresponds to a certain critical production rate. If this production rate e.g. due to a malfunction of the gas discharge module 2, the high-voltage generator 1 or another component of the gas discharge apparatus or is greater than an arbitrarily predeterminable critical value, this is recognized by the comparator 5 and, by means of the latter, the switching signal which is used to switch off the high voltage HN leads.
  • the comparison circuit is therefore set up in such a way that the switching signal and thus the self-disconnection of the gas discharge apparatus are emitted when the integral pulse signal is less than a predetermined threshold value.
  • the gas discharge apparatus comprises a rectifier or a diode which is connected between the coupling-out output 31C and the integrating circuit 4, so that all current pulses reaching the integrating circuit 24 are of uniform polarity.
  • the integration circuit is set up in such a way that the switching signal and thus the self-shutdown of the gas discharge apparatus are emitted both when the integral pulse signal is less than a predetermined first threshold value and when the integral pulse signal is greater than a predetermined second threshold value, so that the gas discharge apparatus monitors itself both for a production rate of oxygen ions or oxygen atoms or ozone that is too low or too high.
  • the comparison circuit can comprise two comparators.
  • FIG. 5 schematically shows a block diagram of a further variant of a gas discharge apparatus according to the invention.
  • the difference to the gas discharge apparatus of Fig. 4 is that in Fig. 5 between the output 5A of the comparator 5 and the input 1E of the high voltage generator 1, a control circuit 10 is additionally interposed, which, as long as no malfunction is detected, in a cyclical sequence does not emit the switching signal for the first period Tl and then emits the switching signal via its output 10 A to the input 1E for the second period T2, etc., so that the switching on and off of the high voltage HV is controlled by the control circuit 10.
  • the control circuit 10 is set up in such a way that it aborts the cyclic sequence and emits the switching signal when the comparator 5 emits the comparator signal to its input 10E, ie a malfunction of the gas discharge apparatus has been determined.
  • the comparator signal does not serve directly as a switching signal, but rather trigger the same thing. In this way, it is advantageously possible to control both the cyclical switching on and off of the high voltage HV and the switching off of the same when a malfunction is detected via the input 1E.
  • the control circuit 10 can e.g. be an astable multivibrator.
  • the control circuit 10 is preferably a programmable EDP device, e.g. Microcontroller or microprocessor in which the first and the second time period T1, T2 are stored.
  • the integration time is chosen such that it is considerably longer than the sum of the first and second time periods T1, T2. According to another variant of the invention, the integration time is chosen to be shorter than both the first and the second time period T1, T2. According to a further variant of the invention, the integration time is not chosen to be constant, but is variable in synchronization with the switching on and off of the high voltage HV. In a further refinement of this variant, the threshold value is alternately alternated cyclically between two values.
  • the control signal, the counter signal or the comparator signal and the switching signal are each high signals, the high voltage generator being set up in such a way that the high voltage HV is switched off when a high signal is present at input 1E and is switched on , if there is a low signal at input 1E.
  • the counter signal or the comparator signal, the control signal and the switching signal are each low signals, the high voltage generator being set up in such a way that the high voltage HV is switched off when a low signal or no voltage is present at its input , and is switched on when this input has a high signal.
  • the counter signal or the comparator signal and the Control signal high signals, the switching signal, however, a low signal, the high voltage generator is also set up so that the high voltage HV is switched off when a low signal or no voltage is present at its input, and is switched on when this input is on High signal is present.
  • the OR gate 18 of FIG. 3 must be replaced by a NOR gate, or corresponding inverters must be used.
  • logic functions can be performed by different logic modules, e.g. AND gate, OR gate, NAND gate, NOR gate.
  • FIG. 6 schematically shows a block diagram of a preferred further variant of a gas discharge apparatus according to the invention.
  • This variant differs from the gas discharge apparatus of FIG. 5 by an additional alarm circuit 7, also called a "watchdog", an additional AND gate 9 and by the fact that instead of the control circuit 10, a control circuit 20 is used, which is an EDP device, eg Microcontroller, is.
  • a high-voltage generator 21 with an input 21E is used in FIG. 6, which is set up in such a way that the high voltage HV is switched off when a low signal or no voltage is present at the input 21E, and is switched on when there is a high signal at input 21E.
  • a comparator 15 is used as the comparison circuit, which is connected to the output 4A of the integrating circuit 4 and outputs a comparator signal via its output 15A if the integral pulse signal is less than one Predetermined threshold value applied to a terminal 15B of the comparator 15, this comparator signal being a low signal in the example of FIG. 6.
  • the comparator 15 if the integral pulse signal is greater than the predetermined threshold value, the comparator 15 emits a high signal.
  • the Comparator signal, low signal at output 15E therefore indicates a production rate which is too low in the gas discharge apparatus of FIG. 6, while a high signal at output 15E indicates that the production rate is not too low.
  • the control circuit 20 has two outputs 20A, 20B and two inputs 20E, 20F.
  • One input 20E of the control circuit 20 is connected to the output 15E of the comparator 15.
  • One output 20A of the control circuit 20 is connected to an input of an AND gate 9, the output 9A of which is connected to the input 21E of the high-voltage generator 21.
  • the other input of the AND gate 9 is connected to the output 7A of the alarm circuit 7, the function of which will be explained below. Furthermore, the other output 7B of the alarm circuit 7 is connected to the second input 20B of the control circuit 20.
  • the AND gate 9 only outputs a high signal to the input 21E of the high voltage generator 21 when a high signal is present at both inputs of the AND gate 9. In this case, the high voltage HV is switched on. If, on the other hand, even one of the inputs of the AND gate 9 receives a low signal, the AND gate 9 outputs the switching signal, which is a low signal in the example of FIG. 6, to the input 21E of the high voltage generator 21, which leads to the high voltage HV being switched off.
  • the alarm circuit 7 has two outputs 7A, TB and an input 7E.
  • One input 20E of the control circuit 20 is connected to the output 15A of the comparator 15.
  • the other input 20F of the control circuit 20 is connected to the input 7E of the alarm circuit.
  • the alarm circuit 7 is set up so that it is able to monitor the function of the control circuit 20, for example in a manner known per se, and is therefore also called “watchdog".
  • the control circuit 20 is set up in such a way that, if it functions properly, it temporarily or continuously outputs an output signal or signals to the input 7E of the alarm circuit 7, which indicate that the control circuit 20 is functioning properly.
  • These output signals can be flags, for example, which the control circuit 20 regularly sets temporarily at the output 20B if they function properly, but fail to appear in the event of a fault, for example a program crash.
  • the output signals are digital words, which pass serially from the output 20B to the input 7E.
  • the output signals are also digital words, but the output 20B is a parallel output, the input 7E is a parallel input and the connection between the two is a bus.
  • the control circuit is set up in such a way that it regularly carries out a self-test and outputs the results thereof as output signals.
  • the alarm circuit 7 evaluates the output signals and outputs an alarm signal via its output 7A if the output signals or a failure thereof indicate a malfunction of the control circuit 20, the alarm signal being a low signal in the example of FIG. Gate 9 arrives at the input 21E of the high voltage generator 21 and leads to the high voltage HV being switched off. If the alarm circuit 7 does not detect a malfunction of the control circuit 20, however, it outputs a high signal via its output 7A in the example of FIG. 6.
  • the alarm circuit 7 can in particular also be an EDP device and is preferably set up in such a way that it compares the output signals arriving at its input 7E with predetermined, stored desired signal patterns and emits the alarm signal via its output 7A if the output signals deviate from the Target signal patterns is determined.
  • the alarm circuit 7 is able to monitor the control circuit 20 for proper functioning and to trigger the shutdown of the high voltage HV when a malfunction thereof is detected, as a result of which the operational safety of the gas discharge apparatus is significantly increased.
  • the alarm circuit 7 can be set up so that if it functions properly, it outputs control signals via the output 7B to the input 20F of the control circuit 20, and the control circuit 20 can be set up so that it evaluates the control signals and via its output 20 A the control signal emits, if the same or a failure thereof indicate a malfunction of the alarm circuit 7, so that the control circuit 20 is able to monitor the alarm circuit 7 for proper functioning and, if a malfunction thereof is detected, also trigger the shutdown of the high voltage HV, thereby reducing the operational safety of the gas ent - charging apparatus is further increased.
  • the alarm signal, the control signal and the switching signal are each low signals.
  • a break in the connection between the alarm circuit 7 and the AND gate 9 or that between the control circuit 20 and the AND gate 9 leads to the triggering of the switching signal, which is not the case when high signals are used as an alarm or control signal would be the case.
  • a break in the connection between the AND gate 9 and the input 21E of the high voltage generator 1 leads to the high voltage HV being switched off. This further increases the safety of the gas discharge apparatus against malfunctions.
  • the control circuit 20 is set up in such a way that it outputs a high signal for the first time period T1 and then a control signal for the second time period T2, which is a low signal in the example of FIG. 6, via the output 20A the AND gate 9 emits if the comparator 15 emits a high signal at the latest after a waiting time Tw after the beginning of the first time period T1, ie does not emit a comparator signal.
  • the control circuit 20 aborts the cyclical sequence and continuously emits the control signal if the comparator 15 still emits the comparator signal during the first time period T1 after the end of the waiting time Tw, ie a malfunction of the gas discharge apparatus "production rate too low" is determined. The consequence of this is, according to the invention, a permanent shutdown of the high voltage HV, ie self-shutdown of the gas discharge apparatus.
  • the control circuit 20 is thus set up in such a way that the comparator signal does not lead to the emission of the control signal and therefore not to the high voltage HV being switched off during the time periods Tl before the end of the waiting time Tw, which means that the method according to the invention after the start of the first time period Tl each time for the waiting time Tw is not carried out.
  • This makes sense since a certain time elapses from the switching on of the high voltage HV, that is to say the beginning of the first time period T1, until the gas discharge actually begins, that is to say a mink delay occurs, so that no integral pulse signal is present immediately after the beginning of the first time period T1 and Therefore, the comparator 15 always first determines that the production rate is too low, even when the gas discharge module 2 is functioning properly.
  • a further mink delay arises from the fact that the integral pulse signal rises due to the integration by the integrating circuit 4 only at a limited speed even after the gas discharge has started.
  • the waiting time Tw is therefore preferably chosen to be longer than the sum of the delays mentioned, but of course shorter than the first time period Tl.
  • the waiting time Tw can typically be, for example, 10 milliseconds.
  • the threshold value is set to zero during the waiting time Tw, so that during this time the comparator 15 cannot determine a production rate that is too low.
  • the control circuit 20 need not be set up in such a way that the control signal is never output during the time periods T1 before the end of the waiting time Tw.
  • the control circuit is set up in such a way that it does not abort the cyclic sequence or only temporarily, and only emits the control signal temporarily if the comparator 15 still emits the comparator signal during the first period T1 after the end of the waiting time Tw, and after one the cyclical sequence or resets the control signal to determine whether the malfunction of the gas discharge apparatus "production rate too low" occurs again.
  • the control signal and thus also the switching signal are reset after the holding time, which leads to the high voltage being switched on again.
  • the control circuit can be connected or equipped with a reset circuit, which is capable of triggering a reset of the control signal after the holding period has elapsed after triggering the control signal, and thus also triggering a reset of the switching signal.
  • the number of these resets is limited, ie after a certain number of resets the switching signal is output permanently and the cyclical sequence is not started again.
  • the reset circuit can be placed in an active or in an inactive state, it being able, and only in the active state, to trigger a reset of the switching signal.
  • a counter counts the number of resets and puts the reset circuit in the inactive state when the number of resets exceeds a certain limit.
  • the control signal and thus the self-shutdown of the gas discharge apparatus are emitted both when the integral pulse signal is less than a predetermined first threshold value and when the integral pulse signal is greater than a predetermined second threshold value, so that the gas discharge apparatus monitors itself for both a too low and too high a production rate.
  • the comparison circuit can comprise two comparators.
  • the second threshold value can be lower during the second time periods T2 than during the first time periods T1, and the first threshold value can be set to zero or to a negative value during the second time periods T2, so that the threshold values vary over time.
  • a self-shutdown of the gas discharge apparatus can advantageously also be forced if a gas discharge activity is detected during the second time periods T2. This makes sense, since a gas discharge activity during the second time period T2 is a clear indication of a malfunction of the gas discharge apparatus.
  • the first threshold value can also be set to zero or to a negative value during the waiting times Tw.
  • a counter circuit is used which emits a low signal as a counter signal when the first condition is met, is monitored by the control circuit 20 for malfunction and in turn the control circuit 20 monitored for malfunction.
  • FIG. 7 schematically illustrates an example of a time course of the output voltages of the control circuit 20 at the output 20A, the comparator 15 at the output 15A, the alarm circuit 7 at the output 7A and the AND gate 9 of the gas discharge apparatus from FIG. 6.
  • the control circuit 20 outputs via its output 20A in a cyclical sequence for the first time period T1, which in FIG. 7 from time t1 to time t4 is sufficient, a high signal, then a control signal for the second time period T2, time t4 to time t5, which is a low signal in the example of FIGS. 6 and 7. Thereafter, in a next cycle from time t5 to time t8, control circuit 20 again outputs the high signal for a first time period T1, etc. (FIG. 7a)
  • the alarm circuit does not detect a malfunction of the control circuit 20 in the example of FIG. 7 and therefore gives (FIG. 7c) a permanent high signal, i.e. no alarm signal, which would be a low signal in the example of FIGS. 6 and 7, as explained above.
  • control circuit 20 From time t4 to time t5, the control circuit 20 outputs the control signal (FIG. 7a), which has the consequence that the AND gate 9 for this period the switching signal S, which in the example of FIG. 6 and FIG. 7 Is low signal, outputs to the input 21E of the high voltage generator 21, so that the high voltage HV is switched off in this period (Fig. 7d).
  • the high voltage HV is thus present between the electrodes 2A, 2B of the gas discharge module 2 from the time t1 to the time t4 and from the time t5 to the time t8.
  • a certain time elapses from switching on the high voltage HV, times tl and t5 until the gas discharge actually begins, so that an integral pulse signal is not present immediately after the beginning of the first time periods Tl.
  • Another delay arises from the fact that the integral pulse signal is due to the integration through the integrating circuit 4, even after the onset of gas discharge, rises only at a limited speed.
  • the integral pulse signal therefore only exceeds the threshold value at times t2 and t6.
  • the comparator 15 only emits a high signal from these points in time (FIG. 7b).
  • the control circuit 20 continues the cyclic sequence T1-T2-T1-T2 etc., provided that the comparator 15 emits a high signal at the latest after a waiting time Tw after the beginning of the first time period T1.
  • the waiting time Tw is selected in accordance with FIG. Tb such that its end is reached at the time t3 or t7, that is to say after the time t2 or t6 and before the time t4 or t8.
  • the first time period T1 is therefore preferably chosen to be significantly longer than the waiting time Tw.
  • the comparator 15 has therefore already started to emit a high signal, so that the cyclical sequence T1-T2-T1-T2, etc is continued.
  • control circuit 20 emits the control signal (FIG. 7a). As explained above, this leads to the high voltage HV being switched off and thus to the gas discharge being extinguished.
  • the integral pulse signal therefore drops again below the threshold value at times t4 and t8, so that the comparator signal is emitted (FIG. 7b).
  • FIG. 8 schematically shows a block diagram of a preferred further variant of a gas discharge apparatus according to the invention.
  • This particularly advantageous variant differs from the gas discharge apparatus of FIG. 6 in that the integrating circuit 4, the comparator 15, the control circuit 20 and the alarm circuit 7 of FIG. 6 are not present, and in that the gas discharge apparatus of FIG. 7 has one Rectifier 22 with an output 22A and an input 22E, a limit switch 23 with a terminal 23B, a counting circuit 30 with two inputs 30B, 30E and two outputs 30A, 30B and an alarm circuit 17, also called watchdog, with an input 17E and two outputs 17A, 17B.
  • the rectifier 22 is an RF rectifier, also called a demodulator. Its input 22E is connected to the decoupling output 31C.
  • a high-pass filter with a cut-off frequency of 500 kHz is preferably interposed between this and the input 22E (not shown), which allows the current pulses, but not the fundamental frequency, of the high voltage HV to pass. After being decoupled, the current pulses pass through the rectifier 22 and leave it via the output 22A with a uniform polarity.
  • the current pulses reach the limit switch 23, which in particular can be a comparator.
  • a predetermined limit value is applied to terminal 23B of limit switch 23.
  • the limit switch 23 outputs a digital signal via its output 23A only when the level of a current pulse exceeds the limit.
  • the output 23 A of the limit switch 23 is connected to an input 30E of the counter circuit 30. This counts the digital signals emitted by the limit switch 23, so that only those current pulses are counted whose level exceeds the limit.
  • the counter circuit 30 is preferably an EDP device such as a microcontroller or a microprocessor and is set up in such a way that it outputs a cyclic sequence via the output 30A for the first time period T1 and then for the second time period T2 a counter signal, which in the example of Fig. 8 is a low signal to the AND gate 9, provided that at the latest a certain waiting time after the beginning of the first time period T1 a counting result has been achieved which is greater than a first comparison number, which means that the production rate is not too low was found. In this case, the cyclical sequence is continued.
  • EDP device such as a microcontroller or a microprocessor
  • the counting period is preferably chosen to be shorter than the first or second period.
  • the gas discharge starts after the High voltage has a certain inertia for physical reasons, so that after the high voltage is switched on, a specific build-up time of typically, for example, 10 milliseconds elapses before current pulses occur. No current pulses are therefore to be expected immediately after the beginning of the first time spans.
  • the waiting time is therefore preferably chosen to be so long that at least one complete counting period falls within the time interval between the end of the set-up time and the end of the waiting time.
  • the counter circuit 30 is also set up in such a way that it aborts the cyclical sequence and permanently emits the counter signal if, after the end of the waiting time and before the end of the first period of time, a count result which is smaller than the first comparison number, i.e. a malfunction of the gas discharge apparatus "production rate too low" is determined.
  • a permanent shutdown of the high voltage HN i.e. Automatic shutdown of the gas discharge apparatus.
  • the counter circuit 30 also aborts the cyclic sequence and continuously emits the counter signal if a count result is achieved which is greater than a predetermined second comparison number, which is greater than the first comparison number, i.e. a malfunction of the gas discharge apparatus "production rate too high" is determined.
  • a permanent shutdown of the high voltage HV i.e. Automatic shutdown of the gas discharge apparatus.
  • the second comparison number can be lower during the second time periods T2 than during the first time periods T1, and the first comparison number can be set to zero or to a negative value during the second time periods T2, so that the comparison numbers vary over time.
  • a self-shutdown of the gas discharge apparatus can advantageously also be forced if current pulses are detected during the second time periods T2, while at the same time a production rate which is too low cannot be ascertained during the second time periods T2. This makes sense since no current pulses are to be expected during the second time periods T2 and the occurrence of such during the second time periods T2 is a clear indication of a malfunction of the gas discharge apparatus.
  • the first comparison number can also be set to zero or to a negative value during the waiting times Tw.
  • the counter circuit 30 has two outputs 30A, 30B and two inputs 30E, 30F.
  • One input 30E is connected to the output 23E of the limit switch 23.
  • One output 30 A of the counter circuit 30 is connected to an input of the AND gate 9, the output 9A of which is connected to the input 21E of the high-voltage generator 21.
  • the other input of the AND gate 9 is connected to the output 17A of the alarm circuit 17, the function of which will be explained below. Furthermore, the other output 17B of the alarm circuit 17 is connected to the second input 30B of the counter circuit 30.
  • the AND gate 9 only outputs a high signal to the input 21E of the high voltage generator 21 when a high signal is present at both inputs of the AND gate 9. In this case, the high voltage HV is switched on. If, on the other hand, even one of the inputs of the AND gate 9 receives a low signal, the AND gate 9 outputs the switching signal, which is a low signal in the example of FIG. 7, to the input 21E of the high-voltage generator 21, which leads to the high voltage HV being switched off.
  • the alarm circuit 17 has two outputs 17A, 17B and an input 17E.
  • One input 30E of the counter control circuit 30 is connected to the output 23A of the limit switch 23, the other input 30F to the input 17E of the alarm circuit 17.
  • the alarm circuit 17 monitors the function of the counter control circuit 30 in a manner known per se and is therefore also referred to as a "watchdog".
  • the counter circuit 30 temporarily or continuously emits an output signal or output signals to the input 7E of the alarm circuit 7 via its output 30B, which indicate that the control circuit 30 is functioning properly.
  • the alarm circuit 17 evaluates the output signals and outputs an alarm signal via its output 17A if the output signals or a failure thereof indicate a malfunction of the counting control circuit 30, the alarm signal being a low signal in the example of FIG.
  • the alarm circuit 7 If the alarm circuit 7 does not detect a malfunction of the counter circuit 30, however, it outputs a high signal via its output 7A in the example of FIG. 8. The alarm circuit 7 is thus able to monitor the counter circuit 30 for proper functioning and to trigger the shutdown of the high voltage HV when a malfunction thereof is determined.
  • the alarm circuit 17 Conversely, if the alarm circuit 17 functions properly, it outputs control signals to the input 30F of the counter circuit 30 via the output 7B. This evaluates the control signals and outputs the counter signal via its output 30A if the same or a failure thereof indicate a malfunction of the alarm circuit 17, so that the counter circuit 30 monitors the alarm circuit 17 for proper functioning and, if a malfunction thereof is found, also the shutdown of the Triggers high voltage HV, which further increases the operational safety of the gas discharge apparatus.
  • FIG. 9 schematically illustrates an example of a temporal course of the output voltages of the counter circuit 30 at its output 30A, the limit value circuit 23 at its output 23 A, the alarm circuit 17 at its output 17A and the AND gate 9 of the gas discharge apparatus from FIG. 8.
  • the counter circuit 30 outputs a high signal via its output 30A in a cyclical sequence for the first time period Tl, which in FIG. 9 extends from time tll to time tl4, then for the second time period T2, time tl4 to time tl5. a counter signal, which is a low signal in the example of FIGS. 8 and 9. Thereafter, in a next cycle from time tl5 to time tl8, the counter circuit 30 again outputs the high signal for a first time Tl, etc. (FIG. 9a)
  • the alarm circuit 17 does not detect a malfunction of the counter circuit 30 and therefore gives (FIG. 9c) a permanent high signal, i.e. no alarm signal, which would be a low signal in the example of FIGS. 8 and 9, as explained above.
  • the counter circuit 30 From the time tl4 to the time tl5, the counter circuit 30 outputs the counter signal (FIG. 9a), which has the consequence that the AND gate 9 for this period inputs the switching signal S, which in the example of FIGS. 8 and 9 Is low signal, outputs to the input 21E of the high voltage generator 21, so that the high voltage HV is switched off in this period (Fig. 9d).
  • the high voltage HV is thus present between the electrodes 2A, 2B of the gas discharge module 2 from the time tll to the time tl4 and from the time tl5 to the time tl8. From the switching on of the high voltage HV, times tll and tl5, until the actual onset of the gas discharge, a certain build-up time A passes for physical reasons, so that Immediately after the beginning of the first time periods Tl, there are no current pulses, but only at the times tl2 or tl6. Digital signals can therefore only be emitted from the limit switch 23 from these points in time, which are shown symbolically in FIG. 9b as irregularly distributed vertical bars. The actual number of digital signals can be a multiple of that shown in Fig. 9b.
  • a further mink delay arises from the fact that the counting period is required to achieve a counting result.
  • the waiting time Tw is therefore preferably chosen to be so long that at least one complete counting period falls within the time interval between the end of the set-up time A (times tl2, tl6) and the end of the waiting time Tw (times tl3, tl7).
  • the first time period T1 is preferably chosen to be significantly longer than the waiting time Tw.
  • the counting circuit 30 continues the cyclic sequence T1-T2-T1-T2 etc., provided that at the end of the waiting time Tw after the beginning of the first time period T1 there is a count result which is greater than the first and less than the second comparison number. Further counting periods can fall in the period tl3 to tl4 or tl7 to tl8.
  • the switching signal S is triggered if a counting result is achieved which is greater than the first and smaller than the second comparison number.
  • FIG. 1 shows the control and regulating circuit according to the invention with the following legend:
  • the output controls the high-voltage generator ON / OFF consists, for example, of two transistors connected in series that interrupt the supply voltage, each of which is controlled by signals from the watchdog or from the microcontroller.
  • the high voltage generator 101 is switched on and off by the signal 112.
  • the high-frequency high voltage approximately 20-100KHz; 4 - 5.5KV
  • These pulses are, for example, inductively 3 decoupled by the coupling element 31 via a high-pass filter 104 and in this respect separated from the frequency of the high-frequency high voltage and rectified.
  • the voltage obtained in this way is converted into a digital switching level in a comparator 105 and read by the microcontroller 106.
  • the high-frequency signal generated by the discharges could also be coupled out capacitively. In the further course of the description, however, only the inductive coupling is mentioned.
  • Signal 112 can only come about if two other signals are linked at the same time:
  • Circuit 107 (called “watchdog") gives a signal 110, which can only arise if the microcontroller is working properly. 2.
  • a signal 111 generated by the microcontroller gives the command that
  • the pulse bundle / pause ratio i.e. The ratio of time period 214 / time period 204 is set by the software so that the number of electrical discharges (filaments) generated per unit of time corresponds to a predetermined number, which strictly results in a specific production quantity (mg / h).
  • the amount of ozone production is inevitably adjustable and highly constant over long-term operation.
  • FIG. 11 shows the chronological sequence of the logical links with it
  • Timeline for controlling high voltage generator (201 active) from microcontroller 211 Timeline for rectified and digitized on the comparator
  • the central control and regulating unit - the microcontroller - interacts with the higher-level monitoring circuit - watchdog. If the microcontroller is working properly, the watchdog provides a signal 110 which, when functioning properly, is permanently applied to an input of the logic circuit 109.
  • the microcontroller generates a pulse 201 via the signal line 111, which drives the high-voltage generator: ON. If the logic circuit is enabled by the application of the watchdog signal 110, this pulse 201 reaches the high-voltage generator and switches it on, which leads to the generation of high voltage and as a result of discharges. These discharges are processed via the coupling 31 and the signal conditioning 114. A short time - approximately 10 msec - after the high-voltage generator is switched on, the presence of this voltage 202 can be determined by the microcontroller.
  • the microcontroller holds the high-voltage generator in the "ON" function for a freely selected time. After this ON-time 203 has expired, the microcontroller takes back this pulse and thus switches the high-voltage generator "OFF". After a period 204 (OFF) stored in the microcontroller, the cycle begins again. Should after switching on the High-voltage generator does not have the feedback discharge signal at the output of 104 within a predetermined period of time, then there is a fault.
  • the microcontroller will try the cycle another 10 times, for example. If the ignition of the discharges cannot then be erroneously determined, the microcontroller signals via interface 108 that there is a fault.
  • the ratio of the two time periods 214 (ON) and 204 (OFF) is preferably selected so that a ratio of approximately 10: 1 results.
  • an ozone quantity of approx. 15 mg / h is produced.
  • the microcontroller It is possible to command the microcontroller other ON / OFF conditions via the interface 108. This is the case, for example, if the desired ozone concentration is to be reduced considerably for certain reasons, for example to values of 5 mg / h, which would result in a concentration of 25ppb for a given amount of air. In this case, the microcontroller will decrease time 214 (ON) and increase time 204 (OFF) until the desired ON / OFF ratio is obtained.
  • the repetition of the cycle presupposes that there are short-term, high-energy discharges in the dielectric discharge module 2, which are reported back to the microcontroller via the described feedback path.
  • the microcontroller checks, according to the program, that there are no feedback signals from discharge activity. If this is nevertheless the case, the high-voltage generator is forcibly switched off, for example by blocking the series-connected transistor elements that form the AND gate. Switches 109.
  • the invention is industrially applicable e.g. in the field of air treatment with ozone and air conditioning technology, especially in motor vehicles or in hospitals.
  • the invention encompasses a method for operating an electrical gas discharge apparatus which is used to generate oxygen ions, oxygen atoms and ozone in the air and which has a gas discharge module 2, in particular one for dielectrically impeded discharge, with two electrodes 2A, 2B, between which one has a Supply line 11 and a return line 12, a high voltage HV generated by a high-voltage generator 1, 21, 101 is applied at least temporarily, which is an AC voltage or a pulsating DC voltage and which is a gas discharge in the gas discharge module 2 and an electrical current through the outgoing line 11, the gas discharge module 2 and the return line 12, and the gas discharge produces discharge pulses, each of which generates a radiation flash and a stiom pulse, the current pulses superimposing the current as current pulses or noise and with each discharge pulse on average, a certain individual amount Mo of ozone and possibly oxygen ions and oxygen atoms is generated, and a switching signal S which switches off the high voltage HV of the high voltage generator 1, 21, 101 and / or triggers a
  • Comparison number, first condition, or the Stiornimpulse or the noise generate a pulse signal and this is compared with a predetermined threshold, and that
  • Pulse signal is smaller or larger than a predetermined threshold value
  • the current pulses are passed to a limit value switch which only emits a digital signal when the magnitude of a current pulse exceeds a certain limit value, and the digital signals with a predetermined integration time or a predetermined integration time constant to the pulse signal be integrated so that the pulse signal is an integral pulse signal.
  • the aforementioned method in such a way that the high voltage HN, as long as the first or second condition is not met, by a control circuit 6, 10, 20, 106 or by the counting circuit 30 in a cyclic sequence for a first time period T1 is switched on and then switched off for a second time period T2, the ratio of the duration of the first time period T1 to the duration of the second time period T2 either being kept constant or being changed for the purpose of changing the production rate of ozone or oxygen atoms or oxygen ions.
  • the switching signal S also being generated under the condition, third condition, that an alarm circuit 7, 17, 107 emits an alarm signal.
  • alarm circuit 7, 17, 107 is monitored for malfunction by the control circuit 6, 10, 20, 106 or the counting circuit 30 and the control circuit 6, 10, 20, 106 or the counting circuit 30 when a malfunction is detected Alarm circuit 7, 17, 107 emits or triggers the switching signal S.
  • the invention further comprises a method for operating an electrical gas discharge apparatus which is used to generate oxygen ions, oxygen atoms and ozone in the air and which has a gas discharge module 2, in particular one for dielectric barrier discharge, with two electrodes 2A, 2B, between which over a supply line 11 and a return line 12 a high voltage HV generated by a high-voltage generator 1, 21, 101 is applied at least temporarily, which is an AC voltage or a pulsating DC voltage and which is a gas discharge in the gas discharge module 2 and an electrical current through the supply line 11, the gas discharge module 2 and the return line 12 generates, and the gas discharge produces discharge pulses, each of which generates a radiation flash and a current pulse, the current pulses superimposing the current as current pulses or noise and, on average, a specific individual for each discharge pulse Ge Mo of ozone and possibly of oxygen ions and oxygen atoms arises, and a switching signal S is generated when either the current pulses or radiation flashes occurring within a predetermined counting period are counted by a
  • the switching signal S and / or the fault message is triggered both when the counting result is smaller than a first comparison number and also when the counting result is greater than a second comparison number. which is greater than the first comparison number, or is triggered both when the pulse signal is less than a first threshold value, and also when the pulse signal is greater than a second threshold value which is greater than the first threshold value.
  • the second comparison number or the second threshold value is selected to be lower during the second time periods T2 than during the first time periods T1, and the first comparison number or the first threshold value is set to zero during the second time periods T2 or is set to a negative value.
  • the invention also includes a gas discharge apparatus for generating oxygen ions, oxygen atoms and ozone in the air, comprising a gas discharge module 2, in particular one for dielectric barrier discharge, with two electrodes 2A, 2B, between which, at least temporarily, via a supply line 11 and a return line 12 there is a high voltage HV generated by a high-voltage generator 1, 21, 101, which is an alternating voltage or a pulsating direct voltage and which generates a gas discharge in the gas discharge module 2 and an electrical current through the feed line 11, the gas discharge module 2 and the return line 12, through which gas discharge Dung discharge pulses arise, each of which generates a radiation flash and a current pulse, the current pulses to the current as current pulses or noise and with each discharge pulse a certain individual amount Mo of ozone and possibly oxygen ions and oxygen atoms is formed, and the gas discharge apparatus either comprises a counting circuit 14, 30 which is capable of the number of current pulses or radiation flashes occurring during a predetermined counting period to count and to compare the counting result
  • the gas discharge apparatus comprises a decoupling element 31, 32, which is able to transmit the current pulses e.g. to be inductively or capacitively decoupled from the outgoing line 11 or the return line 12 and emitted via a decoupling output 31C, 32C.
  • a filter in particular a high-pass filter or a band-pass filter, is interposed between the decoupling output 31Q32C and the zero comparison circuit 5.15 or the counter circuit 14.30.
  • the gas discharge apparatus in such a way that a rectifier 22 or a diode between the decoupling output 31C, 32C and the comparison circuit 5, 15 or the counter circuit 14 is interposed so that the pulse signal has no alternating polarity.
  • a limit switch 23 is interposed between the decoupling output 31 32C and the counter circuit 14, 30, which then and only then outputs a digital signal to the counter circuit 14, 30 when the level of a current pulse determines a specific one Limit value exceeds, so that the counter circuit 14, 30 counts only those current pulses whose level exceeds the limit value.
  • the gas discharge apparatus in such a way that it has a radiation detector which is able to detect the radiation flashes and convert them into current pulses.
  • an integrating circuit 24, 34 is connected upstream of the Nerg comparison circuit, which is able to integrate the current pulses or the noise with a predetermined integration time or a predetermined integration time constant, so that the pulse signal is an integral pulse signal is.
  • the gas discharge apparatus in such a way that the counting circuit 30 is able to switch on the high voltage HN in a cyclical sequence for a first time period T1 and then to switch it off for a second time period T2 as long as the first condition is not fulfilled, the ratio the duration of the first time period T1 to the duration of the second time period T2 is either fixed or can be changed for the purpose of changing the production rate of ozone or oxygen ions or oxygen atoms, or the gas discharge apparatus has a control circuit 6, 10, 20 which, as long as the first or second condition is not met, is able to switch on the high voltage HV in a cyclical sequence for a first time period T1 and then to switch it off for a second time period T2, whereby the ratio of the duration of the first time period T1 to the duration of the second time period T2 is either fixed or can be changed for the purpose of changing the production rate of ozone or oxygen ions or oxygen atoms.
  • the comparison circuit comprises a comparator 5, 15, to which the pulse signal and the threshold value are applied and which emits a comparator signal when the second condition is met, the comparator signal switching signal S ) is capable of triggering or serves directly as switching signal S.
  • control circuit 6, 10, 20 is connected to the comparator 5, 15 and generates a control signal when the comparator 5, 15 outputs the comparator signal, the control signal triggering the switching signal S or immediately serves as switching signal S.
  • the gas discharge apparatus in such a way that the counter circuit 14 emits a counter signal when the first condition is met, and the control circuit 6, 10, 20 is connected to the counter circuit 14 and is then able to emit a control signal when the counter circuit 14 outputs the counter signal, the control signal being able to trigger the switching signal S or serving directly as the switching signal S.
  • the gas discharge apparatus in such a way that the gas discharge apparatus additionally has an alarm circuit 7, 17, 107, which is also able to trigger the switching signal S. It is further preferred to design the gas discharge apparatus in such a way that the alarm circuit 7, 17, 107 the gas discharge apparatus and / or the gas discharge module 2 and / or the control circuit 6, 10, 20, 106 and / or the counter circuit 14, 30 and / or the integrating circuit 4 and / or to monitor the comparator 5, 15 for malfunction and, if such is found, the switching signal S can be triggered.
  • the control circuit 6, 10, 20, 106 or the counting circuit 30 is able to monitor the alarm circuit 7, 17, 107 for malfunction and to trigger the switching signal S when a malfunction of the alarm circuit 7 is detected or leave.
  • the gas discharge apparatus comprises a reset circuit which is able to reset the latter after a predetermined holding time has elapsed after triggering the switching signal S.
  • the gas discharge apparatus comprises a reset circuit and a counter, the counter being able to detect the number of times the switching signal S has been triggered and to compare it with a predetermined maximum value, and the reset circuit is then and only then able to reset the switch signal after a predetermined holding time has elapsed after the switching signal has been triggered if the number of trips does not exceed the maximum value.
  • the gas discharge apparatus in such a way that the counting circuit 14, 24 is connected to a sensor for electromagnetic radiation which is able to detect the radiation flashes and detect them with each Radiation flash to deliver a pulse, and the counter circuit (14, 24) is able to count the pulses.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of a controllable ozone generator according to the invention with a counter and inductive coupling
  • FIG. 2 shows a block diagram of another embodiment of a controllable ozone generator according to the invention with capacitive coupling
  • FIG. 3 shows an example for a typical time sequence of current pulses to generate a constant ozone production rate
  • FIG. 4 is a block diagram of an embodiment of an ozone generator according to the invention with a regulated ozone production rate
  • Fig. 5 is a block diagram of another embodiment of an ozone generator according to the invention with a regulated ozone production rate
  • Fig. 6 shows an example of a chronological sequence of switching the high voltage of the 5
  • FIG. 7 shows a block diagram of a further embodiment of an ozone generator according to the invention with a regulated ozone production rate
  • FIG. 8 shows a block diagram of a further embodiment of an ozone generator according to the invention with a regulated ozone production rate.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of a controllable ozone generator according to the invention, comprising a high-voltage generator 1 with an input 1E, a gas discharge module 2 with two electrodes 2A, 2B, a counter 14 with an output 14A, and an inductive coupling element 31 with a coupling output 31 ,
  • the high-voltage generator 1 is able to generate a high voltage HV, which in the example of FIG. 1 is a sinusoidal alternating voltage with a frequency of typically 20 ... 100 kHz and a voltage of typically 4 ... 6 kV.
  • the high-voltage generator 1 is set up in such a way that the high voltage HV is switched off when a switching signal is present at the input 1E and is switched on when there is no switching signal at the input 1E.
  • the gas discharge module 2 is one for dielectric barrier discharge; in such a case there are at least two different dielectrics between the electrodes 2A, 2B, but this is not shown.
  • the high voltage HV is applied via a feed line 11 and a return line 12 between the two electrodes 2A, 2B and generates a gas discharge in the gas discharge module 2, which leads to the production of ozone and an electrical current through the feed line 11, the gas discharge module 2 and the return line 12 generated.
  • the gas discharge produces rapid discharge pulses, each of which generates a radiation flash and a current pulse superimposed on the current.
  • the number of discharge pulses, the number of radiation flashes and the number of current pulses are therefore identical to one another.
  • the individual discharge pulses are generally of a much shorter duration than the half-waves of the high voltage HV; you can e.g. Last 0.1 microseconds and thereby amplitudes of e.g. Reach 50 volts; these values naturally depend on the operating conditions and the geometry of the gas discharge module 2. Typically e.g. 5 to 50 discharge pulses per half-wave of the high voltage HV.
  • the coupling-out element 31 is a transformer or transformer 31, one winding 31B of which is interposed in the return line 12 and the other winding 31A of which is connected to the counter 14.
  • the Coupling element 31 is therefore an inductive coupling element in the example of FIG. 1.
  • Each discharge pulse generates a certain average individual amount Mo of ozone, so that the amount of ozone produced is essentially proportional to the number of discharge pulses.
  • Typical values for the single amount Mo are e.g. 2 to 8 picograms of ozone (per discharge pulse), whereby this value of course also depends on the geometry of the gas discharge module.
  • a certain total quantity Msetpoint to be produced therefore corresponds essentially to a certain setpoint number of discharge pulses required for this purpose, which is given by the quotient Msetpoint / Mo. After this number of discharge pulses has been generated, the high voltage HV is switched off.
  • the counter 14 of Fig. 1 is used to count the number of current pulses and is able to deliver the switching signal via its output 14 A to the input 1E of the high voltage generator 1 when the counting result reaches the target number Nset, which results in the high voltage HV and thus leading to the end of ozone production.
  • FIG. 2 shows a block diagram of a further variant of an ozone generator according to the invention.
  • the ozone generator of FIG. 2 differs from that of FIG. 1 only in that, instead of the inductive coupling element 31, it has a capacitive coupling element 32 which has a resistor 32B interposed in the return conductor 12 and a resistor 32B connected between the return conductor 12 and the counter 14 Capacitor 32A.
  • the decoupling element 32 outputs the decoupled current pulses to the counter 14 via a decoupling output 32 C.
  • the ozone generators of FIGS. 1 and 2 can very easily be expanded in such a way that the total ozone quantity Msetpoint to be produced is generated periodically T at repeated intervals.
  • the counter be set up so that he is able to reset the counter after switching on the high voltage HV after every fixed period T and switch the high voltage HV on again, the period T being selected so that the counting result of the counter before the end of the period T is Target number Nset reached.
  • the ozone generator is operated at a substantially constant average ozone production rate.
  • FIG. 3 illustrates this variant using an example of a typical chronological sequence of current pulses to generate a constant ozone production rate.
  • the high voltage HV is switched on for the first time at the time t1.
  • Current pulses P arise, which are shown symbolically in FIG. 3 as irregularly distributed vertical bars.
  • the actual number of current pulses P can be many times greater than that shown in FIG. 3.
  • the counter counts the Stiomimpulse; at time t2, their number has reached the target number Nset, so that the high voltage HV is switched off and no more current pulses occur.
  • the counter is reset, i.e. the counter value is set to zero, and the high voltage HV is switched on again, so that current pulses P occur again, which are counted again by the counter, whereupon the setpoint number Nsetpoint is reached again at a time t4, etc.
  • a certain predeterminable total amount of ozone is generated in each period T, that is to say at regular time intervals T.
  • the ozone generator is thus operated at an essentially constant average production rate, which is given by the quotient total amount / period.
  • a specific predetermined ozone target quantity Msetpoint to be produced is essentially produced by first counting the discharge pulses or current pulses for a predetermined counting time period Tz.
  • the counting result obtained in this way is referred to below as Ntzist, ie a number of Ntzist of current pulses is counted in the counting time period Tz.
  • This Number Ntz is corresponds to an amount of ozone Mtz, which was generated within the counting period Tz by the number Ntzist of current pulses and is given by the product Ntzist * Mo, where Mo is the amount of ozone generated per discharge pulse.
  • the high voltage HV is therefore switched off after the first production period Tpl in accordance with this variant.
  • the counting period Tz should be selected such that the target ozone quantity Msetpoint has not yet been exceeded at the end of the counting period Tz.
  • the first and second production periods Tpl, Tp2 are practically identical to one another.
  • the counting period Tz and the counted number of current pulses Ntzist within the same can also be calculated by linear extrapolation of this counted number of pulses as a function of time, after which time, second production time period Tp2, a target pulse number Nsetpoint is reached, which corresponds to the target ozone quantity Mset.
  • the desired number of pulses Nsoll required for the production of the desired ozone quantity Msoll is given by the quotient Msoll / Mo.
  • FIG. 4 shows a schematic block diagram of an embodiment of an ozone generator according to the invention with a regulated ozone production rate.
  • This has a high voltage generator 21, the output voltage, the high voltage HN, of which is controllable.
  • the high voltage generator 21 has a control input 21E and is set up in such a way that the effective value of the high voltage HN is proportional to the magnitude of the voltage present at the control input.
  • the high-voltage generator 21 can thus be controlled via its input 21E.
  • the high voltage HV is applied via the outgoing line 11 and the return line 12 between the two electrodes 2A, 2B of the gas discharge module 2 and causes a gas discharge in the same, by means of which discharge pulses arise, each of which generates a current pulse superimposed on the current, and the generation of a specific individual quantity Mo caused by ozone.
  • the current pulses are e.g. decoupled from the return line 12 by the decoupling element 31 and fed to a counter 24 which counts the current pulses occurring during a counting period Tz and is connected to an actual value input 30E of a controller 30.
  • the count result Ntzist is fed to the controller 30 via the input 30E; this can e.g. in the form of an analog signal or a serial or parallel digital signal.
  • a setpoint Rsoll of the average ozone production rate is specified and e.g. stored in the controller 30.
  • the setpoint Rsoll can e.g. can be entered into the controller via a keyboard.
  • the individual quantity Mo and the counting time period Tz can be stored in the arithmetic logic unit 40; In another variant, the counting period Tz is transmitted from the counter 24 to the arithmetic logic unit 40, for example after each count.
  • the arithmetic logic unit 40 is connected to a controller 30.
  • This has an output 30A, which is connected to the control input 21E of the high-voltage generator 21.
  • the controller 30 queries the average ozone production rate Rist from the arithmetic unit 40 and compares this with the setpoint value of the production rate Rsoll.
  • the output 30A outputs a control voltage, which is increased or decreased by the controller 30 if the actual value Rist is smaller or larger than the target value Rsoll.
  • the mean temporal density of the discharge pulses and thus the mean ozone production rate increase; with a decreasing effective value of the high voltage HN, the average temporal density of the discharge pulses and thus also the average ozone production rate decrease.
  • the controller 30 is able to control the high voltage generator 21 so that the average ozone production rate Rist is increased or decreased if it is smaller or larger than the target value Rsoll, and thus to control the average ozone production rate.
  • the controller, the arithmetic unit and the counter can in particular be operated jointly by a single appropriately programmed EDP circuit, e.g. Microcontroller.
  • the controller compares this with a temporal target density Dsoll of the discharge pulses, which is given by the quotient Rsoll / Mo from the target value Rsoll and the individual quantity Mo, and increases or decreases the effective value of the high voltage and thus the mean temporal density of the origin brought discharge pulses, if the average temporal density of the discharge pulses is smaller or larger than the target density.
  • the target value Rsoll of the mean ozone production rate and the counting time period Tz are used to determine a target number Ntzsoll of the discharge pulses occurring during the counting time period Tz.
  • the controller compares this with the counting result Ntzist and increases or decreases the effective value of the high voltage and thus the mean temporal density of the discharge pulses that are generated, if the counting result Ntzist is smaller or larger than the target number Ntzsoll.
  • the target number Ntzsoll can be stored in the controller and the counting result Ntzist can be transferred directly from the counter to the controller, so that no arithmetic unit is required.
  • the target number Ntzsoll can be calculated by the arithmetic unit and transferred to the controller, which e.g. can be useful if the counting time Tz or the setpoint Rset should change again and again.
  • FIG. 5 shows a block diagram of another embodiment of an ozone generator according to the invention with a regulated ozone production rate, which is similar to that of FIG. 4, but is modified compared to this.
  • the ozone generator from FIG High voltage generator 1 of FIG. 1 is used, which is set up in such a way that the high voltage HN is switched off when a switching signal is present at input 1E and is switched on when there is no switching signal at input 1E.
  • the arithmetic logic unit 40 is connected to the input 20E of a controller 20. This has an output 20A, which is connected to the input 10E of a control circuit 10. The control circuit also has an output 10A, which is connected to the input 1E of the high-voltage generator 1.
  • the control circuit 10 is thus interposed between the regulator 20 and the high voltage generator 1. It does not emit a switching signal via its output 10A in a cyclic sequence for a switch-on time Tl and then outputs a switching signal to the input 1E for a pause T2.
  • the high voltage HN is switched on in a continuous sequence by the control circuit 10 for the ON period Tl and then switched off for the pause duration T2, as in FIG. 5 by the straight line section of the wavy line HV which is intended to symbolize the time course of the high voltage HV , is indicated.
  • FIG. 6 illustrates an example of a chronological sequence of switching the high voltage HV of the ozone generator of FIG. 5 on and off.
  • a switch-on period Tl begins, the control circuit 10 does not emit a switching signal, the high voltage HN is switched on ( Fig. 6 above), there are current pulses P, which are symbolically represented as irregularly distributed vertical bars (Fig. 6 below). The actual number of Stiomimpulse P can be several times larger than shown in Fig. 6.
  • a pause duration T2 begins, the control circuit 10 begins to deliver the switching signal, high voltage HN is switched off, and there are no more current pulses P.
  • the next duty cycle Tl begins, high voltage HV is switched on again, and current pulses P are generated again.
  • a setpoint Rsoll of the average ozone production rate is specified and in the Controller 20 saved.
  • the controller 20 queries the average ozone production rate Rist from the arithmetic logic unit 40, compares it with the desired value of the production rate Rsoll and controls the control circuit 10 so that the ratio T1 / T2 of the duty cycle T1 to the pause duration T2 is increased if the actual The Rist value is smaller than the setpoint Rset, that is to say the control difference dR Rset-Rist is positive, and vice versa.
  • the on-time Tl can be extended or the pause time T2 can be shortened or both.
  • the on-time T1 is lengthened and the pause time T2 is shortened, the total T1 + T2 of the on-time and pause time being kept constant.
  • the controller 20 is able to control the high voltage generator 1 so that the average ozone production rate Rist is increased or decreased if it is smaller or larger than the target value Rsoll, and thus to control the average ozone production rate.
  • the controller, the arithmetic unit, the counter and the control circuit can in particular very advantageously be formed together by a single appropriately programmed EDP circuit, for example a microcontroller.
  • the counting period Tz becomes much longer, e.g. chosen to be a factor of 10 to 10,000 larger than the sum T1 + T2, so that the relative error in the determination of the average ozone production rate Rist, which can occur when the counting period Tz is not an integral multiple of the sum T1 + T2, is negligible is; in this case Tz need not be an integer multiple of the sum T1 + T2.
  • the overlap time Tüb is entered using an example in FIG. 6; it begins there at a time tl2 and ends at time tl3.
  • the ozone generators which are illustrated in FIGS. 1, 2, 4, 5 and 7, can additionally have a comparator (not shown in FIGS. 1 to 7) which is connected between the decoupling output 31C and 32C and the counters 14 and 24, respectively is interposed and then and only then outputs a digital signal to the counter 14 or 24 when the level of a current pulse exceeds the limit value, so that the counter 14 or 24 counts only those current pulses whose level exceeds the limit value, and no analog current pulses processed.
  • Such current pulses, the level of which does not reach the limit value are considered here as interference pulses and are not counted.
  • the comparator can be an internal component of the meter instead of being connected upstream of it.
  • FIG. 8 shows a preferred embodiment of a control and regulating circuit according to the invention with the following legend: 1 high-voltage generator (with transformer or as a piezo generator)
  • the output controls the high-voltage generator ON / OFF, for example consists of two series-connected, interrupting the supply voltage Transistors, which are controlled by signals from the watchdog or from the microcontroller.
  • the high voltage generator 1 is switched on and off by the signal 52.
  • the high-frequency high voltage approximately 20-LOOKHz; 4 - 5.5KV
  • the dielectric discharge module 2 there are short-term and high-energy discharge pulses in the frequency spectrum between 1-IOMHz.
  • Number of discharge pulses - »amount of ozone produced and any amount of ions produced is recorded in a table.
  • the pulse bundle / pause ratio i.e. the ratio of switch-on time / pause time is set by the software of the microcontroller so that the number of electrical discharges (filaments) generated per unit of time corresponds to a predetermined number, which strictly results in a certain production quantity. (mg / h).
  • the amount of ozone production can be set per time and is constant over long-term operation because the chemical and physical conditioning of the air promotes or hinders the number of filaments observed, but does not change the energy content and thus the ozone production amount of the individual pulse.
  • the benefit of the invention is to make the production rate of ozone per unit time adjustable by counting the filaments per unit time.
  • An electrical discharge apparatus preferably consists of an alternating voltage-emitting high-voltage source and a discharge device and an electrical filter which separates the discharge pulses from the frequency of the supply voltage, the number of individual discharges being counted and the number of individual discharges the ozone production amount is derived.
  • the number of individual pulses determined can be fed into a control loop as the ACTUAL variable in such a way that the ACTUAL variable is brought up to a freely definable TARGET variable.
  • the number of individual impulses can be set to a freely defined number per unit of time, which corresponds to a certain production volume of OZON.
  • the invention is commercially applicable e.g. in the field of air treatment with ozone and air conditioning technology, especially in motor vehicles or in hospitals.
  • the invention comprises a method for operating an ozone generator with a gas discharge module 2 for dielectric barrier discharge with two electrodes 2A, 2B, between which a high voltage HV, which is an alternating voltage or a pulsating direct voltage, is applied via a supply line 11 and a return line 12
  • HV high voltage
  • HV high voltage
  • the gas discharge module 2 and the return line 12 are generated, and discharge pulses are produced by the gas discharge, each of which generates a radiation flash and a current pulse P superimposed on the current, with each discharge pulse on average, a certain individual quantity Mo of ozone is formed, and an average ozone production rate is derived from the individual quantity Mo and the number of individual discharges, or the ozone production quantity or from the individual quantity Mo and the temporal density of the individual discharges.
  • Msoll is the required number of discharge pulses, given by the quotient Msoll / Mo from the desired ozone quantity to be produced Msoll and the ozone quantity Mo generated per discharge pulse, so that the number of discharge pulses corresponding to or essentially corresponding to the ozone desired quantity Msoll in the gas discharge module 2 for
  • T ⁇ 2 Tz * (Nsoll / Ntzist), where
  • Mo is the individual quantity of ozone generated per discharge pulse
  • Ntz is the number of discharge pulses counted during the counting period Tz
  • Mtz is the amount of ozone produced during the counting period Tz, given by the product Ntzist * Mo
  • Msoll the desired ozone quantity to be produced
  • Nsoll is the number of discharge pulses required to produce the desired ozone quantity Msoll, given by the quotient Msoll / Mo. It is further preferred to design the method in such a way that the method is repeated periodically at regular time intervals, so that on average a constant amount of ozone is generated per unit of time and thus a constant average ozone production rate is achieved.
  • a target value Rsoll of the average ozone production rate is specified, the discharge pulses or current pulses or radiation flashes are counted during a counting time period Tz, and - the counting result Ntzist and the counting time period Tz are used to obtain a to determine the average ozone production rate Rist, and the average temporal density of the discharge pulses generated is increased or decreased if the actual value of the average ozone production rate (Rist) is smaller or larger than the setpoint Rsetpoint. so that the average ozone production rate Rist is controlled.
  • the method in such a way that instead of using the counting result Ntzist and the counting time period Tz to determine an average ozone production rate Rist, either the counting result Ntzist and the counting time period Tz are used, an average temporal density of To determine discharge pulses, and the setpoint Rsoll of the ozone production rate is used to determine an average temporal target density of the discharge pulses, and the average temporal density of the discharge pulses generated is increased or decreased if this is smaller or larger than the target density, or the target value Rsoll and the counting time period Tz are used to determine a target number Ntzsoll of the discharge pulses occurring during the counting time period Tz, and the average temporal density of the discharge pulses which have arisen is increased or decreased, if the counting result Is smaller or larger SSSR than the target number Ntzsoll.
  • the average ozone production rate Rist is derived from the individual quantity Mo and from the size of a pulse signal instead of being derived using the temporal density of the individual discharges, the pulse signal being derived from the current pulses or the Radiant flashes are generated and are a measure of the production rate of ozone.
  • the pulse signal is generated by decoupling the stioma pulses from the outgoing line 11 or from the return line 12 and then integrating them in time with a predetermined integration time or a predetermined integration time constant, so that the pulse signal is an integral pulse signal is.
  • the method in such a way that the current pulses are passed to a limit value switch, which only emits a digital signal when the magnitude of a current pulse exceeds a certain limit value, and the digital signals with a predetermined integration time or a predetermined integration time constant to the pulse signal be integrated so that the pulse signal is an integral pulse signal.
  • the method in such a way that the high voltage HV is switched on and on in a continuous sequence for a duty cycle T1 is then switched off for a pause duration T2, the mean temporal density of the discharge pulses being increased or decreased by increasing or decreasing the ratio T1 / T2 of the duty cycle T1 to the pause duration T2.
  • Mo is the individual amount of ozone generated per discharge pulse
  • Ntz is the count result, i.e. is the number of discharge pulses counted during the counting period Tz, Tüb is the overlap time, Tl is the on time and T2 is the pause time.
  • Ntzsoll Rsoll * (Tl + T2) * (Tüb / Tl) / Mo
  • Ntzsoll the target number of the discharge pulses occurring during the counting period Tz
  • Rsoll the target value of the average production rate
  • Tüb the overlap time
  • Mo the individual amount of ozone generated per discharge pulse
  • Tl is the on-time
  • T2 is the pause.
  • the counting time period Tz is equal to the sum or an integer multiple of the sum of the duty cycle Tl and the pause duration T2.
  • the average amount of ozone generated per discharge pulse, the individual amount Mo is determined by means of an ozone sensor downstream of the gas discharge module.
  • the method in such a way that the current pulses pass through a filter 4, in particular a high-pass filter or a band-pass filter, after decoupling and before the counter 14 is reached. It is further preferred to design the method in such a way that only those current pulses or radiation flashes are counted whose size or intensity exceeds a predetermined limit value.
  • the invention comprises an ozone generator, comprising a gas discharge module 2 for dielectric barrier discharge with two electrodes 2A, 2B, between which a high voltage HV can be applied via a feed line 11 and a return line 12, which is an AC voltage or a pulsating DC voltage and a gas discharge in the Gas discharge module 2 and an electrical current generated by the outgoing line 11, the gas discharge module 2 and the return line 12, and discharge pulses are produced by the gas discharge, each of which generates a radiation flash and a current pulse P which is superimposed on the current, with a certain individual quantity on average for each discharge pulse Mo is produced by ozone, and further comprises a counter 5, 14, 24, which is able to count the current pulses P or radiation flashes and thus the individual discharges, the ozone production quantity or from the individual quantity (Mo and the number of individual discharges) Single amount Mo and the zei average density of the individual discharges an average ozone production rate can be derived. It is further preferred to design an ozone generator in such a way that it
  • ozone generator in such a way that the same counter 5, 14, 24 is able to switch off the high voltage HN as soon as a target number ⁇ set of counted current pulses P or radiation flashes has been reached, which corresponds to a predefinable target ozone quantity Msetpoint to be produced ,
  • Mo is the individual quantity of ozone generated per discharge pulse
  • Ntz is the number of discharge pulses counted during the counting period Tz
  • Mtz is the amount of ozone produced during the counting period Tz, given by the product Ntzist * Mo
  • Msoll a predefinable target ozone quantity to be produced
  • Nsoll is the number of discharge pulses required to produce the nominal ozone quantity Msoll, given by the quotient Msoll / Mo.
  • the ozone generator in such a way that the counter 5, 14, 24 counts the discharge pulses or stiorn pulses or radiation flashes occurring during a counting time period Tz and supplies a count result Ntzist, a setpoint Rsoll of the average ozone production rate being specified, and the Ozone generator comprises a regulator 20,30, which one under Using the target value Rsoll and the counting time period Tz, the target number Ntzsoll of the discharge pulses occurring during the counting time period Tz is compared with the counting result Ntzist and is able to increase or decrease the mean temporal density of the discharge pulses which have arisen if the counting result Ntzist is smaller or is greater than the target number Ntzsoll.
  • the ozone generator has an arithmetic logic unit 40 which is connected to the counter 24 and uses the counting result Ntzist and the counting time period Tz to determine an average ozone production rate Rist as the actual value Rist
  • the controller 20 is connected to the arithmetic unit 40 and, instead of comparing the target number Ntzsoll with the counting result Ntzist, compares the average ozone production rate Rist with the target value of the production rate Rsoll and increases or increases the mean temporal density of the discharge pulses that are generated or is able to decrease if the actual value of the average production rate Rist is smaller or larger than the target value Rsoll.
  • the arithmetic logic unit 40 instead of the counting result, is the counting time and the counting period
  • Tz Use Tz to determine an average ozone production rate Rist, use the counting result Ntzist and the counting time period Tz to determine an average temporal density of the discharge pulses as the actual density, and - the controller 20, 30 instead of the average ozone - Production rate installs with that
  • a control circuit 10 which is interposed between the regulator 20 and the high-voltage generator 1 and is able to switch on the high voltage HN in sequence in each case for a switch-on time T1 and then switch it off for a pause time T2, and the controller is able to control the control circuit 10 so that the ratio T1 / T2 of the duty cycle T1 to the pause duration T2 is increased or decreased, and thus to increase or decrease the mean temporal density of the discharge pulses.
  • a decoupling element 31, 32 which is able to transmit the current pulses e.g. to be inductively or capacitively decoupled from the forward line 11 or the return line 12 and to be output to the counter 14 via a decoupling output 31C, 32C.
  • a filter 4 in particular high-pass or band-pass, is interposed between the coupling-out output 31C, 32C and the counter 5, 14, 24.
  • ozone generator in such a way that a rectifier or a diode is interposed between the decoupling output 31 32C and the counter 5, 14, 24.
  • a comparator 5 is interposed between the coupling-out output 31Q32C or the sensor and the counter 5, 14, 24, which then and only then outputs a digital signal to the counter 5, 14, 24 if the level of a current pulse or intensity of a radiation flash exceeds a certain limit value, so that the counter 5, 14, 24 counts only those current pulses or radiation flashes whose size or intensity exceeds the limit value.
  • the ozone generator has an alarm circuit 7, which is able to monitor the counter 5, 14, 24 and / or the controller 20, 30 and / or the control circuit 10 and / or the arithmetic unit 40 for malfunction and if a malfunction is detected Counter 5,14,24 and / or controller 20,30 and / or the control circuit 10 and / or the arithmetic unit 40 to switch off the high voltage HV and / or to output a fault message.
  • the ozone generator in such a way that the counter 5, 14, 24) or the controller 20, 30 or the control circuit 10 is able to monitor the alarm circuit 7 for malfunction and if the alarm circuit 7 is found to be malfunctioning turn on the high voltage HN and / or issue a fault message.

Abstract

The invention relates to an ozone/oxygen ion/oxygen atom generator comprising a control circuit-controlled gas discharge module (2) for generating dielectrically hindered discharges with two electrodes (2A,2B), a dielectric and a discharge path subjected to an oxygen-containing atmosphere, wherein an alternating current or a pulsing direct current generated by a high voltage generator is applied to the electrodes at predetermined time intervals, whereby electrical discharges generating ozone/oxygen ion/oxygen atoms are provoked in the discharge path, in which, in average, a given individual amount (Mo) of ozone/oxygen ion/oxygen atoms is produced. The invention is characterized in that the number of electrical discharges per time unit is continuously determined and the ozone/oxygen ion/oxygen atom generator is controlled by means of the control circuit in a closed control circuit in accordance with a comparison with a set number of electrical discharges.

Description

Verfahren zum Betreiben eines Ozonerzeugers und Ozonerzeuger Method of operating an ozone generator and ozone generator
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines zur Erzeugung von Sau- erstoffionen, Sauerstoffatomen und Ozon in der Luft dienenden Ozon/ Sauerstoffionen/ Sauerstoff atomer zeuger, sowie einen derartigen Ozon/ Sauerstoff ionen/- Sauerstoffatomerzeuger.The invention relates to a method for operating an ozone / oxygen ion / oxygen atom generator serving to generate oxygen ions, oxygen atoms and ozone in the air, and to such an ozone / oxygen ion / oxygen atom generator.
Es besteht vielfach der Wunsch, in Belüftungsanlagen von Gebäuden, Fahrzeugen, Klimageräten und Kraftfahrzeugen als auch in kompakten Luftaufbereitungs- und Luftkonditionierungsanlagen die Luft nicht nur von Stäuben und Partikeln zu befreien, sondern auch von Gerüchen und vor allem von Keimen ( Bakterien und Pilze ) zu befreien.There is often a desire to not only clear the air of dusts and particles in ventilation systems of buildings, vehicles, air conditioning units and motor vehicles as well as in compact air conditioning and air conditioning systems, but also to remove odors and, above all, germs (bacteria and fungi) to free.
Die Oberfläche des Verdampfers als auch eingesetzte Filter in Fahrzeugen mit Klimaanlagen sind Nährboden für Keime und Pilze aller Art. Die vom Luftstrom abgerissenen und in die Kabine bzw. in Räume getragenen Bakterien, Pilze und Keime sowie die Stoffwechselprodukte der Bakterien, Pilze und Keime sondern einen üblen Geruch ab und sind gesundheitlich bedenklich.The surface of the evaporator and the filters used in vehicles with air conditioning systems are breeding grounds for all kinds of germs and fungi. The bacteria, fungi and germs torn off from the air flow and carried into the cabin or into rooms as well as the metabolic products of the bacteria, fungi and germs are one foul smell and are harmful to health.
Durch die DE 199 31 366.0 ist eine flache Baugruppe mit planarem Aufbau vorgeschlagen worden, die vorteilhaft und langzeitstabil Ozon und Sauerstoffionen nach dem physikalischen Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung nach Anlegen einer elektrischen Hochfrequenz-Hochspannung erzeugt.DE 199 31 366.0 has proposed a flat assembly with a planar structure which advantageously and long-term stable generates ozone and oxygen ions according to the physical principle of dielectric barrier discharge after application of an electrical high-frequency high voltage.
In der DE 100 13 841.1 ist z.B. ein Verfahren angegeben, die Ozon und Ionenproduktion mit Hilfe einer elektrischen Regelschaltung konstant zu halten, weil die Ozon- und Ionenproduktion verschiedensten Einflüssen unterliegt und auch weil bei Langzeitbetrieb sich die elektrischen und mechanischen Werte der zur Ozon- und Ionenproduktion eingesetzten Baugruppen verändern. Das wirkt sich vorteilhaft auf die Ozon- und Ionenproduktion auf, so daß ohne Einsatz dieser Erfindung keine konstanten Bedingungen erreicht werden, was bei der bekannten Toxizität von Ozon bedenklich ist.DE 100 13 841.1, for example, specifies a method of keeping the ozone and ion production constant with the aid of an electrical control circuit, because the ozone and ion production is subject to a wide variety of influences and also because the electrical and mechanical values for ozone and Modify assemblies used in ion production. This has an advantageous effect on the ozone and ion production, so that no constant conditions can be achieved without using this invention, which is of concern with the known toxicity of ozone.
Aus der DE 100 58 476.4 ist es bekannt, die Produktionsmenge von Ozon- und Sauerstoffionen als Funktion der Luftmenge zu begreifen und mit Signalen des die Ventilatoren steuernden zentralen Lüftungssteuergerätes so auf den Ozon- und Ionenerzeuger einzuwirken, daß auch bei unterschiedlichen Luftmengen eine konstante Konzentration an Ozon und Ionen entsteht. Dies ist die Voraussetzung für eine kontrollierte und sichere Funktion der Geräte, weil bei zu geringer Konzentration keine wesentliche Wirkung mehr besteht und weil bei zu hoher Ozonkonzentration negative Effekte auf das beteiligte Material erfolgen, ohne daß die lufttechnische Wirkung größer wird.From DE 100 58 476.4 it is known to understand the production quantity of ozone and oxygen ions as a function of the air quantity and to act on the ozone and ion generator with signals from the central ventilation control device controlling the fans in such a way that a constant concentration also occurs with different air quantities Ozone and ions are created. This is the prerequisite for a controlled and safe function of the devices, because if the concentration is too low there is no longer any significant effect and because if the ozone concentration is too high, there will be negative effects on the material involved, without the ventilation effect increasing.
In der DE 196 51 403.7 ist vorgeschlagen, einen Ozon- und Ionenerzeuger in Strömungsrichtung vor dem Verdampfer in Klimaanlagen von z.B. Kraftfahrzeugen, Gebäuden oder kompakten Klimatisierungsanlagen eine Ozon- und Ionenquelle anzuordnen und den feuchten Verdampfer mit Ozon- und Luftionen zu umströmen. Vor allem Ozon löst sich im Wasser auf der Oberfläche des Verdampfers und bildet Hydroradikale, die extrem bakterizid und fungizid wirken und erprobt und sicher jegliche biologische Aktivität auf der Oberfläche des Verdampfers unterbinden. In Strömungsrichtung nach dem Verdampfer wird ein Katalysator vorgeschlagen, der überschüssigen Ozon zu normalem zweiatomigem Sauerstoff abbaut. Diese Erfindung ist vorteilhaft zum sicheren, sterilem Betrieb von Klimaanlagen aller Art, insbesondere von solchen in Kraftfahrzeugen.DE 196 51 403.7 proposes an ozone and ion generator in the flow direction upstream of the evaporator in air conditioning systems, e.g. Motor vehicles, buildings or compact air conditioning systems to arrange an ozone and ion source and to flow around the humid evaporator with ozone and air ions. Above all, ozone dissolves in the water on the surface of the evaporator and forms hydroradicals, which have an extremely bactericidal and fungicidal effect and have been tested and reliably prevent any biological activity on the surface of the evaporator. In the direction of flow downstream of the evaporator, a catalyst is proposed which breaks down excess ozone into normal diatomic oxygen. This invention is advantageous for the safe, sterile operation of air conditioning systems of all kinds, in particular those in motor vehicles.
Ergänzend wurde in der DE 199 33 180.4 vorgeschlagen, die Ozon- und Ionenquelle vor dem Lufteinlaß und vor dem Luftfilter anzuordnen. Dieser Luftfilter ist so ausgerüstet, daß überschüssigen Ozon katalytisch abgebaut werden kann. Das Verständnis des komplexen Wirkungsmechanismusses und insbesondere die Wirkung von in Wasser gelöstem Ozon (es werden Hydroradikale gebildet) ist von Bedeutung, weil Wasser sich auf allen Oberflächen und in allen Materialien befindet und dieses Wasser mit zugeführtem Ozon Hydroradikale bildet, welche extrem wirksam gegen Bakterien, Viren und Pilzen als auch Gerüchen sind und weil die Oxidationskraft und damit die Bakterizidität des in Hydroradikalen abgespalteten einatomigen Sauerstoffes ( 0;ι) sehr viel höher ist als die Oxidationskraft des Ozon O3.In addition, it was proposed in DE 199 33 180.4 to arrange the ozone and ion source in front of the air inlet and in front of the air filter. This air filter is equipped so that excess ozone can be catalytically broken down. The understanding of the complex mechanism of action and in particular the action of ozone dissolved in water (hydroradicals are formed) is important because water is on all surfaces and in all materials and this water with added ozone forms hydroradicals, which are extremely effective against bacteria, Viruses and fungi as well as smells are and because the oxidizing power and thus the bactericidal nature of the monatomic oxygen (0; ι) split off in hydroradicals is much higher than the oxidizing power of ozone O3.
In den vorgenannten Patentanmeldungen wird die Wirkung vor allem auf die oxidative chemische Wirkung des dreiatomigen und einatomigen Sauerstoffs abgestellt.In the abovementioned patent applications, the effect is primarily based on the oxidative chemical effect of tri-atomic and monatomic oxygen.
Die vorgeschlagenen Problemlösungen machen die Handhabung von Ozonisierungseinrichtungen sicherer und berechenbarer.The proposed solutions to problems make the handling of ozonization devices safer and more predictable.
Es ist bekannt, Luft mit Hilfe hoher elektrischer Spannungen zu ionisieren. Prinzipiell entsteht dabei Ozon, wenn es zu energiereichen Entladungen im Raum kommt ( Stoßionisation ). Die Ionisation erfolgt zumeist mit der Methode der Koronarentladung ( Spitzenentladung ). Dabei ragen feine Spitzen in den Luftraum, die an eine Hochspannungsquelle angeschlossen sind. Diese Spitzen können auch zu Bündeln zusammengefaßt werden, die feinen Pinseln ähneln. Als Materialien sind Metallnadel, Metallfäden, und neuerdings auch elektrisch leitfähige Kunststoffe bekannt. Auch sehr dünne Drähte werden als Elektrode eingesetzt. Der andere Pol der Hochspannungsquelle liegt an einer großflächigen Gegenelektrode. An den Spitzen entsteht ein hohes elektrisches Feld. Es kommt dort zum Austritt von Elektronen, die sich auf benachbarte Luftmoleküle bzw. auf in der Luft befindliche Teilchen, Partikel oder sogar Bakterien setzten und insofern Ionen bilden. Vor allem luftgetragene Partikel aller Art werden bevorzugt ionisiert und tragen insofern eine negative elektrische Ladung. Diese elektrische Ladung veranlaßt die ionisierten Partikel sich auf Oberflächen ( Abscheide- Elektrode ) abzulagern um dort das überschüssige Elektron abzugeben.It is known to ionize air with the aid of high electrical voltages. In principle, ozone is created when there are high-energy discharges in the room (impact ionization). The ionization mostly takes place with the method of the coronary discharge (peak discharge). Fine tips protrude into the air space, which are connected to a high-voltage source. These tips can also be combined into bundles that resemble fine brushes. Metal needles, metal threads, and more recently also electrically conductive plastics are known as materials. Very thin wires are also used as electrodes. The other pole of the high voltage source lies on a large counter electrode. A high electric field is created at the tips. Electrons escape there, which sit on neighboring air molecules or on particles, particles or even bacteria in the air and thus form ions. Airborne particles of all types in particular are preferentially ionized and therefore carry a negative electrical charge. This electrical charge causes the ionized particles to deposit on surfaces (deposition electrode) in order to release the excess electron there.
Vom Ergebnis her kommt es zu einer Befreiung der Luft von Partikeln und Keimen, was in sogenannten elektrostatischen Luftaufbereitungsgeräten und Entstaubungsanlagen seit Jahrzehnten industriell ausgenutzt wird.The result is that the air is freed from particles and germs, which has been used industrially for decades in so-called electrostatic air treatment devices and dedusting systems.
Bei Apparaten nach dem Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung, wie zum Beispiel bei der seit 1857 ( Analen der Physik ) bekannten Siemensröhre oder bei dem in DE 199 31 366.0 beschriebenen Flachmodul, entstehen sowohl Ionen als auch Ozon. Die chemische Reaktivität von Ozon ist höher als die chemische Reaktivität von Sauerstoffionen. Die Nützlichkeit luftgetragener Sauerstoffionen ist in zahlreichen Arbeiten beschrieben worden und ein Prinzip der Natur zur Reinigung der Luft von Partikeln als auch zur Sterilisierung von Luft und von Oberflächen. In einigen Arbeiten wird berichtet, daß ionisierte Luft positiv auf das vegetative Nervensystem von Menschen und Tieren einwirken. Im Experiment konnte nachwiesen werden, daß unter Einfluß ionisierter Luft der Serotonin- Spiegel im Serum ansteigt.In devices based on the principle of dielectric barrier discharge, such as the Siemens tube known since 1857 (Analen der Physik) or the flat module described in DE 199 31 366.0, both ions and ozone are formed. The chemical reactivity of ozone is higher than the chemical reactivity of oxygen ions. The usefulness of airborne oxygen ions has been described in numerous works and is a principle of nature for cleaning the air from particles as well as for sterilizing air and surfaces. Some studies report that ionized air has a positive effect on the vegetative nervous system of humans and animals. In the experiment it could be demonstrated that the serotonin level in the serum increases under the influence of ionized air.
Weiter ist medizinisch durch Messung des Sauerstoffpartialdruckes im Blut bewiesen, daß die Sauerstoff aufnähme des Blutes nachhaltig verbessert wird, wenn die Luft ionisierten Sauerstoff enthält.It has also been medically proven by measuring the oxygen partial pressure in the blood that the oxygen uptake of the blood is sustainably improved if the air contains ionized oxygen.
Da in der Natur unter Einwirkung von zum Beispiel ionisierendendem ultravioletten Sonnenlichtes stets sowohl ein- und dreiatomiger Ozon als auch zweiatomige Sauerstoffionen entstehen, liegt es nahe, dieses hochwirksame und nützliche Prinzip der Natur technisch zur Aufbereitung von Luft auszunutzen.Since in nature under the influence of, for example, ionizing ultraviolet sunlight, both mono- and tri-atomic ozone and diatomic oxygen ions are always produced, it makes sense to use this highly effective and useful principle of nature technically to process air.
Die seit langem bekannte Spitzenionisation nach dem Koronarprinzip hat den prinzipiellen Nachteil, daß die Spitzen sich im Betrieb permanent verbrauchen und daß dazu Einflüsse wie Luftfeuchte, Distanz zur Gegenelektrode, schwankendeThe long-known tip ionization according to the coronary principle has the fundamental disadvantage that the tips are permanently used up during operation and that influences such as air humidity, distance to the counterelectrode fluctuate
Spannung an der Elektrode Einfluß nehmen auf die Effizienz der Ionen- und Ozon- Produktion. Im Nebenprodukt entsteht bei der Koronarentladung stets auch Ozon. Dem Stand der Technik entsprechend kann ein kontrollierter, sicherer und langzeitstabiler Betrieb mit auf dem Prinzip der Koronarentladung beruhenden Apparaten nicht garantiert werden. Dies mag der Grund dafür sein, daß sich dieses Prinzip großtechnisch nur in Anlagen zur Entstaubung von Abluft ( Industrie- Schornsteine ) erfolgreich bewährt hat, weil hier die genannten Nachteile nicht relevant sind.Voltage at the electrode influence the efficiency of the ion and ozone Production. In the by-product, coronary discharge always creates ozone. According to the state of the art, controlled, safe and long-term stable operation with devices based on the principle of coronary discharge cannot be guaranteed. This may be the reason why this principle has only proven itself on an industrial scale in systems for dedusting exhaust air (industrial chimneys), because the disadvantages mentioned are not relevant here.
Bei Anwendungen in Apparaten zur Aufbereitung von Atemluft bestehen Anforderungen an Luftionisations- und Ozonisierungsapparaten wie:For applications in breathing air treatment devices, there are requirements for air ionization and ozonization devices such as:
• Sicherer Betrieb, niemals darf die Konzentration von Ozon Werte erreichen, die bedenklich sind. Allerdings ist die Beimischung geringer Mengen Ozon, -etwa 10-15ppb-, durchaus erwünscht, weil die Natur in gesunder Außenluft stets auch geringe Mengen Ozon kennt, was sich nützlich auf die Luftqualität auswirkt. Die Ozonkonzentration muß unterhalb der• Safe operation, the concentration of ozone must never reach values that are of concern. However, the addition of small amounts of ozone, about 10-15ppb, is quite desirable because nature always knows small amounts of ozone in healthy outside air, which has a beneficial effect on air quality. The ozone concentration must be below the
Geruchsschwelle ( ca. 30-40ppb ) und unter dem bereits erwähnten Grenzwert der US-EPA von 50ppb sein.Odor threshold (about 30-40ppb) and below the US EPA limit of 50ppb already mentioned.
• Kontrollierte Erzeugung großer Mengen negativer und positiver Sauerstoffionen. • Langzeitstabilität und automatische Konstanthaltung der Produktionswerte.• Controlled generation of large amounts of negative and positive oxygen ions. • Long-term stability and automatic maintenance of production values.
• Steuerbar nach externen Einflüssen, wie zum Beispiel Luftmenge, Luftqualität.• Controllable according to external influences, such as air volume, air quality.
• Die Ionen- und Ozonerzeuger weisen zwischen Hochspannungserzeuger und Ionen- und Ozonerzeuger eine Regelschaltung auf, die als geschlossener Regelkreis ausgebildet ist mit dem Zweck, die einmal gewählte Produktionsmenge auch langfristig und unter Einfluß von z.B. Feuchte konstant zu halten.• The ion and ozone generators have a control circuit between the high-voltage generator and the ion and ozone generator, which is designed as a closed control loop with the purpose of making the selected production quantity long-term and under the influence of e.g. Keep humidity constant.
Wird in bestimmten Anwendungen gefordert, mehrheitlich aktive zweiatomige Sauerstoff ionen zu produzieren und Ozon kontrolliert nur in sehr kleinen Mengen zu erzeugen, erfolgt dies dem Stand der Technik entsprechend nach dem Verfahren der Spitzenionisation ( Koronar-Prinzip ). Allerdings kann mit dieser Technik weder die Langzeitstabilität als auch die Mengen an Ionen als auch die Anteile von Ozon zugesichert werden.If it is required in certain applications to produce predominantly active diatomic oxygen ions and to produce only very small quantities in a controlled manner, this is done according to the state of the art Tip ionization method (coronary principle). However, neither long-term stability nor the amounts of ions nor the proportions of ozone can be guaranteed with this technology.
Bei Anschalten einer Wechselspannung an z.B. ein planares Flachmodul nach der DE 199 31 366.0 , vorzugsweise einer mit einer Frequenz von 20-100KHz und einer Spannung zwischen 4KV bis 6KV, kommt es ab einer bestimmten, von der Geometrie abhängigen elektrischen Feldstärke aufgrund des Auftretens von Feldüberhöhungen an den Elektroden zur Produktion von negativen und positiven Ionen und zur Produktion von Ozon.When switching on an AC voltage e.g. a planar flat module according to DE 199 31 366.0, preferably one with a frequency of 20-100KHz and a voltage between 4KV to 6KV, it comes from a certain, depending on the geometry, electrical field strength due to the occurrence of field peaks on the electrodes for the production of negative and positive ions and for the production of ozone.
Dabei treten elektrische Entladungen nach dem Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung auf. Die den Einzelentladungen, „Filamente" genannt, innewohnende kinetische Energie zerlegt zweiatomige Sauerstoffmoleküle ( 02) zu Oi, die sich nach wenigen Millisekunden zu O3 rekombinieren.Electrical discharges occur according to the principle of dielectric barrier discharge. The kinetic energy inherent in the individual discharges, called "filaments", decomposes diatomic oxygen molecules (0 2 ) to Oi, which recombine to O3 after a few milliseconds.
Aus der DE 199 31 366.0 ist eine flache Baugruppe mit planarem Aufbau bekannt, die vorteilhaft und langzeitstabil Ozon und Sauerstoffionen nach dem Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung nach Anlegen einer elektrischen Hoch- frequenz-Hochspannung erzeugt. Damit lassen sich mit Hilfe von Ozon bzw. von aktiven Sauerstoff-Ionen in lufttechnischen Anlagen Gase, Dampfe, üble Gerüche sowie Keime aller Art zerstören und in der Luft enthaltene Gerüche und Keime oxidativ abbauen.A flat assembly with a planar structure is known from DE 199 31 366.0, which advantageously and long-term stable generates ozone and oxygen ions according to the principle of dielectric barrier discharge after application of an electrical high-frequency high voltage. With the help of ozone or active oxygen ions in ventilation systems, gases, vapors, bad smells and germs of all kinds can be destroyed and odors and germs contained in the air can be oxidatively broken down.
Beim Betrieb von Ozonisierungsgeräten treten Probleme auf: Herkömmliche elektrische Gasentladungsapparate eines zur Erzeugung von Sauerstoffionen, Sauerstoffatomen und Ozon sind mit einem erheblichen Risiko für Fehlfunktionen, insbesondere zu hohe Ozonproduktion, behaftet. Fehlfunktionen können z.B. durch Verschmutzung, Korrosion, Alterung, Abnutzung, Drift oder Ausfall einzelner, insbesondere elektrischer und elektronischer Komponenten des Gasentladungsapparates verursacht werden. Verschmutzung der Oberflächen, Luftfeuchte, Abbrand, und Einflüsse der Versorgungsspannung beeinflussen die Ozonproduktion, bzw. unterbinden sie völlig.Problems arise when operating ozonization devices: conventional electric gas discharge devices, one for generating oxygen ions, oxygen atoms and ozone, are associated with a considerable risk of malfunctions, in particular excessive ozone production. Malfunctions can be caused, for example, by contamination, corrosion, aging, wear, drift or failure of individual, in particular electrical and electronic, components of the gas discharge apparatus. Contamination of the surfaces, Humidity, burn-up and influences of the supply voltage influence or completely prevent ozone production.
Nachteilig bei allen bekannten Ausführungsformen von Gasentladungsmodulen ist, daß das bei zu hoher elektrischer Spannung entstehende überschüssige Ozon sehr unerwünscht ist und daß bei zu geringer elektrischer Spannung der Wirkungsgrad unzureichend ist. Problematisch ist, daß sich die Produktionsmenge von Ozon den unterschiedlichsten Beaufschlagungen der Luft mit Geruchsstoffen anpassen muß, weil stets ein bestimmtes Verhältnis von Ozon zu den luftgetragenen, oxidierbaren Luftbestandteilen bestehen muß. Wird zuwenig Ozon produziert, ist die Wirkung der Anlage unzureichend. Wird zuviel Ozon produziert, kann Ozon überschießen und belästigend wirken. Außerdem entstehen bei zu hoher elektrischer Spannung als Nebenprodukt stark ätzend wirkende und gesundheitsschädliche Stickoxide, welche die luftreinigende Wirkung dieser Geräte geradezu ad absurdum führen.A disadvantage of all known embodiments of gas discharge modules is that the excess ozone which arises when the electrical voltage is too high is very undesirable and that the efficiency is inadequate when the electrical voltage is too low. It is problematic that the production amount of ozone has to adapt to the most varied exposures in the air with odorous substances, because there always has to be a certain ratio of ozone to the air-borne, oxidizable air components. If too little ozone is produced, the effect of the system is insufficient. If too much ozone is produced, ozone can overshoot and have a nuisance. In addition, if the electrical voltage is too high, nitrogen oxides that are highly corrosive and harmful to health are produced as a by-product, which lead the air-cleaning effect of these devices to an almost absurd level.
So wurde nachgewiesen, daß das Verhältnis von produziertem Ozon zu produzierten Stickoxiden bei üblichen Ionisationsrnodulen, z.B. von klassischen Siemensröhren, zumeist etwa 10 Teile Ozon und 1 Teil Stickoxid ist (10:1). Bei richtiger Auswahl der Dimensionierungen des Gasentladungsmoduls und bei dessen konstantem Betrieb in einem eng definierten Arbeitsbereich läßt sich dieses Verhältnis auf Werte von ca. 50:1 verbessern.It has thus been demonstrated that the ratio of ozone produced to nitrogen oxides produced in conventional ionization modules, e.g. of classic Siemens tubes, mostly about 10 parts ozone and 1 part nitrogen oxide (10: 1). With the correct selection of the dimensions of the gas discharge module and its constant operation in a narrowly defined working range, this ratio can be improved to values of approx. 50: 1.
Dies ist für Anwendungen in lufttechnischen Anlagen deshalb von Bedeutung, weil Ozon als solcher in hohen Konzentrationen unerwünscht und durchaus gesundheitsrelevant ist, aber in sogenannten "natürlichen Konzentrationen" von ca. 50-200ppb (also Konzentrationen, wie sie z.B. in den Bergen oder an der See auch natürlich vorkommen) ohne negative Empfindungen und ohne weiteres physiologisch akzeptiert wird. Wird diesem "reinen Ozon" jedoch Stickoxid beigemischt, ändert sich sofort die physiologische Akzeptanz. Denn mit Stickoxid verunreinigter Ozon führt schon bei Konzentrationen von deutlich unter lOOppb zu heftigen Reizungen am Bindegewebe, vor allem an Augen, Hals und Nase. Es ist daher wichtig, daß die lonisationsmodule so aufgebaut werden und elektrisch so angesteuert werden, daß der Anteil von Stickoxiden an der Ozonproduktion so klein wie möglich ist.This is important for applications in ventilation systems because ozone as such is undesirable in high concentrations and is definitely health-relevant, but in so-called "natural concentrations" of approx. 50-200ppb (i.e. concentrations such as those found in the mountains or on the See also occur naturally) without negative sensations and is readily accepted physiologically. If nitrogen oxide is added to this "pure ozone", the physiological acceptance changes immediately. Because ozone contaminated with nitrogen oxide leads to concentrations well below 100ppb severe irritation to the connective tissue, especially the eyes, neck and nose. It is therefore important that the ionization modules are constructed and controlled electrically so that the proportion of nitrogen oxides in the ozone production is as small as possible.
Nachteilig in vorgenanntem Sinne ist bei herkömmlichen lonisationsgeräten, daß ihre Wirkung, z.B. das Verhältnis von produzierter Ozonmenge zu produzierter Stickoxid-Menge, durch zahlreiche Faktoren stark beeinflußt wird. So muß z.B. bei Austausch des Gasentladungsmoduls aufgrund von bauartbedingten Toleranzen, Exemplarstreuungen jeweils die Größe der Hochspannung durch einen Eingriff von außen neu eingestellt werden muß und die Wirkung, also die Ozonproduktion und ggf. die Stickoxidproduktion, neu eingemessen werden müssen. Derartige Maßnahmen sind des Weiteren auch nötig, um Alterungseffekte des Gasentladungsmoduls, z.B. wegen Abbrand der Elektroden, sowie Änderungen des Zustandes, der Zusammensetzung, der relativen Feuchte und der Strömungsgeschwindigkeit des Gases zu auszugleichen.A disadvantage in the aforementioned sense in conventional ionization devices is that their action, e.g. the ratio of the amount of ozone produced to the amount of nitrogen oxide produced, which is strongly influenced by numerous factors. For example, when replacing the gas discharge module due to design-related tolerances, specimen scatter, the size of the high voltage must be readjusted by an external intervention and the effect, i.e. the ozone production and possibly the nitrogen oxide production, must be re-measured. Such measures are also necessary to counteract the aging effects of the gas discharge module, e.g. to compensate for the erosion of the electrodes, as well as changes in the condition, composition, relative humidity and flow rate of the gas.
Um diese Nachteile zu kompensieren, sind sensorgesteuerte Anlagen bekannt, die den Betrieb der Anlagen in einem definierten, günstigen Bereich geregelt konstant halten. Bekannt ist, in Strömungsrichtung hinter dem Gasentladungsmodul einen Ozonsensor vorzusehen, dessen Signal über einen Regler dem Hochspannungserzeuger so zugeführt wird, daß eine steigende Ozonproduktion eine verminderte elektrische Spannung zur Folge hat, was im Ergebnis zu einem gleichmäßigen und niemals zu hohem Ozonpegel führt. Nachteilig ist, daß genaue und langzeitstabile Ozonmeßeräte sehr teuer sind und preiswerte Sensoren in den geforderten Konzentrationsbereichen von weniger als δOppb unzuverlässig sind.In order to compensate for these disadvantages, sensor-controlled systems are known which keep the operation of the systems constant in a defined, favorable range. It is known to provide an ozone sensor in the direction of flow behind the gas discharge module, the signal of which is fed to the high-voltage generator via a controller in such a way that increasing ozone production results in a reduced electrical voltage, which as a result leads to a uniform and never too high ozone level. It is disadvantageous that precise and long-term stable ozone measuring devices are very expensive and inexpensive sensors in the required concentration ranges of less than δOppb are unreliable.
Weiter wird im Stand der Technik vorgeschlagen, in Strömungsrichtung vor demIt is also proposed in the prior art, in the flow direction before
Gasentladungsmodul einen geeigneten Sensor anzuordnen, welcher die Strömungsgeschwindigkeit, die Luftfeuchte und die Konzentrationen an oxidierbaren Luftbestandteilen feststellt. Ein Steuergerät wertet diese Sensorsignale so aus, daß die lonisationsleistung dann erhöht wird, wennGas discharge module to arrange a suitable sensor that detects the flow rate, the humidity and the concentrations of oxidizable air components. A control unit evaluates these sensor signals so that the ionization capacity is increased if
• die Luftfeuchte zunimmt,• the air humidity increases,
• die Schadstoff -Konzentration in der Luft zunimmt,• the concentration of pollutants in the air increases,
• die Luftmenge bzw. die Strömungsgeschwindigkeit zunimmt bzw. umgekehrt. Diese Methoden sind aufwendig und erzeugen hohe Kosten.• the amount of air or the flow rate increases or vice versa. These methods are complex and generate high costs.
Wird entsprechend der Lehre der DE 10013 841.1 und DE 100 04326.7 und DE 101 180 78.0 aus den hochfrequenten und energiereichen, selektiv ausgekoppelten Filament-Entladungsimpulsen eine Regelspannung gewonnen, kann der Arbeitspunkt eines Ionisationsgerätes nach dem Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung so gewählt werden, daß eine maximale Ionisation erfolgt, und daß dabei eine so geringe Menge Ozon produziert wird, daß einerseits die sterilisierende und deodorierende Wirkung von Ozon genutzt wird, ohne daß dabei der Ozon riechbar wird oder Grenzwerte überschritten werden können. Beim Betrieb von Ozonisierungsgeräten treten Probleme auf. Herkömmliche elektrische Gasentladungsapparate eines zur Erzeugung von Sauerstoffionen, Sauerstoffatomen und Ozon sind mit einem erheblichen Risiko für Fehlfunktionen, insbesondere zu hohe Ozonproduktion, behaftet. Fehlfunktionen können z.B. durch Verschmutzung, Korrosion, Alterung, Abnutzung, Drift oder Ausfall einzelner, insbesondere elektrischer und elektronischer Komponenten des Gasentladungsapparates verursacht werden. Verschmutzung der Oberflächen, Luftfeuchte, Abbrand, und Einflüsse der Versorgungsspannung beeinflussen die Ozonproduktion, bzw. unterbinden sie völlig.If, according to the teaching of DE 10013 841.1 and DE 100 04326.7 and DE 101 180 78.0, a control voltage is obtained from the high-frequency and high-energy, selectively decoupled filament discharge pulses, the operating point of an ionization device can be selected according to the principle of dielectric barrier discharge so that a Maximum ionization takes place, and that such a small amount of ozone is produced that, on the one hand, the sterilizing and deodorizing effect of ozone is used without the ozone becoming smellable or limit values being exceeded. Problems arise when operating ozonization devices. Conventional electrical gas discharge apparatuses for generating oxygen ions, oxygen atoms and ozone are associated with a considerable risk of malfunctions, in particular excessive ozone production. Malfunctions can e.g. caused by dirt, corrosion, aging, wear, drift or failure of individual, in particular electrical and electronic components of the gas discharge apparatus. Soiling of the surfaces, air humidity, burn-up and influences of the supply voltage influence or completely prevent ozone production.
Soll beispielsweise ein solcher Gasentladungsapparat zur Luftaufbereitung in einem Kfz oder in einem geschlossenen Raum eingesetzt werden, so geht z.B. von einer Ozon-Überproduktion erhebliche Gefahr aus. Auch eine zu geringe Produktion von Sauerstoffionen, Sauerstoffatomen und Ozon ist unerwünscht, da in diesem Fall keine ausreichende Luftaufbereitung mehr stattfindet. In bestimmten Fällen kann sich auch eine zu geringe Produktion von Sauerstoffionen bzw. Sauerstoffatomen bzw. Ozon gesundheitsschädlich oder gefährlich auswirken, z.B. dann, wenn eine Aufbereitung von stark belasteter, ohne Aufbereitung nicht mehr atembarer Atemluft, durch derartige Gasentladungsapparate erfolgt. Insbesondere können solche Fehlfunktionen auch schleichend eintreten. Ohne regelmäßige, aufwendige Warrungs- und Kontrollmaßnahmen besteht bei herkömmlichen Gasentladungsapparaten eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür, daß solche Fehlfunktionen für längere Zeit unbemerkt bleiben. In der Kfz.-Anwendung z.B. ist jedoch keinerlei Wartung möglich, bzw. gewünscht.If, for example, such a gas discharge apparatus is to be used for air treatment in a motor vehicle or in a closed room, there is a considerable risk, for example, of an overproduction of ozone. Too little production of oxygen ions, oxygen atoms and ozone is also undesirable since in this case there is no longer sufficient air treatment. In certain cases, too little production of oxygen ions or oxygen atoms or ozone can be harmful or dangerous, for example then when such heavily polluted breathing air, which can no longer be breathed, is processed by such gas discharge apparatuses. In particular, such malfunctions can also occur gradually. Without regular, expensive maintenance and control measures, there is a high probability in conventional gas discharge apparatuses that such malfunctions remain unnoticed for a long time. In the automotive application, for example, no maintenance is possible or desired.
Technische Aufgabe:Technical task:
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Ozon/ Sauerstof f ionen/ Sauerstoff atomerzeugers sowie einen Ozon/ Sauerstoffionen/ Sauerstoff atomerzeuger zur Verfügung stellen, mit welchem gezielt geringe wirksame Mengen Ozon erzeugt werden können, ohne Grenzwerte zu überschrei- ten.The invention is based on the object of providing a method for operating an ozone / oxygen ion / oxygen atom generator and an ozone / oxygen ion / oxygen atom generator with which small effective amounts of ozone can be generated in a targeted manner without exceeding limit values ,
Bevorzugt soll zudem eine gute Absicherung gegen Fehlfunktionen vorliegen.Good protection against malfunctions should preferably also be present.
In der Kfz-Anwendung von Ozonisierungsgeräten z.B. soll die Funktion möglichst über die gesamte Lebensdauer von ca. 4000h zuverlässig gegeben sein.In the automotive application of ozonization devices e.g. the function should be reliable over the entire service life of approx. 4000h.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1. Die Erzeugung von Ozon kann ohne weitere zusätzliche Sensoren genau geregelt werden, weil die Zahl der Entladungen einen direkten Rückschluss auf die sich bildende Menge an Ozon zulässt.This object is achieved according to the invention by a method according to claim 1. The generation of ozone can be precisely regulated without additional sensors because the number of discharges allows a direct conclusion to be drawn about the amount of ozone being formed.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den nachfolgenden Ansprüchen.Further advantageous configurations can be found in the following claims.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist es, dass über eine geschlossene Regelstrecke ein Vergleich der Zahl der tatsächlich erfolgenden Entladungen mit einer vorgegebenen Sollzahl stattfindet. Diese Sollzahl kann von außen verändert werden. Diese Veränderung kann insbesondere über eine Schnittstelle, insbesondere auch analog oder mittels einer zeitabhängigen Funktion erfolgen.An essential aspect of the invention is that a comparison of the number of discharges actually taking place over a closed controlled system a predetermined target number takes place. This target number can be changed from outside. This change can take place in particular via an interface, in particular also analogously or by means of a time-dependent function.
Vorteilhaft ist insbesondere, dass mit dem vorgeschlagenen Verfahren eine Erzeugung von Ozon in kleinsten Mengen und dennoch sehr genau stattfinden kann, wodurch einerseits die luftreinigende Funktion des Ozon gegeben ist und andererseits eine Überschreitung von gesetzlichen Grenzwerten unterbleibt.It is particularly advantageous that the proposed method can produce ozone in the smallest quantities and yet very precisely, which on the one hand provides the air-purifying function of the ozone and on the other hand does not exceed legal limit values.
Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist das Verfahren eigensicher und es wird verhindert, dass bei einer Fehlfunktion des Gerätes eine unkontrollierbare Ozonproduktion stattfindet.The proposed measures make the process intrinsically safe and prevent uncontrollable ozone production from occurring if the device malfunctions.
Die Erfindung umfasst zudem ein Verfahren zum Betreiben eines zur Erzeugung von Sauerstoff ionen, Sauerstoff atomen und Ozon in der Luft dienenden elektrischen Gasentladungsapparates, welcher ein Gasentladungsmodul, insbesondere eines solchen für dielektrisch behinderte Entladung, mit zwei Elektroden aufweist, zwischen denen über eine Zuleitung und eine Rückleitung eine von einem Hochspannungsgenerator erzeugte Hochspannung zumindest zeitweise angelegt wird, welche eine Wechselspannung oder eine pulsierende Gleichspannung ist und welche eine Gasentladung in dem Gasentladungsmodul sowie einen elektrischen Strom durch die Hinleitung, das Gasentladungsmodul und die Rückleitung erzeugt, und durch die Gasentladung Entladeimpulse entstehen, deren jeder einen Strahlungsblitz und einen Stromimpuls erzeugt, wobei sich die Stromimpulse dem Strom als Stromimpulse bzw. Rauschen überlagern und bei jedem Entladeimpuls im Mittel eine bestimmte Einzelmenge Mo von Ozon und gegebenenfalls von Sauerstoffionen sowie Sauerstoffatomen entsteht, und ein Schaltsignal, welches die Hochspannung des Hochspannungsgenerators abschaltet und/ oder eine Störungsmeldung auslöst, dann erzeugt wird, wenn - entweder die innerhalb einer vorgegebenen Zählzeitdauer auftretenden Stromimpulse oder Strahlungsblitze durch eine Zählschaltung gezählt werden und das Zählergebnis kleiner bzw. größer ist als eine vorgegebene Vergleichszahl, erste Bedingung, oder die Stromimpulse bzw. das Rauschen ein Pulssignal erzeugen und dieses mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen wird, und das Pulssignal kleiner bzw. größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert, zweiteThe invention also encompasses a method for operating an electrical gas discharge apparatus which is used to generate oxygen ions, oxygen atoms and ozone in the air and which has a gas discharge module, in particular one for dielectric barrier discharge, with two electrodes, between which there is a feed line and one Return line, a high voltage generated by a high voltage generator is applied at least temporarily, which is an alternating voltage or a pulsating direct voltage and which generates a gas discharge in the gas discharge module and an electrical current through the supply line, the gas discharge module and the return line, and discharge pulses arise from the gas discharge, the latter of which each generates a radiation flash and a current pulse, the current pulses superimposing the current as current pulses or noise and with each discharge pulse on average a certain individual amount Mo of ozone and possibly of acid Material ions and oxygen atoms are generated, and a switching signal that switches off the high voltage of the high-voltage generator and / or triggers a fault message is generated when - either the current pulses or radiation flashes that occur within a predetermined counting period are counted by a counting circuit are and the count result is smaller or larger than a predetermined comparison number, first condition, or the current pulses or the noise generate a pulse signal and this is compared with a predetermined threshold value, and the pulse signal is smaller or larger than a predetermined threshold value, second
Bedingung.Condition.
Die Erfindung umfasst zudem ein Verfahren zum Betreiben eines zur Erzeugung von Sauerstoffionen, Sauerstoffatomen und Ozon in der Luft dienenden elektrischen Gasentladungsapparates, welcher ein Gasentladungsmodul, insbesondere eines solchen für dielektrisch behinderte Entladung, mit zwei Elektroden aufweist, zwischen denen über eine Zuleitung und eine Rückleitung eine von einem Hochspannungsgenerator erzeugte Hochspannung zumindest zeitweise angelegt wird, welche eine Wechselspannung oder eine pulsierende Gleichspannung ist und welche eine Gasentladung in dem Gasentladungsmodul sowie einen elektrischen Strom durch die Hinleitung, das Gasentladungsmodul und die Rückleitung erzeugt, und durch die Gasentladung Entladeimpulse entstehen, deren jeder einen Strahlungsblitz und einen Stromimpuls erzeugt, wobei sich die Stromimpulse dem Strom als Stromimpulse bzw. Rauschen überlagern und bei jedem Entladeimpuls im Mittel eine bestimmte Einzelmenge Mo von Ozon und gegebenenfalls von Sauerstoffionen sowie Sauerstoffatomen entsteht, und ein Schaltsignal dann erzeugt wird, wenn entweder die innerhalb einer vorgegebenen Zählzeitdauer auftretenden Stromimpulse oder Strahlungsblitze durch eine Zählschaltung gezählt werden und das Zählergebnis kleiner bzw. größer ist als eine vorgegebeneThe invention also encompasses a method for operating an electrical gas discharge apparatus which is used to generate oxygen ions, oxygen atoms and ozone in the air and which has a gas discharge module, in particular one for dielectric barrier discharge, with two electrodes, between which one has a feed line and a return line high voltage generated by a high-voltage generator is applied at least temporarily, which is an alternating voltage or a pulsating direct voltage and which generates a gas discharge in the gas discharge module and an electrical current through the supply line, the gas discharge module and the return line, and discharge pulses are generated by the gas discharge, each of which produces a discharge pulse Radiation flash and a current pulse are generated, the current pulses superimposing the current as current pulses or noise and with each discharge pulse on average a certain individual amount Mo of ozone and possibly Sauerst ions and oxygen atoms, and a switching signal is generated when either the current pulses or radiation flashes occurring within a predetermined counting period are counted by a counting circuit and the counting result is smaller or greater than a predetermined one
Vergleichszahl, erste Bedingung, oder die Stromimpulse bzw. das Rauschen ein Pulssignal erzeugen und dieses mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen wird, und das Pulssignal kleiner bzw. größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert, zweite Bedingung, wobei die Anzahl der Auslösungen des Schaltsignals gezählt wird und das Schaltsignal dann nach jeweils einer vorgegebenen Haltezeitdauer nach seiner Auslösung zurückgesetzt wird, wenn die Anzahl der Auslösungen einen bestimmten Grenzwert nicht übersteigt, und nicht mehr zurückgesetzt wird und die Hochspannung des Hochspannungsgenerators abgeschaltet und/ oder eine Störungsmeldung ausgelöst wird, wenn die Anzahl der Auslösungen den Grenzwert übersteigt.Comparison number, first condition, or the current pulses or the noise generate a pulse signal and this is compared with a predetermined threshold value, and the pulse signal is smaller or greater than a predetermined threshold value, second condition, wherein the number of trips of the switching signal is counted and the switching signal is then reset after a predetermined holding period after its trip, if the number of trips does not exceed a certain limit value, and is no longer reset and the high voltage of the high-voltage generator is switched off and / or Fault message is triggered when the number of trips exceeds the limit.
In dieser Variante führt also eine einzige Auslösung des Schaltsignals noch nicht zur Abschaltung der Hochspannung. Vielmehr wird dieses Schaltsignal bei nach wie vor eingeschalteter Hochspannung wieder zurückgesetzt. Die Hochspannung wird erst abgeschaltet, nachdem das Schaltsignal mehrmals ausgelöst wurde. Gemäß einer weiteren Variante wird die Hochspannung wird nur dann abgeschaltet, wenn das Schaltsignal mehrmals innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne ausgelöst wurde.In this variant, a single triggering of the switching signal does not yet result in the high voltage being switched off. Rather, this switching signal is reset when the high voltage is still switched on. The high voltage is only switched off after the switching signal has been triggered several times. According to a further variant, the high voltage is only switched off if the switching signal has been triggered several times within a predetermined period of time.
Die Erfindung umfasst zudem einen Gasentladungsapparat zur Erzeugung von Sauerstoffionen, Sauerstoffatomen und Ozon in der Luft, umfassend ein Gasentladungsmodul, insbesondere eines solchen für dielektrisch behinderte Entladung, mit zwei Elektroden, zwischen denen über eine Zuleitung und eine Rückleitung zumindest zeitweise eine von einem Hochspannungsgenerator erzeugte Hochspannung anliegt, welche eine Wechselspannung oder eine pulsierende Gleichspannung ist und welche eine Gasentladung in dem Gasentladungsmodul sowie einen elektrischen Strom durch die Hinleitung, das Gasentladungsmodul und die Rückleitung erzeugt, durch welche Gasentladung Entladeimpulse entstehen, deren jeder einen Strahlungsblitz und einen Stromimpuls erzeugt, wobei sich die Stromimpulse dem Strom als Stromimpulse bzw. Rauschen überlagern und bei jedem Entladeimpuls im Mittel eine bestimmte Einzelmenge Mo von Ozon und gegebenenfalls von Sauerstoffionen sowie Sauerstoffatomen entsteht, und der Gasentladungsapparat entweder eine Zählschaltung umfaßt, welche imstande ist, die Anzahl der während einer vorgegebenen Zählzeitdauer auftretenden Stromimpulse oder Strahlungsblitze zu zählen und das Zählergebnis mit einer vorgegebenen Vergleichszahl zu vergleichen und ein Schaltsignal unter der Bedingung, erste Bedingung, auszulösen, daß das Zählergebnis kleiner bzw. größer ist als die vorgegebene Vergleichszahl, oder imstande ist, aus den Stromimpulsen bzw. dem Rauschen ein Pulssignal zu erzeugen und dieses mit Hilfe einer Vergleichsschaltung mit einem vorgegebenen Schwellenwert zu vergleichen und das Schaltsignal unter der Bedingung, zweite Bedingung, auszulösen, daß das Pulssignal kleiner bzw. größer ist als der vorgegebene Schwellenwert, wobei das Schaltsignal ein Abschalten der Hochspannung und/ oder eine Ausgabe einer Störungsmeldung zu bewirken imstande ist.The invention also comprises a gas discharge apparatus for generating oxygen ions, oxygen atoms and ozone in the air, comprising a gas discharge module, in particular one for dielectric barrier discharge, with two electrodes, between which, at least temporarily, a high voltage generated by a high-voltage generator via a supply line and a return line which is an AC voltage or a pulsating DC voltage and which generates a gas discharge in the gas discharge module and an electrical current through the feed line, the gas discharge module and the return line, through which gas discharge discharge pulses are generated, each of which generates a radiation flash and a current pulse, the Superimpose current impulses on the current as current impulses or noise and with each discharge impulse a certain individual quantity Mo of ozone and possibly of oxygen ions and oxygen atoms is created on average and the gas discharge apparatus advice either comprises a counting circuit which is able to count the number of current pulses or radiation flashes occurring during a predetermined counting period and to compare the counting result with a predetermined comparison number and to trigger a switching signal under the condition, first condition, that the counting result is smaller or larger is than the predetermined comparison number, or is able to generate a pulse signal from the current pulses or the noise and to compare this with the aid of a comparison circuit with a predetermined threshold value and to trigger the switching signal under the condition, second condition, that the pulse signal is smaller or is greater than the predefined threshold value, the switching signal being able to switch off the high voltage and / or to issue a fault message.
Gemäß einer Variante der Erfindung wird zum Zweck der Überwachung der Funktion des Gasentladungsapparates entweder die Anzahl der während der vorgegebenen Zählzeitdauer auftretenden Stromimpulse durch die Zählschaltung gezählt und das Zählergebnis mit der vorgegebenen Vergleichszahl verglichen, wobei das Schaltsignal unter der Bedingung, erste Bedingung, ausgelöst wird, daß das Zählergebnis kleiner bzw. größer ist als die vorgegebene Vergleichszahl, oder die Stromimpulse bzw. das Rauschen werden zur Bildung eines Pulssignals herangezogen und dieses mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen, wobei das Schaltsignal unter der Bedingung, zweite Bedingung, ausgelöst wird, daß das Pulssignal kleiner bzw. größer ist als der vorgegebene Schwellenwert.According to a variant of the invention, for the purpose of monitoring the function of the gas discharge apparatus, either the number of current pulses occurring during the predefined counting period is counted by the counting circuit and the counting result is compared with the predefined comparison number, the switching signal being triggered under the condition, first condition, that the count result is smaller or larger than the predetermined comparison number, or the current pulses or the noise are used to form a pulse signal and this is compared with a predetermined threshold value, the switching signal being triggered under the condition, second condition, that the pulse signal is smaller or larger than the predetermined threshold.
Mit Hilfe der Erfindung ist die Gefahr einer Fehlfunktion, und hierbei insbesondere die Gefahr einer unbemerkten Fehlfunktion, wesentlich reduziert, da Fehlfunktionen festgestellt werden und zur Selbstabschaltung der Gasentladung und/ oder zur Ausgabe einer Störungsmeldung führen. Ein erfindungsgemäßer Gasentladungsapparat besitzt daher nicht nur eine große Sicherheit gegenüber einer Fortdauer des Betriebes trotz Fehlfunktion, sondern ist auch ferndiagnosefähig. Die Fehlfunktion kann z.B. über eine Kommunikationsschnittstelle automatisch gemeldet werden, so daß die Störungsmeldung über die Komn unikationsschnittstelle ausgegeben wird.With the aid of the invention, the risk of a malfunction, and in particular the risk of an unnoticed malfunction, is substantially reduced, since malfunctions are determined and lead to the gas discharge switching itself off and / or to the output of a fault message. A gas discharge apparatus according to the invention therefore not only has great security against continued operation despite malfunction, but is also remote diagnostic capability. The malfunction can be reported automatically, for example, via a communication interface, so that the fault message is output via the communication interface.
Die Stromimpulse bzw. das Rauschen werden vorzugsweise durch ein Auskoppelelement z.B. induktiv oder kapazitiv aus der Hinleitung oder der Rückleitung ausgekoppelt. Zu diesem Zweck kann der Gasentladungsapparat ein Auskoppelelement umfassen, welches imstande ist, die Stromimpulse z.B. induktiv oder kapazitiv aus der Hinleitung oder der Rückleitung auszukoppeln und über einen Auskopplungsausgang abzugeben. Als induktives Auskoppelelement kann z.B. ein Übertrager benutzt werden, dessen eine Wicklung in der Hinleitung oder in der Rückleitung zwischengeschaltet ist; in diesem Fall werden die ausgekoppelten Strornimpulse bzw. das ausgekoppelte Rauschen durch die andere Wicklung abgegeben. Der Übertrager kann vorteilhaft so ausgelegt sein, daß die Grundfrequenz der Hochspannung nicht oder nur unwesentlich auf die zweite Wicklung übergeht, so daß die zweite Wicklung ein Signal abgibt, welches nicht bzw. nur wenig durch die genannte Grundfrequenz moduliert ist.The current pulses or the noise are preferably generated by a decoupling element e.g. inductively or capacitively decoupled from the forward or return line. For this purpose, the gas discharge apparatus can comprise a decoupling element which is able to transmit the current pulses e.g. Decouple inductively or capacitively from the forward or return line and deliver it via a decoupling output. As an inductive coupling element, e.g. a transformer can be used, the winding of which is interposed in the forward line or in the return line; in this case, the outcoupled current impulses or the outcoupled noise are emitted by the other winding. The transformer can advantageously be designed such that the fundamental frequency of the high voltage does not, or only insignificantly, pass to the second winding, so that the second winding emits a signal which is not or only slightly modulated by the fundamental frequency mentioned.
Aufgrund der Notwendigkeit, die Ozonkonzentration in der ausgeblasenen Luft auf einen von der amerikanischen Umweltbehörde ( US-EPA / Environment Protection Agency ) und der DIN / EN-Norm EN 60335-2-65 ; (1995) zwingend geforderten Wert sicher so zu begrenzen, daß niemals in den so belüfteten Räumen ein Ozon-Pegel von mehr als 50ppb entstehen kann, beschäftigt sich die hier vorgestellte Patentanmeldung mit der nützlichen Wirkung ionisierter Luftionen und der technischen und sicheren Anwendung aktiver Sauerstoffionen unter Einhaltung der geforderten Grenzwerte.Due to the need to adjust the ozone concentration in the blown air to one of the American Environmental Protection Agency (US-EPA / Environment Protection Agency) and the DIN / EN standard EN 60335-2-65; (1995) to limit the mandatory value so that an ozone level of more than 50ppb can never arise in the rooms thus ventilated, the patent application presented here deals with the beneficial effects of ionized air ions and the technical and safe use of active oxygen ions Compliance with the required limit values.
Im Falle von Fehlfunktionen soll dies z.B. über eine Komniunikationsschnittstelle automatisch gemeldet werden, so daß vorteilhafterweise auf eine prophylaktische Routine- Wartung der Ozonisierungsgräte verzichtet werden kann. Die hier vorgestellte Erfindung beschreibt eine vorteilhafte und sichere Methode, welche sich selbst überwacht und Datenkonstanz im Langzeitbetrieb aufweist.In the event of malfunctions, this is to be reported automatically, for example via a communication interface, so that it is advantageously possible to dispense with prophylactic routine maintenance of the ozonizing devices. The invention presented here describes an advantageous and safe method which monitors itself and has data consistency in long-term operation.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, daß jeder Entladeimpuls im Mittel eine bestimmte Einzelmenge Mo von Ozon bzw. Sauerstoffionen bzw. Sauerstoffatomen erzeugt, so daß die produzierte Menge von Ozon bzw. Sauerstoffionen bzw. Sauerstoffatomen zu der Anzahl der Entladeimpulse im wesentlichen proportional ist. Typischerweise werden einige Pikogramm Ozon je Entladeimpuls erzeugt, wobei dieser Wert selbstverständlich von der Geometrie des Gasentlädungsmoduls abhängt. Die Entladeimpulse können gezählt werden.The invention is based on the knowledge that each discharge pulse generates on average a certain individual amount Mo of ozone or oxygen ions or oxygen atoms, so that the amount of ozone or oxygen ions or oxygen atoms produced is essentially proportional to the number of discharge pulses. Typically, a few picograms of ozone are generated per discharge pulse, this value of course depending on the geometry of the gas discharge module. The discharge pulses can be counted.
Die Größe des Pulssignals und die Anzahl der während einer vorgegebenen Zählzeitdauer auftretenden Stromimpulse sind jeweils ein Maß für die Produktionsrate von Sauerstoffionen bzw. Sauerstoffatomen bzw. Ozonmolekülen bzw. Ozonionen. Eine zu hohe Produktionsrate äußert sich daher in einer zu großen Zahl von Entladeimpulsen pro Zeit bzw. in einem zu großen Pulssignal, eine zu niedrige Produktionsrate in einer zu kleinen Zahl von Entladeimpulsen pro Zeit bzw. in einem zu kleinen Pulssignal. Dies wird erfindungsgemäß für eine Selbstüberwachung des Gasentladungsapparates ausgenutzt, wobei eine zu hohe und/ oder zu niedrige Produktionsrate zur zwangsweisen Abschaltung der Hochspannung führt.The size of the pulse signal and the number of current pulses occurring during a predetermined counting period are each a measure of the production rate of oxygen ions or oxygen atoms or ozone molecules or ozone ions. An excessively high production rate therefore manifests itself in an excessively large number of discharge pulses per time or in an excessively large pulse signal, an excessively low production rate in an insufficient number of discharge pulses per time or in an excessively small pulse signal. According to the invention, this is used for self-monitoring of the gas discharge apparatus, an excessively high and / or too low production rate leading to the forced shutdown of the high voltage.
Die einzelnen Entladeimpulse sind in der Regel von weit kürzerer Zeitdauer als die Halbwellen der Hochspannung HV; sie können z.B. 0,1 Mikrosekunden andauern und dabei Amplituden von z.B. 50 Volt erreichen; diese Werte hängen selbstverständlich von den Betriebsbedingungen und der Geometrie das Gasentladungsmoduls ab. Typischerweise entstehen z.B. 5 bis 50 Entladeimpulse je Halbwelle der Hochspannung HV.The individual discharge pulses are generally of a much shorter duration than the half-waves of the high voltage HV; you can e.g. Last 0.1 microseconds and thereby amplitudes of e.g. Reach 50 volts; these values naturally depend on the operating conditions and the geometry of the gas discharge module. Typically e.g. 5 to 50 discharge pulses per half-wave of the high voltage HV.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung bilden die Stromimpulse bzw. das Rauschen unmittelbar das Pulssignal. Gemäß einer anderen Ausgestaltung ist zwischen den Auskopplungsausgang und die Vergleichsschaltung bzw. die Zählschaltung ein Filter, insbesondere Hochpaß oder Bandpaß, zwischengeschaltet, so daß die Stromimpulse bzw. das Rauschen nach der Auskopplung ein Filter, insbesondere Hochpaß oder Bandpaß, durchlaufen und das Pulssignal somit ein gefiltertes Signal ist. Das Filter kann insbesondere so ausgelegt sein, daß es die ausgekoppelten Stromimpulse passieren läßt, die Grundfrequenz der Hochspannung jedoch unterdrückt. Der Hochpaß kann z.B. eine Grenzfrequenz von über 500 kHz besitzen.According to one embodiment of the invention, the current pulses or the noise form the pulse signal directly. According to another embodiment between the decoupling output and the comparison circuit or the counter circuit, a filter, in particular high-pass or band-pass, interposed, so that the current pulses or the noise after decoupling pass through a filter, in particular high-pass or band-pass, and the pulse signal is therefore a filtered signal. The filter can in particular be designed so that it allows the decoupled current pulses to pass through, but suppresses the fundamental frequency of the high voltage. The high-pass filter can have a cut-off frequency of over 500 kHz, for example.
Die Strahlungsblitze können durch einen Strahlungsdetektor erfaßt und in Stromimpulse umgesetzt werden, so daß eine Auskopplung aus der Hinleitung oder aus der Rückleitung entfallen kann.The radiation flashes can be detected by a radiation detector and converted into current pulses, so that coupling out from the outgoing line or from the return line can be omitted.
Gemäß einer bevorzugten Variante ist ein Gleichrichter oder eine Diode zwischen den Auskopplungsausgang und die Vergleichsschaltung bzw. zwischen den Auskopplungsausgang und die Zählschaltung zwischengeschaltet, so daß die Stromimpulse bzw. das Rauschen nach der Auskopplung die Diode durchlaufen oder gleichgerichtet werden und das Pulssignal keine wechselnde Polarität aufweist, sondern unipolar ist., wobei gegebenenfalls nur solche Stromimpulse gezählt werden, deren Größe einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt.According to a preferred variant, a rectifier or a diode is interposed between the decoupling output and the comparison circuit or between the decoupling output and the counting circuit, so that the current pulses or the noise pass through the diode or are rectified after the decoupling and the pulse signal has no alternating polarity , but is unipolar. Where appropriate, only those current pulses are counted whose size exceeds a predetermined limit value.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung bilden die so gewonnen unipolaren Stromimpulse bzw. das so gewonnene unipolare Rauschen unmittelbar das Pulssignal.According to one embodiment of the invention, the unipolar current pulses or the unipolar noise thus obtained directly form the pulse signal.
Gemäß einer anderen Variante umfaßt der Gasentladungsapparat einen Sensor für elektromagnetische Strahlung. Dieser ist mit der Zählschaltung verbunden und imstande, die Strahlungsblitze zu erfassen und bei jedem erfaßten Strahlungsblitz einen Puls abzugeben, wobei die Zählschaltung die Pulse zu zählen imstande ist. In diesem Fall werden also die Entladeimpulse durch Zählung der Strahlungsblitze und nicht durch Zählung der Stromimpulse gezählt. Die von dem Sensor erfaßte Strahlung kann z.B. sichtbares Licht, UV-Licht oder Röntgenstrahlung sein.According to another variant, the gas discharge apparatus comprises a sensor for electromagnetic radiation. This is connected to the counting circuit and is able to detect the radiation flashes and to emit a pulse for each radiation flash detected, the counting circuit being able to count the pulses. In this case, the discharge pulses are obtained by counting the flashes of radiation and not counted by counting the current pulses. The radiation detected by the sensor can be visible light, UV light or X-rays, for example.
Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung werden nur solche Stromimpulse gezählt, deren Größe einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt. Zu diesem Zweck kann zwischen den Auskopplungsausgang und die Zählschaltung ein Grenzwertschalter, z.B. ein Komparator, zwischengeschaltet sein, welcher dann und nur dann ein Digitalsignal an die Zählschaltung abgibt, wenn die Höhe eines Stromimpulses den Grenzwert übersteigt, so daß die Zählschaltung nur solche Stromimpulse zählt, deren Höhe den Grenzwert übersteigt, und keine analogen Stromimpulse verarbeitet. Solche Stromimpulse, deren Höhe den Grenzwert nicht erreicht, werden hierbei als Störimpulse betrachtet und nicht gezählt. Vorteilhaft hierbei ist, daß so eine Auslösung des Schaltsignals aufgrund von Störimpulsen vermieden werden kann. Der Grenzwertschalter kann alternativ hierzu auch interner Bestandteil der Zählschaltung selbst sein, anstatt ihr extern vorgeschaltet zu sein. Die Zählschaltung kann des Weiteren einen Speicher umfassen, in welchem die Zählergebnisse zwischengespeichert werden.According to a preferred variant of the invention, only those current pulses are counted whose size exceeds a predetermined limit value. For this purpose, a limit switch, e.g. a comparator to be interposed, which then and only outputs a digital signal to the counting circuit when the level of a current pulse exceeds the limit value, so that the counting circuit counts only those current pulses whose level exceeds the limit value and does not process any analog current pulses. Such current pulses, the level of which does not reach the limit value, are considered here as interference pulses and are not counted. It is advantageous here that a triggering of the switching signal due to interference pulses can be avoided. As an alternative to this, the limit switch can also be an internal component of the counter circuit itself, instead of being connected upstream of it externally. The counting circuit can further comprise a memory in which the counting results are temporarily stored.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung werden die Stromimpulse bzw. das Rauschen mit einer vorgegebenen Integrationszeit oder einer vorgegebenen Integrationszeitkonstanten durch eine Integrierschaltung zeitlich integriert, so daß das Pulssignal ein integrales Pulssignal ist. Zu diesem Zweck kann der Vergleichsschaltung eine Integrierschaltung vorgeschaltet sein, welche imstande ist, die Stromimpulse bzw. das Rauschen mit einer vorgegebenen Integrationszeit oder einer vorgegebenen Integrationszeitkonstanten zeitlich zu integrieren. Vorteilhaft hierbei ist, daß so eine Auslösung des Schaltsignals durch kurzzeitige einzelne Störimpulse oder Stromschwankungen vermieden werden kann. Die Integrationszeitkonstante kann z.B. 100 Millisekunden betragen.According to a preferred embodiment, the current pulses or the noise are integrated in time with a predetermined integration time or a predetermined integration time constant by an integrating circuit, so that the pulse signal is an integral pulse signal. For this purpose, the comparison circuit can be preceded by an integrating circuit which is capable of integrating the current pulses or the noise in time with a predefined integration time or a predefined integration time constant. The advantage here is that such a triggering of the switching signal by brief individual glitches or current fluctuations can be avoided. The integration time constant can e.g. 100 milliseconds.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Gleichrichter oder die Diode zwischen den Auskopplungsausgang und die Integrierschaltung zwischen- geschaltet, so daß die Stromimpulse bzw. das Rauschen vor Erreichen der Integrierschaltung gleichgerichtet werden.According to a preferred embodiment, the rectifier or the diode is connected between the decoupling output and the integrating circuit. switched so that the current pulses or the noise are rectified before reaching the integrating circuit.
Gemäß einer Variante der Erfindung werden die Stromimpulse an einen Grenzwertschalter geführt, welcher nur dann ein Digitalsignal abgibt, wenn die Höhe eines Stromimpulses einen bestimmten Grenzwert übersteigt, und die Digitalsignale mit einer vorgegebenen Integrationszeit oder einer vorgegebenen Integrationszeitkonstanten zu dem Pulssignal integriert werden, so daß das Pulssignal ein integrales Pulssignal ist. Zu diesem Zweck kann der Gasentladungsapparat einen Strahlungsdetektor aufweisen, welcher die Strahlungsblitze zu erfassen und in Stromimpulse umzusetzen imstande ist.According to a variant of the invention, the current pulses are passed to a limit switch, which only emits a digital signal if the magnitude of a current pulse exceeds a certain limit, and the digital signals are integrated into the pulse signal with a predetermined integration time or a predetermined integration time constant, so that the Pulse signal is an integral pulse signal. For this purpose, the gas discharge apparatus can have a radiation detector, which is able to detect the radiation flashes and convert them into current pulses.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann fortlaufend oder in vorgegebenen Zeitabständen oder nur zu vorgegebenen Zeiten durchgeführt werden. Auch können z.B. zwei verschiedene Verfahrensvarianten alternierend durchgeführt werden. Zunächst kann hierzu für eine bestimmte Zeit das Pulssignal mit einem ersten Schwellenwert verglichen und das Schaltsignal erzeugt werden, falls das Pulssignal kleiner ist als der erste Schwellenwert, und anschließend für eine bestimmte Zeit das Pulssignal mit einem zweiten, größeren Schwellenwert verglichen und das Schaltsignal erzeugt werden, falls das Pulssignal größer ist als der zweite Schwellenwert, usw.. Alternativ dazu können diese beiden Vergleiche, anstatt alternierend ausgeführt zu werden, selbstverständlich gleichzeitig oder jeweils fortlaufend durchgeführt werden; hierzu kann hardwaremäßig eine zweite Vergleichsschaltung benutzt werden. Selbstverständlich können die beiden Vergleiche, anstatt alternierend ausgeführt zu werden, gleichzeitig oder jeweils fortlaufend durchgeführt werden; hierzu kann hardwaremäßig eine zweite Vergleichsschaltung benutzt werden.The method according to the invention can be carried out continuously or at predetermined time intervals or only at predetermined times. Also e.g. two different process variants can be carried out alternately. First of all, the pulse signal can be compared with a first threshold value for a certain time and the switching signal can be generated if the pulse signal is smaller than the first threshold value, and then the pulse signal can be compared with a second, larger threshold value for a certain time and the switching signal can be generated , if the pulse signal is greater than the second threshold value, etc. Alternatively, instead of being carried out alternately, these two comparisons can of course be carried out simultaneously or continuously in each case; a second comparison circuit can be used in terms of hardware. Of course, instead of being carried out alternately, the two comparisons can be carried out simultaneously or continuously; a second comparison circuit can be used in terms of hardware.
Alternativ dazu kann für eine bestimmte Zeit das Zählergebnis jeweils mit einer ersten Vergleichszahl verglichen und das Schaltsignal erzeugt werden, falls einAs an alternative to this, the counting result can in each case be compared with a first comparison number for a specific time and the switching signal can be generated, if one
Zählergebnis ermittelt wird, welches größer ist als die erste Vergleichszahl, und anschließend für eine bestimmte Zeit das Zählergebnis jeweils mit einer zweiten, größeren Vergleichszahl verglichen und das Schaltsignal erzeugt werden, falls das Zählergebnis größer ist als die zweite Vergleichszahl, usw.. Selbstverständlich können auch die beiden Vergleiche, anstatt alternierend ausgeführt zu werden, gleichzeitig oder jeweils fortlaufend durchgeführt werden.Count result is determined, which is greater than the first comparison number, and then for a certain time the counting result is compared with a second, larger comparison number and the switching signal is generated if the counting result is greater than the second comparison number, etc. Of course, instead of being carried out alternately, the two comparisons can also be carried out simultaneously or in each case be carried out continuously.
Somit wird in diesen Fällen sowohl bei zu geringer als auch bei zu hoher Produktionsrate das Schaltsignal erzeugt. Vorteilhafterweise kann dadurch erreicht werden, daß die Produktionsrate einen bestimmten beliebig vorgebbaren Toleranzbereich nicht verlassen kann, ohne daß eine Abschaltung der Hochspannung und/ oder eine Auslösung der Störungsmeldung erfolgt.In this case, the switching signal is generated in both cases when the production rate is too low or too high. It can advantageously be achieved in this way that the production rate cannot leave a specific, arbitrarily predeterminable tolerance range without the high voltage being switched off and / or the fault message being triggered.
Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung wird die Hochspannung, solange die erste bzw. zweite Bedingung nicht erfüllt ist, durch eine Steuerschaltung oder durch die Zählschaltung in zyklischer Folge jeweils für eine erste Zeitspanne eingeschaltet und anschließend für eine zweite Zeitspanne abgeschaltet, so daß während der ersten, nicht jedoch während der zweiten Zeitspannen jeweils Sauerstoffionen bzw. Sauerstoffatome bzw. Ozon produziert wird. Der Zweck dieses zyklischen Ein- und Ausschaltens der Hochspannung HV besteht darin, eine bestimmte mittlere Produktionsrate von Ozon bzw. Sauerstoffatomen bzw. Sauerstoffionen zu erreichen, ohne die Größe der Wechselspannung zu verändern. Die Produktionsrate ist in diesem Fall vom Verhältnis der ersten zur zweiten Zeitspanne abhängig. Das Verhältnis der Dauer der ersten Zeitspanne zur Dauer der zweiten Zeitspanne kann dabei konstant gehalten werden, um eine bestimmte mittlere Produktionsrate aufrecht zu erhalten, oder zum Zwecke der Veränderung der Produktionsrate von Ozon bzw. Sauerstoffatomen bzw. Sauerstoffionen oder verändert werden.According to a preferred variant of the invention, as long as the first or second condition is not met, the high voltage is switched on for a first period of time by a control circuit or by the counting circuit and then switched off for a second period of time, so that during the first , however not oxygen ions or oxygen atoms or ozone is produced during the second time periods. The purpose of this cyclical switching on and off of the high voltage HV is to achieve a certain average production rate of ozone or oxygen atoms or oxygen ions without changing the size of the AC voltage. The production rate in this case depends on the ratio of the first to the second period. The ratio of the duration of the first period of time to the duration of the second period of time can be kept constant in order to maintain a certain average production rate, or can be changed for the purpose of changing the production rate of ozone or oxygen atoms or oxygen ions.
Der Gasentladungsapparat ist daher bevorzugt mit einer Steuerschaltung ausgestattet, welche, solange die erste bzw. zweite Bedingung nicht erfüllt ist, imstande ist, die Hochspannung in zyklischer Folge jeweils für eine erste Zeitspanne einzuschalten und anschließend für eine zweite Zeitspanne abzuschalten, wobei das Verhältnis der Dauer der ersten Zeitspanne zur Dauer der zweiten Zeitspanne entweder fest oder zum Zwecke der Veränderung der Produktionsrate von Ozon bzw. Sauerstoffionen bzw. Sauerstoffatomen veränderbar ist, z.B. durch einen entsprechenden Eingriff von außen etwa mittels eines Potentiometers, einer Tastatur oder über eine Schnittstelle. Das genannte Verhältnis kann dabei frei wählbar sein. Die Dauer der ersten und der zweiten Zeitspannen und damit auch deren Verhältnis können z.B. durch eine Pulsweitenmodulation (PWM) gesteuert werden. Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die Zählschaltung, solange die erste Bedingung nicht erfüllt ist, imstande, die Hochspannung in zyklischer Folge jeweils für eine erste Zeitspanne einzuschalten und anschließend für eine zweite Zeitspanne abzuschalten, wobei das Verhältnis der Dauer der ersten Zeitspanne zur Dauer der zweiten Zeitspanne entweder fest oder zum Zwecke der Veränderung der Produktionsrate von Ozon bzw. Sauerstoff ionen bzw. Sauerstoffatomen veränderbar ist.The gas discharge apparatus is therefore preferably equipped with a control circuit which, as long as the first or second condition is not met, is able to cyclically sequence the high voltage for a first one Switch on the time period and then switch it off for a second time period, the ratio of the duration of the first time period to the duration of the second time period being either fixed or changeable for the purpose of changing the production rate of ozone or oxygen ions or oxygen atoms, for example by a corresponding external intervention for example using a potentiometer, a keyboard or an interface. The ratio mentioned can be chosen freely. The duration of the first and the second time periods and thus also their ratio can be controlled, for example, by pulse width modulation (PWM). According to an alternative embodiment of the invention, as long as the first condition is not met, the counter circuit is able to switch on the high voltage in a cyclical sequence for a first period of time and then switch it off for a second period of time, the ratio of the duration of the first period of time to the duration of the second period is either fixed or changeable for the purpose of changing the production rate of ozone or oxygen ions or oxygen atoms.
Die Steuerschaltung kann eine astabile Kippschaltung, z.B. ein Multivibrator sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Steuerschaltung eine EDV-Einrichtung, z.B. Mikrokontroler oder Mikroprozessor.The control circuit can be an astable multivibrator, e.g. be a multivibrator. According to a preferred embodiment of the invention, the control circuit is an EDP device, e.g. Microcontroller or microprocessor.
Die Vergleichsschaltung umfaßt vorzugsweise einen Komparator, an welchen das Pulssignal und der Schwellenwert angelegt sind und welcher ein Komparatorsignal abgibt, wenn die zweite Bedingung erfüllt ist, wobei das Komparatorsignal das Schaltsignal auszulösen imstande ist oder unmittelbar als Schaltsignal dient. Gemäß einer Variante ist dabei der Komparator unmittelbar mit dem Auskoppelelement verbunden, so daß das von demselben ausgekoppelte Signal direkt als Pulssignal dient. Bevorzugt ist jedoch die Integrierschaltung und/ oder das Filter zwischen das Auskoppelelement und den Komparator zwischengeschaltet, so daß das Pulssignal ein gefiltertes und/ oder ein integrales Pulssignal ist. Die Steuerschaltung kann mit dem Komparator verbunden sein und ein Steuersignal erzeugen, wenn der Komparator das Komparatorsignal abgibt, wobei das Steuersignal das Schaltsignal auslöst oder unmittelbar als Schaltsignal dient. In diesem Fall dient das Komparatorsignal selbst nicht unmittelbar als Schaltsignal, sondern dazu, die Steuerschaltung zur Abgabe oder Auslösung des Schaltsignals zu veranlassen.The comparison circuit preferably comprises a comparator to which the pulse signal and the threshold value are applied and which emits a comparator signal when the second condition is met, the comparator signal being able to trigger the switching signal or serving directly as a switching signal. According to a variant, the comparator is connected directly to the decoupling element, so that the signal decoupled from it serves directly as a pulse signal. However, the integrating circuit and / or the filter is preferably interposed between the decoupling element and the comparator, so that the pulse signal is a filtered and / or an integral pulse signal. The control circuit can be connected to the comparator and generate a control signal when the comparator emits the comparator signal, the control signal triggering the switching signal or serving directly as a switching signal. In this case, the comparator signal itself does not serve directly as a switching signal, but rather to cause the control circuit to emit or trigger the switching signal.
In einer anderen Ausführungsform ist die Vergleichsschaltung eine EDV- Einrichtung , z.B. Mikrokontroler, mit vorgeschaltetem A/D- Wandler, an welchen das Pulssignal angelegt ist. Der Vergleich zwischen Pulssignal und Schwellenwert erfolgt hierbei softwaremäßig. Gemäß einer Verfeinerung dieser Ausführungsform erfolgt hierbei ein Vergleich des Pulssignals sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten, kleineren Schwellenwert, so daß sowohl bei zu großer als auch bei zu kleiner Produktionsrate das Schaltsignal ausgelöst wird, ohne daß eine zweiteIn another embodiment the comparison circuit is an EDP device, e.g. Microcontroller, with an upstream A / D converter to which the pulse signal is applied. The comparison between the pulse signal and the threshold is carried out in software. According to a refinement of this embodiment, the pulse signal is compared both with the first and with the second, smaller threshold value, so that the switching signal is triggered without a second one if the production rate is too high or too low
Vergleichsschaltung erforderlich ist. Ferner können die Vergleichsschaltung und die Steuerschaltung in einer einzigen EDV-Einrichtung, z.B. Mikroprozessor, miteinander kombiniert sein. Ebenso können die Zählschaltung und dieComparison circuit is required. Furthermore, the comparison circuit and the control circuit can be in a single EDP device, e.g. Microprocessor, can be combined. Likewise, the counter circuit and
Steuerschaltung in einer einzigen EDV-Einrichtung, z.B. Mikroprozessor, miteinander kombiniert sein.Control circuit in a single EDP device, e.g. Microprocessor, can be combined.
In einer anderen Variante ist die Zählschaltung so eingerichtet, daß diese ein Zählersignal abgibt, wenn die erste Bedingung erfüllt ist. Dabei ist die Steuerschaltung mit der Zählschaltung verbunden und dann ein Steuersignal abzugeben imstande, wenn die Zählschaltung das Zählersignal abgibt, wobei das Steuersignal das Schaltsignal auszulösen imstande ist oder unmittelbar als Schaltsignal dient.In another variant, the counter circuit is set up so that it emits a counter signal when the first condition is met. The control circuit is connected to the counter circuit and is then able to emit a control signal when the counter circuit emits the counter signal, the control signal being able to trigger the switching signal or serving directly as a switching signal.
Die Steuerschaltung ist gemäß einer Ausführungsform so eingerichtet, daß sie die Hochspannung während der zweiten Zeitspannen abschaltet, indem sie während derselben das Schaltsignal oder ein zur Erzeugung desselben führendes Steuersignal abgibt, obwohl die erste bzw. zweite Bedingung nicht erfüllt ist. Während der ersten Zeitspannen wird das Steuersignal bzw. Schaltsignal hingegen nicht abgegeben, die Hochspannung also eingeschaltet, sofern die erste bzw. zweite Bedingung nicht erfüllt ist. Wenn jedoch die erste bzw. zweite Bedingung erfüllt ist, wird die zyklische Folge abgebrochen und das Steuersignal bzw. das Schaltsignal ständig abgegeben. Dies kann insbesondere dadurch geschehen, daß die Länge der ersten Zeitspannen auf Null gesetzt wird, so daß keine neue erste Zeitspanne mehr beginnt.According to one embodiment, the control circuit is set up in such a way that it switches off the high voltage during the second time periods by switching off the switching signal or a signal which leads to the generation thereof Outputs control signal, although the first or second condition is not met. In contrast, the control signal or switching signal is not emitted during the first time periods, that is to say the high voltage is switched on, provided the first or second condition is not met. If, however, the first or second condition is met, the cyclic sequence is terminated and the control signal or the switching signal is continuously emitted. This can be done in particular by setting the length of the first time periods to zero so that no new first time period begins.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Variante der Erfindung weist der Gasentladungsapparat zusätzlich eine Alarmschaltung auf, welche ebenfalls imstande ist, das Schaltsignal auszulösen oder zu erzeugen. In diesem Fall wird das Schaltsignal zusätzlich auch unter der Bedingung, dritte Bedingung, erzeugt, daß die Alarmschaltung das Alarmsignal abgibt.According to a further preferred variant of the invention, the gas discharge apparatus additionally has an alarm circuit which is also capable of triggering or generating the switching signal. In this case, the switching signal is also generated under the condition, third condition, that the alarm circuit emits the alarm signal.
Der Gasentladungsapparat kann insbesondere so eingerichtet sein, daß verschiedene Fehlfunktionen desselben jeweils das Alarmsignal auslösen und damit zur Abschaltung der Hochspannung führen. Hierzu kann die Alarmschaltung so eingerichtet sein, daß sie den Gasentladungsapparat und/ oder das Gasentladungsmodul und/ oder die Steuerschaltung und/ oder die Zählschaltung und/ oder die Integrierschaltung und/ oder den Komparator auf Fehlfunktion zu überwachen und bei Feststellung einer solchen das Schaltsignal auszulösen imstande ist. Die Alarmschaltung kann also vorteilhaft dazu herangezogen werden, den Gasentladungsapparat und/ oder einzelne Komponenten desselben, insbesondere das Gasentladungsmodul und/ oder die Steuerschaltung und/ oder die Zählschaltung und/ oder die Integrierschaltung auf Fehlfunktion zu überwachen und bei Feststellung einer solchen das Alarmsignal abzugeben, wodurch die Betriebssicherheit des Gasentladungsapparates wesentlich verbessert werden kann. Beispielsweise können bestimmte Komponen- ten des Gasentladungsapparates mit Thermoschaltern versehen sein, welche an die Alarmschaltung angeschlossen sind und bei Übertemperatur einer Komponente das Alarmsignal und damit die Abschaltung der Hochspannung auslösen.The gas discharge apparatus can in particular be set up in such a way that various malfunctions of the same trigger the alarm signal and thus lead to the high voltage being switched off. For this purpose, the alarm circuit can be set up in such a way that it is able to monitor the gas discharge apparatus and / or the gas discharge module and / or the control circuit and / or the counting circuit and / or the integrating circuit and / or the comparator for malfunction and, if such is found, to trigger the switching signal is. The alarm circuit can therefore advantageously be used to monitor the gas discharge apparatus and / or individual components of the same, in particular the gas discharge module and / or the control circuit and / or the counting circuit and / or the integrating circuit for malfunction and to emit the alarm signal upon detection of such, thereby the operational safety of the gas discharge apparatus can be significantly improved. For example, certain components of the gas discharge apparatus can be provided with thermal switches which are connected to the Alarm circuit are connected and trigger the alarm signal and thus the shutdown of the high voltage if a component overheats.
Die Alarmschaltung kann insbesondere die Funktion der Steuerschaltung oder der Zählschaltung überwachen, d.h. als sog. "watchdog" für die Steuerschaltung bzw. für die Zählschaltung dienen. Die Steuerschaltung bzw. die Zählschaltung kann zu diesem Zweck so eingerichtet sein, daß sie bei einwandfreier Funktion derselben Ausgabesignale an die Alarmschaltung abgibt, welche eine einwandfreie Funktion der Steuerschaltung bzw. Zählschaltung anzeigen und von der Alarmschaltung ausgewertet werden, z.B. durch Vergleich der Ausgabesignale mit vorgegebenen Soll-Signalmustern; bei Feststellung einer Fehlfunktion der Steuerschaltung bzw. Zählschaltung, z.B. Programmabsturz, wird das Alarmsignal abgegeben, was zur Abschaltung der Hochspannung führt. Die Alarmschaltung kann insbesondere ebenfalls eine EDV-Einrichtung sein.The alarm circuit can in particular monitor the function of the control circuit or the counter circuit, i.e. serve as a so-called "watchdog" for the control circuit or for the counter circuit. For this purpose, the control circuit or the counter circuit can be set up in such a way that, if the same output signals function properly, they emit to the alarm circuit which indicate that the control circuit or counter circuit is functioning properly and are evaluated by the alarm circuit, e.g. by comparing the output signals with predetermined target signal patterns; upon detection of a malfunction of the control circuit or counter circuit, e.g. Program crash, the alarm signal is given, which leads to the high voltage being switched off. The alarm circuit can in particular also be an EDP device.
Ebenso kann die Steuerschaltung bzw. die Zählschaltung imstande sein, ihrerseits die Alarmschaltung auf Fehlfunktion zu überwachen und bei Feststellung einer Fehlfunktion der Alarmschaltung das Schaltsignal auszulösen oder abzugeben, so daß die Alarmschaltung durch die Steuerschaltung oder die Zählschaltung auf Fel lfunktion überwacht wird und die Steuerschaltung bei Feststellung einer Fehlfunktion der Alarmschaltung das Schaltsignal abgibt oder auslöst. Hierdurch wird die Betriebssicherheit des Gasentladungsapparates erhöht.Likewise, the control circuit or the counter circuit can in turn be able to monitor the alarm circuit for malfunction and to trigger or emit the switching signal when a malfunction of the alarm circuit is detected, so that the alarm circuit is monitored by the control circuit or the counter circuit for field function and the control circuit at Detection of a malfunction of the alarm circuit emits or triggers the switching signal. This increases the operational safety of the gas discharge apparatus.
Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung überwachen sich die Steuerschaltung bzw. die Zählschaltung und die Alarmschaltung gegenseitig. Dies bedeutet, daß einerseits die Steuerschaltung bzw. Zählschaltung auf Fehlfunktion überwacht wird und andererseits auch ein Ausfall ebendieser Überwachung bemerkt wird, was die Sicherheit beim Betrieb des Gasentladungsapparates wesentlich erhöht. Das Einsetzen der Gasentladung ist nach dem Einschalten der Hochspannung aus physikalischen Gründen mit einer gewissen Trägheit behaftet, so daß nach dem Einschalten der Hochspannung eine bestimmte Aufbauzeit - typischerweise einige Millisekunden - verstreicht, bevor Stromimpulse bzw. ein Pulssignal entstehen. Gemäß einer bevorzugten Variante wird daher das Verfahren nach Beginn der ersten Zeitspanne jeweils für eine bestimmte Wartezeit, welche kleiner ist als die erste Zeitdauer, nicht durchgeführt, um zu verhindern, daß das Ausbleiben der Stromimpulse bzw. des Pulssignals unmittelbar nach Einschalten der Hochspannung zur Auslösung des Schaltsignals führt. Ein solches Ausbleiben wird also gemäß dieser Variante während der Wartezeiten nicht als Störung interpretiert und führt nicht zur Abschaltung der Hochspannung. Im Falle einer Integration des Pulssignals ist auch die hierdurch vergrößerte Anstiegszeit des integralen Pulssignals bei der Bemessung der Wartezeit zu berücksichtigen.According to a preferred variant of the invention, the control circuit or the counter circuit and the alarm circuit monitor one another. This means that, on the one hand, the control circuit or counter circuit is monitored for malfunction and, on the other hand, a failure of this monitoring is also noticed, which significantly increases the safety during operation of the gas discharge apparatus. The onset of the gas discharge is associated with a certain inertia after the high voltage is switched on, so that after the high voltage is switched on a certain build-up time - typically a few milliseconds - elapses before current pulses or a pulse signal occur. According to a preferred variant, the method is therefore not carried out after the beginning of the first time period for a certain waiting time, which is shorter than the first time period, in order to prevent the absence of the current pulses or the pulse signal immediately after the high voltage is switched on for triggering of the switching signal leads. According to this variant, such a failure is not interpreted as a fault during the waiting times and does not lead to the high voltage being switched off. In the case of an integration of the pulse signal, the increase in the rise time of the integral pulse signal, which is thereby increased, must also be taken into account when measuring the waiting time.
Die Vergleichszahl bzw. der Schwellenwert können zeitlich verändert werden und damit nicht konstant, sondern variabel sein. Insbesondere kann die Vergleichszahl bzw. der Schwellenwert während der ersten Zeitspannen anders gewählt werden als während der zweiten Zeitspannen.The comparison number or the threshold value can be changed over time and therefore not constant, but variable. In particular, the comparison number or the threshold value can be chosen differently during the first time periods than during the second time periods.
Gemäß einer bevorzugten Variante wird daß das Schaltsignal und/ oder die Störungsmeldung sowohl dann ausgelöst, wenn das Zählergebnis kleiner ist als eine erste Vergleichszahl, als auch dann, wenn das Zählergebnis größer ist als eine zweite Vergleichszahl, welche größer ist als die erste Vergleichszahl, bzw. sowohl dann ausgelöst, wenn das Pulssignal kleiner ist als ein erster Schwellenwert, als auch dann, wenn das Pulssignal größer ist als ein zweiter Schwellenwert, welcher größer ist als der erste Schwellenwert.According to a preferred variant, the switching signal and / or the fault message is triggered both when the counting result is less than a first comparison number, and also when the counting result is greater than a second comparison number, which is greater than the first comparison number, or triggered both when the pulse signal is less than a first threshold value and when the pulse signal is greater than a second threshold value which is greater than the first threshold value.
Dabei kann die zweite Vergleichszahl bzw. der zweite Schwellenwert während der zweiten Zeitspannen niedriger gewählt werden als während der ersten Zeitspannen, und die erste Vergleichszahl bzw. der erste Schwellenwert während der zweiten Zeitspannen auf Null oder auf einen negativen Wert gesetzt werden. Gemäß einer weiteren Variante wird das Schaltsignal sowohl dann ausgelöst, wenn das Zählergebnis während der ersten Zeitspanne kleiner ist als eine erste Vergleichszahl, als auch dann, wenn das Zählergebnis während der zweiten Zeitspanne größer ist als eine zweite, größere Vergleichszahl. Gemäß einer alternativen bevorzugten Variante wird das Schaltsignal sowohl dann ausgelöst, wenn das Pulssignal während der ersten Zeitspanne kleiner ist als ein erster Schwellenwert, als auch dann, wenn das Pulssignal während der zweiten Zeitspanne größer ist als ein zweiter, größerer Schwellenwert.The second comparison number or the second threshold value can be selected to be lower during the second time periods than during the first time periods, and the first comparison number or the first threshold value can be set to zero or to a negative value during the second time periods. According to a further variant, the switching signal is triggered both when the counting result is smaller than a first comparison number during the first time period and also when the counting result is greater than a second, larger comparison number during the second time period. According to an alternative preferred variant, the switching signal is triggered both when the pulse signal is smaller than a first threshold value during the first time period and also when the pulse signal is larger than a second, larger threshold value during the second time period.
Gemäß einer Variante der Erfindung wird das Schaltsignal nach Ablauf einer vorgegebenen Haltezeitdauer nach seiner Erzeugung zurückgesetzt, so daß die Hochspannung erneut eingeschaltet wird. In diesem Fall wird also die Hochspannung nur vorübergehend durch das Schaltsignal abgeschaltet und anschließend wieder eingeschaltet. Zu diesem Zweck kann der Gasentladungsapparat eine Rücksetzschaltung umfassen, welche imstande ist, jeweils nach Ablauf der vorgegebenen Haltezeitdauer nach Auslösung des Schaltsignals eine Rücksetzung desselben zu bewirken. Der Gasentladungsapparat versucht somit, sich nach seiner Selbstabschaltung von selbst wieder in Gang zu setzen. Diese Variante ist z.B. dann sinnvoll, wenn durch eine nur vorübergehende, das Schaltsignal jedoch auslösende Störung keine dauerhafte Abschaltung des Gasentladungsapparates erfolgen soll. Falls die Störung nach dem Wiedereinschalten der Hochspannung weiterhin vorliegt, wird selbstverständlich das Schaltsignal abermals erzeugt und somit die Hochspannung erneut abgeschaltet.According to a variant of the invention, the switching signal is reset after a predetermined holding time has elapsed after its generation, so that the high voltage is switched on again. In this case, the high voltage is only temporarily switched off by the switching signal and then switched on again. For this purpose, the gas discharge apparatus can comprise a reset circuit which is capable of causing the same to reset after the predetermined holding time has elapsed after the switching signal has been triggered. The gas discharge apparatus thus tries to start up again automatically after it has switched itself off. This variant is e.g. then makes sense if the gas discharge apparatus is not to be permanently switched off due to a temporary fault which triggers the switching signal. If the fault persists after the high voltage is switched on again, the switching signal is of course generated again and the high voltage is thus switched off again.
Bei Vorliegen einer dauerhaften Störung erfolgt bei dieser Variante eine endlose Folge von Versuchen des Gasentladungsapparates, sich selbst wieder in Gang zu setzen. Dies wird vorteilhaft durch eine andere Variante der Erfindung vermieden, gemäß welcher die Anzahl der Auslösungen des Schaltsignals gezählt wird und das Schaltsignal dann nach jeweils einer vorgegebenen Haltezeitdauer nach seiner Auslösung zurückgesetzt wird, wenn die Anzahl der Auslösungen einen bestimmten Höchstwert nicht übersteigt, und ansonsten nicht mehr zurückgesetzt wird. Die Anzahl der Versuche des Gasentladungsapparates, sich selbst wieder in Gang zu setzen, ist somit begrenzt; nach dieser Anzahl von Versuchen wird die Störung als nicht nur vorübergehend interpretiert und die Hochspannung bleibt dauerhaft abgeschaltet. Zu diesem Zweck kann der Gasentladungsapparat eine Rücksetzschaltung und einen Zähler umfassen, wobei der Zähler die Anzahl der Auslösungen des Schaltsignals zu erfassen und mit einem vorgegebenen Höchstwert zu vergleichen imstande ist und die Rücksetzschaltung dann und nur dann imstande ist, jeweils nach Ablauf einer vorgegebenen Haltezeitdauer nach Auslösung des Schaltsignals eine Rücksetzung desselben zu bewirken, wenn die Anzahl der Auslösungen den Höchstwert nicht übersteigt.If there is a permanent fault, this variant is followed by an endless sequence of attempts by the gas discharge apparatus to start itself again. This is advantageously avoided by another variant of the invention, according to which the number of times the switching signal is triggered is counted and the switching signal is then reset after a predetermined holding time after it has been triggered if the number of times the triggering occurs does not exceed a certain maximum value and is otherwise no longer reset. The number of attempts by the gas discharge apparatus to restart itself is thus limited; after this number of attempts, the fault is interpreted as not only temporary and the high voltage remains switched off permanently. For this purpose, the gas discharge apparatus can comprise a reset circuit and a counter, the counter being able to record the number of times the switching signal has been triggered and to be able to compare it with a predetermined maximum value, and the reset circuit is then only able to do so after a predetermined holding period has elapsed Triggering the switching signal to reset it if the number of trips does not exceed the maximum value.
Der Erfindung soll ein Verfahren zur Steuerung eines Ozonerzeugers bereitstellen, welches auf einfache Weise und ohne Verwendung eines Ozonsensors die Herstellung einer definierten, vorgegebenen Sollmenge von Ozon mit sehr hoher Präzision erlaubt. Ferner liegt der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen steuerbaren Ozonerzeuger bereitzustellen, mit welchem auf einfache und Weise somit kostengünstig, insbesondere ohne Verwendung eines Ozonsensors, die Herstellung einer definierten, vorgegebenen Sollmenge von Ozon mit sehr hoher Präzision möglich ist.The invention is intended to provide a method for controlling an ozone generator which allows the production of a defined, predetermined target amount of ozone with very high precision in a simple manner and without using an ozone sensor. Furthermore, the invention is based on the object of providing a controllable ozone generator with which the production of a defined, predetermined desired amount of ozone with very high precision is possible in a simple and inexpensive manner, in particular without using an ozone sensor.
Der Erfindung soll ein einfaches und somit kostengünstiges Verfahren zur präzisen Regelung der mittleren Ozon-Produktionsrate eines Ozonerzeugers ohne Verwendung eines Ozonsensors schaffen, wie auch ein Ozonerzeuger mit geregelter Ozon-Produktionsrate geschaffen werden soll, welcher die gewünschte Ozon-Produktionsrate präzise und ungeachtet etwa veränderlicher Umgebungsund Betriebsbedingungen (z.B. Temperatur, Luftfeuchte) einzuhalten imstande ist, nach Kalibrieren ohne Ozonsensor auskommt und kostengünstig herzustellen ist.The invention is intended to provide a simple and thus inexpensive method for precisely regulating the average ozone production rate of an ozone generator without using an ozone sensor, as well as an ozone generator with a regulated ozone production rate which is to provide the desired ozone production rate precisely and regardless of any changing environmental and Operating conditions (e.g. temperature, air humidity) can be maintained, does not require an ozone sensor after calibration and is inexpensive to manufacture.
Die Erfindung umfasst ein Verfahren zum Betreiben eines Ozonerzeugers mit einem Gasentladungsmodul für dielektrisch behinderte Entladung mit zwei Elektroden, zwischen denen über eine Zuleitung und eine Rückleitung eine Hochspannung angelegt wird, welche eine Wechselspannung oder eine pulsierende Gleichspannung ist und eine Gasentladung in dem Gasentladungsmodul sowie einen elektrischen Strom durch die Hinleitung, das Gasentladungsmodul und die Rückleitung erzeugt, und durch die Gasentladung Entladeimpulse entstehen, deren jeder einen Strahlungsblitz und einen sich dem Strom überlagernden Stromimpuls erzeugt, wobei bei jedem Entladeimpuls im Mittel eine bestimmte Einzelmenge Mo von Ozon entsteht, und aus der Einzelmenge Mo sowie der Zahl der Einzelentladungen die Ozon-Produktionsmenge oder aus der Einzelmenge Mo sowie der zeitlichen Dichte der Einzelentladungen eine mittlere Ozon-Produktionsrate abgeleitet wird.The invention includes a method for operating an ozone generator with a gas discharge module for dielectric barrier discharge with two Electrodes, between which a high voltage is applied via a supply line and a return line, which is an AC voltage or a pulsating DC voltage and generates a gas discharge in the gas discharge module and an electrical current through the supply line, the gas discharge module and the return line, and discharge pulses are generated by the gas discharge , each of which generates a flash of radiation and a current pulse superimposed on the current, with each discharge pulse averaging a certain individual quantity Mo of ozone, and the individual quantity Mo and the number of individual discharges to produce the ozone production quantity or from the individual quantity Mo and the temporal Density of the individual discharges is derived from an average ozone production rate.
Der Erfindung stellt ein Verfahren zur Steuerung eines Ozonerzeugers bereit, welches auf einfache Weise und ohne Verwendung eines Ozonsensors die Herstellung einer definierten, vorgegebenen Sollmenge von Ozon mit sehr hoher Präzision erlaubt. Ferner stellt die Erfindung einen steuerbaren Ozonerzeuger bereit, mit welchem auf einfache und Weise somit kostengünstig, insbesondere ohne Verwendung eines Ozonsensors, die Herstellung einer definierten, vorgegebenen Sollmenge von Ozon mit sehr hoher Präzision möglich ist.The invention provides a method for controlling an ozone generator, which allows the production of a defined, predetermined target amount of ozone with very high precision in a simple manner and without using an ozone sensor. Furthermore, the invention provides a controllable ozone generator, with which the production of a defined, predetermined target amount of ozone with very high precision is possible in a simple and inexpensive manner, in particular without using an ozone sensor.
Der Erfindung schafft ferner ein einfaches und somit kostengünstiges Verfahren zur präzisen Regelung der mittleren Ozon-Produktionsrate eines Ozonerzeugers ohne Verwendung eines Ozonsensors, und einen Ozonerzeuger mit geregelter Ozon-Produktionsrate, welcher die gewünschte Ozon-Produktionsrate präzise und ungeachtet etwa veränderlicher Umgebungs- und Betriebsbedingungen (z.B. Temperatur, Luftfeuchte) einzuhalten imstande ist, nach Kalibrieren ohne Ozonsensor auskommt und kostengünstig herzustellen ist.The invention also provides a simple and thus inexpensive method for precisely regulating the average ozone production rate of an ozone generator without using an ozone sensor, and an ozone generator with a regulated ozone production rate which precisely and regardless of any changing environmental and operating conditions ( (temperature, air humidity) can be maintained, does not require an ozone sensor after calibration and is inexpensive to manufacture.
Die Erfindung umfasst ein Verfahren zum Betreiben eines Ozonerzeugers mit einem Gasentladungsmodul für dielektrisch behinderte Entladung mit zwei Elektroden, zwischen denen über eine Zuleitung und eine Rückleitung eine Hochspan- nung angelegt wird, welche eine Wechselspannung oder eine pulsierende Gleichspannung ist und eine Gasentladung in dem Gasentladungsmodul sowie einen elektrischen Strom durch die Hinleitung, das Gasentladungsmodul und die Rückleitung erzeugt, und durch die Gasentladung Entladeimpulse entstehen, deren je- der einen Strahlungsblitz und einen sich dem Strom überlagernden Stromimpuls erzeugt, wobei bei jedem Entladeimpuls im Mittel eine bestimmte Einzelmenge Mo von Ozon entsteht, und aus der Einzelmenge Mo sowie der Zahl der Einzelentladungen die Ozon-Produktionsmenge oder aus der Einzelmenge Mo sowie der zeitlichen Dichte der Einzelentladungen eine mittlere Ozon-Produktionsrate abgeleitet wird.The invention encompasses a method for operating an ozone generator with a gas discharge module for dielectric barrier discharge with two electrodes, between which a high-voltage voltage is supplied via a supply line and a return line. voltage is applied, which is an alternating voltage or a pulsating direct voltage and generates a gas discharge in the gas discharge module and an electrical current through the feed line, the gas discharge module and the return line, and discharge pulses are produced by the gas discharge, each of which has a flash of radiation and one corresponding to the Generates current superimposed current pulse, with each discharge pulse a certain individual amount Mo of ozone is generated, and from the individual amount Mo and the number of individual discharges the ozone production amount or from the individual amount Mo and the temporal density of the individual discharges derived an average ozone production rate becomes.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, daß jeder Entladeimpuls im Mittel eine bestimmte Einzelmenge Mo von Ozon erzeugt, so daß die produzierte Ozonmenge zu der Anzahl der Entladeimpulse im wesentlichen proportional ist. Die Größe der Einzelmenge Mo beträgt typischerweise einige Pikogramm Ozon (je Entladeimpuls), wobei dieser Wert selbstverständlich von der Geometrie des Gasentladungsmoduls abhängt. Die Entladeimpulse können mit einem Zähler gezählt werden. Aus dem Zählergebnis wird die erzeugte Ozonmenge oder die mittlere Ozon-Produktionsrate ermittelt und zur Steuerung oder Regelung des Ozonerzeu- gers herangezogen.The invention is based on the knowledge that each discharge pulse generates on average a certain individual amount Mo of ozone, so that the amount of ozone produced is essentially proportional to the number of discharge pulses. The size of the individual quantity Mo is typically a few picograms of ozone (per discharge pulse), this value of course depending on the geometry of the gas discharge module. The discharge pulses can be counted with a counter. The amount of ozone generated or the average ozone production rate is determined from the counting result and used to control or regulate the ozone generator.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, daß jeder Entladeimpuls im Mittel eine bestimmte Einzelmenge Mo von Ozon erzeugt, so daß die produzierte Ozonmenge zu der Anzahl der Entladeimpulse im wesentlichen proportional ist. Die Größe der Einzelmenge Mo beträgt typischerweise einige Pikogramm Ozon (je Entladeimpuls), wobei dieser Wert selbstverständlich von der Geometrie des Gasentladungsmoduls abhängt. Die Entladeimpulse können mit einem Zähler gezählt werden. Aus dem Zählergebnis wird die erzeugte Ozonmenge oder die mittlere Ozon-Produktionsrate ermittelt und zur Steuerung oder Regelung des Ozonerzeugers herangezogen. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, aus der Anzahl der Entladungsimpulse die Produktionsmenge oder Produktionsrate (d.h. die Produktionsmenge pro Zeit) von Ozon zu bestimmen. Vorteilhaft ist es mit dieser Methode möglich, die produzierte Ozonmenge sehr genau zu bestimmen und mit einem Luftstrom zu vermischen, daß die im Luftstrom befindliche Ozonmenge unter einem definierten Grenzwert bleibt.The invention is based on the knowledge that each discharge pulse generates on average a certain individual amount Mo of ozone, so that the amount of ozone produced is essentially proportional to the number of discharge pulses. The size of the individual quantity Mo is typically a few picograms of ozone (per discharge pulse), this value of course depending on the geometry of the gas discharge module. The discharge pulses can be counted with a counter. The amount of ozone generated or the average ozone production rate is determined from the counting result and used to control or regulate the ozone generator. According to the invention, it is proposed to determine the production quantity or production rate (ie the production quantity per time) of ozone from the number of discharge pulses. It is advantageously possible with this method to determine the amount of ozone produced very precisely and to mix it with an air stream so that the amount of ozone in the air stream remains below a defined limit.
Die Erfindung umfasst einen Ozonerzeuger, umfassend ein Gasentladungsmodul für dielektrisch behinderte Entladung mit zwei Elektroden, zwischen denen über eine Zuleitung und eine Rückleitung eine Hochspannung anlegbar ist, welche eine Wechselspannung oder eine pulsierende Gleichspannung ist und eine Gasentladung in dem Gasentladungsmodul sowie einen elektrischen Strom durch die Hinleitung, das Gasentladungsmodul und die Rückleitung erzeugt, und durch die Gasentladung Entladeimpulse entstehen, deren jeder einen Strahlungsblitz und einen sich dem Strom überlagernden Stromimpuls erzeugt, wobei bei jedem Entladeimpuls im Mittel eine bestimmte Einzelmenge Mo von Ozon entsteht, und ferner umfassend einen Zähler, welcher imstande ist, die Stromimpulse oder Strahlungsblitze und damit die Einzelentladungen zu zählen, wobei aus der Einzelmenge Mo sowie der Zahl der Einzelentladungen die Ozon- Produktionsmenge oder aus der Einzelmenge Mo sowie der zeitlichen Dichte der Einzelentladungen eine mittlere Ozon-Produktionsrate ableitbar ist.The invention comprises an ozone generator, comprising a gas discharge module for dielectric barrier discharge with two electrodes, between which a high voltage can be applied via a supply line and a return line, which is an AC voltage or a pulsating DC voltage and a gas discharge in the gas discharge module and an electrical current through the Forward line, the gas discharge module and the return line, and the gas discharge discharge pulses, each of which generates a radiation flash and a current pulse superimposed on the current, with each discharge pulse on average a certain individual amount Mo of ozone, and further comprising a counter, which is able to count the current impulses or radiation flashes and thus the individual discharges, the ozone production quantity or the individual quantity Mo and the temporal density of the individual discharges from the individual quantity Mo and the number of individual discharges e average ozone production rate can be derived.
Eine vorgegebene Gesamtmenge von Ozon wird gemäß einer Variante der Erfindung erzeugt, indem diese Gesamtenge als zu produzierende Ozon- Sollmenge Msoll vorgegeben wird, die Entladeimpulse oder Stromimpulse oder Strahlungsblitze durch einen Zähler gezählt werden, und die Hochspannung abgeschaltet wird, sobald eine Sollzahl Nsoll von gezählten Entladeimpulsen oder Stromimpulsen oder Strahlungsblitzen erreicht ist, welche Sollzahl Nsoll die zur Produktion der Ozon-Sollmemge Msoll erforderliche Anzahl von Entladeimpulsen ist, gegeben durch den Quotienten Msoll/Mo aus der zu produzierenden Ozon- Sollmenge Msoll und der pro Entladeimpuls erzeugten Ozonmenge Mo, so daß die der Ozon-Sollmenge Msoll entsprechende bzw. im wesentlichen entsprechende Anzahl von Entladeimpulsen in dem Gasentladungsmodul zur Entstehung gebracht wird. Gemäß dieser Variante wird also die Ozonproduktion so gesteuert, daß die vorgegebene Gesamtmenge von Ozon erzeugt wird. Der Zähler kann zu diesem Zweck imstande sein, die Hochspannung HV abzuschalten, sobald eine Sollzahl Nsoll von gezählten Stromimpulsen oder Strahlungsblitzen erreicht ist, welche einer vorgebbaren zu produzierenden Soll-Ozonmenge Msoll entspricht.A predetermined total amount of ozone is generated according to a variant of the invention, by specifying this total amount as the ozone target amount Msetpoint to be produced, the discharge pulses or current pulses or radiation flashes are counted by a counter, and the high voltage is switched off as soon as a target number Nsetpoint is counted Discharge pulses or current pulses or radiation flashes is reached, which target number Nsoll is the number of discharge pulses required for the production of the ozone target amount Msoll, given by the quotient Msoll / Mo from the target ozone quantity Msoll to be produced and the ozone quantity Mo generated per discharge pulse, so that the the ozone target quantity Mset corresponding or substantially corresponding number of discharge pulses is brought about in the gas discharge module. According to this variant, the ozone production is controlled so that the predetermined total amount of ozone is generated. For this purpose, the counter can be able to switch off the high voltage HV as soon as a target number Nset of counted current pulses or radiation flashes has been reached, which corresponds to a predefinable target ozone quantity Msetpoint to be produced.
Dabei können die Entladeimpulse oder Stromimpulse oder Strahlungsblitze für eine vorgegebene Zählzeitdauer Tz durch einen Zähler gezählt werden, und die Hochspannung nach einer ersten Prodüktionszeitspanne abgeschaltet werden, wobei die erste Produktionszeitspanne Tpl gegeben ist durch Tpl = Tz*(Msoll/Mtz), oder nach einer zweiten Produktionszeitspanne Tp2 abgeschaltet werden, wobei die zweite Produktionszeitspanne Tp2 gegeben ist durch Tp2 = Tz*(Nsoll/Ntzist), wobei Tz die Zählzeitdauer, Mo die pro Entladeimpuls im Mittel erzeugte Einzelmenge von Ozon, Ntzist die während der Zählzeitdauer (Tz) gezählte Anzahl von Entladeimpulsen, Mtz die während der Zählzeitdauer (Tz) produzierte Ozonmenge, gegeben durch das Produkt Ntzist*Mo, Msoll die zu produzierende Ozon-Sollmenge, und Nsoll die zur Produktion der Ozon-Sollmenge Msoll erforderliche Anzahl von Entladeimpulsen, gegeben durch den Quotienten Msoll/ Mo, ist.The discharge pulses or current pulses or radiation flashes can be counted by a counter for a predetermined counting period Tz, and the high voltage can be switched off after a first production period, the first production period Tpl being given by Tpl = Tz * (Msoll / Mtz), or after a second production time period Tp2 are switched off, the second production time period Tp2 being given by Tp2 = Tz * (Nset / Ntzist), where Tz is the counting time period, Mo is the average amount of ozone generated per discharge pulse, Ntzist is the number counted during the counting time period (Tz) of discharge pulses, Mtz the amount of ozone produced during the counting period (Tz), given by the product Ntzist * Mo, Msoll the desired ozone amount to be produced, and Nsoll the number of discharge pulses required to produce the desired ozone amount Msoll, given by the quotient Msoll / Mo, is.
Der Zähler ist vorzugsweise imstande, die Stromimpulse oder Strahlungsblitze für eine vorgegebene Zählzeitdauer Tz zu zählen und die Hochspannung nach einer ersten Produktionszeitspanne Tpl abzuschalten, welche gegeben ist durch Tpl = Tz*(Msoll/Mtz), oder nach einer zweiten Produktionszeitspanne Tp2 abzuschalten, welche gegeben ist durch Tp2 = Tz*(Nsoll/ Ntzist).The counter is preferably able to count the current pulses or radiation flashes for a predetermined counting period Tz and to switch off the high voltage after a first production period Tpl, which is given by Tpl = Tz * (Msoll / Mtz), or after a second production period Tp2, which is given by Tp2 = Tz * (Nsoll / Ntzist).
Das Verfahren kann insbesondere periodisch in regelmäßigen Zeitabständen wiederholt werden, so daß im Mittel eine konstante Menge von Ozon proThe process can in particular be repeated periodically at regular intervals, so that on average a constant amount of ozone per
Zeiteinheit erzeugt wird und somit eine konstante mittlere Ozon-Produktionsrate erzielt wird.Unit of time is generated and thus a constant average ozone production rate is achieved.
Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung werden ein Sollwert Rsoll der mittleren Ozon-Produktionsrate vorgegeben, die Entladeimpulse oder Stromim- pulse oder Strahlungsblitze während einer Zählzeitdauer Tz gezählt, und das Zählergebnis Ntzist und die Zählzeitdauer Tz dazu herangezogen, um eine mittlere Ozon-Produktionsrate Rist zu ermitteln, wobei die mittlere zeitliche Dichte der zur Entstehung gebrachten Entladeimpulse vergrößert bzw. verkleinert wird, falls der Ist-Wert der mittleren Ozon-Produktionsrate Rist kleiner bzw. größer ist als der Sollwert Rsoll, so daß die mittlere Ozon-Produktionsrate Rist geregelt wird.According to a preferred variant of the invention, a target value Rsoll of the average ozone production rate is specified, the discharge pulses or current pulses or radiation flashes are counted during a counting time period Tz, and the counting result Ntzist and the counting time period Tz are used to obtain an average ozone production rate Rist determine, the average temporal density of the discharge pulses generated is increased or decreased, if the actual value of the average ozone production rate Rist is smaller or larger than the target value Rsoll, so that the average ozone production rate Rist is regulated.
Anstatt das Zählergebnis Ntzist und die Zählzeitdauer Tz dazu heranzuziehen, um eine mittlere Ozon-Produktionsrate Rist zu ermitteln, können entweder das Zählergebnis Ntzist und die Zählzeitdauer Tz dazu herangezogen werden, eine mittlere zeitliche Dichte der Entladeimpulse zu ermitteln, und der Sollwert Rsoll der Ozon-Produktionsrate dazu herangezogen werden, eine mittlere zeitliche Soll- Dichte der Entladeimpulse zu ermitteln, und die mittlere zeitliche Dichte der zur Entstehung gebrachten Entladeimpulse vergrößert bzw. verkleinert werden, falls diese kleiner bzw. größer ist als die Soll-Dichte, oder es können der Sollwert Rsoll und die Zählzeitdauer Tz dazu herangezogen werden, eine Sollzahl Ntzsoll der während der Zählzeitdauer Tz auftretenden Entladeimpulse zu ermitteln, und die mittlere zeitliche Dichte der zur Entstehung gebrachten Entladeimpulse vergrößert bzw. verkleinert werden, falls das Zählergebnis Ntzist kleiner bzw. größer ist als die Sollzahl Ntzsoll.Instead of using the counting result Ntzist and the counting time period Tz to determine an average ozone production rate Rist, either the counting result Ntzist and the counting time period Tz can be used to determine an average temporal density of the discharge pulses, and the target value Rsoll of the ozone Production rate are used to determine an average temporal target density of the discharge pulses, and the average temporal density of the discharge pulses generated are increased or decreased, if this is smaller or greater than the target density, or it can be the target value Rsoll and the counting time period Tz are used to determine a target number Ntzsoll of the discharge pulses occurring during the counting time period Tz, and the mean temporal density of the discharge pulses that are generated are increased or decreased if the counting result Ntzist is smaller or larger than the target number Ntzsoll.
Die mittlere Ozon-Produktionsrate Rist wird in einer alternativen Variante der Erfindung aus der Einzelmenge Mo sowie aus der Größe eines Pulssignals abgeleitet, anstatt mit Hilfe der zeitlichen Dichte der Einzelentladungen abgeleitet zu werden, wobei das Pulssignal durch die Stromimpulse oder die Strahlungsblitze erzeugt wird und ein Maß für die Produktionsrate von Ozon ist. Hierbei kann das Pulssignal erzeugt werden, indem die Stromimpulse aus der Hinleitung oder aus der Rückleitung ausgekoppelt und danach mit einer vorgegebenen Integrationszeit oder einer vorgegebenen Integrationszeitkonstanten zeitlich integriert werden, so daß das Pulssignal ein integrales Pulssignal ist.. Die Stromimpulse können nach der Auskopplung eine Diode durchlaufen oder gleichgerichtet werden, so daß das Pulssignal keine wechselnde Polarität aufweist.In an alternative variant of the invention, the mean ozone production rate Rist is derived from the individual quantity Mo and from the size of a pulse signal instead of being derived using the temporal density of the individual discharges, the pulse signal being generated by the current pulses or the radiation flashes and on Measure of the production rate of ozone. Here, the pulse signal can be generated by decoupling the current pulses from the forward line or from the return line and then integrating them in time with a predetermined integration time or a predetermined integration time constant, so that the pulse signal is an integral pulse signal. The current pulses can be a diode after decoupling run through or rectified so that the pulse signal has no alternating polarity.
Die Größe des Pulssignals und die Anzahl der während einer vorgegebenen Zählzeitdauer auftretenden Stromimpulse sind jeweils ein Maß für die Produktionsrate von Ozon. Dies wird erfindungsgemäß für eine Steuerung oder Regelung des Ozonerzeugers ausgenutzt. Somit kann auch das Pulssignal als Regelgröße verwendet werden.The size of the pulse signal and the number of current pulses occurring during a predetermined counting period are each a measure of the production rate of ozone. This is used according to the invention for controlling or regulating the ozone generator. The pulse signal can thus also be used as a controlled variable.
Der Zähler kann die während einer Zählzeitdauer Tz auftretenden Entladeimpulse oder Stromimpulse oder Strahlungsblitze zählen und ein Zählergebnis Ntzist liefern, wobei ein Sollwert Rsoll der mittleren Ozon-Produktionsrate vorgegeben ist, und der Ozonerzeuger einen Regler umfassen, welcher eine unter Heranziehung des Sollwertes Rsoll und der Zählzeitdauer Tz ermittelte Sollzahl Ntzsoll der während der Zählzeitdauer Tz auftretenden Entladeimpulse mit dem Zählergebnis Ntzist vergleicht und imstande ist, die mittlere zeitliche Dichte der zur Entstehung gebrachten Entladeimpulse zu vergrößern bzw. zu verkleinern, falls das Zählergebnis Ntzist kleiner bzw. größer ist als die Sollzahl Ntzsoll. Das von dem Zähler gelieferte Zählergebnis Ntzist gibt die Anzahl der während der Zählzeitdauer Tz auftretenden Entladeimpulse oder Stromimpulse oder Strahlungsblitze an.The counter can count the discharge pulses or current pulses or radiation flashes occurring during a counting time period Tz and deliver a counting result Ntzist, wherein a setpoint value Rsoll is given for the mean ozone production rate, and the ozone generator can comprise a controller which uses the setpoint value Rsoll and the counting time period Tz determined target number Ntzsoll of the discharge pulses occurring during the counting time period Tz is compared with the count result Ntzist and is able to increase or decrease the average temporal density of the discharge pulses generated if the count result Ntzist is smaller or larger than the target number Ntzsoll. The count result Ntzist supplied by the counter indicates the number of discharge pulses or current pulses or radiation flashes occurring during the counting time period Tz.
Gemäß einer anderen Variante weist der Ozonerzeuger ein Rechenwerk auf, welches mit dem Zähler verbunden ist und das Zählergebnis Ntzist sowie die Zählzeitdauer Tz dazu heranzieht, um eine mittlere Ozon-Produktionsrate Rist alsAccording to another variant, the ozone generator has an arithmetic logic unit which is connected to the counter and uses the counting result Ntzist and the counting time period Tz by an average ozone production rate Rist as
Ist-Wert Rist zu ermitteln, wobei der Regler mit dem Rechenwerk verbunden ist und, anstatt die Sollzahl Ntzsoll mit dem Zählergebnis Ntzist zu vergleichen, die mittlere Ozon-Produktionsrate Rist mit dem Sollwert der Produktionsrate Rsoll vergleicht und die mittlere zeitliche Dichte der zur Entstehung gebrachten Entladeimpulse zu vergrößern bzw. zu verkleinern imstande ist, falls der Ist-Wert der mittleren Produktionsrate Rist kleiner bzw. größer ist als der Sollwert Rsoll.Determine actual value Rist, the controller being connected to the arithmetic unit and, instead of comparing the target number Ntzsoll with the counting result Ntzist, compares the average ozone production rate Rist with the target value of the production rate Rsoll and is able to increase or decrease the average temporal density of the discharge pulses generated, if the actual value the average production rate Rist is smaller or larger than the target value Rsoll.
In einer weiteren Alternative hierzu zieht das Rechenwerk, anstatt das Zählergebnis Ntzist und die Zählzeitdauer Tz dazu heranzuziehen, um eine mittlere Ozon-Produktionsrate Rist zu ermitteln, das Zählergebnis Ntzist und der Zählzeitdauer Tz dazu heran, um eine mittlere zeitliche Dichte der Entladeimpulse als Ist-Dichte zu ermitteln, wobei der Regler, anstatt die mittlere Ozon-Produktionsrate Rist mit dem Sollwert der Produktionsrate Rsoll zu vergleichen, die Ist- Dichte mit einer zeitlichen Soll-Dichte der Entladeimpulse vergleicht, welche gegeben ist durch den Quotienten Rsoll/ Mo aus dem Sollwert Rsoll und der Einzelmenge Mo, und der Regler die mittlere zeitliche Dichte der zur Entstehung gebrachten Entladeimpulse zu vergrößern bzw. verkleinern imstande ist, falls die Ist-Dichte kleiner bzw. größer ist als die Soll-Dichte.In a further alternative to this, instead of using the counting result Ntzist and the counting time period Tz to determine an average ozone production rate Rist, the arithmetic unit uses the counting result Ntzist and the counting time period Tz to determine an average temporal density of the discharge pulses as actual Determine density, whereby the controller, instead of comparing the average ozone production rate Rist with the target value of the production rate Rsoll, compares the actual density with a temporal target density of the discharge pulses, which is given by the quotient Rsoll / Mo from the target value Rsoll and the individual quantity Mo, and the controller is able to increase or decrease the average temporal density of the discharge pulses that have arisen if the actual density is smaller or larger than the target density.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß alle ungewollten Veränderungen der Ozon-Produktionsrate, z.B. aufgrund von Temperaturdrift, Schwankungen der Luftfeuchte, Verschmutzung oder Abbrand der Elektroden, Schwankungen der Hochspannung, usw., automatisch ausgeglichen werden, d.h. die mittlere Produktionsrate nicht beeinflussen.A major advantage of the invention is that any unwanted changes in the ozone production rate, e.g. due to temperature drift, fluctuations in air humidity, contamination or erosion of the electrodes, fluctuations in high voltage, etc., are automatically compensated, i.e. do not affect the average production rate.
Die mittlere zeitliche Dichte der Entladeimpulse kann auf verschiedene Weisen vergrößert bzw. verkleinert werden. Eine Möglichkeit besteht darin, die mittlere zeitliche Dichte der Entladeimpulse dadurch zu vergrößern bzw. zu verkleinern, daß der Effektivwert der Hochspannung vergrößert bzw. verkleinert wird, da bei zunehmendem Effektivwert der Hochspannung HV die mittlere zeitliche Dichte der Entladeimpulse und damit auch die mittlere Ozon-Produktionsrate ansteigt, und umgekehrt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Hochspannung HN in fortlaufender Folge jeweils für eine Einschaltdauer Tl eingeschaltet und anschließend jeweils für eine Pausendauer T2 abgeschaltet wird, wobei die mittlere zeitliche Dichte der Entladeimpulse dadurch vergrößert bzw. verkleinert wird, daß das Verhältnis T1/T2 der Einschaltdauer Tl zur Pausendauer T2 vergrößert bzw. verkleinert wird. Hierdurch kann also vorteilhafterweise der Ist-Wert der Ozon-Produktionsrate beeinflußt werden, ohne daß die Größe der Hochspannung verändert zu werden braucht; die Hochspannung wird lediglich ein- und ausgeschaltet.The average temporal density of the discharge pulses can be increased or decreased in various ways. One possibility is to increase or decrease the average temporal density of the discharge pulses by increasing or decreasing the effective value of the high voltage, since with increasing effective value of the high voltage HV the average temporal density of the discharge pulses and thus also the average ozone Production rate increases, and vice versa. Another possibility is that the high voltage HN is switched on in sequence for a duty Tl and then switched off for a pause T2, the mean temporal density of the discharge pulses being increased or decreased in that the ratio T1 / T2 of Duty cycle Tl is increased or decreased for pause duration T2. In this way, the actual value of the ozone production rate can thus advantageously be influenced without the size of the high voltage having to be changed; the high voltage is only switched on and off.
Hierzu weist der Ozonerzeuger vorzugsweise eine Steuerschaltung auf, welche zwischen den Regler und den Hochspannungsgenerator zwischengeschaltet und imstande ist, die Hochspannung in fortlaufender Folge jeweils für eine Einschaltdauer einzuschalten und anschließend jeweils für eine Pausendauer abzuschalten, wobei der Regler imstande ist, die Steuerschaltung so zu steuern, daß das Verhältnis T1/T2 der Einschaltdauer Tl zur Pausendauer T2 vergrößert bzw. verkleinert wird, und damit die mittlere zeitliche Dichte der Entladeimpulse zu vergrößern bzw. zu verkleinern.For this purpose, the ozone generator preferably has a control circuit, which is interposed between the regulator and the high-voltage generator and is capable of continuously switching on the high voltage for a switch-on period and then switching off for a pause, the regulator being able to control the control circuit in this way that the ratio T1 / T2 of the duty cycle Tl to the pause duration T2 is increased or decreased, and thus to increase or decrease the mean temporal density of the discharge pulses.
Vorzugsweise wird die Summe von Einschaltdauer Tl und Pausendauer T2 konstant gehalten. Die Zählzeitdauer Tz kann mit der Einschaltdauer Tl zusammenfallen und jeweils gleichzeitig mit derselben beginnen. Gemäß einer anderen, bevorzugten Ausführungsform ist die Zählzeitdauer Tz gleich der Summe oder ein ganzzahliges Vielfaches der Summe von Einschaltdauer Tl und Pausendauer T2.The sum of the on time Tl and the pause time T2 is preferably kept constant. The counting time period Tz can coincide with the on-time period Tl and can begin with the same at the same time. According to another preferred embodiment, the counting period Tz is equal to the sum or an integer multiple of the sum of the on period Tl and the pause period T2.
Gemäß einer weiteren Variante ist die Zählzeitdauer Tz um mindestens das 10- fache größer ist als die Summe T1+T2. Die Zählzeitdauer Tz wird hierbei gezielt sehr viel größer gewählt als die Summe T1+T2, damit der relative Fehler bei der Bestimmung der mittleren Ozon-Produktionsrate Rist, welcher dann entstehen kann, wenn die Zählzeitdauer Tz kein ganzzahliges Vielfaches der Summe T1+T2 ist, klein ist; in diesem Fall braucht Tz kein ganzzahliges Vielfaches der Summe T1+T2 zu sein.According to a further variant, the counting time period Tz is at least 10 times greater than the sum T1 + T2. The counting time period Tz is specifically chosen to be much larger than the sum T1 + T2, so that the relative error in the determination of the average ozone production rate Rist, which can occur if the counting time period Tz is not an integral multiple of the sum T1 + T2 is, is small; in this case Tz need not be an integer multiple of the sum T1 + T2.
Gemäß einer weiteren Variante entfällt mindestens ein Teil der Zählzeitdauer Tz, nämlich eine Überschneidungszeit Tüb, auf die Einschaltdauer Tl, wobei der Ist- Wert der mittleren Produktionsrate Rist berechnet wird aus der Gleichung Rist=Ntzist*Mo*(Tl/Tüb)/(Tl+T2), wobei Rist der Ist-Wert der mittleren Ozon- Produktionsrate, Mo die pro Entladeimpuls im Mittel erzeugte Einzelmenge von Ozon, Ntzist das Zählergebnis, d.h. die während der Zählzeitdauer Tz gezählte Anzahl von Entladeimpulsen, Tüb die Überschneidungszeit, Tl die Einschaltdauer und T2 die Pausendauer ist.According to a further variant, at least part of the counting time Tz, namely an overlap time Tüb, is attributable to the on-time Tl, the actual value of the average production rate Rist being calculated from the equation Rist = Ntzist * Mo * (Tl / Tüb) / (Tl + T2), where Rist is the actual value of the average ozone production rate, Mo is the individual amount of ozone generated per discharge pulse, Ntz is the counting result, ie is the number of discharge pulses counted during the counting period Tz, Tüb is the overlap time, Tl is the on time and T2 is the pause time.
Gemäß einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens entfällt ebenfalls mindestens ein Teil der Zählzeitdauer Tz, nämlich die Über- schneidungszeit Tüb, auf die Einschaltdauer Tl, wobei die Sollzahl Ntzsoll aus der Gleichung Ntzsoll=Rsoll*(Tl+T2)*(Tüb/Tl)/Mo berechnet wird.According to another variant of the method according to the invention, at least part of the counting time Tz, namely the overlap time Tüb, also applies to the on-time Tl, the target number Ntzsoll from the equation Ntzsoll = Rsoll * (Tl + T2) * (Tüb / Tl) / Mon is calculated.
Bei jedem Entladeimpuls entsteht im Mittel eine bestimmte Einzelmenge Mo von Ozon, so daß die erzeugte Ozonmenge bei bekannter Anzahl der Entladeimpulse im wesentlichen bekannt ist. Die Einzelmenge Mo bildet somit den Proportionalitätsfaktor zwischen der Anzahl der in dem Gasentladungsmodul zur Entstehung gebrachten Entladeimpulsen und der dabei insgesamt entstehenden Ozonmenge. Die pro Entladeimpuls im Mittel erzeugte mittlere Ozonmenge, die Einzelmenge Mo, kann mittels eines dem Gasentladungsmodul strömungs- technisch nachgeschalteten Ozonsensor bestimmt werden; durch Bestimmung der Größe Mo wird das Gasentladungsmodul kalibriert. Nachdem eine derartige Kalibrierung vorgenommen wurde, kann die zu einem beliebigen Zeitpunkt erzeugte Ozonmenge auf einfache Weise und insbesondere ohne erneute Zuhilfenahme eines Ozonsensors durch Zählung der Stromimpulse ermittelt werden, und eine vorgegebene Gesamtmenge vom Ozon kann dadurch erzeugt werden, indem die dieser Gesamtmenge entsprechende bzw. im wesentlichen entsprechende Anzahl von Entladeimpulsen in dem Gasentladungsmodul zur Entstehung gebracht wird. Einer zu produzierenden Gesamtmenge Msoll entspricht im wesentlichen eine Sollzahl von hierzu erforderlichen Entladeimpulsen, welche gegeben ist durch den Quotienten Msoll/ Mo.With each discharge pulse, a certain individual amount Mo of ozone is formed on average, so that the amount of ozone generated is essentially known with a known number of discharge pulses. The individual amount Mo thus forms the proportionality factor between the number of discharge pulses generated in the gas discharge module and the total amount of ozone generated in the process. The average amount of ozone generated per discharge pulse, the individual amount Mo, can be determined by means of an ozone sensor downstream of the gas discharge module; the gas discharge module is calibrated by determining the size Mo. After such a calibration has been carried out, the amount of ozone generated at any time can be determined in a simple manner and in particular without the aid of an ozone sensor by counting the current pulses, and a predetermined total amount of ozone can be generated by essentially corresponding number of discharge pulses is generated in the gas discharge module. A total quantity to be produced Msoll essentially corresponds to a target number of discharge pulses required for this, which is given by the quotient Msoll / Mo.
Vorzugsweise werden dem Zähler die Stromimpulse oder hieraus gewonnene Digitalsignale zugeführt, um die Entladeimpulse zu zählen.The current pulses or digital signals obtained therefrom are preferably fed to the counter in order to count the discharge pulses.
Die Stroniimpulse können durch ein Auskoppelelement z.B. induktiv oder kapa- zitiv aus der Hinleitung oder der Rückleitung ausgekoppelt und anschließend dem Zähler zugeführt werden. Zu diesem Zweck kann der Ozonerzeuger ein Auskopplungselement aufweisen, welches imstande ist, die Stromimpulse z.B. induktiv oder kapazitiv aus der Hinleitung oder der Rückleitung auszukoppeln und über einen Auskopplungsausgang an den Zähler abzugeben.The Stroni impulses can be e.g. inductively or capacitively decoupled from the forward or the return line and then fed to the meter. For this purpose, the ozone generator can have a decoupling element which is able to transmit the current pulses e.g. Decouple inductively or capacitively from the outgoing line or the return line and deliver it to the meter via a decoupling output.
Die Stromimpulse können insbesondere nach der Auskopplung und vor Erreichen des Zählers ein Filter, insbesondere Hochpaß oder Bandpaß, durchlaufen. Zu diesem Zweck kann zwischen den Auskopplungsausgang und den Zähler ein Filter, insbesondere Hochpaß oder Bandpaß, zwischengeschaltet sein. Das Filter kann z.B. ein Hochpaßfilter mit einer Grenzfrequenz von 500kHz sein, welches die Stromimpulse, nicht jedoch die Grundfrequenz der Hochspannung HV passieren läßt. Das Filter kann ferner eine Schaltung zur Impulsaufbereitung umfassen.The current pulses can pass through a filter, in particular a high-pass filter or a band-pass filter, in particular after decoupling and before reaching the counter. For this purpose, a filter, in particular high-pass or band-pass, can be interposed between the decoupling output and the counter. The filter can e.g. be a high-pass filter with a cut-off frequency of 500 kHz, which allows the current pulses to pass, but not the fundamental frequency of the high voltage HV. The filter can further comprise a circuit for pulse processing.
Ferner können die Stromimpulse nach der Auskopplung und vor Erreichen des Zählers gleichgerichtet werden. Zu diesem Zweck kann ein Gleichrichter, insbesondere ein HF-Gleichrichter (auch Demodulator genannt) oder eine Diode zwischen den Auskopplungsausgang und den Zähler zwischengeschaltet sein, so daß alle an den Zähler gelangenden Stromimpulse von einheitlicher Polarität sind.Furthermore, the current pulses can be rectified after decoupling and before reaching the counter. For this purpose, a rectifier, in particular an HF rectifier (also called a demodulator) or a diode can be interposed between the decoupling output and the counter, so that all current pulses reaching the counter are of uniform polarity.
Da jeder Entladeimpuls einen Strahlungsblitz erzeugt, kann der Zähler mit einem Sensor für elektromagnetische Strahlung verbunden sein, welcher imstande ist, die Strahlungsblitze zu erfassen und bei jedem erfaßten Strahlungsblitz ein Pulssignal abzugeben, wobei der Zähler die Pulssignale zu zählen imstande ist. Die von dem Sensor erfaßte Strahlung kann z.B. sichtbares Licht, UV-Licht oder Röntgenstrahlung sein.Since each discharge pulse generates a flash of radiation, the counter can be connected to a sensor for electromagnetic radiation which is capable of Detect radiation flashes and emit a pulse signal for each radiation flash detected, the counter being able to count the pulse signals. The radiation detected by the sensor can be visible light, UV light or X-rays, for example.
Die Strahlungsblitze können ferner durch einen Strahlungsdetektor erfaßt und in Sttomimpulse umgesetzt werden. Zu diesem Zweck kann der Ozonerzeuger einen Strahlungsdetektor aufweisen, welcher die Strahlungsblitze zu erfassen und in Stromimpulse umzusetzen imstande ist.The radiation flashes can also be detected by a radiation detector and converted into pulse pulses. For this purpose, the ozone generator can have a radiation detector, which is able to detect the radiation flashes and convert them into current pulses.
Die Stromimpulse können an einen Grenzwertschalter geführt werden, welcher nur dann ein Digitalsignal abgibt, wenn die Höhe eines Stromimpulses einen bestimmten Grenzwert übersteigt, und die Digitalsignale können mit einer vorgegebenen Integrationszeit oder einer vorgegebenen Integrationszeitkonstanten zu dem Pulssignal integriert werden, so daß das Pulssignal ein integrales Pulssignal ist.The current pulses can be passed to a limit switch, which only emits a digital signal if the magnitude of a current pulse exceeds a certain limit, and the digital signals can be integrated with the pulse signal with a predetermined integration time or a predetermined integration time constant, so that the pulse signal is an integral Pulse signal is.
Gemäß einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nur solche Stromimpulse bzw. Strahlungsblitze gezählt, deren Größe bzw. Intensität einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt. Zu diesem Zweck kann zwischen den Auskopplungsausgang bzw. den Sensor und den Zähler ein Komparator zwischengeschaltet sein, welcher dann und nur dann ein Digitalsignal an den Zähler abgibt, wenn die Höhe eines Stromimpulses bzw. Intensität eines Strahlungsblitzes einen bestimmten Grenzwert übersteigt, so daß der Zähler nur solche Stromimpulse bzw. Strahlungsblitze zählt, deren Größe bzw. Intensität den Grenz- wert übersteigt.According to a further variant of the method according to the invention, only those current pulses or radiation flashes are counted whose size or intensity exceeds a predetermined limit value. For this purpose, a comparator can be interposed between the decoupling output or the sensor and the counter, which then and only then outputs a digital signal to the counter when the amount of a current pulse or intensity of a radiation flash exceeds a certain limit, so that the counter only those current pulses or radiation flashes count whose size or intensity exceeds the limit value.
Solche Stromimpulse bzw. Strahlungsblitze, deren Größe bzw. Intensität den Grenzwert nicht erreicht, werden hierbei als Störungen betrachtet und nicht gezählt. Der Komparator kann interner Bestandteil des Zählers sein, anstatt ihm extern vorgeschaltet zu sein. Gemäß einer Variante des Verfahrens wird die Hochspannung abgeschaltet und/- oder eine Störungsmeldung ausgegeben, wenn die Anzahl Ntz ist der innerhalb der vorgegebenen Zählzeitdauer Tz auftretenden Entladeimpulse oder Stromimpulse oder Strahlungsblitze kleiner bzw. größer ist als eine vorgegebene Ver- gleichszahl.Such current impulses or radiation flashes, the size or intensity of which does not reach the limit value, are regarded as disturbances and are not counted. The comparator can be an internal component of the meter instead of being connected upstream of it. According to a variant of the method, the high voltage is switched off and / or a fault message is issued if the number Ntz of the discharge pulses or current pulses or radiation flashes occurring within the predetermined counting time period Tz is smaller or greater than a predetermined reference number.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung dieser Variante erfolgt eine Abschaltung der Hochspannung und/ oder die Ausgabe einer Störungsmeldung sowohl dann, wenn die mittlere Ozon-Produktionsrate größer ist als eine erste Vergleichszahl, als auch dann, wenn die mittlere Ozon-Produktionsrate kleiner ist als eine zweite, kleinere Vergleichszahl. Dies ist sinnvoll, da sowohl eine zu hohe als auch zu geringe Ozon-Produktionsrate nachteilig oder sogar gefährlich sein können. Die Ausgabe der Störungsmeldung stellt sicher, daß derartige Fehlfunktionen nicht unbemerkt bleiben.According to a preferred embodiment of this variant, the high voltage is switched off and / or a fault message is output both when the average ozone production rate is greater than a first comparison number and also when the average ozone production rate is less than a second, smaller comparison number. This makes sense since both an excessively high and too low an ozone production rate can be disadvantageous or even dangerous. The output of the fault message ensures that such malfunctions do not go unnoticed.
Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung werden der Zähler und/ oder der Ozonerzeuger durch eine Alarmschaltung auf Fehlfunktion überwacht, wobei die Alarmschaltung bei Feststellung einer Fehlfunktion des Zählers oder des Ozonerzeugers die Hochspannung abschaltet und/ oder eine Störungsmeldung ausgibt. Hierbei können sämtliche Komponenten des Ozonerzeugers einzeln durch die Alarmschaltung auf Fehlfunktion überwacht werden, wobei die Alarmschaltung bei Feststellung einer Fehlfunktion einer Komponente die Hochspannung abschaltet und/ oder eine Störungsmeldung abgibt. Die Alarmschaltung kann imstande sein, den Zähler und/ oder den Regler und/ oder die Steuerschaltung und/ oder das Rechenwerk auf Fehlfunktion zu überwachen und bei Feststellung einer Fehlfunktion des Zählers und/ oder Reglers und/ oder der Steuerschaltung und/ oder des Rechenwerkes die Hochspannung abzuschalten oder eine Störungsmeldung auszugeben.According to an advantageous variant of the invention, the counter and / or the ozone generator are monitored for malfunction by an alarm circuit, the alarm circuit switching off the high voltage and / or issuing a fault message when a malfunction of the counter or the ozone generator is detected. In this case, all components of the ozone generator can be individually monitored for malfunction by the alarm circuit, the alarm circuit switching off the high voltage when a component malfunctions and / or emitting a fault message. The alarm circuit may be able to monitor the counter and / or the controller and / or the control circuit and / or the arithmetic unit for malfunction and, if a malfunction of the counter and / or regulator and / or the control circuit and / or the arithmetic unit is detected, the high voltage switch off or issue a fault message.
Umgekehrt können der Zähler oder der Regler oder die Steuerschaltung oder das Rechenwerk oder eine sonstige Komponente des Ozonerzeugers imstande sein, die Alarmschaltung auf Fehlfunktion zu überwachen und bei Feststellung einer Fehlfunktion der Alarmschaltung die Hochspannung anzuschalten und/ oder eine Störungsmeldung auszugeben.Conversely, the counter or the regulator or the control circuit or the arithmetic logic unit or another component of the ozone generator can be able to monitor the alarm circuit for malfunction and if one is found Malfunction of the alarm circuit to switch on the high voltage and / or issue a fault message.
Der Regler und/ oder das Rechenwerk und/ oder die Steuerschaltung und/ oder der Zähler können insbesondere gemeinsam durch eine entsprechend programmierte EDV-Schaltung, z.B. Mikrocontroler, gebildet sein. Die Alarmschaltung kann zum Zweck einer erhöhten Betriebssicherheit des Ozonerzeugers insbesondere die Funktion dieser EDV-Schaltung überwachen, d.h. als sog. "watchdog" für die EDV- Schaltung dienen. Die EDV-Schaltung kann zu diesem Zweck so eingerichtet sein, daß sie bei einwandfreier Funktion derselben Ausgabesignale an die Alarmschaltung abgibt, welche eine einwandfreie Funktion der EDV-Schaltung anzeigen und von der Alarmschaltung ausgewertet werden, z.B. durch Vergleich der Ausgabesignale mit vorgegebenen Soll-Signalmustern; bei Feststellung einer Fehlfunktion der EDV-Schaltung, z.B. Programmabsturz, wird das Alarmsignal abgegeben, was zur Abschaltung der Hochspannung führt. Die Alarmschaltung kann insbesondere ebenfalls eine EDV-Einrichtung sein.The controller and / or the arithmetic unit and / or the control circuit and / or the counter can in particular be jointly operated by an appropriately programmed EDP circuit, e.g. Microcontroller. The alarm circuit can in particular monitor the function of this EDP circuit for the purpose of increased operational safety of the ozone generator, i.e. serve as a so-called "watchdog" for the EDP circuit. For this purpose, the EDP circuit can be set up in such a way that, if the same output signals function properly, they emit to the alarm circuit which indicate that the EDP circuit is functioning properly and are evaluated by the alarm circuit, e.g. by comparing the output signals with predetermined target signal patterns; upon detection of a malfunction of the EDP circuit, e.g. Program crash, the alarm signal is given, which leads to the high voltage being switched off. The alarm circuit can in particular also be an EDP device.
Ebenso kann die EDV-Schaltung imstande sein, ihrerseits die Alarmschaltung auf Fehlfunktion zu überwachen und bei Feststellung einer Fehlfunktion der Alarmschaltung die Hochspannung abzuschalten und/ oder die Störungsmeldung auszugeben, so daß die Alarmschaltung durch die EDV-Schaltung auf Fehlfunktion überwacht wird. Hierdurch wird die Betriebssicherheit des Ozonerzeugers weiter erhöht.Likewise, the EDP circuit can in turn be able to monitor the alarm circuit for malfunction and, if a malfunction of the alarm circuit is detected, switch off the high voltage and / or issue the fault message, so that the alarm circuit is monitored for malfunction by the EDP circuit. This further increases the operational safety of the ozone generator.
Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung überwachen sich die EDV-Schaltung und die Alarmschaltung gegenseitig. Dies bedeutet, daß einerseits die EDV- Schaltung auf Fehlfunktion überwacht wird und andererseits auch ein Ausfall ebendieser Überwachung bemerkt wird, was die Sicherheit beim Betrieb des Ozon- erzeugers wesentlich erhöht.According to a preferred variant of the invention, the EDP circuit and the alarm circuit monitor one another. This means that, on the one hand, the EDP circuit is monitored for malfunction and, on the other hand, a failure of this monitoring is also noticed, which significantly increases the safety when operating the ozone generator.
Kurzbeschreibung der Figuren des Figurensatzes I, in welchem schematisch zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasentladungsapparates mit einer Zählschaltung und induktiver Auskopplung, Fig. 2 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemä- ßen Gasentladungsapparates, mit der Zählschaltung und kapazitiver Auskopplung, Fig. 3 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasentladungsapparates, mit einer Zählschaltung und einer Steuerschaltung, Fig.4 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasentladungsapparates, mit einer Integrierschaltung und einem Komparator, Fig. 5 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasentladungsapparates, mit einer Integrierschaltung und einem Kom- parator,Brief description of the figures in figure set I, in which: 1 shows a block diagram of an embodiment of a gas discharge apparatus according to the invention with a counter circuit and inductive coupling, FIG. 2 shows a block diagram of another embodiment of a gas discharge apparatus according to the invention, with the counter circuit and capacitive coupling, FIG. 4 shows a block diagram of a further embodiment of a gas discharge apparatus according to the invention, with an integrating circuit and a comparator, FIG. 5 shows a block diagram of a further embodiment of a gas discharge apparatus according to the invention, with an integrating circuit and a comparator,
Fig. 6 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasentladungsapparates, mit einer Integrierschaltung, einem Komparator, einer Steuerschaltung, einer Alarmschaltung sowie einem UND-Gatter, Fig. 7 ein Beispiel für einen zeitlichen Verlauf der Ausgangsspannungen der Steu- erschaltung, des Komparators, der Alarmschaltung und des UND-Gliedes von Fig. 6, Fig. 8 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasentladungsapparates, mit einer Zählschaltung und einem Grenzwertschalter, Fig. 9 ein Beispiel für einen zeitlichen Verlauf der Ausgangsspannungen der Zählschaltung, des Grenzwertschalters, der Alarmschaltung und des UND-Gatters von Fig. 8, Fig. 10 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasentladungsapparates, und Fig. 11 ein Beispiel für einen zeitlichen Verlauf der logischen Verknüpfungen des Gasentladungsapparates von Fig. 10. Fig. 1 zeigt schematisch ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasentladungsapparates zur Erzeugung von Sauerstoffionen, Sauerstoffatomen und Ozon in der Luft. Der Gasentladungsapparat von Fig. 1 um- faßt einen Hochspannungsgenerator 1, ein Gasentladungsmodul 2 mit zwei Elektroden 2A, 2B, ein Auskoppelelement 31 mit einem Auskopplungsausgang 31C, sowie eine Zählschaltung 14. Das Gasentladungsmodul 2 ist vorzugsweise ein solches für dielektrisch behinderte Entladung; bei einem solchen befinden sich zwischen den Elektroden 2A, 2B mindestens zwei unterschiedliche Dielektrika, was jedoch in Fig. 1 nicht dargestellt ist.6 shows a block diagram of a further embodiment of a gas discharge apparatus according to the invention, with an integrating circuit, a comparator, a control circuit, an alarm circuit and an AND gate, FIG. 7 shows an example for a time course of the output voltages of the control circuit, the comparator, the 6, Fig. 8 is a block diagram of a further embodiment of a gas discharge apparatus according to the invention, with a counting circuit and a limit switch, Fig. 9 shows an example of a time course of the output voltages of the counting circuit, the limit switch, the alarm circuit and 8, FIG. 10 shows a block diagram of a further embodiment of a gas discharge apparatus according to the invention, and FIG. 11 shows an example of a time course of the logic operations of the gas discharge apparatus of FIG. 10. 1 schematically shows a block diagram of an embodiment of a gas discharge apparatus according to the invention for generating oxygen ions, oxygen atoms and ozone in the air. 1 comprises a high-voltage generator 1, a gas discharge module 2 with two electrodes 2A, 2B, a decoupling element 31 with a decoupling output 31C, and a counting circuit 14. The gas discharge module 2 is preferably one for dielectric barrier discharge; in such a case there are at least two different dielectrics between the electrodes 2A, 2B, but this is not shown in FIG. 1.
Der Hochspannungsgenerator 1 ist imstande, eine Hochspannung HV zu erzeugen, die im Beispiel von Fig. 1 eine Sinus-Wechselspannung mit einer Frequenz von typischerweise 20...100 kHz und einer Spannung von typischerweise 4...6 kV ist.The high-voltage generator 1 is able to generate a high voltage HV, which in the example of FIG. 1 is a sinusoidal alternating voltage with a frequency of typically 20 ... 100 kHz and a voltage of typically 4 ... 6 kV.
Die Hochspannung HN ist über eine Hinleitung 11 und eine Rückleitung 12 zwischen den beiden Elektroden 2A, 2B angelegt und erzeugt in dem Gasentladungsmodul 2 eine Gasentladung, welche zur Produktion von Ozon bzw. Sauerstoffionen bzw. Saueratoffatomen führt und einen elektrischen Strom durch die Hinleitung 11, das Gasentladungsmodul 2 und die Rückleitung 12 erzeugt. Durch die Gasentladung entstehen ferner schnelle Entladeimpulse, welche sich dem Strom als Stromimpulse bzw. Rauschen überlagern. Die einzelnen Entladeimpulse sind in der Regel von weit kürzerer Zeitdauer als die Halbwellen der Hochspannung HV; sie können z.B. 0,1 Mikrosekunden andauern und dabei Amplituden von z.B. 50 Volt erreichen; diese Werte hängen selbstverständlich von den Betriebsbedingungen und der Geometrie das Gasentladungsmoduls 2 ab.The high voltage HN is applied via a feed line 11 and a return line 12 between the two electrodes 2A, 2B and generates a gas discharge in the gas discharge module 2, which leads to the production of ozone or oxygen ions or oxygen atoms and an electrical current through the feed line 11, the gas discharge module 2 and the return line 12 are generated. The gas discharge also produces rapid discharge pulses which are superimposed on the current as current pulses or noise. The individual discharge pulses are generally of a much shorter duration than the half-waves of the high voltage HV; you can e.g. Last 0.1 microseconds and thereby amplitudes of e.g. Reach 50 volts; these values naturally depend on the operating conditions and the geometry of the gas discharge module 2.
Der Hochspannungsgenerator 1 besitzt einen Eingang 1E und ist so eingerichtet, daß die Hochspannung HV abgeschaltet wird, wenn an dem Eingang E ein Schaltsignal anliegt. Als Schaltsignal dient also ein solches Signal, welches imstande ist, die Hochspannung HV abzuschalten; dies kann je nach Auslegung des Hochspannungsgenerators z.B. High-Signal bzw. ein Low-Signal sein.The high-voltage generator 1 has an input 1E and is set up so that the high voltage HV is switched off when a switching signal is present at the input E. Such a signal serves as the switching signal is able to switch off the high voltage HV; Depending on the design of the high-voltage generator, this can be, for example, a high signal or a low signal.
Der Gasentladungsapparat von Fig. 1 umfaßt ferner eine Zählschaltung 14. Die Stromimpulse werden durch das Auskoppelelement 31 aus der Rückleitung 12 ausgekoppelt und über den Auskopplungsausgang 31C der Zählschaltung 14 zugeführt. Das Auskoppelelement 31 ist in dem Beispiel von Fig. 1 ein Transformator oder Übertrager 31, dessen eine Wicklung 31B in der Rückleitung 12 zwischengeschaltet ist und dessen andere Wicklung 31 A mit der Zählschaltung 14 verbunden ist. Das Auskoppelelement 31 ist also im Beispiel von Fig. 1 ein induktives Auskoppelelement.1 further includes a counting circuit 14. The current pulses are decoupled from the return line 12 by the decoupling element 31 and fed to the counting circuit 14 via the decoupling output 31C. In the example of FIG. 1, the decoupling element 31 is a transformer or transformer 31, one winding 31B of which is interposed in the return line 12 and the other winding 31A of which is connected to the counting circuit 14. The decoupling element 31 is thus an inductive decoupling element in the example of FIG. 1.
Die Zählschaltung 14 ist erfindungsgemäß imstande, die Anzahl der während einer vorgegebenen Zählzeitdauer T0 auftretenden Stromimpulse zu zählen und das Zählergebnis mit einer vorgegebenen Vergleichszahl zu vergleichen. Nach Ablauf der Zählzeitdauer wird eine neue Zählung begonnen und das Ergebnis wiederum mit der Vergleichszahl verglichen, usw.. Gemäß einer anderen Variante erfolgt die Zählung gleitend, d.h. eine neue Zählung wird bereits begonnen, bevor die vorherige Zählung beendet ist.According to the invention, the counting circuit 14 is able to count the number of current pulses occurring during a predetermined counting period T0 and to compare the counting result with a predetermined comparison number. After the counting period has elapsed, a new count is started and the result is compared again with the comparison number, etc. According to another variant, the counting is sliding, i.e. a new count is started before the previous count has ended.
Die Zählschaltung 14 besitzt einen Ausgang 14A, der mit dem Eingang 1E des Hochspannungsgenerators 1 verbunden ist und der unter der Bedingung, daß das Zählergebnis einer Zählung größer ist als die vorgegebene Vergleichszahl, ein Zählersignal abgibt, welches im Beispiel von Fig. 1 unmittelbar als Schaltsignal zur Abschaltung der Hochspannung HV dient. Die Vergleichszahl muß nicht konstant sein, sondern kann zeitlich veränderbar sein, z.B. um eine Anpassung an veränderte Betriebs- oder Umgebungsbedingungen zu ermöglichen.The counter circuit 14 has an output 14A, which is connected to the input 1E of the high-voltage generator 1 and which, on the condition that the counting result of a count is greater than the predetermined comparison number, emits a counter signal, which in the example of FIG. 1 is directly used as a switching signal serves to switch off the high voltage HV. The comparison number does not have to be constant, but can be changed over time, e.g. to enable adaptation to changing operating or environmental conditions.
Die Anzahl der während der Zeitdauer T0 auftretenden Sttomimpulse ist ein Maß für die Produktionsrate von Sauerstoffionen, Sauerstoffatomen und Ozon in demThe number of current pulses occurring during the time period T0 is a measure of the production rate of oxygen ions, oxygen atoms and ozone in the
Gasentladungsmodul 2. Dies bedeutet, daß eine zu hohe Produktionsrate an einer zu hohen Anzahl von Stromimpulsen pro Zeiteinheit erkannt werden kann. Die Vergleichszahl kann daher vorteilhaft so gewählt werden, daß sie einer bestimmten kritischen Zahl von Stiomimpulsen pro Zeiteinheit und damit einer bestimmten kritischen Produktionsrate entspricht. Falls diese Produktionsrate z.B. auf Grund einer Fehlfunktion des Gasentladungsmoduls 2, des Hochspannungsgenerators 1 oder einer sonstigen Komponente des Gasentladungsapparates ist oder größer wird als ein beliebig vorgebbarer kritischer Wert, wird dies durch die Zählschaltung 14 erkannt und durch dieselbe das Schaltsignal abgegeben, welches zur Abschaltung der Hochspannung HV führt.Gas discharge module 2. This means that a too high production rate at one excessive number of current pulses per unit of time can be detected. The comparison number can therefore advantageously be chosen such that it corresponds to a specific critical number of stioma pulses per unit of time and thus to a specific critical production rate. If this production rate is due to a malfunction of the gas discharge module 2, the high-voltage generator 1 or another component of the gas discharge apparatus or is greater than any critical value that can be predetermined, this is recognized by the counter circuit 14 and emits the switching signal which switches off the High voltage HV leads.
Somit wird vorteilhafterweise erreicht, daß eine zu hohe, evtl. gefährliche Produktionsrate von Sauerstoffionen, Sauerstoffatomen und Ozon automatisch verhindert wird. Der Gasentladungsapparat von Fig. 1 ist also erfindungsgemäß imstande, sich selbst zu überwachen und sich bei Feststellung einer Fehlfunktion zwangswei- se abzuschalten.It is thus advantageously achieved that an excessively high, possibly dangerous production rate of oxygen ions, oxygen atoms and ozone is automatically prevented. The gas discharge apparatus of FIG. 1 is therefore able, according to the invention, to monitor itself and to switch itself off when a malfunction is detected.
Ebenso ist es selbstverständlich möglich, eine zu niedrige Produktionsrate an einer zu geringen Anzahl von Stromimpulsen zu erkennen. Auch eine zu niedrige Produktionsrate kann ein Hinweis auf eine Fehlfunktion des Gasentladungs- apparates sein. In einer anderen Variante der Erfindung ist daher die Zählschaltung 14 von Fig. 1 so eingerichtet, daß eine Abgabe des Schaltsignals über den Ausgang 14A und damit die Selbstabschaltung des Gasentladungsappates dann erfolgt, wenn das Zählergebnis niedriger ist als eine vorgegebene Vergleichszahl.It is of course also possible to identify a production rate that is too low from an insufficient number of current pulses. A production rate that is too low can also indicate a malfunction of the gas discharge apparatus. In another variant of the invention, the counter circuit 14 of FIG. 1 is therefore set up in such a way that the switching signal is output via the output 14A and thus the gas discharge apparatus switches itself off when the counting result is lower than a predetermined comparison number.
In einer weiteren Variante der Erfindung ist die Zählschaltung 14 von Fig. 1 so eingerichtet, daß eine Abgabe des Schaltsignals und damit die Selbstabschaltung des Gasentladungsapparates sowohl dann erfolgt, wenn das Zählergebnis niedriger ist als eine vorgegebene erste Vergleichszahl, als auch dann, wenn das Zählergebnis größer ist als eine vorgegebene zweite Vergleichszahl, so daß sich der Gas- entladungsapparat sowohl auf einer zu geringe als auch auf eine zu hohe Produktionsrate von Sauerstoffionen, Sauerstoff atomen und Ozon selbst überwacht. Zwischen den Auskopplungsausgang 31C und die Zählschaltung 14 kann ein Grenzwertschalter, z.B. ein Komparator, zwischengeschaltet sein, welcher dann und nur dann ein Digitalsignal an die Zählschaltung 14 abgibt, wenn die Höhe eines Sfrorrύmpulses einen bestimmten Grenzwert übersteigt, so daß die Zählschaltung keine analogen Stromimpulse zu verarbeiten braucht. Der Grenzwertschalter kann alternativ hierzu auch interner Bestandteil der Zählschaltung 14 selbst sein, anstatt ihr extern vorgeschaltet zu sein.In a further variant of the invention, the counting circuit 14 of FIG. 1 is set up in such a way that the switching signal and thus the self-shutdown of the gas discharge apparatus are emitted both when the counting result is lower than a predetermined first comparison number and also when the counting result is greater than a predetermined second comparison number, so that the gas discharge apparatus monitors itself both for a production rate of oxygen ions, oxygen atoms and ozone that is too low and too high. Between the decoupling output 31C and the counter circuit 14, a limit switch, for example a comparator, can be interposed, which then and only emits a digital signal to the counter circuit 14 when the level of a freeze pulse exceeds a certain limit value, so that the counter circuit does not add any analog current pulses needs processing. As an alternative to this, the limit switch can also be an internal component of the counter circuit 14 itself, instead of being connected upstream of it.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Gasentladungsapparates. Der Gasentladungsapparat von Fig. 2 unterscheidet sich von demjenigen von Fig. 1 lediglich dadurch, daß er anstelle des induktiven Auskoppelelements 31 ein kapazitives Auskoppelelement 32 aufweist, welches einen in dem Rückleiter 12 zwischengeschalteten Widerstand 32B und einen zwischen den Rückleiter 12 und die Zählschaltung 14 geschalteten Kondensator 32 A umfaßt. Das Auskoppelelement 32 gibt die ausgekoppelten Stromimpulse über einen Auskopplungsausgang 32 C an die Zählschaltung 14 ab. Anstelle des Widerstandes 32B kann eine als Tiefpaß wirkende Induktivität verwendet werden.2 shows a block diagram of a further variant of a gas discharge apparatus according to the invention. The gas discharge apparatus of FIG. 2 differs from that of FIG. 1 only in that, instead of the inductive coupling element 31, it has a capacitive coupling element 32 which has a resistor 32B interposed in the return conductor 12 and one between the return conductor 12 and the counting circuit 14 Capacitor 32 A includes. The decoupling element 32 outputs the decoupled current pulses to the counting circuit 14 via a decoupling output 32 C. Instead of the resistor 32B, an inductance acting as a low-pass filter can be used.
In einer bevorzugten Variante (nicht gezeigt) der Erfindung umfaßt der Gasentladungsapparat einen Gleichrichter oder eine Diode, welcher oder welche zwischen den Auskopplungsausgang 31C bzw. 32C und die Zählschaltung 14 geschaltet ist, so daß alle an die Zählschaltung 14 gelangenden Stromimpulse von einheitlicher Polarität sind.In a preferred variant (not shown) of the invention, the gas discharge apparatus comprises a rectifier or a diode, which is or which is connected between the coupling-out output 31C or 32C and the counter circuit 14, so that all current pulses reaching the counter circuit 14 are of uniform polarity.
Zwischen dem Auskopplungsausgang 31C (Fig. 1) bzw. 32C (Fig. 2) und der Zählschaltung 14 kann ein (nicht gezeigtes) Filter zwischengeschaltet sein, welche die ausgekoppelten Stromimpulse passieren läßt, die Grundfrequenz der Hochspannung jedoch unterdrückt. Dieses Filter kann z.B. ein Hochpaß oder ein Band- paß oder z.B. auch eine Bandsperre sein, deren Sperrfrequenz der Grundfrequenz der Wechselspannung entspricht. Der Kondensator 32A von Fig. 2 kann zugleich Bestandteil des Filters sein.A filter (not shown) can be interposed between the decoupling output 31C (FIG. 1) or 32C (FIG. 2) and the counter circuit 14, which filter allows the decoupled current pulses to pass but suppresses the fundamental frequency of the high voltage. This filter can be, for example, a high-pass filter or a band-pass filter or, for example, also a band-stop filter whose blocking frequency is the fundamental frequency corresponds to the AC voltage. The capacitor 32A of FIG. 2 can also be part of the filter.
Bevorzugt wird die Hochspannung HV zum Betrieb des Gasentladungsmoduls 2 in zyklischer Folge jeweils für eine erste Zeitspanne Tl eingeschaltet, anschließend für eine zweite Zeitspanne T2 abgeschaltet, anschließend erneut für die erste Zeitspanne Tl eingeschaltet usw., wie in Fig. 1 durch den abschnittsweise geradlinigen Verlauf der Wellenlinie, welche den zeitlichen Verlauf der Hochspannung HV symbolisieren soll, angedeutet ist. Um die Produktionsrate zu erhöhen, kann das Verhältnis der Dauer der ersten Zeitspanne Tl zur Dauer der zweiten Zeitspanne T2 vergrößert werden, und um die Produktionsrate zu verringern, kann dieses Verhältnis verkleinert werden.The high voltage HV for operating the gas discharge module 2 is preferably switched on in a cyclical sequence for a first time period T1, then switched off for a second time period T2, then switched on again for the first time period T1, etc., as shown in FIG. 1 by the straight line section the wavy line, which is intended to symbolize the time profile of the high voltage HV, is indicated. In order to increase the production rate, the ratio of the duration of the first time period T1 to the duration of the second time period T2 can be increased, and to reduce the production rate, this ratio can be decreased.
Die Steuerung des zyklischen An- und Abschaltens der Hochspannung HV kann gemäß einer Ausführungsform durch einen innerhalb des Hochspannungsgenerators 1 angeordneten entsprechenden Steuer- oder Unterbrecher-Schaltkreis erfolgen.According to one embodiment, the cyclical switching on and off of the high voltage HV can be controlled by a corresponding control or interrupter circuit arranged within the high voltage generator 1.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, zwischen den Ausgang 14A der Zählschal- tung 14 und den Eingang 1E des Hochspannungsgenerators 1 eine Steuerschaltung zwischenzuschalten (nicht gezeigt), welche, solange keine Fehrfunktion festgestellt wurde, in zyklischer Folge jeweils für die erste Zeitspanne Tl das Schaltsignal nicht abgibt und anschließend für die zweite Zeitspanne T2 das Schaltsignal an den Eingang 1E abgibt, usw., so daß das Ein- und Abschalten der Hochspannung HV durch die Steuerschaltung gesteuert wird. Die Steuerschaltung ist dabei so eingerichtet, daß sie die zyklische Folge abbricht und das Schaltsignal abgibt, wenn die Zählschaltung das Zählersignal abgibt, d.h. eine Fehlfunktion des Gasentladungsapparates festgestellt wurde. In diesem Fall dient also das Zählersignal der Zählschaltung 14 nicht unmittelbar als Schaltsignal, sondern dazu, dasselbe auszulösen. Auf diese Weise ist es vorteilhaft möglich, sowohl das zyklische Ein- und Ausschalten der Hochspannung HV als auch das Abschalten derselben bei Feststellung einer Fehlfunktion über den Eingang 1E zu steuern.Another possibility is to interpose a control circuit (not shown) between the output 14A of the counting circuit 14 and the input 1E of the high-voltage generator 1, which, as long as no control function has been determined, does not switch the switching signal in a cyclical sequence for the first time period T1 outputs and then for the second time period T2 outputs the switching signal to the input 1E, etc., so that the switching on and off of the high voltage HV is controlled by the control circuit. The control circuit is set up in such a way that it aborts the cyclic sequence and emits the switching signal when the counter circuit emits the counter signal, ie a malfunction of the gas discharge apparatus has been determined. In this case, the counter signal of the counter circuit 14 is not used directly as a switching signal, but rather to trigger the same. In this way, it is advantageously possible to control both the cyclical switching on and off of the high voltage HV and the switching off of the same when a malfunction is detected via the input 1E.
Gemäß einer weiteren Variante (Fig. 3) ist der Ausgang 14A der Zählschaltung 14 an einen Eingang eines ODER-Gliedes 18 angeschlossen, dessen Ausgang 18A mit dem Eingang 1E des Hochspannungsgenerators 1 verbunden ist. Falls die Zählschaltung 14 das Zählersignal abgibt, gelangt dieses über das ODER-Glied 18 an den Eingang 1E und dient dort als Schaltsignal, was zur Abschaltung der Hochspannung HN führt.According to a further variant (FIG. 3), the output 14A of the counter circuit 14 is connected to an input of an OR gate 18, the output 18A of which is connected to the input 1E of the high-voltage generator 1. If the counter circuit 14 emits the counter signal, it reaches the input 1E via the OR gate 18 and serves there as a switching signal, which leads to the high voltage HN being switched off.
Der andere Eingang des ODER-Gliedes 18 ist mit dem Ausgang 6A einer Steuerschaltung 6 verbunden. Die Steuerschaltung 6 gibt über ihren Ausgang 6A in zyklischer Folge jeweils für die erste Zeitspanne Tl kein Steuersignal ab und anschließend für die zweite Zeitspanne T2 ein Steuersignal ab, welches über das ODER-Glied 18 an den Eingang 1E gelangt und dort als Schaltsignal dient, was ebenfalls zur Abschaltung der Hochspannung HV führt. Die ODER-Schaltung gibt also über ihren Ausgang 18A das Schaltsignal ab, wenn entweder das Zählersignal oder das Steuersignal an ihr anliegt. Solange keine Fehlfunktion festgestellt wird, d.h. solange die Zählschaltung 14 kein Zählersignal abgibt, wird somit das Ein- und Abschalten der Hochspannung HV und damit die mittlere Produktionsrate von Ozon bzw. Saueratoffatomen bzw. Sauerstoffionen durch die Steuerschaltung 6 gesteuert. Sobald jedoch die Zählschaltung 14 das Zählersignal abgibt, wird die Hochspannung HN unabhängig vom Steuersignal abgeschaltet. Die Steuer- Schaltung 6 kann z.B. ein astabiler Multivibrator oder eine programmierbare EDV- Einrichtung sein.The other input of the OR gate 18 is connected to the output 6A of a control circuit 6. The control circuit 6 does not emit a control signal for its first time period T1 through its output 6A in a cyclical sequence and then outputs a control signal for the second time period T2, which reaches the input 1E via the OR gate 18 and serves as a switching signal there, which also leads to the high voltage HV being switched off. The OR circuit therefore outputs the switching signal via its output 18A when either the counter signal or the control signal is present at it. As long as no malfunction is found, i.e. as long as the counter circuit 14 does not emit a counter signal, the switching on and off of the high voltage HV and thus the average production rate of ozone or oxygen atoms or oxygen ions is controlled by the control circuit 6. However, as soon as the counter circuit 14 outputs the counter signal, the high voltage HN is switched off independently of the control signal. The control circuit 6 can e.g. an astable multivibrator or a programmable EDP device.
Die Zählzeitdauer T0 ist gemäß einer Variante der Erfindung so gewählt, daß sie wesentlich länger ist als die Summe der ersten und zweiten Zeitspanne T1,T2. Auf diese Weise wird insbesondere bei schwacher Intensität der Gasentladung dieAccording to a variant of the invention, the counting period T0 is chosen such that it is considerably longer than the sum of the first and second periods T1, T2. In this way, especially when the intensity of the gas discharge is weak
Gefahr einer Fehlauslösung des Schaltsignals auf Grund von zufälligen, statistisch bedingten Abweichungen zwischen dem im Einzelfall erzielten Zählergebnis und dem tatsächlichen Langzeit-Mittelwert der pro Zeiteinheit auftretenden Stromimpulse verringert. Gemäß einer anderen Variante der Erfindung ist die Zählzeitdauer TO kleiner als sowohl die erste als auch die zweite Zeitspanne Tl, T2 gewählt. Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung ist die Zählzeitdauer TO nicht konstant gewählt, sondern synchron mit dem Ein- und Ausschalten der Hochspannung HN veränderlich und dabei so zwischen den Werten Tl und T2 so alternierend, daß mit Beginn jeder ersten Zeitspanne Tl eine erste Zählzeitdauer tOl beginnt, welche mit der ersten Zeitspanne Tl übereinstimmt, und mit Beginn jeder zweiten Zeitspanne T2 eine zweite Zählzeitdauer t02 beginnt, welche mit der zweiten Zeitspanne T2 übereinstimmt. In diesem Fall beginnt mit jedem zyklischen Ein- und Ausschaltvorgang der Hochspannung HN eine neue Zählung.Risk of false triggering of the switching signal due to random, statistical Conditional deviations between the counting result achieved in the individual case and the actual long-term mean value of the current pulses occurring per unit of time are reduced. According to another variant of the invention, the counting period TO is selected to be shorter than both the first and the second period T1, T2. According to a further variant of the invention, the counting period TO is not chosen to be constant, but is variable in synchronism with the switching on and off of the high voltage HN and thus alternating between the values T1 and T2 in such a way that a first counting period t0l begins at the beginning of each first period T1 , which coincides with the first time period T1, and begins at the beginning of every second time period T2 a second counting time period t02, which coincides with the second time period T2. In this case, a new count begins with each cyclical switching on and off of the high voltage HN.
In einer weiteren Verfeinerung dieser Variante ist synchron hierzu auch die Vergleichszahl zyklisch zwischen zwei Werten alternierend veränderlich. Bevorzugt ist die Vergleichszahl während der ersten Zeitspanne Tl größer gewählt als während der zweiten Zeitspanne T2, so daß zu jeder der beiden Zeitspannen T1,T2 eine eigene Vergleichszahl gehört.In a further refinement of this variant, the comparison number can also alternate cyclically between two values. The comparison number is preferably chosen to be larger during the first time period T1 than during the second time period T2, so that each of the two time periods T1, T2 has its own comparison number.
Eine Zählung der Stiornimpulse auch während er zweiten Zeitspanne T2 ist - trotz des Umstandes, daß die Hochspannung HV hier abgeschaltet ist - sinnvoll, da das Auftreten von Stromimpulsen bei abgeschalteter Hochspannung auf eine Fehlfunktion hindeutet; eine solche Fehlfunktion läßt sich demnach erkennen, indem auch während der zweiten Zeitspanne T2 auftretende Stromimpulse gezählt werden und das Zählergebnis mit der zur zweiten Zeitspanne T2 gehörenden Vergleichszahl verglichen wird. Das Schaltsignal wird ausgelöst, wenn das Zählergebnis über der zur zweiten Zeitspanne T2 gehörenden Vergleichszahl liegt. Diese wird hierbei vorzugsweise sehr niedrig gewählt, da bei einwandfreier Funktion während der zweiten Zeitspannen T2 keine Stromimpulse zu erwarten sind. Insbesondere kann gemäß einer vorteilhaften Variante während der ersten Zeitspannen Tl das Schaltsignal sowohl bei zu hoher als auch bei zu geringer Produktionsrate und während der zweiten Zeitspannen T2 nur bei zu hoher Produktionsrate ausgelöst werden, wobei die Vergleichszahlen synchron mit der zyklischen Abfolge der ersten und zweiten Zeitspannen Tl, T2 zwischen verschiedenen Werten alternieren. In diesem Fall wird das erfindungsgemäße Verfahren jeweils während der ersten Zeitspannen Tl und unabhängig davon auch jeweils während der zweiten Zeitspannen T2 angewendet.Counting the star impulses even during the second time period T2 makes sense - despite the fact that the high voltage HV is switched off here - since the occurrence of current pulses when the high voltage is switched off indicates a malfunction; Such a malfunction can therefore be recognized by counting current pulses occurring during the second time period T2 and comparing the counting result with the comparison number belonging to the second time period T2. The switching signal is triggered when the counting result lies above the comparison number belonging to the second time period T2. In this case, this is preferably chosen to be very low, since if the function is flawless, no current pulses are to be expected during the second time periods T2. In particular, according to an advantageous variant, the switching signal can be triggered during the first time periods Tl both when the production rate is too high and too low and during the second time periods T2 only when the production rate is too high, the comparison numbers being synchronous with the cyclical sequence of the first and second time periods Alternate T1, T2 between different values. In this case, the method according to the invention is used in each case during the first time periods T1 and independently of this also in each case during the second time periods T2.
Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung wird das Schaltsignal nicht nur zur Abschaltung der Hochspannung HV herangezogen, sondern auch zur Ausgabe einer Störungsmeldung, insbesondere einer akustischen oder optischen Störungsmeldung.According to a further variant of the invention, the switching signal is not only used to switch off the high voltage HV, but also to output a fault message, in particular an acoustic or optical fault message.
Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Gasentladungsapparates. Der Gasentladungsapparat von Fig. 4 unterscheidet sich von demjenigen von Fig. 1 dadurch, daß er anstelle der Zählschaltung 14 eine Vergleichsschaltung 5 und eine Integrierschaltung 24 umfaßt, welche zwischen den Auskopplungsausgang 31C und die Vergleichsschaltung 5 zwischengeschaltet und somit der Vergleichsschaltung 5 vorgeschaltet ist. Die Vergleichsschaltung 5 ist im Beispiel von Fig. 4 ein Komparator 5.4 shows a block diagram of a further variant of a gas discharge apparatus according to the invention. The gas discharge apparatus of FIG. 4 differs from that of FIG. 1 in that, instead of the counting circuit 14, it comprises a comparison circuit 5 and an integrating circuit 24 which is connected between the decoupling output 31C and the comparison circuit 5 and is therefore connected upstream of the comparison circuit 5. The comparison circuit 5 is a comparator 5 in the example of FIG. 4.
Die Integrierschaltung 4 integriert die durch das Auskoppelelement 31 ausgekoppelten Stromimpulse mit der vorgegebenen Integrationszeit oder mit der vorgegebenen Integrationszeitkonstanten zeitlich zu einem integralen Pulssignal, so daß das Pulssignal ein integrales Pulssignal ist, und gibt dieses an den Komparator 5 ab. An den Komparator 5 ist ferner über eine Klemme 5B eine Spannung angelegt, die als vorgegebener Schwellenwert dient.The integrating circuit 4 integrates the current pulses decoupled by the decoupling element 31 with the predetermined integration time or with the predetermined integration time constant into an integral pulse signal, so that the pulse signal is an integral pulse signal, and outputs this to the comparator 5. A voltage, which serves as a predetermined threshold value, is also applied to the comparator 5 via a terminal 5B.
Selbstverständlich kann zur Auskopplung der Stromimpulse auch das kapazitive Auskoppelelement 32 von Fig. 3 verwendet werden. Der Komparator 5 vergleicht das integrale Pulssignal mit dem vorgegebenen Schwellenwert und gibt über einen Ausgang 5A ein Komparatorsignal ab, falls das integrale Pulssignal größer ist als der vorgegebene Schwellenwert. Der Ausgang 5A ist mit dem Eingang 1E des Hochspannungsgenerators 1 verbunden. Das Komparatorsignal dient in dem Beispiel von Fig. 4 unmittelbar als Schaltsignal, welches zum Abschalten der Hochspamiung HN führt.Of course, the capacitive decoupling element 32 from FIG. 3 can also be used to decouple the current pulses. The comparator 5 compares the integral pulse signal with the predefined threshold value and emits a comparator signal via an output 5A if the integral pulse signal is greater than the predefined threshold value. The output 5A is connected to the input 1E of the high voltage generator 1. In the example of FIG. 4, the comparator signal serves directly as a switching signal, which leads to the high voltage HN being switched off.
Die Größe des integralen Pulssignals ist ein Maß für die Produktionsrate von Sauerstoff ionen bzw. Sauerstoff atomen bzw. Ozon in dem Gasentladungsmodul 2. Dies bedeutet, daß eine zu hohe Produktionsrate an einem zu großen integralen Pulssignal erkannt werden kann. Der Schwellenwert kann daher vorteilhaft so gewählt werden, daß er einer bestimmten kritischen Produktionsrate entspricht. Falls diese Produktionsrate z.B. auf Grund einer Fehlfunktion des Gasentla- dungsmoduls 2, des Hochspannungsgenerators 1 oder einer sonstigen Komponente des Gasentladungsapparates ist oder größer wird als ein beliebig vorgebbarer kritischer Wert, wird dies durch den Komparator 5 erkannt und durch denselben das Schaltsignal abgegeben, welches zur Abschaltung der Hochspannung HN führt.The size of the integral pulse signal is a measure of the production rate of oxygen ions or oxygen atoms or ozone in the gas discharge module 2. This means that an excessively high production rate can be recognized by an excessively large integral pulse signal. The threshold value can therefore advantageously be chosen so that it corresponds to a certain critical production rate. If this production rate e.g. due to a malfunction of the gas discharge module 2, the high-voltage generator 1 or another component of the gas discharge apparatus or is greater than an arbitrarily predeterminable critical value, this is recognized by the comparator 5 and, by means of the latter, the switching signal which is used to switch off the high voltage HN leads.
Somit wird vorteilhafterweise erreicht, daß eine zu hohe Produktionsrate automatisch verhindert wird. Der Gasentladungsapparat von Fig. 4 ist also erfindungsgemäß imstande, sich selbst zu überwachen und sich bei Feststellung einer Fehlfunktion abzuschalten.It is thus advantageously achieved that an excessively high production rate is automatically prevented. 4 is therefore able to monitor itself and to switch itself off when a malfunction is detected.
Ebenso ist es selbstverständlich möglich, eine zu niedrige Produktionsrate an einem zu kleinen integralen Pulssignal zu erkennen. In einer anderen Variante der Erfindung ist daher die Vergleichsschaltung so eingerichtet, daß eine Abgabe des Schaltsignals und damit die Selbstabschaltung des Gasentladungsapparates dann erfolgt, wenn das integrale Pulssignal kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert. In einer bevorzugten Variante (nicht gezeigt) der Erfindung umfaßt der Gasentladungsapparat einen Gleichrichter oder eine Diode, welcher oder welche zwischen den Auskopplungsausgang 31C und die Integrierschaltung 4 geschaltet ist, so daß alle an die Integrierschaltung 24 gelangenden Stromimpulse von einheitlicher Polarität sind.It is of course also possible to identify a production rate that is too low by an integral pulse signal that is too small. In another variant of the invention, the comparison circuit is therefore set up in such a way that the switching signal and thus the self-disconnection of the gas discharge apparatus are emitted when the integral pulse signal is less than a predetermined threshold value. In a preferred variant (not shown) of the invention, the gas discharge apparatus comprises a rectifier or a diode which is connected between the coupling-out output 31C and the integrating circuit 4, so that all current pulses reaching the integrating circuit 24 are of uniform polarity.
In einer weiteren Variante der Erfindung ist die Integrationsschaltung so eingerichtet, daß eine Abgabe des Schaltsignals und damit die Selbstabschaltung des Gasentladungsapparates sowohl dann erfolgt, wenn das integrale Pulssignal kleiner ist als ein vorgegebener erster Schwellenwert, als auch dann, wenn das integrale Pulssignal größer ist als ein vorgegebener zweiter Schwellenwert, so daß sich der Gasentladungsapparat sowohl auf einer zu geringe als auch auf eine zu hohe Produktionsrate von Sauerstoffionen bzw. Sauerstoffatomen bzw. Ozon selbst überwacht. Zu diesem Zweck kann die Vergleichsschaltung zwei Komparatoren umfassen.In a further variant of the invention, the integration circuit is set up in such a way that the switching signal and thus the self-shutdown of the gas discharge apparatus are emitted both when the integral pulse signal is less than a predetermined first threshold value and when the integral pulse signal is greater than a predetermined second threshold value, so that the gas discharge apparatus monitors itself both for a production rate of oxygen ions or oxygen atoms or ozone that is too low or too high. For this purpose, the comparison circuit can comprise two comparators.
Fig. 5 zeigt schematisch ein Blockschaltbild einer weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Gasentladungsapparates. Der Unterschied zu dem Gasentladungsapparat von Fig. 4 besteht darin, daß in Fig. 5 zwischen dem Ausgang 5A des Komparators 5 und den Eingang 1E des Hochspannungsgenerators 1 zusätzlich eine Steuer Schaltung 10 zwischengeschaltet ist, welche, solange keine Fehlfunktion festgestellt wird, in zyklischer Folge jeweils für die erste Zeitspanne Tl das Schaltsignal nicht abgibt und anschließend für die zweite Zeitspanne T2 das Schaltsignal über ihren Ausgang 10 A an den Eingang 1E abgibt, usw., so daß das Ein- und Abschalten der Hochspannung HV durch die Steuerschaltung 10 gesteuert wird. Die Steuerschaltung 10 ist dabei so eingerichtet, daß sie die zyklische Folge abbricht und das Schaltsignal abgibt, wenn der Komparator 5 das Komparatorsignal an ihren Eingang 10E abgibt, d.h. eine Fehlfunktion des Gasentladungsapparates festgestellt wurde. In diesem Fall dient also das Komparatorsignal nicht unmittelbar als Schaltsignal, sondern dazu, dasselbe auszulösen. Auf diese Weise ist es vorteilhaft möglich, sowohl das zyklische Ein- und Ausschalten der Hochspannung HV als auch das Abschalten derselben bei Feststellung einer Fehlfunktion über den Eingang 1E zu steuern.5 schematically shows a block diagram of a further variant of a gas discharge apparatus according to the invention. The difference to the gas discharge apparatus of Fig. 4 is that in Fig. 5 between the output 5A of the comparator 5 and the input 1E of the high voltage generator 1, a control circuit 10 is additionally interposed, which, as long as no malfunction is detected, in a cyclical sequence does not emit the switching signal for the first period Tl and then emits the switching signal via its output 10 A to the input 1E for the second period T2, etc., so that the switching on and off of the high voltage HV is controlled by the control circuit 10. The control circuit 10 is set up in such a way that it aborts the cyclic sequence and emits the switching signal when the comparator 5 emits the comparator signal to its input 10E, ie a malfunction of the gas discharge apparatus has been determined. In this case, the comparator signal does not serve directly as a switching signal, but rather trigger the same thing. In this way, it is advantageously possible to control both the cyclical switching on and off of the high voltage HV and the switching off of the same when a malfunction is detected via the input 1E.
Die Steuerschaltung 10 kann z.B. ein astabiler Multivibrator sein. Bevorzugt ist die Steuerschaltung 10 jedoch eine prograrnmierbare EDV-Einrichtung, z.B. Mikrokontroler oder Mikroprozessor, in welcher die erste und die zweite Zeitspanne Tl, T2 gespeichert sind.The control circuit 10 can e.g. be an astable multivibrator. However, the control circuit 10 is preferably a programmable EDP device, e.g. Microcontroller or microprocessor in which the first and the second time period T1, T2 are stored.
Die Integrationszeit ist gemäß einer Variante der Erfindung so gewählt, daß sie wesentlich länger ist als die Summe der ersten und zweiten Zeitspanne T1,T2. Gemäß einer anderen Variante der Erfindung ist die Integrationszeit kleiner als sowohl die erste als auch die zweite Zeitspanne Tl, T2 gewählt. Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung ist die Integrationszeit nicht konstant gewählt, sondern synchron mit dem Ein- und Ausschalten der Hochspannung HV veränderlich. In einer weiteren Verfeinerung dieser Variante ist synchron hierzu auch der Schwellenwert zyklisch zwischen zwei Werten alternierend veränderlich.According to a variant of the invention, the integration time is chosen such that it is considerably longer than the sum of the first and second time periods T1, T2. According to another variant of the invention, the integration time is chosen to be shorter than both the first and the second time period T1, T2. According to a further variant of the invention, the integration time is not chosen to be constant, but is variable in synchronization with the switching on and off of the high voltage HV. In a further refinement of this variant, the threshold value is alternately alternated cyclically between two values.
Gemäß einer Variante der Erfindung sind das Steuersignal, das Zählersignal bzw. das Komparatorsignal und das Schaltsignal jeweils High-Signale, wobei der Hochspannungsgenerator so eingerichtet ist, daß die Hochspannung HV abgeschaltet wird, wenn am Eingang 1E ein High-Signal anliegt, und eingeschaltet wird, wenn am Eingang 1E ein Low-Signal anliegt. Gemäß einer anderen Variante der Erfindung sind das Zählersignal bzw. das Komparatorsignal, das Steuersignal und das Schaltsignal jeweils Low-Signale, wobei der Hochspannungsgenerator so eingerichtet ist, daß die Hochspannung HV abgeschaltet wird, wenn an seinem Eingang ein Low-Signal oder keine Spannung anliegt, und eingeschaltet wird, wenn diesem Eingang ein High-Signal anliegt. In diesem Fall ist das ODER-Glied 18 von Fig. 3 selbstverständlich durch ein UND-Glied zu ersetzen, oder es sind entsprechende Invertierer zu verwenden. Gemäß einer wiederum anderen Variante der Erfindung sind das Zählersignal bzw. das Komparatorsignal und das Steuersignal jeweils High-Signale, das Schaltsignal jedoch ein Low-Signal, wobei der Hochspannungsgenerator ebenfalls so eingerichtet ist, daß die Hochspannung HV abgeschaltet wird, wenn an seinem Eingang ein Low-Signal oder keine Spannung anliegt, und eingeschaltet wird, wenn diesem Eingang ein High-Signal anliegt. In diesem Fall ist das ODER-Glied 18 von Fig. 3 durch ein NOR-Glied zu ersetzen, oder es sind entsprechende Invertierer zu verwenden.According to a variant of the invention, the control signal, the counter signal or the comparator signal and the switching signal are each high signals, the high voltage generator being set up in such a way that the high voltage HV is switched off when a high signal is present at input 1E and is switched on , if there is a low signal at input 1E. According to another variant of the invention, the counter signal or the comparator signal, the control signal and the switching signal are each low signals, the high voltage generator being set up in such a way that the high voltage HV is switched off when a low signal or no voltage is present at its input , and is switched on when this input has a high signal. In this case, the OR gate 18 of FIG. 3 is of course to be replaced by an AND gate, or corresponding inverters are to be used. According to yet another variant of the invention, the counter signal or the comparator signal and the Control signal high signals, the switching signal, however, a low signal, the high voltage generator is also set up so that the high voltage HV is switched off when a low signal or no voltage is present at its input, and is switched on when this input is on High signal is present. In this case, the OR gate 18 of FIG. 3 must be replaced by a NOR gate, or corresponding inverters must be used.
In Abhängigkeit von der Art der zu verknüpfenden Signale können die logischen Funktionen durch verschiedene Logik-Bausteine ausgeführt werden, z.B. UND- Glied, ODER-Glied, NAND-Glied, NOR-Glied.Depending on the type of signals to be linked, the logic functions can be performed by different logic modules, e.g. AND gate, OR gate, NAND gate, NOR gate.
Fig. 6 zeigt schematisch ein Blockschaltbild einer bevorzugten weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Gasentladungsapparates. Diese Variante unterscheidet sich von dem Gasentladungsapparat von Fig. 5 durch eine zusätzliche Alarmschaltung 7, auch "watchdog" genannt, ein zusätzliches UND-Glied 9 sowie dadurch, daß anstelle der Steuerschaltung 10 eine Steuerschaltung 20 zum Einsatz kommt, welche eine EDV-Einrichtung, z.B. Mikrokontroler, ist. Ferner kommt in Fig. 6 anstelle des Hochspannungsgenerators 1 von Fig. 5 ein Hochspannungsgenerator 21 mit einem Eingang 21E zum Einsatz, welcher so eingerichtet ist, daß die Hochspannung HV abgeschaltet wird, wenn am Eingang 21E ein Low-Signal oder keine Spannung anliegt, und eingeschaltet wird, wenn am Eingang 21E ein High-Signal anliegt.6 schematically shows a block diagram of a preferred further variant of a gas discharge apparatus according to the invention. This variant differs from the gas discharge apparatus of FIG. 5 by an additional alarm circuit 7, also called a "watchdog", an additional AND gate 9 and by the fact that instead of the control circuit 10, a control circuit 20 is used, which is an EDP device, eg Microcontroller, is. Furthermore, instead of the high-voltage generator 1 from FIG. 5, a high-voltage generator 21 with an input 21E is used in FIG. 6, which is set up in such a way that the high voltage HV is switched off when a low signal or no voltage is present at the input 21E, and is switched on when there is a high signal at input 21E.
Darüber hinaus kommt in Fig. 6 anstelle des Komparators 5 von Fig. 5 als Vergleichsschaltung ein Komparator 15 zum Einsatz, der mit dem Ausgang 4A der Integrierschaltung 4 verbunden ist und über seinem Ausgang 15A ein Komparatorsignal abgibt, wenn das integrale Pulssignal kleiner ist als ein vorgegebener, an einer Klemme 15B des Komparators 15 angelegter Schwellenwert, wobei dieses Komparatorsignal im Beispiel von Fig. 6 ein Low- Signal ist. Wenn das integrale Pulssignal größer ist als der vorgegebene Schwellenwert, gibt der Komparator 15 dagegen ein High-Signal ab. Das Komparatorsignal, Low-Signal am Ausgang 15E, zeigt in dem Gasentladungsapparat von Fig. 6 also eine zu niedrige Produktionsrate an, während ein High-Signal am Ausgang 15E anzeigt, daß die Produktionsrate nicht zu niedrig ist.In addition, in FIG. 6, instead of the comparator 5 of FIG. 5, a comparator 15 is used as the comparison circuit, which is connected to the output 4A of the integrating circuit 4 and outputs a comparator signal via its output 15A if the integral pulse signal is less than one Predetermined threshold value applied to a terminal 15B of the comparator 15, this comparator signal being a low signal in the example of FIG. 6. In contrast, if the integral pulse signal is greater than the predetermined threshold value, the comparator 15 emits a high signal. The Comparator signal, low signal at output 15E, therefore indicates a production rate which is too low in the gas discharge apparatus of FIG. 6, while a high signal at output 15E indicates that the production rate is not too low.
Die Steuerschaltung 20 besitzt zwei Ausgänge 20A, 20B sowie zwei Eingänge 20E, 20F. Der eine Eingang 20E der Steuerschaltung 20 ist mit dem Ausgang 15E des Komparators 15 verbunden. Der eine Ausgang 20A der Steuerschaltung 20 ist an einen Eingang eines UND-Gliedes 9 angeschlossen, dessen Ausgang 9A mit dem Eingang 21E des Hochspannungsgenerators 21 verbunden ist.The control circuit 20 has two outputs 20A, 20B and two inputs 20E, 20F. One input 20E of the control circuit 20 is connected to the output 15E of the comparator 15. One output 20A of the control circuit 20 is connected to an input of an AND gate 9, the output 9A of which is connected to the input 21E of the high-voltage generator 21.
Der andere Eingang des UND-Gliedes 9 ist mit dem Ausgang 7A der Alarmschaltung 7 verbunden, deren Funktion unten noch erläutert wird. Ferner ist der andere Ausgang 7B der Alarmschaltung 7 mit dem zweiten Eingang 20B der Steuerschaltung 20 verbunden.The other input of the AND gate 9 is connected to the output 7A of the alarm circuit 7, the function of which will be explained below. Furthermore, the other output 7B of the alarm circuit 7 is connected to the second input 20B of the control circuit 20.
Das UND-Glied 9 gibt nur dann ein High-Signal an den Eingang 21E des Hochspannungsgenerators 21 ab, wenn an beiden Eingängen des UND-Gliedes 9 zugleich ein High-Signal anliegt. In diesem Fall ist die Hochspannung HV eingeschaltet. Falls dagegen auch nur einer der Eingänge des UND-Gliedes 9 ein Low-Signal empfängt, gibt das UND-Glied 9 das Schaltsignal, welches im Beispiel von Fig. 6 ein Low-Signal ist, an den Eingang 21E des Hochspannungsgenerators 21 ab, was zur Abschaltung der Hochspannung HV führt.The AND gate 9 only outputs a high signal to the input 21E of the high voltage generator 21 when a high signal is present at both inputs of the AND gate 9. In this case, the high voltage HV is switched on. If, on the other hand, even one of the inputs of the AND gate 9 receives a low signal, the AND gate 9 outputs the switching signal, which is a low signal in the example of FIG. 6, to the input 21E of the high voltage generator 21, which leads to the high voltage HV being switched off.
Die Alarmschaltung 7 besitzt zwei Ausgänge 7A, TB sowie einen Eingang 7E. Der eine Eingang 20E der Steuerschaltung 20 ist mit dem Ausgang 15A des Komparators 15 verbunden. Der andere Eingang 20F der Steuerschaltung 20 ist mit dem Eingang 7E der Alarmschaltung verbunden.The alarm circuit 7 has two outputs 7A, TB and an input 7E. One input 20E of the control circuit 20 is connected to the output 15A of the comparator 15. The other input 20F of the control circuit 20 is connected to the input 7E of the alarm circuit.
Die Alarmschaltung 7 ist so eingerichtet, daß sie imstande ist, die Funktion der Steuerschaltung 20 z.B. in an sich bekannter Weise zu überwachen, und wird daher auch als "watchdog" bezeichnet. Die Steuerschaltung 20 ist zu diesem Zweck so eingerichtet, daß sie bei einwandfreier Funktion derselben über ihren Ausgang 20B zeitweise oder ständig ein Ausgabesignal oder Ausgabesignale an den Eingang 7E der Alarmschaltung 7 abgibt, welche eine einwandfreie Funktion der Steuerschaltung 20 anzeigen. Diese Ausgabesignale können z.B. Flags sein, welche von der Steuerschaltung 20 bei einwandfreier Funktion derselben regelmäßig vorübergehend am Ausgang 20B gesetzt werden, bei einer Störung, z.B. Programmabsturz, jedoch ausbleiben. In einer anderen Variante sind die Ausgabesignale digitale Worte, welche seriell vom Ausgang 20B an den Eingang 7E gelangen. In einer weiteren Ausführungsform sind die Ausgabesignale ebenfalls digitale Worte, der Ausgang 20B jedoch ein Parallel- Ausgang, der Eingang 7E ein Parallel-Eingang und die Verbindung zwischen beiden ein Bus. Gemäß einer weiteren Variante ist die Steuerschaltung so eingerichtet, daß sie regelmäßig einen Selbsttest durchführt und die Ergebnisse desselben als Ausgabesignale abgibt.The alarm circuit 7 is set up so that it is able to monitor the function of the control circuit 20, for example in a manner known per se, and is therefore also called "watchdog". For this purpose, the control circuit 20 is set up in such a way that, if it functions properly, it temporarily or continuously outputs an output signal or signals to the input 7E of the alarm circuit 7, which indicate that the control circuit 20 is functioning properly. These output signals can be flags, for example, which the control circuit 20 regularly sets temporarily at the output 20B if they function properly, but fail to appear in the event of a fault, for example a program crash. In another variant, the output signals are digital words, which pass serially from the output 20B to the input 7E. In another embodiment, the output signals are also digital words, but the output 20B is a parallel output, the input 7E is a parallel input and the connection between the two is a bus. According to a further variant, the control circuit is set up in such a way that it regularly carries out a self-test and outputs the results thereof as output signals.
Die Alarmschaltung 7 wertet die Ausgabesignale aus und gibt über ihren Ausgang 7A ein Alarmsignal aus, falls die Ausgabesignale oder ein Ausbleiben derselben eine Fehlfunktion der Steuerschaltung 20 anzeigen, wobei das Alarmsignal im Beispiel von Fig. 6 ein Low-Signal ist, über das UND-Gatter 9 an den Eingang 21E des Hochspannungsgenerators 21 gelangt und zur Abschaltung der Hochspannung HV führt. Falls die Alarmschaltung 7 keine Fehlfunktion der Steuerschaltung 20 feststellt, gibt sie über ihren Ausgang 7A im Beispiel von Fig. 6 hingegen ein High-Signal ab.The alarm circuit 7 evaluates the output signals and outputs an alarm signal via its output 7A if the output signals or a failure thereof indicate a malfunction of the control circuit 20, the alarm signal being a low signal in the example of FIG. Gate 9 arrives at the input 21E of the high voltage generator 21 and leads to the high voltage HV being switched off. If the alarm circuit 7 does not detect a malfunction of the control circuit 20, however, it outputs a high signal via its output 7A in the example of FIG. 6.
Die Alarmschaltung 7 kann insbesondere ebenfalls eine EDV-Einrichtung sein und ist vorzugsweise so eingerichtet, daß sie die an ihrem Eingang 7E ankommenden Ausgabesignale mit vorgegebenen, gespeicherten Soll-Signalmustern vergleicht und über ihren Ausgang 7A das Alarmsignal abgibt, wenn eine Abweichung der Ausgabesignale von den Soll-Signalmustern festgestellt wird. Somit ist die Alarmschaltung 7 imstande, die Steuerschaltung 20 auf einwandfreie Funktion zu überwachen und bei Feststellung einer Fehlfunktion derselben die Abschaltung der Hochspannung HV auszulösen, wodurch die Betriebssicherheit des Gasentladungsapparates wesentlich erhöht wird.The alarm circuit 7 can in particular also be an EDP device and is preferably set up in such a way that it compares the output signals arriving at its input 7E with predetermined, stored desired signal patterns and emits the alarm signal via its output 7A if the output signals deviate from the Target signal patterns is determined. Thus, the alarm circuit 7 is able to monitor the control circuit 20 for proper functioning and to trigger the shutdown of the high voltage HV when a malfunction thereof is detected, as a result of which the operational safety of the gas discharge apparatus is significantly increased.
Umgekehrt kann die Alarmschaltung 7 so eingerichtet sein, daß sie bei einwandfreier Funktion derselben über den Ausgang 7B Kontrollsignale an den Eingang 20F der Steuerschaltung 20 abgibt, und die Steuerschaltung 20 so eingerichtet sein, daß sie die Kontrollsignale auswertet und über ihren Ausgang 20 A das Steuersignal abgibt, falls dieselben oder ein Ausbleiben derselben eine Fehlfunktion der Alarmschaltung 7 anzeigen, so daß die Steuerschaltung 20 imstande ist, die Alarmschaltung 7 auf einwandfreie Funktion zu überwachen und bei Feststellung einer Fehlfunktion derselben ebenfalls die Abschaltung der Hochspannung HV auszulösen, wodurch die Betriebssicherheit des Gasent- ladungsapparates weiter erhöht wird.Conversely, the alarm circuit 7 can be set up so that if it functions properly, it outputs control signals via the output 7B to the input 20F of the control circuit 20, and the control circuit 20 can be set up so that it evaluates the control signals and via its output 20 A the control signal emits, if the same or a failure thereof indicate a malfunction of the alarm circuit 7, so that the control circuit 20 is able to monitor the alarm circuit 7 for proper functioning and, if a malfunction thereof is detected, also trigger the shutdown of the high voltage HV, thereby reducing the operational safety of the gas ent - charging apparatus is further increased.
Im Beispiel von Fig. 6 sind somit das Alarmsignal, das Steuersignal und das Schaltsignal jeweils Low-Signale. Hierdurch führt z.B. auch ein Bruch der Verbindung zwischen der Alarmschaltung 7 und dem UND-Gatter 9 oder derjenigen zwischen der Steuerschaltung 20 und dem UND-Gatter 9 zur Auslösung des Schaltsignals, was bei der Verwendung von High-Signalen als Alarm- bzw. Steuersignal nicht der Fall wäre. Dies ist vorteilhaft, da z.B. bei einem Bruch der Verbindung zwischen der Alarmschaltung 7 und dem UND-Gatter 9 die Alarmschaltung 7 ihre Überwachungsaufgabe selbstverständlich nicht mehr wahrnehmen kann und dennoch die Steuerschaltung 20 diesen Ausfall der Überwachung nicht feststellen würde. Ebenso führt auch ein Bruch der Verbindung zwischen UND-Gatter 9 und dem Eingang 21E des Hochspannungsgenerators 1 zur Abschaltung der Hochspannung HV. Hierdurch wird die Sicherheit des Gasentladungsapparates gegen Fehlfunktionen weiter vergrößert. Die Steuerschaltung 20 ist so eingerichtet, daß sie über den Ausgang 20A in zyklischer Folge jeweils für die erste Zeitspanne Tl ein High-Signal und anschließend für die zweite Zeitspanne T2 ein Steuersignal, welches im Beispiel von Fig. 6 ein Low-Signal ist, an das UND-Glied 9 abgibt, sofern der Komparator 15 spätestens eine Wartezeit Tw jeweils nach Beginn der ersten Zeitpanne Tl ein High-Signal abgibt, d.h. kein Komparatorsignal abgibt. Hingegen bricht die Steuerschaltung 20 die zyklische Folge ab und gibt permanent das Steuersignal ab, wenn der Komparator 15 während der ersten Zeitspanne Tl nach Ende der Wartezeit Tw immer noch das Komparatorsignal abgibt, d.h. eine Fehlfunktion des Gasentladungsapparates "Produktionsrate zu niedrig" festgestellt wird. Die Folge davon ist erfindungsgemäß eine permanente Abschaltung der Hochspannung HV, d.h. Selbstabschaltung des Gasentladungsapparates.In the example of FIG. 6, the alarm signal, the control signal and the switching signal are each low signals. As a result, a break in the connection between the alarm circuit 7 and the AND gate 9 or that between the control circuit 20 and the AND gate 9 leads to the triggering of the switching signal, which is not the case when high signals are used as an alarm or control signal would be the case. This is advantageous since, for example, if the connection between the alarm circuit 7 and the AND gate 9 breaks, the alarm circuit 7 can of course no longer perform its monitoring task and the control circuit 20 would still not detect this failure of the monitoring. Likewise, a break in the connection between the AND gate 9 and the input 21E of the high voltage generator 1 leads to the high voltage HV being switched off. This further increases the safety of the gas discharge apparatus against malfunctions. The control circuit 20 is set up in such a way that it outputs a high signal for the first time period T1 and then a control signal for the second time period T2, which is a low signal in the example of FIG. 6, via the output 20A the AND gate 9 emits if the comparator 15 emits a high signal at the latest after a waiting time Tw after the beginning of the first time period T1, ie does not emit a comparator signal. On the other hand, the control circuit 20 aborts the cyclical sequence and continuously emits the control signal if the comparator 15 still emits the comparator signal during the first time period T1 after the end of the waiting time Tw, ie a malfunction of the gas discharge apparatus "production rate too low" is determined. The consequence of this is, according to the invention, a permanent shutdown of the high voltage HV, ie self-shutdown of the gas discharge apparatus.
Die Steuerschaltung 20 ist also so eingerichtet, daß das Komparatorsignal während der Zeitspannen Tl jeweils vor Ende der Wartezeit Tw nicht zur Abgabe des Steuersignals und damit auch nicht zur Abschaltung der Hochspannung HV führt, was bedeutet, daß das erfindungsgemäße Verfahren nach Beginn der ersten Zeitspanne Tl jeweils für die Wartezeit Tw nicht durchgeführt wird. Dies ist sinnvoll, da vom Einschalten der Hochspannung HV, d.h. dem Beginn der ersten Zeitspanne Tl, bis zum tatsächlichen Einsetzen der Gasentladung eine bestimmte Zeit verstreicht, also eine Nerzögerung auftritt, so daß unmittelbar nach Beginn der ersten Zeitspanne Tl noch kein integrales Pulssignal vorliegt und daher durch dem Komparator 15 zunächst immer, auch bei einwandfreier Funktion des Gasentladungsmoduls 2, eine zu geringe Produktionsrate festgestellt wird. Eine weitere Nerzögerung entsteht dadurch, daß das integrale Pulssignal aufgrund der Integration durch die Integrierschaltung 4 auch nach Einsetzen der Gasentladung nur mit begrenzter Geschwindigkeit ansteigt. Die Wartezeit Tw wird daher vorzugsweise länger als die Summe der genannten Verzögerungen, selbstverständlich jedoch kürzer als die erste Zeitspanne Tl gewählt. Die Wartezeit Tw kann typischerweise z.B. 10 Millisekunden betragen. In einer alternativen Variante wird der Schwellenwert während der Wartezeit Tw auf Null gesetzt, so daß während dieser Zeit daher durch dem Komparator 15 keine zu geringe Produktionsrate festgestellt werden kann. Die Steuerschaltung 20 braucht in diesem Fall nicht so eingerichtet zu sein, daß während der Zeitspannen Tl jeweils vor Ende der Wartezeit Tw eine Abgabe des Steuersignals immer unterbleibt.The control circuit 20 is thus set up in such a way that the comparator signal does not lead to the emission of the control signal and therefore not to the high voltage HV being switched off during the time periods Tl before the end of the waiting time Tw, which means that the method according to the invention after the start of the first time period Tl each time for the waiting time Tw is not carried out. This makes sense since a certain time elapses from the switching on of the high voltage HV, that is to say the beginning of the first time period T1, until the gas discharge actually begins, that is to say a mink delay occurs, so that no integral pulse signal is present immediately after the beginning of the first time period T1 and Therefore, the comparator 15 always first determines that the production rate is too low, even when the gas discharge module 2 is functioning properly. A further mink delay arises from the fact that the integral pulse signal rises due to the integration by the integrating circuit 4 only at a limited speed even after the gas discharge has started. The waiting time Tw is therefore preferably chosen to be longer than the sum of the delays mentioned, but of course shorter than the first time period Tl. The waiting time Tw can typically be, for example, 10 milliseconds. In an alternative variant, the threshold value is set to zero during the waiting time Tw, so that during this time the comparator 15 cannot determine a production rate that is too low. In this case, the control circuit 20 need not be set up in such a way that the control signal is never output during the time periods T1 before the end of the waiting time Tw.
Gemäß einer weiteren Variante ist die Steuerschaltung so eingerichtet, daß sie die zyklische Folge nicht oder nur vorübergehend abbricht und das Steuersignal nur vorübergehend abgibt, wenn der Komparator 15 während der ersten Zeitspanne Tl nach Ende der Wartezeit Tw immer noch das Komparatorsignal abgibt, und nach einer bestimmten Haltezeit die zyklische Folge wieder in Gang setzt bzw. das Steuersignal zurücksetzt, um festzustellen, ob die Fehlfunktion des Gasentladungsapparates "Produktionsrate zu niedrig" erneut auftritt. In dieser Variante werden also nach der Haltezeit das Steuersignal und damit auch das Schaltsignal zurückgesetzt, was zu einem erneuten Einschalten der Hochspannung führt. Hierzu kann die Steuerschaltung mit einer Rücksetzschaltung verbunden oder ausgestattet sein, welche imstande ist, nach Ablauf der Haltezeitdauer nach Auslösung des Steuersignals eine Rücksetzung desselben und damit auch eine Rücksetzung des Schaltsignals auszulösen.According to a further variant, the control circuit is set up in such a way that it does not abort the cyclic sequence or only temporarily, and only emits the control signal temporarily if the comparator 15 still emits the comparator signal during the first period T1 after the end of the waiting time Tw, and after one the cyclical sequence or resets the control signal to determine whether the malfunction of the gas discharge apparatus "production rate too low" occurs again. In this variant, the control signal and thus also the switching signal are reset after the holding time, which leads to the high voltage being switched on again. For this purpose, the control circuit can be connected or equipped with a reset circuit, which is capable of triggering a reset of the control signal after the holding period has elapsed after triggering the control signal, and thus also triggering a reset of the switching signal.
Gemäß einer weiteren Variante ist die Anzahl dieser Rücksetzungen begrenzt, d.h. nach einer bestimmten Zahl von Rücksetzungen wird das Schaltsignal permanent ausgegeben und die zyklische Folge nicht wieder in Gang gesetzt. Zu diesem Zweck kann die Rücksetzschaltung in einen aktiven oder in einem inaktiven Zustand versetzbar sein, wobei sie und nur im aktiven Zustand imstande ist, eine Rücksetzung des Schaltsignals auszulösen. Ein Zähler zählt die Anzahl der Rücksetzungen und versetzt die Rücksetzschaltung in den inaktiven Zustand, wenn die Anzahl der Rücksetzungen einen bestimrnten Grenzwert übersteigt. In einer weiteren Variante der Erfindung erfolgen eine Abgabe des Steuersignals und damit die Selbstabschaltung des Gasentladungsapparates sowohl dann, wenn das integrale Pulssignal kleiner ist als ein vorgegebener erster Schwellenwert, als auch dann, wenn das integrale Pulssignal größer ist als ein vorgegebener zweiter Schwellenwert, so daß sich der Gasentladungsapparat sowohl auf einer zu geringe als auch auf eine zu hohe Produktionsrate selbst überwacht. Zu diesem Zweck kann die Vergleichsschaltung zwei Komparatoren umfassen. Dabei kann insbesondere der zweite Schwellenwert während der zweiten Zeitspannen T2 niedriger sein als während der ersten Zeitspannen Tl, und der erste Schwellenwert während der zweiten Zeitspannen T2 auf Null oder auf einen negativen Wert gesetzt werden, so daß die Schwellenwerte zeitlich veränderlich sind. Auf diese Weise kann vorteilhafterweise eine Selbstabschaltung des Gasentladungsapparates auch dann erzwungen werden, wenn während der zweiten Zeitspannen T2 eine Gasentladungstätigkeit festgestellt wird. Dies ist sinnvoll, da eine Gasentladungstätigkeit während der zweiten Zeitspannen T2 ein deutlicher Hinweis auf eine Fehlfunktion des Gasentladungsapparates ist. Auch während der Wartezeiten Tw kann der erste Schwellenwert auf Null oder auf einen negativen Wert gesetzt werden.According to a further variant, the number of these resets is limited, ie after a certain number of resets the switching signal is output permanently and the cyclical sequence is not started again. For this purpose, the reset circuit can be placed in an active or in an inactive state, it being able, and only in the active state, to trigger a reset of the switching signal. A counter counts the number of resets and puts the reset circuit in the inactive state when the number of resets exceeds a certain limit. In a further variant of the invention, the control signal and thus the self-shutdown of the gas discharge apparatus are emitted both when the integral pulse signal is less than a predetermined first threshold value and when the integral pulse signal is greater than a predetermined second threshold value, so that the gas discharge apparatus monitors itself for both a too low and too high a production rate. For this purpose, the comparison circuit can comprise two comparators. In particular, the second threshold value can be lower during the second time periods T2 than during the first time periods T1, and the first threshold value can be set to zero or to a negative value during the second time periods T2, so that the threshold values vary over time. In this way, a self-shutdown of the gas discharge apparatus can advantageously also be forced if a gas discharge activity is detected during the second time periods T2. This makes sense, since a gas discharge activity during the second time period T2 is a clear indication of a malfunction of the gas discharge apparatus. The first threshold value can also be set to zero or to a negative value during the waiting times Tw.
In einer alternativen Ausführungsform wird anstelle der Integrierschaltung 4 und des Komparators 15 von Fig. 6 eine Zählschaltung verwendet, welche ein Low- Signal als Zählersignal abgibt, wenn die erste Bedingung erfüllt ist, von der Steuerschaltung 20 auf Fehlfunktion überwacht wird und ihrerseits die Steuerschaltung 20 auf Fehlfunktion überwacht.In an alternative embodiment, instead of the integrating circuit 4 and the comparator 15 from FIG. 6, a counter circuit is used which emits a low signal as a counter signal when the first condition is met, is monitored by the control circuit 20 for malfunction and in turn the control circuit 20 monitored for malfunction.
Fig. 7 veranschaulicht schematisch ein Beispiel für einen zeitlichen Verlauf der Ausgangsspannungen der Steuerschaltung 20 am Ausgang 20A, des Komparators 15 am Ausgang 15A, der Alarmschaltung 7 am Ausgang 7A und des UND-Gliedes 9 des Gasentladungsapparates von Fig. 6.FIG. 7 schematically illustrates an example of a time course of the output voltages of the control circuit 20 at the output 20A, the comparator 15 at the output 15A, the alarm circuit 7 at the output 7A and the AND gate 9 of the gas discharge apparatus from FIG. 6.
Die Steuerschaltung 20 gibt über ihren Ausgang 20A in zyklischer Folge jeweils für die erste Zeitspanne Tl, welche in Fig. 7 vom Zeitpunkt tl bis zum Zeitpunkt t4 reicht, ein High-Signal, danach für die zweite Zeitspanne T2, Zeitpunkt t4 bis Zeitpunkt t5, ein Steuersignal ab, welches im Beispiel von Fig. 6 und Fig. 7 ein Low-Signal ist. Danach gibt die Steuerschaltung 20 in einem nächsten Zyklus vom Zeitpunkt t5 bis zum Zeitpunkt t8 wieder für eine erste Zeitspanne Tl das High- Signal ab, usw.. (Fig. 7a)The control circuit 20 outputs via its output 20A in a cyclical sequence for the first time period T1, which in FIG. 7 from time t1 to time t4 is sufficient, a high signal, then a control signal for the second time period T2, time t4 to time t5, which is a low signal in the example of FIGS. 6 and 7. Thereafter, in a next cycle from time t5 to time t8, control circuit 20 again outputs the high signal for a first time period T1, etc. (FIG. 7a)
Die Alarmschaltung stellt im Beispiel von Fig. 7 keine Fehlfunktion der Steuerschaltung 20 fest und gibt daher (Fig. 7c) ein permanentes High-Signal, d.h. kein Alarmsignal aus, welches im Beispiel von Fig. 6 und 7 ja ein Low-Signal wäre, wie oben erläutert wurde.The alarm circuit does not detect a malfunction of the control circuit 20 in the example of FIG. 7 and therefore gives (FIG. 7c) a permanent high signal, i.e. no alarm signal, which would be a low signal in the example of FIGS. 6 and 7, as explained above.
Vom Zeitpunkt tl bis zum Zeitpunkt t4 sowie vom Zeitpunkt t5 bis zum Zeitpunkt t8 liegt daher an beiden Eingängen des UND-Gliedes 9 ein High-Signal an, wodurch das UND-Glied 9 veranlaßt wird, an den Eingang 21E des Hochspannungsgenerators 21 ein High-Signal abzugeben (Fig. 7d). Dies bedeutet, daß die Hochspannung HV vom Zeitpunkt tl bis zum Zeitpunkt t4 sowie vom Zeitpunkt t5 bis zum Zeitpunkt t8 eingeschaltet ist.From time t1 to time t4 and from time t5 to time t8, a high signal is therefore present at both inputs of the AND gate 9, which causes the AND gate 9 to cause a high signal at the input 21E of the high-voltage generator 21. Deliver signal (Fig. 7d). This means that the high voltage HV is switched on from time t1 to time t4 and from time t5 to time t8.
Vom Zeitpunkt t4 bis zum Zeitpunkt t5 gibt die Steuerschaltung 20 das Steuersignal ab (Fig. 7a), was zur folge hat, daß das UND-Glied 9 für diesen Zeitraum das Schaltsignal S, welches im Beispiel von Fig. 6 und Fig. 7 ein Low- Signal ist, an den Eingang 21E des Hochspannungsgenerators 21 abgibt, so daß die Hochspannung HV in diesem Zeitraum abgeschaltet ist (Fig. 7d).From time t4 to time t5, the control circuit 20 outputs the control signal (FIG. 7a), which has the consequence that the AND gate 9 for this period the switching signal S, which in the example of FIG. 6 and FIG. 7 Is low signal, outputs to the input 21E of the high voltage generator 21, so that the high voltage HV is switched off in this period (Fig. 7d).
Zwischen den Elektroden 2A, 2B des Gasentladungsmoduls 2 liegt somit vom Zeitpunkt tl bis zum Zeitpunkt t4 sowie vom Zeitpunkt t5 bis zum Zeitpunkt t8 die Hochspannung HV an. Vom Einschalten der Hochspannung HV, Zeitpunkte tl und t5, bis zum tatsächlichen Einsetzen der Gasentladung verstreicht aus physikalischen Gründen eine bestimmte Zeit, so daß unmittelbar nach Beginn der ersten Zeitspannen Tl noch kein integrales Pulssignal vorliegt. Eine weitere Verzögerung entsteht dadurch, daß das integrale Pulssignal aufgrund der Integration durch die Integrierschaltung 4 auch nach Einsetzen der Gasentladung nur mit begrenzter Geschwindigkeit ansteigt. Daher übersteigt das integrale Pulssignal erst zu den Zeitpunkten t2 bzw. t6 den Schwellenwert. Dies hat zur Folge, daß der Komparator 15 erst ab diesen Zeitpunkten ein High-Signal abgibt (Fig. 7b).The high voltage HV is thus present between the electrodes 2A, 2B of the gas discharge module 2 from the time t1 to the time t4 and from the time t5 to the time t8. For physical reasons, a certain time elapses from switching on the high voltage HV, times tl and t5 until the gas discharge actually begins, so that an integral pulse signal is not present immediately after the beginning of the first time periods Tl. Another delay arises from the fact that the integral pulse signal is due to the integration through the integrating circuit 4, even after the onset of gas discharge, rises only at a limited speed. The integral pulse signal therefore only exceeds the threshold value at times t2 and t6. As a result, the comparator 15 only emits a high signal from these points in time (FIG. 7b).
Die Steuerschaltung 20 setzt zyklische Folge T1-T2-T1-T2 usw. fort, sofern der Komparator 15 spätestens eine Wartezeit Tw jeweils nach Beginn der ersten Zeitpanne Tl ein High-Signal abgibt. Die Wartezeit Tw ist gemäß Fig. Tb so gewählt, daß ihr Ende zum Zeitpunkt t3 bzw. t7, also nach dem Zeitpunkt t2 bzw. t6 und vor dem Zeitpunkt t4 bzw. t8, erreicht ist. Vorzugsweise ist daher die erste Zeitdauer Tl deutlich größer gewählt als die Wartezeit Tw. Zu dem Zeitpunkten t3 bzw. t7 hat daher der Komparator 15 jeweils bereits begonnen, ein High-Signal abzugeben, so daß die zyklische Folge T1-T2-T1-T2 usw. fortgesetzt wird.The control circuit 20 continues the cyclic sequence T1-T2-T1-T2 etc., provided that the comparator 15 emits a high signal at the latest after a waiting time Tw after the beginning of the first time period T1. The waiting time Tw is selected in accordance with FIG. Tb such that its end is reached at the time t3 or t7, that is to say after the time t2 or t6 and before the time t4 or t8. The first time period T1 is therefore preferably chosen to be significantly longer than the waiting time Tw. At times t3 and t7, the comparator 15 has therefore already started to emit a high signal, so that the cyclical sequence T1-T2-T1-T2, etc is continued.
Zum Zeitpunkt t4 gibt jedoch die Steuerschaltung 20 das Steuersignal ab (Fig. 7a). Dies führt, wie oben erläutert, zum Abschalten der Hochspannung HV und damit zum Erlöschen der Gasentladung. Das integrale Pulssignal sinkt daher zum Zeitpunkt t4 bzw. t8 wieder unter den Schwellenwert, so daß das Komparatorsignal abgegeben wird (Fig. 7b).At time t4, however, the control circuit 20 emits the control signal (FIG. 7a). As explained above, this leads to the high voltage HV being switched off and thus to the gas discharge being extinguished. The integral pulse signal therefore drops again below the threshold value at times t4 and t8, so that the comparator signal is emitted (FIG. 7b).
Fig. 8 zeigt schematisch ein Blockschaltbild einer bevorzugten weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Gasentladungsapparates. Diese besonders vorteilhafte Variante unterscheidet sich von dem Gasentladungsapparat von Fig. 6 dadurch, daß die Integrierschaltung 4, der Komparator 15, die Steuerschaltung 20 und die Alarmschaltung 7 von Fig. 6 nicht vorhanden sind, sowie dadurch, daß der Gasentladungsapparat von Fig. 7 einen Gleichrichter 22 mit einem Ausgang 22A und einen Eingang 22E, einen Grenzwertschalter23 mit einer Klemme 23B, eine Zählschaltung 30 mit zwei Eingängen 30B,30E und zwei Ausgängen 30A,30B sowie eine Alarmschaltung 17, ebenfalls watchdog" genannt, mit einem Eingang 17E und zwei Ausgängen 17A,17B aufweist. Der Gleichrichter 22 ist ein HF-Gleichrichter, auch Demodulator genannt. Sein Eingang 22E ist mit dem Auskopplungsausgang 31C verbunden. Vorzugsweise ist zwischen diesem und dem Eingang 22E ein Hochpaßfilter mit einer Grenzfrequenz von 500kHz zwischengeschaltet (nicht gezeigt), welcher die Stromimpulse, nicht jedoch die Grundfrequenz der Hochspannung HV passieren läßt. Die Stromimpulse durchlaufen nach der Auskopplung den Gleichrichter 22 und verlassen diesen über den Ausgang 22A mit einheitlicher Polarität.8 schematically shows a block diagram of a preferred further variant of a gas discharge apparatus according to the invention. This particularly advantageous variant differs from the gas discharge apparatus of FIG. 6 in that the integrating circuit 4, the comparator 15, the control circuit 20 and the alarm circuit 7 of FIG. 6 are not present, and in that the gas discharge apparatus of FIG. 7 has one Rectifier 22 with an output 22A and an input 22E, a limit switch 23 with a terminal 23B, a counting circuit 30 with two inputs 30B, 30E and two outputs 30A, 30B and an alarm circuit 17, also called watchdog, with an input 17E and two outputs 17A, 17B. The rectifier 22 is an RF rectifier, also called a demodulator. Its input 22E is connected to the decoupling output 31C. A high-pass filter with a cut-off frequency of 500 kHz is preferably interposed between this and the input 22E (not shown), which allows the current pulses, but not the fundamental frequency, of the high voltage HV to pass. After being decoupled, the current pulses pass through the rectifier 22 and leave it via the output 22A with a uniform polarity.
Vom Ausgang 22A des Gleichrichters 22 gelangen die Stromimpulse an den Grenzwertschalter 23, welcher insbesondere ein Komparator sein kann. An die Klemme 23B des Grenzwertschalters 23 ist ein vorgegebener Grenzwert angelegt. Der Grenzwertschalter 23 gibt über seinen Ausgang 23A dann und nur dann ein Digitalsignal ab, wenn die Höhe eines Stromimpulses den Grenzwert übersteigt.From the output 22A of the rectifier 22, the current pulses reach the limit switch 23, which in particular can be a comparator. A predetermined limit value is applied to terminal 23B of limit switch 23. The limit switch 23 outputs a digital signal via its output 23A only when the level of a current pulse exceeds the limit.
Der Ausgang 23 A des Grenzwertschalters 23 ist mit einem Eingang 30E der Zählschaltung 30 verbunden. Diese zählt die vom Grenzwertschalter 23 abgegebenen Digitalsignale, so daß nur solche Stromimpulse gezählt werden, deren Höhe den Grenzwert übersteigt.The output 23 A of the limit switch 23 is connected to an input 30E of the counter circuit 30. This counts the digital signals emitted by the limit switch 23, so that only those current pulses are counted whose level exceeds the limit.
Die Zählschaltung 30 ist vorzugsweise eine EDV-Einrichtung wie Mikrokontroler oder Mikroprozessor und so eingerichtet, daß sie über den Ausgang 30A in zyklischer Folge jeweils für die erste Zeitspanne Tl ein High-Signal und anschließend für die zweite Zeitspanne T2 ein Zählersignal, welches im Beispiel von Fig. 8 ein Low-Signal ist, an das UND-Glied 9 abgibt, sofern spätestens eine bestimmte Wartezeit jeweils nach Beginn der ersten Zeitpanne Tl ein Zählergebnis erzielt wurde, welches größer ist als eine erste Vergleichszahl, was bedeutet, daß keine zu niedrige Produktionsrate festgestellt wurde. In diesem Fall wird die zyklische Folge also fortgesetzt.The counter circuit 30 is preferably an EDP device such as a microcontroller or a microprocessor and is set up in such a way that it outputs a cyclic sequence via the output 30A for the first time period T1 and then for the second time period T2 a counter signal, which in the example of Fig. 8 is a low signal to the AND gate 9, provided that at the latest a certain waiting time after the beginning of the first time period T1 a counting result has been achieved which is greater than a first comparison number, which means that the production rate is not too low was found. In this case, the cyclical sequence is continued.
Die Zählzeitdauer ist dabei vorzugsweise kürzer gewählt als die erste bzw. zweite Zeitdauer. Das Einsetzen der Gasentladung ist nach dem Einschalten der Hochspannung aus physikalischen Gründen mit einer gewissen Trägheit behaftet, so daß nach dem Einschalten der Hochspannung eine bestimmte Aufbauzeit von typischerweise z.B. 10 Millisekunden verstreicht, bevor Stromimpulse entstehen. Unmittelbar nach Beginn der ersten Zeitspannen sind daher keine Stromimpulse zu erwarten. Die Wartezeit wird daher bevorzugt so groß gewählt, daß zumindest eine vollständige Zählzeitdauer in das Zeitintervall zwischen dem Ende der Aufbauzeit und dem Ende der Wartezeit fällt.The counting period is preferably chosen to be shorter than the first or second period. The gas discharge starts after the High voltage has a certain inertia for physical reasons, so that after the high voltage is switched on, a specific build-up time of typically, for example, 10 milliseconds elapses before current pulses occur. No current pulses are therefore to be expected immediately after the beginning of the first time spans. The waiting time is therefore preferably chosen to be so long that at least one complete counting period falls within the time interval between the end of the set-up time and the end of the waiting time.
Die Zählschaltung 30 ist ferner so eingerichtet, daß sie die zyklische Folge abbricht und permanent das Zählersignal abgibt, wenn nach Ende der Wartezeit und vor Ende der ersten Zeitspanne ein Zählergebnis erzielt wird, welches kleiner ist als die erste Vergleichszahl, d.h. eine Fehlfunktion des Gasentladungsapparates "Produktionsrate zu niedrig" festgestellt wird. Die Folge davon ist erfindungsgemäß eine permanente Abschaltung der Hochspannung HN, d.h. Selbstabschaltung des Gasentladungsapparates.The counter circuit 30 is also set up in such a way that it aborts the cyclical sequence and permanently emits the counter signal if, after the end of the waiting time and before the end of the first period of time, a count result which is smaller than the first comparison number, i.e. a malfunction of the gas discharge apparatus "production rate too low" is determined. The consequence of this is, according to the invention, a permanent shutdown of the high voltage HN, i.e. Automatic shutdown of the gas discharge apparatus.
Gemäß einer bevorzugten Variante bricht die Zählschaltung 30 die zyklische Folge auch dann ab und gibt permanent das Zählersignal ab, wenn ein Zählergebnis erzielt wird, welches größer ist als eine vorgegebene zweite Vergleichszahl, welche größer ist als die erste Vergleichszahl, d.h. eine Fehlfunktion des Gasentladungsapparates "Produktionsrate zu hoch" festgestellt wird. Die Folge davon ist erfindungsgemäß ebenfalls eine permanente Abschaltung der Hochspannung HV, d.h. Selbstabschaltung des Gasentladungsapparates.According to a preferred variant, the counter circuit 30 also aborts the cyclic sequence and continuously emits the counter signal if a count result is achieved which is greater than a predetermined second comparison number, which is greater than the first comparison number, i.e. a malfunction of the gas discharge apparatus "production rate too high" is determined. The consequence of this is also, according to the invention, a permanent shutdown of the high voltage HV, i.e. Automatic shutdown of the gas discharge apparatus.
Dabei kann insbesondere die zweite Vergleichszahl während der zweiten Zeitspannen T2 niedriger sein als während der ersten Zeitspannen Tl, und die erste Vergleichszahl während der zweiten Zeitspannen T2 auf Null oder auf einen negativen Wert gesetzt werden, so daß die Vergleichszahlen zeitlich veränderlich sind. Auf diese Weise kann vorteilhafterweise eine Selbstabschaltung des Gasentladungsapparates auch dann erzwungen werden, wenn während der zweiten Zeitspannen T2 Stromimpulse festgestellt werden, während zugleich während der zweiten Zeitspannen T2 keine zu niedrige Produktionsrate festgestellt werden kann. Dies ist sinnvoll, da während der zweiten Zeitspannen T2 keine Stromimpulse zu erwarten sind und ein Auftreten von solchen während der zweiten Zeitspannen T2 ein deutlicher Hinweis auf eine Fehlfunktion des Gasentladungsapparates ist. Auch während der Wartezeiten Tw kann die erste Vergleichszahl auf Null oder auf einen negativen Wert gesetzt werden.In particular, the second comparison number can be lower during the second time periods T2 than during the first time periods T1, and the first comparison number can be set to zero or to a negative value during the second time periods T2, so that the comparison numbers vary over time. In this way, a self-shutdown of the gas discharge apparatus can advantageously also be forced if current pulses are detected during the second time periods T2, while at the same time a production rate which is too low cannot be ascertained during the second time periods T2. This makes sense since no current pulses are to be expected during the second time periods T2 and the occurrence of such during the second time periods T2 is a clear indication of a malfunction of the gas discharge apparatus. The first comparison number can also be set to zero or to a negative value during the waiting times Tw.
Die Zählschaltung 30 besitzt zwei Ausgänge 30A, 30B sowie zwei Eingänge 30E, 30F. Der eine Eingang 30E ist mit dem Ausgang 23E des Grenzwertschalters 23 verbunden. Der eine Ausgang 30 A der Zählschaltung 30 ist an einen Eingang des UND-Gliedes 9 angeschlossen, dessen Ausgang 9A mit dem Eingang 21E des Hochspannungsgenerators 21 verbunden ist.The counter circuit 30 has two outputs 30A, 30B and two inputs 30E, 30F. One input 30E is connected to the output 23E of the limit switch 23. One output 30 A of the counter circuit 30 is connected to an input of the AND gate 9, the output 9A of which is connected to the input 21E of the high-voltage generator 21.
Der andere Eingang des UND-Gliedes 9 ist mit dem Ausgang 17A der Alarmschaltung 17 verbunden, deren Funktion unten noch erläutert wird. Ferner ist der andere Ausgang 17B der Alarmschaltung 17 mit dem zweiten Eingang 30B der Zählschaltung 30 verbunden.The other input of the AND gate 9 is connected to the output 17A of the alarm circuit 17, the function of which will be explained below. Furthermore, the other output 17B of the alarm circuit 17 is connected to the second input 30B of the counter circuit 30.
Das UND-Glied 9 gibt nur dann ein High-Signal an den Eingang 21E des Hochspannungsgenerators 21 ab, wenn an beiden Eingängen des UND-Gliedes 9 zugleich ein High-Signal anliegt. In diesem Fall wird die Hochspannung HV eingeschaltet. Falls dagegen auch nur einer der Eingänge des UND-Gliedes 9 ein Low-Signal empfängt, gibt das UND-Glied 9 das Schaltsignal, welches im Beispiel von Fig. 7 ein Low-Signal ist, an den Eingang 21E des Hochspannungsgenerators 21 ab, was zur Abschaltung der Hochspannung HV führt.The AND gate 9 only outputs a high signal to the input 21E of the high voltage generator 21 when a high signal is present at both inputs of the AND gate 9. In this case, the high voltage HV is switched on. If, on the other hand, even one of the inputs of the AND gate 9 receives a low signal, the AND gate 9 outputs the switching signal, which is a low signal in the example of FIG. 7, to the input 21E of the high-voltage generator 21, which leads to the high voltage HV being switched off.
Die Alarmschaltung 17 besitzt zwei Ausgänge 17A, 17B sowie einen Eingang 17E. Der eine Eingang 30E der Zähl-Steuer-Schaltung 30 ist mit dem Ausgang 23A des Grenzwertschalters 23, der andere Eingang 30F mit dem Eingang 17E der Alarmschaltung 17 verbunden. Die Alarmschaltung 17 überwacht die Funktion der Zähl-Steuer-Schaltung 30 in an sich bekannter Weise und wird daher auch als "watchdog" bezeichnet. Die Zählschaltung 30 gibt zu diesem Zweck bei einwandfreier Funktion derselben über ihren Ausgang 30B zeitweise oder ständig ein Ausgabesignal oder Ausgabesignale an den Eingang 7E der Alarmschaltung 7 ab, welche eine einwandfreie Funktion der Steuerschaltung 30 anzeigen. Die Alarmschaltung 17 wertet die Ausgabesignale aus und gibt über ihren Ausgang 17A ein Alarmsignal aus, falls die Ausgabesignale oder ein Ausbleiben derselben eine Fehlfunktion der Zähl- Steuer-Schaltung 30 anzeigen, wobei das Alarmsignal im Beispiel von Fig. 8 ein Low-Signal ist, welches über das UND-Gatter 9 zur Abschaltung der Hochspannung HV führt. Falls die Alarmschaltung 7 keine Fehlfunktion der Zählschaltung 30 feststellt, gibt sie über ihren Ausgang 7A im Beispiel von Fig. 8 hingegen ein High-Signal ab. Somit ist die Alarmschaltung 7 imstande, die Zählschaltung 30 auf einwandfreie Funktion zu überwachen und bei Feststellung einer Fehlfunktion derselben die Abschaltung der Hochspannung HV auszulösen.The alarm circuit 17 has two outputs 17A, 17B and an input 17E. One input 30E of the counter control circuit 30 is connected to the output 23A of the limit switch 23, the other input 30F to the input 17E of the alarm circuit 17. The alarm circuit 17 monitors the function of the counter control circuit 30 in a manner known per se and is therefore also referred to as a "watchdog". For this purpose, the counter circuit 30 temporarily or continuously emits an output signal or output signals to the input 7E of the alarm circuit 7 via its output 30B, which indicate that the control circuit 30 is functioning properly. The alarm circuit 17 evaluates the output signals and outputs an alarm signal via its output 17A if the output signals or a failure thereof indicate a malfunction of the counting control circuit 30, the alarm signal being a low signal in the example of FIG. 8, which leads to the shutdown of the high voltage HV via the AND gate 9. If the alarm circuit 7 does not detect a malfunction of the counter circuit 30, however, it outputs a high signal via its output 7A in the example of FIG. 8. The alarm circuit 7 is thus able to monitor the counter circuit 30 for proper functioning and to trigger the shutdown of the high voltage HV when a malfunction thereof is determined.
Umgekehrt gibt die Alarmschaltung 17 bei einwandfreier Funktion derselben über den Ausgang 7B Kontrollsignale an den Eingang 30F der Zählschaltung 30 ab. Diese wertet die Kontrollsignale aus und gibt über ihren Ausgang 30A das Zählersignal ab, falls dieselben oder ein Ausbleiben derselben eine Fehlfunktion der Alarmschaltung 17 anzeigen, so daß die Zählschaltung 30 die Alarmschaltung 17 auf einwandfreie Funktion überwacht und bei Feststellung einer Fehlfunktion derselben ebenfalls die Abschaltung der Hochspannung HV auszulöst, wodurch die Betriebssicherheit des Gasentladungsapparates weiter erhöht wird.Conversely, if the alarm circuit 17 functions properly, it outputs control signals to the input 30F of the counter circuit 30 via the output 7B. This evaluates the control signals and outputs the counter signal via its output 30A if the same or a failure thereof indicate a malfunction of the alarm circuit 17, so that the counter circuit 30 monitors the alarm circuit 17 for proper functioning and, if a malfunction thereof is found, also the shutdown of the Triggers high voltage HV, which further increases the operational safety of the gas discharge apparatus.
Fig. 9 veranschaulicht schematisch ein Beispiel für einen zeitlichen Verlauf der Ausgangsspannungen der Zählschaltung 30 an deren Ausgang 30A, der Grenzwertschaltung 23 an deren Ausgang 23 A, der Alarmschaltung 17 an deren Ausgang 17A und des UND-Gliedes 9 des Gasentladungsapparates von Fig. 8. Die Zählschaltung 30 gibt über ihren Ausgang 30A in zyklischer Folge jeweils für die erste Zeitspanne Tl, welche in Fig. 9 vom Zeitpunkt tll bis zum Zeitpunkt tl4 reicht, ein High-Signal, danach für die zweite Zeitspanne T2, Zeitpunkt tl4 bis Zeitpunkt tl5, ein Zählersignal ab, welches im Beispiel von Fig. 8 und Fig. 9 ein Low-Signal ist. Danach gibt die Zählschaltung 30 in einem nächsten Zyklus vom Zeitpunkt tl5 bis zum Zeitpunkt tl8 wieder für eine erste Zeitspanne Tl das High- Signal ab, usw.. (Fig. 9a)FIG. 9 schematically illustrates an example of a temporal course of the output voltages of the counter circuit 30 at its output 30A, the limit value circuit 23 at its output 23 A, the alarm circuit 17 at its output 17A and the AND gate 9 of the gas discharge apparatus from FIG. 8. The counter circuit 30 outputs a high signal via its output 30A in a cyclical sequence for the first time period Tl, which in FIG. 9 extends from time tll to time tl4, then for the second time period T2, time tl4 to time tl5. a counter signal, which is a low signal in the example of FIGS. 8 and 9. Thereafter, in a next cycle from time tl5 to time tl8, the counter circuit 30 again outputs the high signal for a first time Tl, etc. (FIG. 9a)
Die Alarmschaltung 17 stellt im Beispiel von Fig. 9 keine Fehlfunktion der Zählschaltung 30 fest und gibt daher (Fig. 9c) ein permanentes High-Signal, d.h. kein Alarmsignal aus, welches im Beispiel von Fig. 8 und 9 ja ein Low-Signal wäre, wie oben erläutert wurde.In the example of FIG. 9, the alarm circuit 17 does not detect a malfunction of the counter circuit 30 and therefore gives (FIG. 9c) a permanent high signal, i.e. no alarm signal, which would be a low signal in the example of FIGS. 8 and 9, as explained above.
Vom Zeitpunkt tll bis zum Zeitpunkt tl4 sowie vom Zeitpunkt tl5 bis zum Zeitpunkt tl8 liegt daher an beiden Eingängen des UND-Gliedes 9 ein High-Signal an, wodurch das UND-Glied 9 veranlaßt wird, an den Eingang 21E des Hochspannungsgenerators 21 ein High-Signal abzugeben (Fig. 9d). Dies bedeutet, daß die Hochspannung HV vom Zeitpunkt tll bis zum Zeitpunkt tl4 sowie vom Zeitpunkt tl5 bis zum Zeitpunkt tl8 eingeschaltet ist.From time tll to time tl4 and from time tl5 to time tl8, a high signal is therefore present at both inputs of the AND gate 9, causing the AND gate 9 to cause a high signal at the input 21E of the high-voltage generator 21. Deliver signal (Fig. 9d). This means that the high voltage HV is switched on from time tll to time tl4 and from time tl5 to time tl8.
Vom Zeitpunkt tl4 bis zum Zeitpunkt tl5 gibt die Zählschaltung 30 das Zählersignal ab (Fig. 9a), was zur Folge hat, daß das UND-Glied 9 für diesen Zeitraum das Schaltsignal S, welches im Beispiel von Fig. 8 und Fig. 9 ein Low- Signal ist, an den Eingang 21E des Hochspannungsgenerators 21 abgibt, so daß die Hochspannung HV in diesem Zeitraum abgeschaltet ist (Fig. 9d).From the time tl4 to the time tl5, the counter circuit 30 outputs the counter signal (FIG. 9a), which has the consequence that the AND gate 9 for this period inputs the switching signal S, which in the example of FIGS. 8 and 9 Is low signal, outputs to the input 21E of the high voltage generator 21, so that the high voltage HV is switched off in this period (Fig. 9d).
Zwischen den Elektroden 2A, 2B des Gasentladungsmoduls 2 liegt somit vom Zeitpunkt tll bis zum Zeitpunkt tl4 sowie vom Zeitpunkt tl5 bis zum Zeitpunkt tl8 die Hochspannung HV an. Vom Einschalten der Hochspannung HV, Zeitpunkte tll und tl5, bis zum tatsächlichen Einsetzen der Gasentladung verstreicht aus physikalischen Gründen eine bestimmte Aufbauzeit A, so daß unmittelbar nach Beginn der ersten Zeitspannen Tl noch keine Stromimpulse vorliegen, sondern erst zu den Zeitpunkten tl2 bzw. tl6. Daher können erst ab diesen Zeitpunkten Digitalsignale vom Grenzwertschalter 23 abgegeben werden, welche in Fig. 9b symbolisch als unregelmäßig verteilte senkrechte Balken dargestellt sind. Die wirkliche Zahl der Digitalsignale kann um ein Nielfaches größer sein als in Fig. 9b dargestellt.The high voltage HV is thus present between the electrodes 2A, 2B of the gas discharge module 2 from the time tll to the time tl4 and from the time tl5 to the time tl8. From the switching on of the high voltage HV, times tll and tl5, until the actual onset of the gas discharge, a certain build-up time A passes for physical reasons, so that Immediately after the beginning of the first time periods Tl, there are no current pulses, but only at the times tl2 or tl6. Digital signals can therefore only be emitted from the limit switch 23 from these points in time, which are shown symbolically in FIG. 9b as irregularly distributed vertical bars. The actual number of digital signals can be a multiple of that shown in Fig. 9b.
Eine weitere Nerzögerung entsteht dadurch, daß zum Erzielen eines Zählergebnisses die Zählzeitdauer erforderlich ist.A further mink delay arises from the fact that the counting period is required to achieve a counting result.
Die Wartezeit Tw wird daher bevorzugt so groß gewählt, daß zumindest eine vollständige Zählzeitdauer in das Zeitintervall zwischen dem Ende der Aufbauzeit A (Zeitpunkte tl2, tl6) und dem Ende der Wartezeit Tw (Zeitpunkte tl3, tl7) fällt. Vorzugsweise ist die erste Zeitdauer Tl deutlich größer gewählt als die Wartezeit Tw.The waiting time Tw is therefore preferably chosen to be so long that at least one complete counting period falls within the time interval between the end of the set-up time A (times tl2, tl6) and the end of the waiting time Tw (times tl3, tl7). The first time period T1 is preferably chosen to be significantly longer than the waiting time Tw.
Die Zählschaltung 30 setzt zyklische Folge T1-T2-T1-T2 usw. fort, sofern am Ende der Wartezeit Tw jeweils nach Beginn der ersten Zeitpanne Tl ein Zählergebnis vorliegt, welches größer ist als die erste und kleiner als die zweite Vergleichszahl. In den Zeitraum tl3 bis tl4 bzw. tl7 bis tl8 können weitere Zählzeitdauern fallen. Das Schaltsignal S wird ausgelöst, falls hierbei ein Zählergebnis erzielt wird, welches größer ist als die erste und kleiner als die zweite Vergleichszahl.The counting circuit 30 continues the cyclic sequence T1-T2-T1-T2 etc., provided that at the end of the waiting time Tw after the beginning of the first time period T1 there is a count result which is greater than the first and less than the second comparison number. Further counting periods can fall in the period tl3 to tl4 or tl7 to tl8. The switching signal S is triggered if a counting result is achieved which is greater than the first and smaller than the second comparison number.
In einigen Fällen ist es aus Sicherheitsgründen vorteilhaft, die maximale Produktionsmenge von Ozon durch die Baugröße des Ozonerzeugers sozusagen „hardware-mäßig" zu begrenzen, etwa auf Werte von 30-50mg/h. In diesen Fällen ist es angebracht, die zum Betrieb des Ozonerzeugers benötigte hochfrequente Wechselspannung oder pulsierende Gleichspannung auf einem konstant hohen Spannungswert zu halten, welcher meist der maximalen Spannung der gewählten Treiberschaltung entspricht und in der Regel ca. 5-5,5KV ist. Um die Produktionsmenge von Ionen und von Ozon zu steuern, wird die Hochspannung kontinuierlich ein- und ausgeschaltet. Das Verhältnis von EIN zu AUS steht in direkter Proportion zur tatsächlich produzierten Ozonmenge. Die maximale Ozonmenge kann durch das Teilerverhältnis praktisch beliebig heruntergeteilt werden. Diese an sich bekannte Methode „Puls-Breiten- Modulation" ( international „PWM" genannt ) wird durch Sicherheits- und Kontrollfunktionen vorteilhaft ausgestaltet.In some cases it is advantageous for safety reasons to limit the maximum amount of ozone produced by the size of the ozone generator, so to speak, "hardware-wise", for example to values of 30-50 mg / h. In these cases, it is appropriate to operate the ozone generator to keep the required high-frequency AC voltage or pulsating DC voltage at a constantly high voltage value, which usually corresponds to the maximum voltage of the selected driver circuit and is usually approx. 5-5.5KV. In order to control the production volume of ions and ozone, the high voltage is switched on and off continuously. The ratio of ON to OFF is in direct proportion to the amount of ozone actually produced. The maximum ozone quantity can be divided practically arbitrarily by the division ratio. This known method "pulse width modulation" (internationally called "PWM") is advantageously designed by security and control functions.
Figur 1 zeigt den erfindungsgemäßen Steuer- und Regelkreis mit folgender Legende:FIG. 1 shows the control and regulating circuit according to the invention with the following legend:
101 Hochspannungsgenerator ( mit Transformator oder als Piezo-Generator )101 high voltage generator (with transformer or as piezo generator)
2 Dielektrisches Entladungsmodul ( Ozon-und Ionenquelle )2 dielectric discharge module (ozone and ion source)
31 Auskoppelung für hochfrequente Entladungsimpulse 104 Filter für hochfrequente Entladungsimpulse und Gleichrichtung bzw. Impulsaufbereitung31 Decoupling for high-frequency discharge pulses 104 Filters for high-frequency discharge pulses and rectification or pulse conditioning
105 Komparator, ( z.B. Schmitt-Trigger ) und/ oder Zählerbaustein105 comparator, (e.g. Schmitt trigger) and / or counter module
106 Micro-Controller106 micro-controller
107 Watch-Dog-Schaltung, Alarmschaltung, zur Überwachung des Micro- Controllers107 Watchdog circuit, alarm circuit, for monitoring the microcontroller
108 BUS-Treiber, bidirektional108 BUS driver, bidirectional
109 NAND-Glied, der Ausgang steuert den Hochspannungsgenerator EIN/ AUS, besteht zum Beispiel aus zwei hintereinander geschalteten, die Versorgungsspannung unterbrechenden Transistoren, welche jeweils durch Signale vom Watchdog oder vom Mikrocontroller angesteuert werden.109 NAND gate, the output controls the high-voltage generator ON / OFF, consists, for example, of two transistors connected in series that interrupt the supply voltage, each of which is controlled by signals from the watchdog or from the microcontroller.
110 Signal vom Watchdog „ μController arbeitet korrekt"110 signal from the watchdog "μController is working correctly"
111 Signal vom μController „Hochspannungserzeugung = EIN" 12 Signal vom NAND-GLIED „Hochspannung EIN / AUS" Der Hochspannungsgenerator 101 wird durch das Signal 112 ein- und ausgeschaltet. Wenn die in diesem Generator erzeugte hochfrequente Hochspannung (ca. 20-100KHz ; 4 - 5,5KV) an das dielektrische Entladungsmodul 2 angelegt wird, kommt es zu kurzzeitigen und energiereichen Entladungsimpulsen im Frequenzpektrum zwischen l-10MHz.111 signal from the μController "high voltage generation = ON" 12 signal from the NAND link "high voltage ON / OFF" The high voltage generator 101 is switched on and off by the signal 112. When the high-frequency high voltage (approx. 20-100KHz; 4 - 5.5KV) generated in this generator is applied to the dielectric discharge module 2, there are short-term and high-energy discharge pulses in the frequency spectrum between 1-10MHz.
Diese Impulse werden zum Beispiel induktiv 3 durch das Auskopplunselement 31 über einen Hochpass 104 ausgekoppelt und insofern von der Frequenz der hochfrequenten Hochspannung abgetrennt, und gleichgerichtet. Die so gewonnene Spannung wird in einem Komparator 105 in einen digitalen Schaltpegel umgesetzt und vom Microcontroller 106 gelesen. Alternativ könnte das von den Entladungen erzeugte hochfrequente Signal auch kapazitiv ausgekoppelt werden. Im weiteren Verlauf der Beschreibung wird jedoch lediglich die induktive Auskopplung erwähnt.These pulses are, for example, inductively 3 decoupled by the coupling element 31 via a high-pass filter 104 and in this respect separated from the frequency of the high-frequency high voltage and rectified. The voltage obtained in this way is converted into a digital switching level in a comparator 105 and read by the microcontroller 106. Alternatively, the high-frequency signal generated by the discharges could also be coupled out capacitively. In the further course of the description, however, only the inductive coupling is mentioned.
Es leuchtet ein, daß diese Spannung nur dann entstehen kann, wenn es zu dielektrisch behinderten elektrischen Entladungen im Entladungsmodul 2 kommt. Da jede Einzelentladung eine geringe, vergleichbare Menge an ozon erzeugt, besteht ein direkter Zusammenhang wie folgt:It is obvious that this voltage can only arise if there are dielectric impeded electrical discharges in the discharge module 2. Since each individual discharge generates a small, comparable amount of ozone, there is a direct connection as follows:
Zahl der Entladungsimpulse -» produzierte Ozon- und IonenmengeNumber of discharge pulses - »amount of ozone and ions produced
Erfindungsgemäß gilt für den Steuer- und Regelkreis dabei folgende, vorteilhafteAccording to the invention, the following, advantageous applies to the control and regulating circuit
Logik: Das Signal 112 kann nur zustande kommen, wenn zwei weitere Signale miteinander verknüpft zeitgleich vorhanden sind:Logic: Signal 112 can only come about if two other signals are linked at the same time:
1: Ein zur Kontrolle des Microcontrollers 106 eingesetzter übergeordneter1: A higher-level controller used to control the microcontroller 106
Schaltkreis 107 ( genannt „Watchdog" ) gibt ein Signal 110, was nur dann entstehen kann, wenn der Microcontroller einwandfrei arbeitet. 2. Ein vom Microcontroller erzeugtes Signal 111 gibt den Befehl, denCircuit 107 (called "watchdog") gives a signal 110, which can only arise if the microcontroller is working properly. 2. A signal 111 generated by the microcontroller gives the command that
Hochspannungsgenerator einzuschalten. Die beiden Signale 110;111 werden in einem Logik-Schaltkreis miteinander verknüpft ( UND-Funktion ). Nur dann, wenn beide Signale vorhanden sind, schaltet der Ausgang des Logik-Schaltkreises 109 in die Schaltfunktion „Hochspannungsgenerator = EIN".Switch on high voltage generator. The two signals 110; 111 are linked together in a logic circuit (AND function). Only when both signals are present, the output of the logic circuit 109 switches to the switching function "high voltage generator = ON".
Wenn eines der Signale fehlen sollte, kann der Hochspannungsgenerator nicht eingeschaltet werden.If one of the signals is missing, the high voltage generator cannot be switched on.
Das Verhältnis Impulsbündel / Pause, d.h. Verhältnis Zeitspanne 214 / Zeitspanne 204, wird von der Software so eingestellt, daß die Zahl der je Zeiteinheit erzeugten elektrischen Entladungen (Filamente) einer vorgegebenen Anzahl entspricht, welche streng eine bestimmte Produktionsmenge als Folge hat (mg/h). Zwangsläufig ist die Ozonproduktionsmenge damit einstellbar und über den Langzeitbetrieb hochkonstant.The pulse bundle / pause ratio, i.e. The ratio of time period 214 / time period 204 is set by the software so that the number of electrical discharges (filaments) generated per unit of time corresponds to a predetermined number, which strictly results in a specific production quantity (mg / h). The amount of ozone production is inevitably adjustable and highly constant over long-term operation.
Figur 11 zeigt den zeitlichen Ablauf der logischen Verknüpfungen mit dieserFIG. 11 shows the chronological sequence of the logical links with it
Legende:Legend:
210 Zeitachse für Ansteuerung Hochspannungsgenerator ( 201 = aktiv ) vom Microcontroller 211 Zeitachse für gleichgerichtete und am Comparator digitalisierte210 Timeline for controlling high voltage generator (201 = active) from microcontroller 211 Timeline for rectified and digitized on the comparator
Entladungsimpulse als Funktionsrückmeldung „Ozonerzeugung /Discharge pulses as function feedback "ozone generation /
Ionisation arbeitet"Ionization works "
212 Zeitachse Funktion Hochspannungsgenerator212 Timeline function high voltage generator
213 Zeitachse des Signals vom Watchdog „Micro-Controller arbeitet korrekt".213 Time axis of the signal from the watchdog "Micro controller is working correctly".
201 Start Ansteuerung Hochspannungsgenerator, Beginn der Hochspannungserzeugung201 Start control of high voltage generator, start of high voltage generation
202 Beginn der Verlängerungzeit für Hochspannungserzeugung 203 Ende der Ansteuerung Hochspannungserzeugung202 Start of the extension time for high voltage generation 203 End of the activation of high voltage generation
204 Pause - variabel vom μC gesteuert - bis zum nächsten204 pause - variably controlled by the μC - until the next
Ansteuerimpuls 205 Zeitlich nachfolgender Hochspannungsimpulsdrive pulse 205 High voltage pulse following in time
206 Ende, rückgemeldeter Impuls „Ozonerzeugung / Ionisation arbeitet nicht mehr"206 End, feedback pulse "ozone generation / ionization no longer works"
207 Beginn, rückgemeldeter Impuls „Ozonerzeugung / Ionisation arbeitet"207 Start, feedback pulse "ozone generation / ionization is working"
208 Hochspannungsgenerator arbeitet, als Funktion der Ansteuersignale208 high voltage generator works as a function of the control signals
209 Watchdog-Signal „μController arbeitet korrekt"209 watchdog signal "μController is working correctly"
214 vom MikrocontroUer erzeugte - prinzipiell variable -Zeitspanne, in welcher die Hochspannung eingeschaltet ist.214 - in principle variable - time period generated by the microcontroller in which the high voltage is switched on.
Ablauf der Steuerungslogik.Control logic flow.
Die zentrale Steuer- und Regeleinheit, - der MikrocontroUer - , wirkt mit dem übergeordneten Überwachungsschaltkreis - Watchdog - zusammen. Wenn der MikrocontroUer einwandfrei arbeitet, stellt der Watchdog ein Signal 110 zur Verfügung, welches bei einwandfreier Funktion permanent an einem Eingang des Logikschaltkreises 109 anliegt.The central control and regulating unit - the microcontroller - interacts with the higher-level monitoring circuit - watchdog. If the microcontroller is working properly, the watchdog provides a signal 110 which, when functioning properly, is permanently applied to an input of the logic circuit 109.
Der MikrocontroUer erzeugt über die Signalleitung 111 einen Impuls 201, welcher den Hochspannungsgenerator ansteuert: EIN. Wenn der Logikschaltkreis durch Anliegen des Watchdog-Signals 110 freigeschaltet ist, erreicht dieser Impuls 201 den Hochspannungsgenerator und schaltet diesen ein, was zur Erzeugung von Hochspannung und in Folge von Entladungen führt. Diese Entladungen werden über die Auskopplung 31 und die Signalaufbereitung 114 aufbereitet. Eine kurze Zeit - etwa lOmsec - nach Einschaltung des Hochspannungsgenerators kann das Vorhandensein dieser Spannung 202 vom Microcontroller festgestellt werden.The microcontroller generates a pulse 201 via the signal line 111, which drives the high-voltage generator: ON. If the logic circuit is enabled by the application of the watchdog signal 110, this pulse 201 reaches the high-voltage generator and switches it on, which leads to the generation of high voltage and as a result of discharges. These discharges are processed via the coupling 31 and the signal conditioning 114. A short time - approximately 10 msec - after the high-voltage generator is switched on, the presence of this voltage 202 can be determined by the microcontroller.
Der Microcontroller hält vom Zeitpunkt 202 den Hochspannungsgenerator für eine frei gewählte Zeit in der Funktion „EIN". Nach Ablauf dieser EIN-Zeit 203 nimmt der Microcontroller diesen Impuls zurück und schaltet damit den Hochspannungsgenerator „AUS". Nach einer im MikrocontroUer abgelegten Zeitspanne 204 ( AUS ) beginnt der Cyklus von vorn. Sollte nach Einschalten des Hochspannungsgenerators nicht in einer vorgegebenen Zeitspanne das rückgekoppelte Entladungs-Signal am Ausgang von 104 anliegen, dann liegt eine Störung vor.From time 202, the microcontroller holds the high-voltage generator in the "ON" function for a freely selected time. After this ON-time 203 has expired, the microcontroller takes back this pulse and thus switches the high-voltage generator "OFF". After a period 204 (OFF) stored in the microcontroller, the cycle begins again. Should after switching on the High-voltage generator does not have the feedback discharge signal at the output of 104 within a predetermined period of time, then there is a fault.
Der MikrocontroUer wird den Cyklus noch - beispielsweise - 10 mal versuchen. Sollte dann irrimer noch keine Zündung der Entladungen festgestellt werden können, signalisiert der MikrocontroUer über die Schnittstelle 108, daß eine Störung vorliegt.The microcontroller will try the cycle another 10 times, for example. If the ignition of the discharges cannot then be erroneously determined, the microcontroller signals via interface 108 that there is a fault.
Im Normalbetrieb wird ist das Verhältnis der beiden Zeitspannen 214 ( EIN ) und 204 ( AUS ) vorzugsweise so gewählt, daß sich ein Verhältnis von etwa 10:1 ergibt. Abhängig von der gewählten Geometrie des Entladungsmoduls 2 und der angelegten hochfrequenten Spannung ( ca. 5KV) wird damit eine Ozonmenge von ca. 15mg/h produziert. Bei einer Luftmenge von z.B. 100m3/h ( = 140kg Luft / h ) wird eine Ozonkonzentration in der Größenordnung nachstehender Tabelle produziert:In normal operation, the ratio of the two time periods 214 (ON) and 204 (OFF) is preferably selected so that a ratio of approximately 10: 1 results. Depending on the selected geometry of the discharge module 2 and the applied high-frequency voltage (approx. 5KV), an ozone quantity of approx. 15 mg / h is produced. With an air volume of e.g. 100m3 / h (= 140kg air / h) an ozone concentration in the order of the following table is produced:
Ozon Luft Konzentration mg/h m3/h mg/m3 ppbOzone air concentration mg / h m3 / h mg / m3 ppb
15 100 0,15 0,07515 100 0.15 0.075
Es besteht die Möglichkeit, über die Schnittstelle 108 dem MikrocontroUer andere EIN/ AUS- Verhältnisse zu befehlen. Dies etwa dann, wenn die gewünschte Ozon- Konzentration aus bestimmten Gründen sehr stark verringert werden soll, etwa auf Werte von 5mg/ h, was bei gegebener Luftmenge eine Konzentration von 25ppb ergäbe. In diesem Fall wird der Microcontroller die Zeitspanne 214 ( EIN ) verringern, und die Zeitspanne 204 ( AUS ) vergrößern, bis sich das gewünschte EIN/ AUS-Verhältnis ergibt.It is possible to command the microcontroller other ON / OFF conditions via the interface 108. This is the case, for example, if the desired ozone concentration is to be reduced considerably for certain reasons, for example to values of 5 mg / h, which would result in a concentration of 25ppb for a given amount of air. In this case, the microcontroller will decrease time 214 (ON) and increase time 204 (OFF) until the desired ON / OFF ratio is obtained.
Erfindungsgemäß setzt die Wiederholung des Cyklus voraus, daß es im dielektrischen Entladungsmodul 2 zu kurzzeitigen, energiereichen Entladungen kommt, welche über den beschriebenen Rückmeldungsweg an den MikrocontroUer zurückgemeldet werden. Während der Zeitspanne „AUS" 204 wird programmveranlasst vom Microcontroller überprüft, daß keine rückgekoppelten Signale aus Entladungstätigkeit vorhanden sind. Sollte dies dennoch der Fall sein, wird zwangsweise der Hochspannungsgenerator abgeschaltet, etwa durch Sperren der das UND-Glied bildenden hinter- einander geschalteten Transistor-Schaltern 109.According to the invention, the repetition of the cycle presupposes that there are short-term, high-energy discharges in the dielectric discharge module 2, which are reported back to the microcontroller via the described feedback path. During the time period "OFF" 204, the microcontroller checks, according to the program, that there are no feedback signals from discharge activity. If this is nevertheless the case, the high-voltage generator is forcibly switched off, for example by blocking the series-connected transistor elements that form the AND gate. Switches 109.
Es sind prinzipiell andere logische Abläufe und andere elektronische Schaltungen denkbar.In principle, other logical processes and other electronic circuits are conceivable.
Allen denkbaren Variablen ist jedoch der erfindungsgemäße Gedanke zueigen, daß das die Ozonerzeugung kennzeichnende, aus den Entladungsimpulsen gewonnene Signal stets Bestandteil einer logischen Verkettung ist, und daß dann, wenn das rückgekoppelte und energiereiche Entladungen anzeigenden Signals anders als im Programmablauf vorgesehen auftritt, das System dies programmgesteuert als Stö- rung interpretiert und damit einerseits die Einschaltung des Hochspannungsgenerators verhindert, und zum anderen über die Schnittstelle eine Fehlermeldung absetzt.However, all conceivable variables include the idea according to the invention that the signal which characterizes the ozone generation and is obtained from the discharge pulses is always part of a logic chain, and that when the signal indicating feedback and high-energy discharges occurs differently than intended in the program sequence, the system does this Programmatically interpreted as a fault, thus preventing the high-voltage generator from being switched on and secondly issuing an error message via the interface.
Gewerbliche Anwendbarkeit: Die Erfindung ist gewerblich anwendbar z.B. im Bereich der Luftaufbereitung mit Ozon sowie der Klimatechnik insbesondere in Kraftfahrzeugen oder in Krankenhäusern.Industrial Applicability: The invention is industrially applicable e.g. in the field of air treatment with ozone and air conditioning technology, especially in motor vehicles or in hospitals.
Die Erfindung umfasst ein Verfahren zum Betreiben eines zur Erzeugung von Sau- erstoffionen, Sauerstoffatomen und Ozon in der Luft dienenden elektrischen Gasentladungsapparates, welcher ein Gasentladungsmodul 2, insbesondere eines solchen für dielektrisch behinderte Entladung, mit zwei Elektroden 2A, 2B aufweist, zwischen denen über eine Zuleitung 11 und eine Rückleitung 12 eine von einem Hochspannungsgenerator 1,21,101 erzeugte Hochspannung HV zumindest zeitweise angelegt wird, welche eine Wechselspannung oder eine pulsierende Gleichspannung ist und welche eine Gasentladung in dem Gasentladungsmodul 2 sowie einen elektrischen Strom durch die Hinleitung 11, das Gasentladungsmodul 2 und die Rückleitung 12 erzeugt, und durch die Gasentladung Entladeimpulse entstehen, deren jeder einen Strahlungsblitz und einen Stiomimpuls erzeugt, wobei sich die Stromimpulse dem Strom als Stromimpulse bzw. Rauschen überlagern und bei jedem Entladeimpuls im Mittel eine bestimmte Einzelmenge Mo von Ozon und gegebenenfalls von Sauerstoffionen sowie Sauerstoffatomen entsteht, und ein Schaltsignal S, welches die Hochspannung HV des Hochspannungsgenerators 1,21,101 abschaltet und/ oder eine Störungsmeldung auslöst, dann erzeugt wird, wenn - entweder die innerhalb einer vorgegebenen Zählzeitdauer auftretendenThe invention encompasses a method for operating an electrical gas discharge apparatus which is used to generate oxygen ions, oxygen atoms and ozone in the air and which has a gas discharge module 2, in particular one for dielectrically impeded discharge, with two electrodes 2A, 2B, between which one has a Supply line 11 and a return line 12, a high voltage HV generated by a high-voltage generator 1, 21, 101 is applied at least temporarily, which is an AC voltage or a pulsating DC voltage and which is a gas discharge in the gas discharge module 2 and an electrical current through the outgoing line 11, the gas discharge module 2 and the return line 12, and the gas discharge produces discharge pulses, each of which generates a radiation flash and a stiom pulse, the current pulses superimposing the current as current pulses or noise and with each discharge pulse on average, a certain individual amount Mo of ozone and possibly oxygen ions and oxygen atoms is generated, and a switching signal S which switches off the high voltage HV of the high voltage generator 1, 21, 101 and / or triggers a fault message is then generated if - either within a predetermined counting period occurring
Stromimpulse oder Strahlungsblitze durch eine Zählschaltung 14,30 gezählt werden und das Zählergebnis kleiner bzw. größer ist als eine vorgegebeneCurrent pulses or radiation flashes are counted by a counter circuit 14, 30 and the count result is smaller or larger than a predetermined one
Vergleichszahl, erste Bedingung, oder die Stiornimpulse bzw. das Rauschen ein Pulssignal erzeugen und dieses mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen wird, und dasComparison number, first condition, or the Stiornimpulse or the noise generate a pulse signal and this is compared with a predetermined threshold, and that
Pulssignal kleiner bzw. größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert, zweitePulse signal is smaller or larger than a predetermined threshold value, second
Bedingung.Condition.
Weiter bevorzugt ist, das vorgenannte Verfahren so auszubilden, dass die Stromimpulse bzw. das Rauschen durch ein Auskoppelelement 31,32 z.B. induktiv oder kapazitiv aus der Hinleitung 11 oder der Rückleitung 12 ausgekoppelt werden.It is further preferred to design the aforementioned method in such a way that the current pulses or the noise through a decoupling element 31, 32 e.g. can be coupled out inductively or capacitively from the outgoing line 11 or the return line 12.
Weiter bevorzugt ist, das vorgenannte Verfahren so auszubilden, dass die Strom- impulse bzw. das Rauschen nach der Auskopplung ein Filter, insbesondere Hochpaß oder Bandpaß 104, durchlaufen.It is further preferred to design the aforementioned method in such a way that the current pulses or the noise pass through a filter, in particular a high-pass filter or a band-pass filter 104.
Weiter bevorzugt ist, das vorgenannte Verfahren so auszubilden, dass die Stromimpulse bzw. das Rauschen nach der Auskopplung eine Diode durchlaufen oder gleichgerichtet werden, so daß das Pulssignal keine wechselnde Polarität aufweist, wobei gegebenenfalls nur solche Stromimpulse gezählt werden, deren Größe einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt.It is further preferred to design the aforementioned method in such a way that the current pulses or the noise pass through a diode or are rectified after coupling out, so that the pulse signal has no alternating polarity, where appropriate only those current pulses are counted whose size exceeds a predetermined limit.
Weiter bevorzugt ist, das vorgenannte Verfahren so auszubilden, dass die Strah- lungsblitze durch einen Strahlungsdetektor erfaßt und in Stromimpulse umgesetzt werden.It is further preferred to design the aforementioned method so that the radiation flashes are detected by a radiation detector and converted into current pulses.
Weiter bevorzugt ist, das vorgenannte Verfahren so auszubilden, dass die Stromimpulse bzw. das Rauschen mit einer vorgegebenen Integrationszeit oder einer vorgegebenen Integrationszeitkonstanten durch eine Integrierschaltung (24,34) zeitlich integriert werden, so daß das Pulssignal ein integrales Pulssignal ist.It is further preferred to design the aforementioned method in such a way that the current pulses or the noise with a predetermined integration time or a predetermined integration time constant are integrated in time by an integrating circuit (24, 34), so that the pulse signal is an integral pulse signal.
Weiter bevorzugt ist, das vorgenannte Verfahren so auszubilden, dass die Stromimpulse an einen Grenzwertschalter geführt werden, welcher nur dann ein Digitalsignal abgibt, wenn die Höhe eines Stromimpulses einen bestimmten Grenzwert übersteigt, und die Digitalsignale mit einer vorgegebenen Integrationszeit oder einer vorgegebenen Integrationszeitkonstanten zu dem Pulssignal integriert werden, so daß das Pulssignal ein integrales Pulssignal ist.It is further preferred to design the aforementioned method in such a way that the current pulses are passed to a limit value switch which only emits a digital signal when the magnitude of a current pulse exceeds a certain limit value, and the digital signals with a predetermined integration time or a predetermined integration time constant to the pulse signal be integrated so that the pulse signal is an integral pulse signal.
Weiter bevorzugt ist, das vorgenannte Verfahren so auszubilden, dass dasselbe fortlaufend oder in vorgegebenen Zeitabständen oder nur zu vorgegebenen Zeiten durchgeführt wird.It is further preferred to design the aforementioned method so that it is carried out continuously or at predetermined time intervals or only at predetermined times.
Weiter bevorzugt ist, das vorgenannte Verfahren so auszubilden, dass die Hoch- Spannung HN, solange die erste bzw. zweite Bedingung nicht erfüllt ist, durch eine Steuerschaltung 6,10,20,106 oder durch die Zählschaltung 30 in zyklischer Folge jeweils für eine erste Zeitspanne Tl eingeschaltet und anschließend für eine zweite Zeitspanne T2 abgeschaltet wird, wobei das Verhältnis der Dauer der ersten Zeitspanne Tl zur Dauer der zweiten Zeitspanne T2 entweder konstant gehalten oder zum Zwecke der Veränderung der Produktionsrate von Ozon bzw. Sauerstoff atomen bzw. Sauerstoffionen verändert wird. Weiter bevorzugt ist das vorgenannte Verfahren, wobei das Schaltsignal S zusätzlich auch unter der Bedingung, dritte Bedingung, erzeugt wird, daß eine Alarmschaltung 7,17,107 ein Alarmsignal abgibt.It is further preferred to design the aforementioned method in such a way that the high voltage HN, as long as the first or second condition is not met, by a control circuit 6, 10, 20, 106 or by the counting circuit 30 in a cyclic sequence for a first time period T1 is switched on and then switched off for a second time period T2, the ratio of the duration of the first time period T1 to the duration of the second time period T2 either being kept constant or being changed for the purpose of changing the production rate of ozone or oxygen atoms or oxygen ions. The above-mentioned method is further preferred, the switching signal S also being generated under the condition, third condition, that an alarm circuit 7, 17, 107 emits an alarm signal.
Weiter bevorzugt ist, das vorgenannte Verfahren so auszubilden, dass die Alarmschaltung 7,17,107 den Gasentladungsapparat und/ oder das Gasentladungsmodul 2 und/ oder die Steuerschaltung 6,10,20,106 und/ oder die Zählschaltung 14,30 und/ oder die Integrierschaltung 4 auf Fehlfunktion überwacht und bei Feststelhing einer solchen das Alarmsignal abgibt.It is further preferred to design the aforementioned method so that the alarm circuit 7, 17, 107 the gas discharge apparatus and / or the gas discharge module 2 and / or the control circuit 6, 10, 20, 106 and / or the counting circuit 14, 30 and / or the integrating circuit 4 for malfunction monitors and issues an alarm signal if one is detected.
Weiter bevorzugt ist, das vorgenannte Verfahren so auszubilden, dass die Alarmschaltung 7,17,107 durch die Steuerschaltung 6,10,20,106 oder die Zählschaltung 30 auf Fehlfunktion überwacht wird und die Steuerschaltung 6,10,20,106 bzw. die Zählschaltung 30 bei Feststellung einer Fehlfunktion der Alarmschaltung 7,17,107 das Schaltsignal S abgibt oder auslöst.It is further preferred to design the aforementioned method in such a way that the alarm circuit 7, 17, 107 is monitored for malfunction by the control circuit 6, 10, 20, 106 or the counting circuit 30 and the control circuit 6, 10, 20, 106 or the counting circuit 30 when a malfunction is detected Alarm circuit 7, 17, 107 emits or triggers the switching signal S.
Weiter bevorzugt ist, das vorgenannte Verfahren so auszubilden, dass das Verfahren nach Beginn der ersten Zeitspanne Tl jeweils für eine bestimmte Wartezeit Tw, welche kleiner ist als die erste Zeitdauer Tl, nicht durchgeführt wird.It is further preferred to design the aforementioned method in such a way that the method is not carried out after the start of the first time period T1 for a certain waiting time Tw that is shorter than the first time period T1.
Weiter bevorzugt ist, das vorgenannte Verfahren so auszubilden, dass die Vergleichszahl bzw. der Schwellenwert zeitlich verändert werden.It is further preferred to design the aforementioned method in such a way that the comparison number or the threshold value are changed over time.
Weiter bevorzugt ist, das vorgenannte Verfahren so auszubilden, dass das Schaltsignal S nach Ablauf einer vorgegebenen Haltezeitdauer nach seiner Erzeugung zurückgesetzt wird.It is further preferred to design the aforementioned method in such a way that the switching signal S is reset after a predetermined holding time has elapsed after it has been generated.
Weiter bevorzugt ist, das vorgenannte Verfahren so auszubilden, dass die Anzahl der Auslösungen des Schaltsignals S gezählt wird und das Schaltsignal S dann nach jeweils einer vorgegebenen Haltezeitdauer nach seiner Auslösung zurückge- setzt wird, wenn die Anzahl der Auslösungen einen bestirrunten Höchstwert nicht übersteigt, und ansonsten nicht mehr zurückgesetzt wird.It is further preferred to design the aforementioned method in such a way that the number of times the switching signal S has been triggered is counted and the switching signal S is then reset after a predetermined holding time after it has been triggered. is set when the number of trips does not exceed a certain maximum value and is otherwise no longer reset.
Die Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines zur Erzeu- gung von Sauerstoffionen, Sauerstoffatomen und Ozon in der Luft dienenden elektrischen Gasentladungsapparates, welcher ein Gasentladungsmodul 2, insbesondere eines solchen für dielektrisch behinderte Entladung, mit zwei Elektroden 2A, 2B aufweist, zwischen denen über eine Zuleitung 11 und eine Rückleitung 12 eine von einem Hochspannungsgenerator 1,21,101 erzeugte Hochspannung HV zumindest zeitweise angelegt wird, welche eine Wechselspannung oder eine pulsierende Gleichspannung ist und welche eine Gasentladung in dem Gasentladungsmodul 2 sowie einen elektrischen Strom durch die Hinleitung 11, das Gasentladungsmodul 2 und die Rückleitung 12 erzeugt, und durch die Gasentladung Entladeimpulse entstehen, deren jeder einen Strahlungsblitz und einen Stromim- puls erzeugt, wobei sich die Stromimpulse dem Strom als Stromimpulse bzw. Rauschen überlagern und bei jedem Entladeimpuls im Mittel eine bestimmte Einzelmenge Mo von Ozon und gegebenenfalls von Sauerstoffionen sowie Sauerstoffatomen entsteht, und ein Schaltsignal S dann erzeugt wird, wenn entweder die innerhalb einer vorgegebenen Zählzeitdauer auftretenden Stromimpulse oder Strahlungsblitze durch eine Zählschaltung 14,30 gezählt werden und das Zählergebnis kleiner bzw. größer ist als eine vorgegebene Vergleichszahl, erste Bedingung, oder die Stromimpulse bzw. das Rauschen ein Pulssignal erzeugen und dieses mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen wird, und das Pulssig- nal kleiner bzw. größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert, zweite Bedingung, wobei die Anzahl der Auslösungen des Schaltsignals S gezählt wird und das Schaltsignal S dann nach jeweils einer vorgegebenen Haltezeitdauer nach seiner Auslösung zurückgesetzt wird, wenn die Anzahl der Auslösungen einen bestimm- ten Grenzwert nicht übersteigt, und nicht mehr zurückgesetzt wird und die Hochspannung HV des Hochspannungsgenerators 1,21,101 abgeschaltet und/ oder eine Störungsmeldung ausgelöst wird, wenn die Anzahl der Auslösungen den Grenzwert übersteigt.The invention further comprises a method for operating an electrical gas discharge apparatus which is used to generate oxygen ions, oxygen atoms and ozone in the air and which has a gas discharge module 2, in particular one for dielectric barrier discharge, with two electrodes 2A, 2B, between which over a supply line 11 and a return line 12 a high voltage HV generated by a high-voltage generator 1, 21, 101 is applied at least temporarily, which is an AC voltage or a pulsating DC voltage and which is a gas discharge in the gas discharge module 2 and an electrical current through the supply line 11, the gas discharge module 2 and the return line 12 generates, and the gas discharge produces discharge pulses, each of which generates a radiation flash and a current pulse, the current pulses superimposing the current as current pulses or noise and, on average, a specific individual for each discharge pulse Ge Mo of ozone and possibly of oxygen ions and oxygen atoms arises, and a switching signal S is generated when either the current pulses or radiation flashes occurring within a predetermined counting period are counted by a counter circuit 14.30 and the counting result is smaller or greater than a predetermined one Comparison number, first condition, or the current pulses or the noise generate a pulse signal and this is compared with a predetermined threshold value, and the pulse signal is smaller or greater than a predetermined threshold value, second condition, the number of times the switching signal S is counted and the switching signal S is then reset after a predetermined holding time after it has been triggered, if the number of trips does not exceed a certain limit value and is no longer reset and the high voltage HV of the high-voltage generator 1, 21, 101 is switched off and / or one Fault message is triggered when the number of trips exceeds the limit.
Weiter bevorzugt ist, das vorgenannte Verfahren so auszubilden, dass das Schalt- signal S und/ oder die Störungsmeldung sowohl dann ausgelöst wird, wenn das Zählergebnis kleiner ist als eine erste Vergleichszahl, als auch dann, wenn das Zählergebnis größer ist als eine zweite Vergleichszahl, welche größer ist als die erste Vergleichszahl, bzw. sowohl dann ausgelöst wird, wenn das Pulssignal kleiner ist als ein erster Schwellenwert, als auch dann, wenn das Pulssignal größer ist als ein zweiter Schwellenwert, welcher größer ist als der erste Schwellenwert.It is further preferred to design the aforementioned method in such a way that the switching signal S and / or the fault message is triggered both when the counting result is smaller than a first comparison number and also when the counting result is greater than a second comparison number. which is greater than the first comparison number, or is triggered both when the pulse signal is less than a first threshold value, and also when the pulse signal is greater than a second threshold value which is greater than the first threshold value.
Weiter bevorzugt ist, das vorgenannte Verfahren so auszubilden, dass die zweite Vergleichszahl bzw. der zweite Schwellenwert während der zweiten Zeitspannen T2 niedriger gewählt wird als während der ersten Zeitspannen Tl, und die erste Vergleichszahl bzw. der erste Schwellenwert während der zweiten Zeitspannen T2 auf Null oder auf einen negativen Wert gesetzt wird.It is further preferred to design the aforementioned method such that the second comparison number or the second threshold value is selected to be lower during the second time periods T2 than during the first time periods T1, and the first comparison number or the first threshold value is set to zero during the second time periods T2 or is set to a negative value.
Weiter bevorzugt ist, das vorgenannte Verfahren so auszubilden, dass die Entladeimpulse durch Zählung der Strahlungsblitze gezählt werden.It is further preferred to design the aforementioned method in such a way that the discharge pulses are counted by counting the radiation flashes.
Die Erfindung umfasst einen weiterhin Gasentladungsapparat zur Erzeugung von Sauerstoffionen, Sauerstoffatomen und Ozon in der Luft, umfassend ein Gasentladungsmodul 2, insbesondere eines solchen für dielektrisch behinderte Entladung, mit zwei Elektroden 2A, 2B, zwischen denen über eine Zuleitung 11 und eine Rückleitung 12 zumindest zeitweise eine von einem Hochspannungsgenerator 1,21,101 erzeugte Hochspannung HV anliegt, welche eine Wechselspannung oder eine pulsierende Gleichspannung ist und welche eine Gasentladung in dem Gasentladungsmodul 2 sowie einen elektrischen Strom durch die Hinleitung 11, das Gasentladungsmodul 2 und die Rückleitung 12 erzeugt, durch welche Gasentla- dung Entladeimpulse entstehen, deren jeder einen Strahlungsblitz und einen Stromimpuls erzeugt, wobei sich die Stromimpulse dem Strom als Stromimpulse bzw. Rauschen überlagern und bei jedem Entladeimpuls im Mittel eine bestimmte Einzelmenge Mo von Ozon und gegebenenfalls von Sauerstoffionen sowie Sauerstoffatomen entsteht, und der Gasentladungsapparat entweder eine Zählschaltung 14,30 umfaßt, welche imstande ist, die Anzahl der während einer vorgegebenen Zählzeitdauer auftretenden Stromimpulse oder Strahlungsblitze zu zählen und das Zählergebnis mit einer vorgegebenen Vergleichszahl zu vergleichen und ein Schaltsignal S unter der Bedingung, erste Bedingung, auszulösen, daß das Zählergebnis kleiner bzw. größer ist als die vorgegebene Vergleichszahl, - oder imstande ist, aus den Stromimpulsen bzw. dem Rauschen ein Pulssignal zu erzeugen und dieses mit Hilfe einer Vergleichsschaltung 5,15 mit einem vorgegebenen Schwellenwert zu vergleichen und das Schaltsignal S unter der Bedingung, zweite Bedingung, auszulösen, daß das Pulssignal kleiner bzw. größer ist als der vorgegebene Schwellenwert, wobei das Schaltsignal S ein Abschalten der Hochspannung HN und/ oder eine Ausgabe einer Störungsmeldung zu bewirken imstande ist.The invention also includes a gas discharge apparatus for generating oxygen ions, oxygen atoms and ozone in the air, comprising a gas discharge module 2, in particular one for dielectric barrier discharge, with two electrodes 2A, 2B, between which, at least temporarily, via a supply line 11 and a return line 12 there is a high voltage HV generated by a high-voltage generator 1, 21, 101, which is an alternating voltage or a pulsating direct voltage and which generates a gas discharge in the gas discharge module 2 and an electrical current through the feed line 11, the gas discharge module 2 and the return line 12, through which gas discharge Dung discharge pulses arise, each of which generates a radiation flash and a current pulse, the current pulses to the current as current pulses or noise and with each discharge pulse a certain individual amount Mo of ozone and possibly oxygen ions and oxygen atoms is formed, and the gas discharge apparatus either comprises a counting circuit 14, 30 which is capable of the number of current pulses or radiation flashes occurring during a predetermined counting period to count and to compare the counting result with a predetermined comparison number and to trigger a switching signal S on the condition, first condition, that the counting result is smaller or greater than the predetermined comparison number, or is able to, from the current pulses or the noise Generate pulse signal and compare this with the aid of a comparison circuit 5.15 with a predetermined threshold value and trigger the switching signal S under the condition, second condition, that the pulse signal is smaller or larger than the predetermined threshold value, the switching signal S being an abs is able to switch the high voltage HN and / or to output a fault message.
Weiter bevorzugt ist es, den Gasentladungsapparat so auszubilden, dass der Gasentladungsapparat ein Auskopplungselement 31,32 umfaßt, welches imstande ist, die Stromimpulse z.B. induktiv oder kapazitiv aus der Hinleitung 11 oder der Rückleitung 12 auszukoppeln und über einen Auskopplungsausgang 31C, 32C abzugeben.It is further preferred to design the gas discharge apparatus in such a way that the gas discharge apparatus comprises a decoupling element 31, 32, which is able to transmit the current pulses e.g. to be inductively or capacitively decoupled from the outgoing line 11 or the return line 12 and emitted via a decoupling output 31C, 32C.
Weiter bevorzugt ist es, den Gasentladungsapparat so auszubilden, dass zwischen den Auskopplungsausgang 31Q32C und die Nergleichsschaltung 5,15 bzw. die Zählschaltung 14,30 ein Filter, insbesondere Hochpaß oder Bandpaß, zwischengeschaltet ist.It is further preferred to design the gas discharge apparatus in such a way that a filter, in particular a high-pass filter or a band-pass filter, is interposed between the decoupling output 31Q32C and the zero comparison circuit 5.15 or the counter circuit 14.30.
Weiter bevorzugt ist es, den Gasentladungsapparat so auszubilden, dass ein Gleichrichter 22 oder eine Diode zwischen den Auskopplungsausgang 31C,32C und die Vergleichsschaltung 5,15 bzw. die Zählschaltung 14 zwischengeschaltet ist, so daß das Pulssignal keine wechselnde Polarität aufweist.It is further preferred to design the gas discharge apparatus in such a way that a rectifier 22 or a diode between the decoupling output 31C, 32C and the comparison circuit 5, 15 or the counter circuit 14 is interposed so that the pulse signal has no alternating polarity.
Weiter bevorzugt ist es, den Gasentladungsapparat so auszubilden, dass zwischen den Auskopplungsausgang 31 32C und die Zählschaltung 14,30 ein Grenzwertschalter 23 zwischengeschaltet ist, welcher dann und nur dann ein Digitalsignal an die Zählschaltung 14,30 abgibt, wenn die Höhe eines Stromimpulses einen bestimmten Grenzwert übersteigt, so daß die Zählschaltung 14,30 nur solche Stromimpulse zählt, deren Höhe den Grenzwert übersteigt.It is further preferred to design the gas discharge apparatus in such a way that a limit switch 23 is interposed between the decoupling output 31 32C and the counter circuit 14, 30, which then and only then outputs a digital signal to the counter circuit 14, 30 when the level of a current pulse determines a specific one Limit value exceeds, so that the counter circuit 14, 30 counts only those current pulses whose level exceeds the limit value.
Weiter bevorzugt ist es, den Gasentladungsapparat so auszubilden, dass derselbe einen Strahlungsdetektor aufweist, welcher die Strahlungsblitze zu erfassen und in Stromimpulse umzusetzen imstande ist.It is further preferred to design the gas discharge apparatus in such a way that it has a radiation detector which is able to detect the radiation flashes and convert them into current pulses.
Weiter bevorzugt ist es, den Gasentladungsapparat so auszubilden, dass der Nergleichsschaltung eine Integrierschaltung 24,34 vorgeschaltet ist, welche imstande ist, die Stromimpulse bzw. das Rauschen mit einer vorgegebenen Integrationszeit oder einer vorgegebenen Integrationszeitkonstanten zeitlich zu integrieren, so daß das Pulssignal ein integrales Pulssignal ist.It is further preferred to design the gas discharge apparatus in such a way that an integrating circuit 24, 34 is connected upstream of the Nerg comparison circuit, which is able to integrate the current pulses or the noise with a predetermined integration time or a predetermined integration time constant, so that the pulse signal is an integral pulse signal is.
Weiter bevorzugt ist es, den Gasentladungsapparat so auszubilden, dass der Gleichrichter 22 oder die Diode zwischen den Auskopplungsausgang 31 32C und die Integrierschaltung 24,34 zwischengeschaltet ist.It is further preferred to design the gas discharge apparatus in such a way that the rectifier 22 or the diode is interposed between the decoupling output 31 32C and the integrating circuit 24, 34.
Weiter bevorzugt ist es, den Gasentladungsapparat so auszubilden, dass die Zählschaltung 30 imstande ist, die Hochspannung HN in zyklischer Folge jeweils für eine erste Zeitspanne Tl einzuschalten und anschließend für eine zweite Zeitspanne T2 abzuschalten, solange die erste Bedingung nicht erfüllt ist, wobei das Verhältnis der Dauer der ersten Zeitspanne Tl zur Dauer der zweiten Zeitspanne T2 entweder fest oder zum Zwecke der Veränderung der Produktions- rate von Ozon bzw. Sauerstoffionen bzw. Sauerstoffatomen veränderbar ist, oder der Gasentladungsapparat eine Steuerschaltung 6,10,20 aufweist, welche, solange die erste bzw. zweite Bedingung nicht erfüllt ist, imstande ist, die Hochspannung HV in zyklischer Folge jeweils für eine erste Zeitspanne Tl einzuschalten und anschließend für eine zweite Zeitspanne T2 abzuschalten, wobei das Verhältnis der Dauer der ersten Zeitspanne Tl zur Dauer der zweiten Zeitspanne T2 entweder fest oder zum Zwecke der Veränderung der Produktionsrate von Ozon bzw. Sauerstoffionen bzw. Sauerstoffatomen veränderbar ist.It is further preferred to design the gas discharge apparatus in such a way that the counting circuit 30 is able to switch on the high voltage HN in a cyclical sequence for a first time period T1 and then to switch it off for a second time period T2 as long as the first condition is not fulfilled, the ratio the duration of the first time period T1 to the duration of the second time period T2 is either fixed or can be changed for the purpose of changing the production rate of ozone or oxygen ions or oxygen atoms, or the gas discharge apparatus has a control circuit 6, 10, 20 which, as long as the first or second condition is not met, is able to switch on the high voltage HV in a cyclical sequence for a first time period T1 and then to switch it off for a second time period T2, whereby the ratio of the duration of the first time period T1 to the duration of the second time period T2 is either fixed or can be changed for the purpose of changing the production rate of ozone or oxygen ions or oxygen atoms.
Weiter bevorzugt ist es, den Gasentladungsapparat so auszubilden, dass die Ver- gleichsschaltung einen Komparator 5,15 umfaßt, an welchen das Pulssignal und der Schwellenwert angelegt sind und welcher ein Komparatorsignal abgibt, wenn die zweite Bedingung erfüllt ist, wobei das Komparatorsignal das Schaltsignal S)auszulösen imstande ist oder unmittelbar als Schaltsignal S dient.It is further preferred to design the gas discharge apparatus in such a way that the comparison circuit comprises a comparator 5, 15, to which the pulse signal and the threshold value are applied and which emits a comparator signal when the second condition is met, the comparator signal switching signal S ) is capable of triggering or serves directly as switching signal S.
Weiter bevorzugt ist es, den Gasentladungsapparat so auszubilden, dass die Steuerschaltung 6,10,20 mit dem Komparator 5,15 verbunden ist und ein Steuersignal erzeugt, wenn der Komparator 5,15 das Komparatorsignal abgibt, wobei das Steuersignal das Schaltsignal S auslöst oder unmittelbar als Schaltsignal S dient.It is further preferred to design the gas discharge apparatus in such a way that the control circuit 6, 10, 20 is connected to the comparator 5, 15 and generates a control signal when the comparator 5, 15 outputs the comparator signal, the control signal triggering the switching signal S or immediately serves as switching signal S.
Weiter bevorzugt ist es, den Gasentladungsapparat so auszubilden, dass die Zählschaltung 14 ein Zählersignal abgibt, wenn die erste Bedingung erfüllt ist, und die Steuerschaltung 6,10,20 mit der Zählschaltung 14 verbunden ist und dann ein Steuersignal abzugeben imstande ist, wenn die Zählschaltung 14 das Zählersignal abgibt, wobei das Steuersignal das Schaltsignal S auszulösen imstande ist oder unmittelbar als Schaltsignal S dient.It is further preferred to design the gas discharge apparatus in such a way that the counter circuit 14 emits a counter signal when the first condition is met, and the control circuit 6, 10, 20 is connected to the counter circuit 14 and is then able to emit a control signal when the counter circuit 14 outputs the counter signal, the control signal being able to trigger the switching signal S or serving directly as the switching signal S.
Weiter bevorzugt ist es, den Gasentladungsapparat so auszubilden, dass der Gasentladungsapparat zusätzlich eine Alarmschaltung 7,17,107 aufweist, welche ebenfalls imstande ist, das Schaltsignal S auszulösen. Weiter bevorzugt ist es, den Gasentladungsapparat so auszubilden, dass die Alarmschaltung 7,17,107 den Gasentladungsapparat und/ oder das Gasentladungsmodul 2 und/ oder die Steuerschaltung 6,10,20,106 und/ oder die Zählschaltung 14,30 und/ oder die Integrierschaltung 4 und/ oder den Komparator 5,15 auf Fehl- funktion zu überwachen und bei Feststellung einer solchen das Schaltsignal S auszulösen imstande ist.It is further preferred to design the gas discharge apparatus in such a way that the gas discharge apparatus additionally has an alarm circuit 7, 17, 107, which is also able to trigger the switching signal S. It is further preferred to design the gas discharge apparatus in such a way that the alarm circuit 7, 17, 107 the gas discharge apparatus and / or the gas discharge module 2 and / or the control circuit 6, 10, 20, 106 and / or the counter circuit 14, 30 and / or the integrating circuit 4 and / or to monitor the comparator 5, 15 for malfunction and, if such is found, the switching signal S can be triggered.
Weiter bevorzugt ist es, den Gasentladungsapparat so auszubilden, dass die Steuerschaltung 6,10,20,106 bzw. die Zählschaltung 30 imstande ist, die Alarmschal- tung 7,17,107 auf Fehlfunktion zu überwachen und bei Feststellung einer Fehlfunktion der Alarmschaltung 7 das Schaltsignal S auszulösen oder abzugeben.It is further preferred to design the gas discharge apparatus in such a way that the control circuit 6, 10, 20, 106 or the counting circuit 30 is able to monitor the alarm circuit 7, 17, 107 for malfunction and to trigger the switching signal S when a malfunction of the alarm circuit 7 is detected or leave.
Weiter bevorzugt ist es, den Gasentladungsapparat so auszubilden, dass die Vergleichszahl bzw. der Schwellenwert zeitlich variabel ist.It is further preferred to design the gas discharge apparatus in such a way that the comparison number or the threshold value is variable over time.
Weiter bevorzugt ist es, den Gasentladungsapparat so auszubilden, dass der Gasentladungsapparat eine Rücksetzschaltung umfaßt, welche imstande ist, jeweils nach Ablauf einer vorgegebenen Haltezeitdauer nach Auslösung des Schaltsignals S eine Rücksetzung desselben zu bewirken.It is further preferred to design the gas discharge apparatus in such a way that the gas discharge apparatus comprises a reset circuit which is able to reset the latter after a predetermined holding time has elapsed after triggering the switching signal S.
Weiter bevorzugt ist es, den Gasentladungsapparat so auszubilden, dass der Gasentladungsapparat eine Rücksetzschaltung und einen Zähler umfaßt, wobei der Zähler die Anzahl der Auslösungen des Schaltsignals S zu erfassen und mit einem vorgegebenen Höchstwert zu vergleichen imstande ist und die Rücksetzschaltung dann und nur dann imstande ist, jeweils nach Ablauf einer vorgegebenen Haltezeitdauer nach Auslösung des Schaltsignals eine Rücksetzung desselben zu bewirken, wenn die Anzahl der Auslösungen den Höchstwert nicht übersteigt.It is further preferred to design the gas discharge apparatus in such a way that the gas discharge apparatus comprises a reset circuit and a counter, the counter being able to detect the number of times the switching signal S has been triggered and to compare it with a predetermined maximum value, and the reset circuit is then and only then able to reset the switch signal after a predetermined holding time has elapsed after the switching signal has been triggered if the number of trips does not exceed the maximum value.
Weiter bevorzugt ist es, den Gasentladungsapparat so auszubilden, dass die Zählschaltung 14,24 mit einem Sensor für elektromagnetische Strahlung verbunden ist, welcher imstande ist, die Strahlungsblitze zu erfassen und bei jedem erfaßten Strahlungsblitz einen Puls abzugeben, und die Zählschaltung (14,24) die Pulse zu zählen imstande ist. It is further preferred to design the gas discharge apparatus in such a way that the counting circuit 14, 24 is connected to a sensor for electromagnetic radiation which is able to detect the radiation flashes and detect them with each Radiation flash to deliver a pulse, and the counter circuit (14, 24) is able to count the pulses.
Liste der Bezugszeichen zum Figurensatz I:List of reference numerals for figure set I:
1, 21,121 Hochspannungsgeneratoren1, 21,121 high voltage generators
1E, 21E Eingänge von 1, 211E, 21E inputs from 1, 21
2 Gasentladungsmodul2 gas discharge module
2A, B Elektroden von 22A, B electrodes of 2
4 Integrierschaltung4 integrating circuit
4A Ausgang von 44A output from 4
5, 15 Komparatoren5, 15 comparators
5A, 15A Ausgänge von 55A, 15A outputs of 5
5B, 15B Klemmen5B, 15B terminals
6, 10, 20,106 Steuerschaltungen6, 10, 20,106 control circuits
7,17,107 Alarmschaltungen7,17,107 alarm circuits
7A,B, 17A,B Ausgänge von 7,177A, B, 17A, B outputs from 7.17
7E, 17E Eingang von 7,177E, 17E input from 7.17
9 UND-Gatter9 AND gates
10A,E Eingang, Ausgang von 1010A, E input, output of 10
11 Hinleitung11 forwarding
12 Rückleitung12 return line
14,30 Zählschaltung14.30 counter circuit
14A Ausgang von 1414A output from 14
18 ODER-Gatter18 OR gates
18A Ausgang von 1818A output from 18
20A,B Ausgänge von 2020A, B outputs of 20
20E,F Eingänge von 2020E, F inputs of 20
22 Gleichrichter22 rectifiers
22A,E Ausgang, Eingang von 2222A, E output, input of 22
23 Grenzwertschalter23 limit switches
23B Klemme von 2323B clamp of 23
30A,B Ausgänge von 3030A, B outputs of 30
30E,F Eingänge von 3030E, F inputs of 30
31, 32 Auskoppelelemente 31A,B Wicklungen von 3131, 32 decoupling elements 31A, B windings of 31
32A,B Kondensator, Widerstand von 3232A, B capacitor, resistance of 32
31C, 32C Auskopplungsausgang von 31,3231C, 32C decoupling output of 31.32
104 Filter 108 Bustreiber 104 filters 108 bus drivers
Kurzbeschreibung der Zeichnung des Figurensatz II, in welchem zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen steuerbaren Ozonerzeugers mit einem Zähler und induktiver Auskopplung, Fig. 2 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen steuerbaren Ozonerzeugers mit kapazitiver Auskopplung, Fig. 3 ein Beispiel für eine typische zeitliche Abfolge von Stromimpulsen zur Er- zeugung einer konstanten Ozon-Produktionsrate,1 shows a block diagram of an embodiment of a controllable ozone generator according to the invention with a counter and inductive coupling, FIG. 2 shows a block diagram of another embodiment of a controllable ozone generator according to the invention with capacitive coupling, FIG. 3 shows an example for a typical time sequence of current pulses to generate a constant ozone production rate,
Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ozonerzeugers mit geregelter Ozon-Produktionsrate, Fig. 5 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ozonerzeugers mit geregelter Ozon-Produktionsrate, Fig. 6 ein Beispiel für eine zeitliche Abfolge des Ein- und Ausschaltens der Hochspannung des Ozonerzeugers von Fig. 5, und Fig. 7 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ozonerzeugers mit geregelter Ozon-Produktionsrate, und Fig. 8 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemä- ßen Ozonerzeugers mit geregelter Ozon-Produktionsrate.Fig. 4 is a block diagram of an embodiment of an ozone generator according to the invention with a regulated ozone production rate, Fig. 5 is a block diagram of another embodiment of an ozone generator according to the invention with a regulated ozone production rate, Fig. 6 shows an example of a chronological sequence of switching the high voltage of the 5, and FIG. 7 shows a block diagram of a further embodiment of an ozone generator according to the invention with a regulated ozone production rate, and FIG. 8 shows a block diagram of a further embodiment of an ozone generator according to the invention with a regulated ozone production rate.
In den Figuren sind Bauteilen mit einander vollständig oder im wesentlichen entsprechender Funktion gleiche Bezugszeichen zugeordnet.In the figures, components with completely or essentially corresponding functions are assigned the same reference numerals.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines .erfindungsgemäßen steuerbaren Ozonerzeugers, umfassend einen Hochspannungsgenerator 1 mit einem Eingang 1E, ein Gasentladungsmodul 2 mit zwei Elektroden 2A, 2B, einen Zähler 14 mit einem Ausgang 14A, und einen induktiven Auskoppelelement 31 mit einem Auskopplungsausgang 31. Der Hochspannungsgenerator 1 ist imstande, eine Hochspannung HV zu erzeugen, die im Beispiel von Fig. 1 eine Sinus-Wechselspannung mit einer Frequenz von typischerweise 20...100 kHz und einer Spannung von typischerweise 4...6 kV ist. Der Hochspannungsgenerator 1 ist so eingerichtet, daß die Hochspannung HV abgeschaltet wird, wenn am Eingang 1E ein Schaltsignal anliegt, und eingeschaltet wird, wenn am Eingang 1E kein Schaltsignal anliegt.1 shows a block diagram of an embodiment of a controllable ozone generator according to the invention, comprising a high-voltage generator 1 with an input 1E, a gas discharge module 2 with two electrodes 2A, 2B, a counter 14 with an output 14A, and an inductive coupling element 31 with a coupling output 31 , The high-voltage generator 1 is able to generate a high voltage HV, which in the example of FIG. 1 is a sinusoidal alternating voltage with a frequency of typically 20 ... 100 kHz and a voltage of typically 4 ... 6 kV. The high-voltage generator 1 is set up in such a way that the high voltage HV is switched off when a switching signal is present at the input 1E and is switched on when there is no switching signal at the input 1E.
Das Gasentladungsmodul 2 ist ein solches für dielektrisch behinderte Entladung; bei einem solchen befinden sich zwischen den Elektroden 2A, 2B mindestens zwei unterschiedliche Dielektrika, was jedoch nicht dargestellt ist.The gas discharge module 2 is one for dielectric barrier discharge; in such a case there are at least two different dielectrics between the electrodes 2A, 2B, but this is not shown.
Die Hochspannung HV ist über eine Hinleitung 11 und eine Rückleitung 12 zwischen den beiden Elektroden 2A, 2B angelegt und erzeugt in dem Gasentladungsmodul 2 eine Gasentladung, welche zur Produktion von Ozon führt und einen elektrischen Strom durch die Hinleitung 11, das Gasentladungsmodul 2 und die Rückleitung 12 erzeugt. Durch die Gasentladung entstehen schnelle Entladeimpulse, wobei jeder derselben einen Strahlungsblitz und einen sich dem Strom überlagernden Stromimpuls erzeugt. Die Zahl der Entladeimpulse, die Zahl der Strahlungsblitze und die Zahl der Stromimpulse sind also miteinander identisch. Die einzelnen Entladeimpulse sind in der Regel von weit kürzerer Zeitdauer als die Halbwellen der Hochspannung HV; sie können z.B. 0,1 Mikrosekunden andauern und dabei Amplituden von z.B. 50 Volt erreichen; diese Werte hängen selbstverständlich von den Betriebsbedingungen und der Geometrie das Gasentladungsmoduls 2 ab. Typischerweise entstehen z.B. 5 bis 50 Entladeimpulse je Halbwelle der Hochspannung HV.The high voltage HV is applied via a feed line 11 and a return line 12 between the two electrodes 2A, 2B and generates a gas discharge in the gas discharge module 2, which leads to the production of ozone and an electrical current through the feed line 11, the gas discharge module 2 and the return line 12 generated. The gas discharge produces rapid discharge pulses, each of which generates a radiation flash and a current pulse superimposed on the current. The number of discharge pulses, the number of radiation flashes and the number of current pulses are therefore identical to one another. The individual discharge pulses are generally of a much shorter duration than the half-waves of the high voltage HV; you can e.g. Last 0.1 microseconds and thereby amplitudes of e.g. Reach 50 volts; these values naturally depend on the operating conditions and the geometry of the gas discharge module 2. Typically e.g. 5 to 50 discharge pulses per half-wave of the high voltage HV.
Die Stromimpulse werden durch das Auskoppelelement 31 aus der Rückleitung 12 ausgekoppelt und über den Auskopplungsausgang 31C dem Zähler 14 zugeführt. Das Auskoppelelement 31 ist in dem Beispiel von Fig. 1 ein Transformator oder Übertrager 31, dessen eine Wicklung 31B in der Rückleitung 12 zwischengeschaltet ist und dessen andere Wicklung 31A mit dem Zähler 14 verbunden ist. Das Auskoppelelement 31 ist also im Beispiel von Fig. 1 ein induktives Auskoppelelement.The current pulses are decoupled from the return line 12 by the decoupling element 31 and fed to the counter 14 via the decoupling output 31C. In the example of FIG. 1, the coupling-out element 31 is a transformer or transformer 31, one winding 31B of which is interposed in the return line 12 and the other winding 31A of which is connected to the counter 14. The Coupling element 31 is therefore an inductive coupling element in the example of FIG. 1.
Jeder Entladeimpuls erzeugt eine bestimmte mittlere Einzelmenge Mo von Ozon, so daß die produzierte Ozonmenge zu der Anzahl der Entladeimpulse im wesentlichen proportional ist. Typische Werte für die Einzelmenge Mo betragen z.B. 2 bis 8 Pikogramm Ozon (je Entladeimpuls), wobei auch dieser Wert selbstverständlich von der Geometrie des Gasentladungsmoduls abhängt. Einer bestimmten zu produzierenden Gesamtmenge Msoll entspricht daher im wesentlichen eine bestimmte Sollzahl von hierzu erforderlichen Entladeimpulsen, welche gegeben ist durch den Quotienten Msoll/ Mo. Nachdem diese Anzahl von Entladeimpulsen zur Entstehung gebracht wurde, wird die Hochspannung HV abgeschaltet.Each discharge pulse generates a certain average individual amount Mo of ozone, so that the amount of ozone produced is essentially proportional to the number of discharge pulses. Typical values for the single amount Mo are e.g. 2 to 8 picograms of ozone (per discharge pulse), whereby this value of course also depends on the geometry of the gas discharge module. A certain total quantity Msetpoint to be produced therefore corresponds essentially to a certain setpoint number of discharge pulses required for this purpose, which is given by the quotient Msetpoint / Mo. After this number of discharge pulses has been generated, the high voltage HV is switched off.
Der Zähler 14 von Fig. 1 dient dazu, Anzahl der Stromimpulse zu zählen und ist imstande, über seinen Ausgang 14 A das Schaltsignal an den Eingang 1E des Hochspannungsgenerators 1 abzugeben, wenn das Zählergebnis die Sollzahl Nsoll erreicht, was zur Abschaltung der Hochspannung HV und damit zum Ende der Ozonproduktion führt.The counter 14 of Fig. 1 is used to count the number of current pulses and is able to deliver the switching signal via its output 14 A to the input 1E of the high voltage generator 1 when the counting result reaches the target number Nset, which results in the high voltage HV and thus leading to the end of ozone production.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Ozonerzeugers. Der Ozonerzeuger von Fig. 2 unterscheidet sich von demjenigen von Fig. 1 lediglich dadurch, daß er anstelle des induktiven Auskoppelelements 31 ein kapazitives Auskoppelelement 32 aufweist, welches einen in dem Rückleiter 12 zwischengeschalteten Widerstand 32B und einen zwischen den Rückleiter 12 und den Zähler 14 geschalteten Kondensator 32A umfaßt. Das Auskoppelelement 32 gibt die ausgekoppelten Stromimpulse über einen Auskopplungsausgang 32 C an den Zähler 14 ab.2 shows a block diagram of a further variant of an ozone generator according to the invention. The ozone generator of FIG. 2 differs from that of FIG. 1 only in that, instead of the inductive coupling element 31, it has a capacitive coupling element 32 which has a resistor 32B interposed in the return conductor 12 and a resistor 32B connected between the return conductor 12 and the counter 14 Capacitor 32A. The decoupling element 32 outputs the decoupled current pulses to the counter 14 via a decoupling output 32 C.
Die Ozonerzeuger von Fig. 1 und Fig. 2 können sehr leicht so erweitert werden, daß die zu produzierende Ozon-Gesamtmenge Msoll in regelmäßigen Zeitabständen T periodisch wiederholt erzeugt wird. Zu diesem Zweck kann der Zähler so eingerichtet sein, daß er imstande ist, nach dem Einschalten der Hochspannung HV nach jeweils einer festen Periodendauer T den Zähler zurückzusetzen und die Hochspannung HV erneut einzuschalten, wobei die Periodendauer T so gewählt ist, daß das Zählergebnis des Zählers vor Ende der Periodendauer T die Sollzahl Nsoll erreicht. Auf diese Weise wird der Ozonerzeuger mit einer im wesentlichen konstanten mittleren Ozon-Produktionsrate betrieben.The ozone generators of FIGS. 1 and 2 can very easily be expanded in such a way that the total ozone quantity Msetpoint to be produced is generated periodically T at repeated intervals. For this purpose the counter be set up so that he is able to reset the counter after switching on the high voltage HV after every fixed period T and switch the high voltage HV on again, the period T being selected so that the counting result of the counter before the end of the period T is Target number Nset reached. In this way, the ozone generator is operated at a substantially constant average ozone production rate.
Fig. 3 veranschaulicht diese Variante anhand eines Beispiels für eine typische zeitliche Abfolge von Stromimpulsen zur Erzeugung einer konstanten Ozon- Produktionsrate. Zum Zeitpunkt tl wird die Hochspannung HV erstmals eingeschaltet. Es entstehen Stromimpulse P, welche in Fig. 3 symbolisch als unregelmäßig verteilte senkrechte Balken dargestellt sind. Die wirkliche Zahl der Stromimpulse P kann um ein Vielfaches größer sein als in Fig. 3 dargestellt. Der Zähler zählt die Stiomimpulse; zum Zeitpunkt t2 hat deren Zahl die Sollzahl Nsoll er- reicht, so daß die Hochspannung HV abgeschaltet wird und keine Stromimpulse mehr entstehen. Nach einer Periodendauer T, deren Ende mit einem Zeitpunkt t3 zusammenfällt, wird der Zähler zurückgesetzt, d.h. der Zählerstand auf Null gesetzt, und die Hochspannung HV wieder eingeschaltet, so daß erneut Strompulse P entstehen, welche erneut vom Zähler gezählt werden, worauf zu einem Zeitpunkt t4 erneut die Sollzahl Nsoll erreicht wird, usw.FIG. 3 illustrates this variant using an example of a typical chronological sequence of current pulses to generate a constant ozone production rate. The high voltage HV is switched on for the first time at the time t1. Current pulses P arise, which are shown symbolically in FIG. 3 as irregularly distributed vertical bars. The actual number of current pulses P can be many times greater than that shown in FIG. 3. The counter counts the Stiomimpulse; at time t2, their number has reached the target number Nset, so that the high voltage HV is switched off and no more current pulses occur. After a period T, the end of which coincides with a time t3, the counter is reset, i.e. the counter value is set to zero, and the high voltage HV is switched on again, so that current pulses P occur again, which are counted again by the counter, whereupon the setpoint number Nsetpoint is reached again at a time t4, etc.
Auf diese Weise wird in jeder Periode T, also in regelmäßigen Zeitabständen T, jeweils eine bestimmte vorgebbare Gesamtmenge von Ozon erzeugt. Der Ozonerzeuger wird somit mit einer im wesentlichen konstanten mittleren Produktionsrate betrieben, welche gegeben ist durch den Quotienten Gesamtmenge/ Periodendauer.In this way, a certain predeterminable total amount of ozone is generated in each period T, that is to say at regular time intervals T. The ozone generator is thus operated at an essentially constant average production rate, which is given by the quotient total amount / period.
Gemäß einer anderen Variante wird im wesentlichen eine bestimmte vorgegebene zu produzierende Ozon-Sollmenge Msoll produziert, indem zunächst die Entladeimpulse oder Stromimpulse für eine vorgegebene Zählzeitdauer Tz gezählt wer- den. Das so erhaltene Zählergebnis wird im folgenden mit Ntzist bezeichnet, d.h. in der Zählzeitdauer Tz wird eine Anzahl Ntzist von Stromimpulsen gezählt. Diese Anzahl Ntz ist entspricht einer Ozonmenge Mtz, welche innerhalb der Zählzeitdauer Tz durch die Anzahl Ntzist von Stromimpulsen erzeugt wurde und gegeben ist durch das Produkt Ntzist*Mo, wobei Mo die pro Entladeimpuls erzeugte Ozonmenge ist.According to another variant, a specific predetermined ozone target quantity Msetpoint to be produced is essentially produced by first counting the discharge pulses or current pulses for a predetermined counting time period Tz. The counting result obtained in this way is referred to below as Ntzist, ie a number of Ntzist of current pulses is counted in the counting time period Tz. This Number Ntz is corresponds to an amount of ozone Mtz, which was generated within the counting period Tz by the number Ntzist of current pulses and is given by the product Ntzist * Mo, where Mo is the amount of ozone generated per discharge pulse.
Aus der Zählzeitdauer Tz und der innerhalb derselben produzierten Ozonmenge Mtz läßt sich daher durch lineare Extrapolation der produzierten Ozonmenge als Funktion der Zeit berechnen, nach welcher Zeit, erste Produktionszeitspanne Tpl, die Soll-Ozonmenge Msoll produziert sein wird. Erfindungsgemäß wird daher gemäß dieser Variante die Hochspannung HV nach der ersten Produktionszeitspanne Tpl abgeschaltet. Die erste Produktionszeitspanne Tpl ist gegeben durch Tpl = Tz*(Msoll/Mtz).From the counting time period Tz and the amount of ozone Mtz produced within the same, it can be calculated by linear extrapolation of the amount of ozone produced as a function of time, after which time, first production time period Tpl, the target ozone amount Msetpoint will be produced. According to the invention, the high voltage HV is therefore switched off after the first production period Tpl in accordance with this variant. The first production period Tpl is given by Tpl = Tz * (Msoll / Mtz).
Selbstverständlich ist bei dieser Variante die Zählzeitdauer Tz so zu wählen, daß die Soll-Ozonmenge Msoll am Ende der Zählzeitdauer Tz noch nicht überschritten ist. Bei einer großen Zahl Ntzist von innerhalb der Zählzeitdauer gezählten Impulsen, d.h. geringer statistischer relativer Schwankung aufgrund von ungleichmäßiger, statistischer zeitlicher Verteilung der Impulse, sind die erste und zweite Produktionszeitdauer Tpl, Tp2 miteinander praktisch identisch.Of course, in this variant, the counting period Tz should be selected such that the target ozone quantity Msetpoint has not yet been exceeded at the end of the counting period Tz. In the case of a large number Ntz, there are pulses counted within the counting period, i.e. little statistical relative fluctuation due to non-uniform, statistical temporal distribution of the pulses, the first and second production periods Tpl, Tp2 are practically identical to one another.
Gemäß einer hierzu alternativen Variante läßt sich aus der Zählzeitdauer Tz und der innerhalb derselben gezählten Anzahl Ntzist von Stromimpulsen durch lineare Extrapolation dieser gezählten Impulszahl als Funktion der Zeit ebenfalls berechnen, nach welcher Zeit, zweite Produktionszeitspanne Tp2, eine Soll- Impulszahl Nsoll erreicht wird, welche der Soll-Ozonmenge Msoll entspricht. Die zur Produktion der Soll-Ozonmenge Msoll erforderliche Soll-Impulszahl Nsoll ist gegeben durch den Quotienten Msoll/ Mo. Erfindungsgemäß wird daher gemäß der alternativen Variante die Hochspannung HV nach der zweiten Produktionszeitspanne Tp2 abgeschaltet, welche gegeben ist durch Tp2 = Tz*(Nsoll/Ntzist). Auch gemäß diesen Varianten läßt sich durch periodische Wiederholung der erläuterten Vorgehensweisen eine im wesentlichen konstante mittlere Ozon-Produktionsrate realisieren.According to an alternative variant, the counting period Tz and the counted number of current pulses Ntzist within the same can also be calculated by linear extrapolation of this counted number of pulses as a function of time, after which time, second production time period Tp2, a target pulse number Nsetpoint is reached, which corresponds to the target ozone quantity Mset. The desired number of pulses Nsoll required for the production of the desired ozone quantity Msoll is given by the quotient Msoll / Mo. According to the invention, the high voltage HV is therefore switched off after the second production period Tp2, which is given by Tp2 = Tz * (Nsoll / Ntzist). According to these variants, too, an essentially constant mean ozone production rate can be achieved by periodically repeating the procedures explained.
Fig. 4 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ozonerzeugers mit geregelter Ozon-Produktionsrate. Dieser weist einen Hochspannungsgenerator 21 auf, dessen Ausgangsspannung, die Hochspannung HN, steuerbar ist. Hierzu besitzt der Hochspannungsgenerator 21 einen Steuereingang 21E und ist so eingerichtet, daß der Effektivwert der Hochspannung HN proportional ist zur Größe der am Steuereingang anliegenden Spannung. Der Hochspannungsgenerator 21 ist somit über seinen Eingang 21E steuerbar.FIG. 4 shows a schematic block diagram of an embodiment of an ozone generator according to the invention with a regulated ozone production rate. This has a high voltage generator 21, the output voltage, the high voltage HN, of which is controllable. For this purpose, the high voltage generator 21 has a control input 21E and is set up in such a way that the effective value of the high voltage HN is proportional to the magnitude of the voltage present at the control input. The high-voltage generator 21 can thus be controlled via its input 21E.
Die Hochspannung HV ist über die Hinleitung 11 und die Rückleitung 12 zwischen den beiden Elektroden 2A, 2B des Gasentladungsmoduls 2 angelegt und verursacht in demselben eine Gasentladung, durch welche Entladeimpulse entstehen, deren jeder einen sich dem Strom überlagernden Stromimpuls erzeugt und die Entstehung einer bestimmten Einzelmenge Mo von Ozon bewirkt.The high voltage HV is applied via the outgoing line 11 and the return line 12 between the two electrodes 2A, 2B of the gas discharge module 2 and causes a gas discharge in the same, by means of which discharge pulses arise, each of which generates a current pulse superimposed on the current, and the generation of a specific individual quantity Mo caused by ozone.
Die Stromimpulse werden z.B. durch das Auskoppelelement 31 aus der Rücklei- tung 12 ausgekoppelt und einem Zähler 24 zugeführt, welcher die während einer Zählzeitdauer Tz auftretenden Stromimpulse zählt und mit einem Istwert-Eingang 30E eines Reglers 30 verbunden ist. Das Zählergebnis Ntzist wird dem Regler 30 über den Eingang 30E zugeführt; dies kann z.B. im Form eines analogen Signals oder eines seriellen oder parallelen digitalen Signals erfolgen.The current pulses are e.g. decoupled from the return line 12 by the decoupling element 31 and fed to a counter 24 which counts the current pulses occurring during a counting period Tz and is connected to an actual value input 30E of a controller 30. The count result Ntzist is fed to the controller 30 via the input 30E; this can e.g. in the form of an analog signal or a serial or parallel digital signal.
Dabei ist ein Sollwert Rsoll der mittleren Ozon-Produktionsrate vorgegeben und z.B. in dem Regler 30 gespeichert. Der Sollwert Rsoll kann z.B. über eine Tastatur in den Regler eingebbar sein.A setpoint Rsoll of the average ozone production rate is specified and e.g. stored in the controller 30. The setpoint Rsoll can e.g. can be entered into the controller via a keyboard.
Ein Rechenwerk 40, welches mit dem Zähler 24 verbunden ist, zieht das Zählergebnis Ntzist und die Zählzeitdauer Tz heran, um als Ist-Wert der Ozon- Produktionsrate eine mittlere Ozon-Produktionsrate Rist zu ermitteln. Diese ist in der in Fig. 4 veranschaulichten Variante gegeben durch die Gleichung Rist=Ntzist*Mo/Tz. Die Einzelmenge Mo sowie die Zählzeitdauer Tz können in dem Rechenwerk 40 gespeichert sein; in einer anderen Variante wird die Zählzeitdauer Tz z.B. nach jeder Zählung vom Zähler 24 an das Rechenwerk 40 übermittelt.An arithmetic unit 40, which is connected to the counter 24, uses the counting result Ntzist and the counting time period Tz in order to determine the actual value of the ozone Production rate to determine an average ozone production rate Rist. In the variant illustrated in FIG. 4, this is given by the equation Rist = Ntzist * Mo / Tz. The individual quantity Mo and the counting time period Tz can be stored in the arithmetic logic unit 40; In another variant, the counting period Tz is transmitted from the counter 24 to the arithmetic logic unit 40, for example after each count.
Das Rechenwerk 40 ist mit einem Regler 30 verbunden. Dieser besitzt einen Ausgang 30A, welcher mit dem Steuereingang 21E des Hochspannungsgenerators 21 verbunden ist. Der Regler 30 fragt die mittlere Ozon-Produktionsrate Rist von dem Rechenwerk 40 ab und vergleicht diese mit dem Sollwert der Produktionsrate Rsoll. Der Ausgang 30A gibt eine Steuerspannung ab, welche durch den Regler 30 vergrößert bzw. verkleinert wird, falls der Ist-Wert Rist kleiner bzw. größer ist als der Sollwert Rsoll. Somit wird der Effektivwert der Hochspannung HV vergrößert bzw. verkleinert, falls die Regeldifferenz dR=Rsoll-Rist positiv bzw. negativ ist.The arithmetic logic unit 40 is connected to a controller 30. This has an output 30A, which is connected to the control input 21E of the high-voltage generator 21. The controller 30 queries the average ozone production rate Rist from the arithmetic unit 40 and compares this with the setpoint value of the production rate Rsoll. The output 30A outputs a control voltage, which is increased or decreased by the controller 30 if the actual value Rist is smaller or larger than the target value Rsoll. The effective value of the high voltage HV is thus increased or decreased if the control difference dR = Rsoll-Rist is positive or negative.
Bei zunehmendem Effektivwert der Hochspannung HV steigt die mittlere zeitliche Dichte der Entladeimpulse und damit die mittlere Ozon-Produktionsrate an; bei abnehmendem Effektivwert der Hochspannung HN sinkt die mittlere zeitliche Dichte der Entladeimpulse und damit auch die mittlere Ozon-Produktionsrate ab.As the effective value of the high voltage HV increases, the mean temporal density of the discharge pulses and thus the mean ozone production rate increase; with a decreasing effective value of the high voltage HN, the average temporal density of the discharge pulses and thus also the average ozone production rate decrease.
Somit ist der Regler 30 imstande, den Hochspannungsgenerator 21 so zu steuern, daß die mittlere Ozon-Produktionsrate Rist vergrößert bzw. verkleinert wird, falls diese kleiner bzw. größer ist als der Sollwert Rsoll, und damit die mittlere Ozon- Produktionsrate zu regeln.Thus, the controller 30 is able to control the high voltage generator 21 so that the average ozone production rate Rist is increased or decreased if it is smaller or larger than the target value Rsoll, and thus to control the average ozone production rate.
Der Regler, das Rechenwerk und der Zähler können insbesondere gemeinsam durch eine einzige entsprechend programmierte EDV-Schaltung, z.B. Mikrocontro- ler, gebildet sein.The controller, the arithmetic unit and the counter can in particular be operated jointly by a single appropriately programmed EDP circuit, e.g. Microcontroller.
Gemäß einer anderen Variante zieht das Rechenwerk das Zählergebnis Ntzist und die Zählzeitdauer Tz nicht dazu heran, um als Ist-Wert der Ozon-Produktionsrate eine mittlere Ozon-Produktionsrate Rist zu ermitteln, sondern dazu, um eine mittlere zeitliche Dichte der Entladeimpulse als Ist-Dichte Dist zu ermitteln. Diese ist in der vorliegenden Variante gegeben durch die Gleichung Dist=Ntzist/Tz. Der Regler vergleicht diese mit einer zeitlichen Soll-Dichte Dsoll der Entladeimpulse, welche gegeben ist durch den Quotienten Rsoll/ Mo aus dem Sollwert Rsoll und der Einzelmenge Mo, und vergrößert bzw. verkleinert den Effektivwert der Hochspannung und damit die mittlere zeitliche Dichte der zur Entstehung gebrachten Entladeimpulse, falls die mittlere zeitliche Dichte der Entladeimpulse kleiner bzw. größer ist als die Soll-Dichte.According to another variant, the arithmetic unit draws the count result Ntzist and the counting time period Tz is not used to determine an average ozone production rate Rist as the actual value of the ozone production rate, but rather to determine an average temporal density of the discharge pulses as the actual density Dist. In the present variant, this is given by the equation Dist = Ntzist / Tz. The controller compares this with a temporal target density Dsoll of the discharge pulses, which is given by the quotient Rsoll / Mo from the target value Rsoll and the individual quantity Mo, and increases or decreases the effective value of the high voltage and thus the mean temporal density of the origin brought discharge pulses, if the average temporal density of the discharge pulses is smaller or larger than the target density.
Gemäß einer weiteren Variante (nicht gezeigt) werden der Sollwert Rsoll der mittleren Ozon-Produktionsrate und die Zählzeitdauer Tz dazu herangezogen, um eine Sollzahl Ntzsoll der während der Zählzeitdauer Tz auftretenden Entladeimpulse zu ermitteln. Diese ist in der vorliegenden Variante gegeben durch die Gleichung Ntzsoll=Tz*Rsoll/Mo. Der Regler vergleicht diese mit dem Zählergebnis Ntzist und vergrößert bzw. verkleinert den Effektivwert der Hochspannung und damit die mittlere zeitliche Dichte der zur Entstehung gebrachten Entladeimpulse, falls das Zählergebnis Ntzist kleiner bzw. größer ist als die Sollzahl Ntzsoll. Die Sollzahl Ntzsoll kann in dem Regler gespeichert sein und das Zählergebnis Ntzist direkt vom Zähler an den Regler übergeben werden, so daß kein Rechenwerk erforderlich ist. Alternativ dazu kann die Sollzahl Ntzsoll von dem Rechenwerk berechnet und an den Regler übergeben werden, was z.B. dann sinnvoll sein kann, wenn sich die Zählzeitdauer Tz oder der Sollwert Rsoll immer wieder ändern.According to a further variant (not shown), the target value Rsoll of the mean ozone production rate and the counting time period Tz are used to determine a target number Ntzsoll of the discharge pulses occurring during the counting time period Tz. In the present variant, this is given by the equation Ntzsoll = Tz * Rsoll / Mo. The controller compares this with the counting result Ntzist and increases or decreases the effective value of the high voltage and thus the mean temporal density of the discharge pulses that are generated, if the counting result Ntzist is smaller or larger than the target number Ntzsoll. The target number Ntzsoll can be stored in the controller and the counting result Ntzist can be transferred directly from the counter to the controller, so that no arithmetic unit is required. Alternatively, the target number Ntzsoll can be calculated by the arithmetic unit and transferred to the controller, which e.g. can be useful if the counting time Tz or the setpoint Rset should change again and again.
Nun wird auf die Figuren 5 und 6 Bezug genommen. Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ozonerzeugers mit geregelter Ozon-Produktionsrate, welcher demjenigen von Fig. 4 ähnlich, gegenüber diesem jedoch abgewandelt ist. Anstelle des steuerbaren Hochspannungsgenerators 21 von Fig. 4 wird in dem Ozonerzeuger von Fig. 5 der Hochspannungsgenerator 1 von Fig. 1 verwendet, welcher so eingerichtet ist, daß die Hochspannung HN abgeschaltet wird, wenn am Eingang 1E ein Schaltsignal anliegt, und eingeschaltet wird, wenn am Eingang 1E kein Schaltsignal anliegt.Reference is now made to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 shows a block diagram of another embodiment of an ozone generator according to the invention with a regulated ozone production rate, which is similar to that of FIG. 4, but is modified compared to this. Instead of the controllable high-voltage generator 21 from FIG. 4, the ozone generator from FIG High voltage generator 1 of FIG. 1 is used, which is set up in such a way that the high voltage HN is switched off when a switching signal is present at input 1E and is switched on when there is no switching signal at input 1E.
Das Rechenwerk 40 ist mit dem Eingang 20E eines Reglers 20 verbunden. Dieser besitzt einen Ausgang 20A, welcher mit dem Eingang 10E einer Steuerschaltung 10 verbunden ist. Die Steuerschaltung besitzt ferner einen Ausgang 10A, welcher mit dem Eingang 1E des Hochspannungsgenerators 1 verbunden ist. Die Steuerschaltung 10 ist somit zwischen den Regler 20 und den Hochspannungsgenerator 1 zwischengeschaltet. Sie gibt über ihren Ausgang 10A in zyklischer Folge jeweils für eine Einschaltdauer Tl kein Schaltsignal ab und anschließend für eine Pausendauer T2 ein Schaltsignal an den Eingang 1E ab. Somit wird die Hochspannung HN durch die Steuerschaltung 10 in fortlaufender Folge jeweils für die Einschaltdauer Tl eingeschaltet und anschließend jeweils für die Pausendauer T2 abgeschaltet, wie in Fig. 5 durch den abschnittsweise geradlinigen Verlauf der Wellenlinie HV, welche den zeitlichen Verlauf der Hochspannung HV symbolisieren soll, angedeutet ist.The arithmetic logic unit 40 is connected to the input 20E of a controller 20. This has an output 20A, which is connected to the input 10E of a control circuit 10. The control circuit also has an output 10A, which is connected to the input 1E of the high-voltage generator 1. The control circuit 10 is thus interposed between the regulator 20 and the high voltage generator 1. It does not emit a switching signal via its output 10A in a cyclic sequence for a switch-on time Tl and then outputs a switching signal to the input 1E for a pause T2. Thus, the high voltage HN is switched on in a continuous sequence by the control circuit 10 for the ON period Tl and then switched off for the pause duration T2, as in FIG. 5 by the straight line section of the wavy line HV which is intended to symbolize the time course of the high voltage HV , is indicated.
Fig. 6 veranschaulicht ein Beispiel für eine zeitliche Abfolge des Ein- und Ausschal- tens der Hochspannung HV des Ozonerzeugers von Fig. 5. Zu einem Zeitpunkt tl beginnt eine Einschaltdauer Tl, die Steuerschaltung 10 gibt kein Schaltsignal ab, die Hochspannung HN wird eingeschaltet (Fig. 6 oben), es entstehen Stromimpulse P, welche symbolisch als unregelmäßig verteilte senkrechte Balken dargestellt sind (Fig. 6 unten). Die wirkliche Zahl der Stiomimpulse P kann um ein Nielfaches größer sein als in Fig. 6 dargestellt. Zu einem Zeitpunkt tl3 beginnt eine Pausendauer T2, die Steuerschaltung 10 beginnt mit der Abgabe des Schaltsignals, Hochspannung HN wird abgeschaltet, und es entstehen keine Stromimpulse P mehr. Zu einem Zeitpunkt tl5 beginnt die nächste Einschaltdauer Tl, Hochspannung HV wird wieder eingeschaltet, und es entstehen wieder Stromimpulse P.FIG. 6 illustrates an example of a chronological sequence of switching the high voltage HV of the ozone generator of FIG. 5 on and off. At a time tl, a switch-on period Tl begins, the control circuit 10 does not emit a switching signal, the high voltage HN is switched on ( Fig. 6 above), there are current pulses P, which are symbolically represented as irregularly distributed vertical bars (Fig. 6 below). The actual number of Stiomimpulse P can be several times larger than shown in Fig. 6. At a time tl3, a pause duration T2 begins, the control circuit 10 begins to deliver the switching signal, high voltage HN is switched off, and there are no more current pulses P. At a time tl5, the next duty cycle Tl begins, high voltage HV is switched on again, and current pulses P are generated again.
Ein Sollwert Rsoll der mittleren Ozon-Produktionsrate ist vorgegeben und in dem Regler 20 gespeichert. Dieser fragt die mittlere Ozon-Produktionsrate Rist von dem Rechenwerk 40 ab, vergleicht diese mit dem Sollwert der Produktionsrate Rsoll, und gibt über seinen Ausgang 20A gibt ein Reglersignal an die Steuerschaltung 10 ab. Der Regler 20 fragt die mittlere Ozon-Produktionsrate Rist von dem Rechenwerk 40 ab, vergleicht diese mit dem Sollwert der Produktionsrate Rsoll und steuert die Steuerschaltung 10 so, daß das Verhältnis T1/T2 der Einschaltdauer Tl zur Pausendauer T2 vergrößert wird, falls der Ist-Wert Rist kleiner ist als der Sollwert Rsoll, also die Regeldifferenz dR=Rsoll-Rist positiv ist, und umgekehrt.A setpoint Rsoll of the average ozone production rate is specified and in the Controller 20 saved. This queries the average ozone production rate Rist from the arithmetic logic unit 40, compares it with the target value of the production rate Rsoll, and outputs a control signal to the control circuit 10 via its output 20A. The controller 20 queries the average ozone production rate Rist from the arithmetic logic unit 40, compares it with the desired value of the production rate Rsoll and controls the control circuit 10 so that the ratio T1 / T2 of the duty cycle T1 to the pause duration T2 is increased if the actual The Rist value is smaller than the setpoint Rset, that is to say the control difference dR = Rset-Rist is positive, and vice versa.
Zur Vergrößerung des Verhältnisses T1/T2 kann die Einschaltdauer Tl verlängert werden oder die Pausendauer T2 verkürzt werden oder beides. Gemäß einer bevorzugten Variante wird zur Vergrößerung des Verhältnisses T1/T2 sowohl die Einschaltdauer Tl verlängert als auch die Pausendauer T2 verkürzt, wobei die Summe T1+T2 aus Einschalt- und Pausendauer konstant gehalten wird.To increase the ratio T1 / T2, the on-time Tl can be extended or the pause time T2 can be shortened or both. According to a preferred variant, in order to increase the ratio T1 / T2, the on-time T1 is lengthened and the pause time T2 is shortened, the total T1 + T2 of the on-time and pause time being kept constant.
Bei zunehmendem Verhältnis T1/T2 steigt die mittlere zeitliche Dichte der Entladeimpulse und damit die mittlere Ozon-Produktionsrate an; bei abnehmendem Verhältnis T1/T2 sinkt die mittlere zeitliche Dichte der Entladeimpulse und damit auch die mittlere Ozon-Produktionsrate ab. Somit ist der Regler 20 imstande, den Hochspannungsgenerator 1 so zu steuern, daß die mittlere Ozon-Produktionsrate Rist vergrößert bzw. verkleinert wird, falls diese kleiner bzw. größer ist als der Sollwert Rsoll, und somit die mittlere Ozon- Produktionsrate zu regeln.As the ratio T1 / T2 increases, the mean temporal density of the discharge pulses and thus the mean ozone production rate increase; with a decreasing ratio T1 / T2, the average temporal density of the discharge pulses and thus also the average ozone production rate decrease. Thus, the controller 20 is able to control the high voltage generator 1 so that the average ozone production rate Rist is increased or decreased if it is smaller or larger than the target value Rsoll, and thus to control the average ozone production rate.
Der Regler, das Rechenwerk, der Zähler und die Steuerschaltung können insbesondere sehr vorteilhaft gemeinsam durch eine einzige entsprechend programmierte EDV-Schaltung, z.B. Mikrocontroler, gebildet sein. Das Rechenwerk 40, welches mit dem Zähler 24 verbunden ist, zieht das Zählergebnis Ntzist und die Zählzeitdauer Tz heran, um den Ist-Wert der mittleren Ozon- Produktionsrate Rist zu ermitteln. Dies ist auf verschiedene Weisen möglich. Gemäß einer bevorzugten speziellen Variante des Ozonerzeugers von Fig. 5 wird die Zählzeitdauer Tz gleich der Summe von Einschaltdauer Tl und Pausendauer T2 oder gleich einem ganzzahligen Vielfachen dieser Summe gewählt. In diesem Fall ist der Wert der mittleren Ozon-Produktionsrate Rist gegeben durch die Gleichung Rist=Ntzist*Mo/Tz.The controller, the arithmetic unit, the counter and the control circuit can in particular very advantageously be formed together by a single appropriately programmed EDP circuit, for example a microcontroller. The arithmetic logic unit 40, which is connected to the counter 24, uses the counting result Ntzist and the counting time period Tz in order to determine the actual value of the average ozone production rate Rist. This can be done in a number of ways. According to a preferred special variant of the ozone generator of FIG. 5, the counting time period Tz is chosen to be equal to the sum of the on-time period Tl and the pause duration T2 or to an integer multiple of this sum. In this case, the value of the average ozone production rate Rist is given by the equation Rist = Ntzist * Mo / Tz.
Gemäß einer weiteren Variante wird die Zählzeitdauer Tz sehr viel größer, z.B. um einen Faktor 10 bis 10000 größer gewählt als die Summe T1+T2, so daß der relative Fehler bei der Bestimmung der mittleren Ozon-Produktionsrate Rist, welcher dann entstehen kann, wenn die Zählzeitdauer Tz kein ganzzahliges Vielfaches der Summe T1+T2 ist, vernachlässigbar ist; in diesem Fall braucht also Tz kein ganzzahliges Vielfaches der Summe T1+T2 zu sein.According to a further variant, the counting period Tz becomes much longer, e.g. chosen to be a factor of 10 to 10,000 larger than the sum T1 + T2, so that the relative error in the determination of the average ozone production rate Rist, which can occur when the counting period Tz is not an integral multiple of the sum T1 + T2, is negligible is; in this case Tz need not be an integer multiple of the sum T1 + T2.
Gemäß einer weiteren Variante des Ozonerzeugers von Fig. 5 ist die Dauer der Zählzeitdauer Tz beliebig, wobei sie jedoch mindestens teilweise auf die Einschaltdauer Tl entfällt, da während der Pausendauer T2 selbstverständlich keine Entladeimpulse auftreten. Wird derjenige Teil der Zählzeitdauer Tz, welcher auf die Einschaltdauer Tl entfällt, als Überschneidungszeit Tüb bezeichnet, so ergibt sich der Ist-Wert der Produktionsrate Rist im Wesentlichen aus der Gleichung Rist=Ntzist*Mo*(Tl/Tüb)/(Tl+T2). Die Überschneidungszeit Tüb ist anhand eines Beispiels in Fig. 6 eingetragen; sie beginnt dort zu einem Zeitpunkt tl2 und endet zum Zeitpunkt tl3.According to a further variant of the ozone generator from FIG. 5, the duration of the counting time period Tz is arbitrary, but it is at least partially due to the on time period Tl, since, of course, no discharge pulses occur during the pause period T2. If that part of the counting time period Tz which is attributable to the on-time period Tl is referred to as the overlap time Tüb, the actual value of the production rate Rist essentially results from the equation Rist = Ntzist * Mo * (Tl / Tüb) / (Tl + T2 ). The overlap time Tüb is entered using an example in FIG. 6; it begins there at a time tl2 and ends at time tl3.
Gemäß einer weiteren Variante (Fig. 7), welche kein Rechenwerk aufweist, wird eine Sollzahl Ntzsoll der während der Zählzeitdauer Tz auftretenden Entladeimpulse aus der Gleichung Ntzsoll=Rsoll*(Tl+T2)*(Tüb/Tl)/Mo bestimmt und in dem Regler 20 gespeichert. Der Regler 20 fragt die während der Zählzeitdauer aufgetretene Ist-Zahl Ntzist von dem Zähler 24 ab, vergleicht sie mit der Sollzahl Ntzsoll und steuert die Steuerschaltung 10 so, daß das Verhältnis T1/T2 der Einschaltdauer Tl zur Pausendauer T2 vergrößert wird, falls die Ist-Zahl Ntzist kleiner ist als die Sollzahl Ntzsoll, also die Regeldifferenz dN=Ntzsoll-Ntzist positiv ist, und umgekehrt. Da die Ist-Zahl Ntzist ein Maß für die mittlere Ozon- Produktionsrate und die Sollzahl Ntzsoll ein Maß für den Sollwert der mittleren Ozon-Produktionsrate ist, wird auch in diesem Fall die mittlere Ozon- Produktionsrate entsprechend einem vorgegebenen Sollwert geregelt.According to a further variant (FIG. 7), which has no arithmetic unit, a target number Ntzsoll of the discharge pulses occurring during the counting period Tz is determined from the equation Ntzsoll = Rsoll * (Tl + T2) * (Tüb / Tl) / Mo and in the Controller 20 saved. The controller 20 queries the actual number Ntzist occurring during the counting period from the counter 24, compares it with the target number Ntzsoll and controls the control circuit 10 so that the ratio T1 / T2 of the duty cycle T1 to the pause duration T2 is increased if the actual number -Number Ntzist is smaller than the target number Ntzsoll, ie the control difference dN = Ntzsoll-Ntzist is positive, and vice versa. Since the actual number Ntzist is a measure of the average ozone production rate and the target number Ntzsoll is a measure of the target value of the average ozone production rate, the average ozone production rate is also regulated in this case in accordance with a predetermined target value.
Die Ozonerzeuger, welche in den Figuren 1, 2, 4, 5 und 7 veranschaulicht sind, können zusätzlich einen Komparator (in Fig. 1 bis 7 nicht gezeigt) aufweisen, welcher zwischen den Auskopplungsausgang 31C zw. 32C und den Zähler 14 bzw. 24 zwischengeschaltet ist und dann und nur dann ein Digitalsignal an den Zähler 14 bzw. 24 abgibt, wenn die Höhe eines Stromimpulses den Grenzwert übersteigt, so daß der Zähler 14 bzw. 24 nur solche Stromimpulse zählt, deren Höhe den Grenzwert übersteigt, und keine analogen Stromimpulse verarbeitet. Solche Stromimpulse, deren Höhe den Grenzwert nicht erreicht, werden hierbei als Störimpulse betrachtet und nicht gezählt. Der Komparator kann interner Bestandteil des Zählers sein, anstatt ihm extern vorgeschaltet zu sein.The ozone generators, which are illustrated in FIGS. 1, 2, 4, 5 and 7, can additionally have a comparator (not shown in FIGS. 1 to 7) which is connected between the decoupling output 31C and 32C and the counters 14 and 24, respectively is interposed and then and only then outputs a digital signal to the counter 14 or 24 when the level of a current pulse exceeds the limit value, so that the counter 14 or 24 counts only those current pulses whose level exceeds the limit value, and no analog current pulses processed. Such current pulses, the level of which does not reach the limit value, are considered here as interference pulses and are not counted. The comparator can be an internal component of the meter instead of being connected upstream of it.
Figur 8 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuer- und Regelkreises mit folgender Legende: 1 Hochspannungsgenerator (mit Transformator oder als Piezo-Generator )FIG. 8 shows a preferred embodiment of a control and regulating circuit according to the invention with the following legend: 1 high-voltage generator (with transformer or as a piezo generator)
2 Dielektrisches Entladungsmodul ( Ozon- und Ionenquelle )2 dielectric discharge module (ozone and ion source)
31 Auskoppelungselement für die hochfrequenten Stromimpulse31 decoupling element for the high-frequency current pulses
4 Filter für hochfrequente Entladungsimpulse und Impulsaufbereitung4 filters for high-frequency discharge pulses and pulse processing
5 Komparator, ( z.B. Schmitt-Trigger ) und Zählerbaustein 6 Micro-Controller5 comparators, (e.g. Schmitt trigger) and counter module 6 micro-controllers
7 Alarmschaltung, Watch-Dog-Schaltung zur Überwachung des Micro- Controllers7 alarm circuit, watch dog circuit for monitoring the microcontroller
8 BUS-Treiber, bidirektional8 bus drivers, bidirectional
9 NAND-Glied oder andere Logik-Schaltung, der Ausgang steuert den Hochspannungsgenerator EIN/ AUS, besteht zum Beispiel aus zwei hintereinander geschalteten, die Versorgungsspannung unterbrechenden Transistoren, welche jeweils durch Signale vom Watchdog oder vom MikrocontroUer angesteuert werden.9 NAND gate or other logic circuit, the output controls the high-voltage generator ON / OFF, for example consists of two series-connected, interrupting the supply voltage Transistors, which are controlled by signals from the watchdog or from the microcontroller.
50 Signal vom Watchdog „μController arbeitet korrekt"50 signal from the watchdog "μController is working correctly"
51 Signal vom μController „Hochspannungserzeugung = EIN" 52 Signal vom NAND-GLIED „Hochspannung EIN / AUS"51 Signal from the μController "High voltage generation = ON" 52 Signal from the NAND MEMBER "High voltage ON / OFF"
Der Hochspannungsgenerator 1 wird durch das Signal 52 ein- und ausgeschaltet. Wenn die in diesem Generator erzeugte hochfrequente Hochspannung (ca. 20- lOOKHz ; 4 - 5,5KV) an das dielektrische Entladungsmodul 2 angelegt wird, kommt es zu kurzzeitigen und energiereichen Entladungsimpulsen im Frequenzpektrum zwischen 1-lOMHz.The high voltage generator 1 is switched on and off by the signal 52. When the high-frequency high voltage (approx. 20-LOOKHz; 4 - 5.5KV) generated in this generator is applied to the dielectric discharge module 2, there are short-term and high-energy discharge pulses in the frequency spectrum between 1-IOMHz.
Diese Impulse werden zum Beispiel durch das induktive Auskopplungselement 31 über einen nachgeschalteten Hochpass 4 ausgekoppelt und insofern von der Frequenz der hochfrequenten Hochspannung abgetrennt. Die so gewonnene Spannung wird in einem Komparator 5 spannungsmäßig normiert und in einen Zählerbaustein registriert dessen Inhalte vom Microcontroller 6 gelesen werden. Alternativ könnte das von den Entladungen erzeugte hochfrequente Signal auch kapazitiv ausgekoppelt werden. Im weiteren Verlauf der Beschreibung wird jedoch lediglich die induktive Auskopplung erwähnt.These pulses are decoupled, for example, by the inductive coupling element 31 via a downstream high-pass filter 4 and are thus separated from the frequency of the high-frequency high voltage. The voltage thus obtained is standardized in terms of voltage in a comparator 5 and registered in a counter module, the contents of which are read by the microcontroller 6. Alternatively, the high-frequency signal generated by the discharges could also be coupled out capacitively. In the further course of the description, however, only the inductive coupling is mentioned.
Es leuchtet ein, daß diese Impulse nur dann entstehen können, wenn es zu dielektrisch behinderten elektrischen Entladungen im Entladungsmodul 2 kommt. Da jede Einzelentladung eine geringe, vergleichbare Menge Ozon in der Größenordnung weniger Picogramm erzeugt, besteht ein direkter Zusammenhang wie folgt:It is obvious that these impulses can only arise if there are dielectric impeded electrical discharges in the discharge module 2. Since each individual discharge generates a small, comparable amount of ozone in the order of a few picograms, there is a direct connection as follows:
Zahl der Entladungsimpulse — » produzierte Ozonmenge sowie gegebenenfalls produzierte Ionenmenge. Im Mikrocontroler ist zum Beispiel in einer Tabelle der Zusammenhang zwischen Zahl der Filamente pro Zeiteinheit und der produzierten Ozonmenge ( z.B. in mg/h ) niedergelegt.Number of discharge pulses - »amount of ozone produced and any amount of ions produced. In the microcontroller, for example, the relationship between the number of filaments per unit of time and the amount of ozone produced (eg in mg / h) is recorded in a table.
Bei gegebener und weitgehend konstanter Ansteuerspannung des Entladungsmoduls bzw. der Siemensröhre von z.B. 5.000Volt Wechselspannung etwa 50Hz - lOOKHz mit entsprechender Anzahl von Filamenten / Sekunde und einer damit in strengem Zusammenhang stehenden Ozonproduktion kann durch Impuls-Pause- Betrieb aus dem Verhältnis von Impulsen und Pausen praktisch jede Teilmenge der maximal möglichen Ozonproduktion hergestellt werden.Given the largely constant control voltage of the discharge module or the Siemens tube of e.g. 5,000Volt AC voltage about 50Hz - LOOKHz with a corresponding number of filaments / second and a strictly related ozone production can be produced by pulse-pause operation from the ratio of pulses and pauses practically any subset of the maximum possible ozone production.
Das Verhältnis Impulsbündel / Pause, d.h. das Verhältnis Einschaltzeitdauer / Pausenzeitdauer, wird von der Software des Mikrokontrollers so eingestellt, daß die Zahl der je Zeiteinheit erzeugten elektrischen Entladungen (Filamente) einer vorgegebenen Anzahl entspricht, welche streng eine bestimmte Produktionsmenge als Folge hat. ( mg/h ). Zwangsläufig ist die Ozonproduktionsmenge pro Zeit damit einstellbar und über den Langzeitbetrieb konstant, weil die chemische und physikalische Konditionierung der Luft die Anzahl der beobachteten Filamente fördert oder behindert, nicht aber den Energieinhalt und damit die Ozonproduk- tionsmenge des Einzelimpulses verändert.The pulse bundle / pause ratio, i.e. the ratio of switch-on time / pause time is set by the software of the microcontroller so that the number of electrical discharges (filaments) generated per unit of time corresponds to a predetermined number, which strictly results in a certain production quantity. (mg / h). Inevitably, the amount of ozone production can be set per time and is constant over long-term operation because the chemical and physical conditioning of the air promotes or hinders the number of filaments observed, but does not change the energy content and thus the ozone production amount of the individual pulse.
Der Nutzen der Erfindung besteht darin, über die Zählung der Filamente je Zeiteinheit die Produktionsrate von Ozon je Zeiteinheit einstellbar zu machen.The benefit of the invention is to make the production rate of ozone per unit time adjustable by counting the filaments per unit time.
Ein erfindungsgemäßer elektrischer Entladungsapparat nach dem physikalischen Prinzip der elektrisch behinderten Entladung besteht vorzugsweise aus einer Wechselspannung abgebenden Hochspannungsquelle und einer Entladungseinrichtung und einem die Entladungsimpulse von der Frequenz der Speisespannung abtrennenden elektrischen Filter, wobei die Zahl der Einzelentladungen ge- zählt wird und aus der Zahl der Einzelentladungen die Ozon-Produktionsmenge abgeleitet wird. Die Zahl der ermittelten Einzelimpulse kann als IST-Größe so in einen Regelkreis eingespeist werden, daß die IST-Größe an eine frei bestimmbare SOLL-Größe herangeführt wird.An electrical discharge apparatus according to the physical principle of the electrically disabled discharge preferably consists of an alternating voltage-emitting high-voltage source and a discharge device and an electrical filter which separates the discharge pulses from the frequency of the supply voltage, the number of individual discharges being counted and the number of individual discharges the ozone production amount is derived. The number of individual pulses determined can be fed into a control loop as the ACTUAL variable in such a way that the ACTUAL variable is brought up to a freely definable TARGET variable.
Die Zahl der Einzelimpulse kann auf eine frei definierte Anzahl je Zeiteinheit eingestellt werden, welche einer bestimmten Produktionsmenge von OZON entspricht.The number of individual impulses can be set to a freely defined number per unit of time, which corresponds to a certain production volume of OZON.
Gewerbliche Anwendbarkeit:Industrial applicability:
Die Erfindung ist gewerblich anwendbar z.B. im Bereich der Luftaufbereitung mit Ozon sowie der Klimatechnik insbesondere in Kfz oder in Krankenhäusern.The invention is commercially applicable e.g. in the field of air treatment with ozone and air conditioning technology, especially in motor vehicles or in hospitals.
Die Erfindung umfasst ein Verfahren zum Betreiben eines Ozonerzeugers mit einem Gasentladungsmodul 2 für dielektrisch behinderte Entladung mit zwei Elektroden 2A, 2B, zwischen denen über eine Zuleitung 11 und eine Rückleitung 12 eine Hochspannung HV angelegt wird, welche eine Wechselspannung oder eine pulsierende Gleichspannung ist und eine Gasentladung in dem Gasentladungsmodul 2 sowie einen elektrischen Strom durch die Hinleitung 11, das Gasentla- dungsmodul 2 und die Rückleitung 12 erzeugt, und durch die Gasentladung Entladeimpulse entstehen, deren jeder einen Strahlungsblitz und einen sich dem Strom überlagernden Stromimpuls P erzeugt, wobei bei jedem Entladeimpuls im Mittel eine bestimmte Einzelmenge Mo von Ozon entsteht, und aus der Einzelmenge Mo sowie der Zahl der Einzelentladungen die Ozon- Produktionsmenge oder aus der Einzelmenge Mo sowie der zeitlichen Dichte der Einzelentladungen eine mittlere Ozon-Produktionsrate abgeleitet wird.The invention comprises a method for operating an ozone generator with a gas discharge module 2 for dielectric barrier discharge with two electrodes 2A, 2B, between which a high voltage HV, which is an alternating voltage or a pulsating direct voltage, is applied via a supply line 11 and a return line 12 Gas discharge in the gas discharge module 2 and an electrical current through the outgoing line 11, the gas discharge module 2 and the return line 12 are generated, and discharge pulses are produced by the gas discharge, each of which generates a radiation flash and a current pulse P superimposed on the current, with each discharge pulse on average, a certain individual quantity Mo of ozone is formed, and an average ozone production rate is derived from the individual quantity Mo and the number of individual discharges, or the ozone production quantity or from the individual quantity Mo and the temporal density of the individual discharges.
Weiter bevorzugt ist es, das Verfahren so auszubilden, dass eine vorgegebene Gesamtmenge von Ozon erzeugt wird, indem - diese Gesamtenge als zu produzierende Ozon-Sollmenge Msoll vorgegeben wird, die Entladeimpulse oder Stromimpulse P oder Strahlungsblitze durch einen Zähler 5,14,24 gezählt werden, und die Hochspannung HV abgeschaltet wird, sobald eine Sollzahl Nsoll von gezählten Entladeimpulsen oder Stromimpulsen P oder Strahlungsblitzen erreicht ist, welche Sollzahl Nsoll die zur Produktion der Ozon-SollmemgeIt is further preferred to design the method in such a way that a predetermined total amount of ozone is generated by - this total amount being predetermined as the desired ozone target amount Msetpoint, the discharge pulses or current pulses P or radiation flashes are counted by a counter 5, 14, 24 and the high voltage HV is switched off as soon as a target number Nset of counted discharge pulses or current pulses P or radiation flashes has been reached, which target number Nsoll is used to produce the desired ozone quantity
Msoll erforderliche Anzahl von Entladeimpulsen ist, gegeben durch den Quotienten Msoll/ Mo aus der zu produzierenden Ozon-Sollmenge Msoll und der pro Entladeimpuls erzeugten Ozonmenge Mo, so daß die der Ozon-Sollmenge Msoll entsprechende bzw. im wesentlichen entsprechende Anzahl von Entladeimpulsen in dem Gasentladungsmodul 2 zurMsoll is the required number of discharge pulses, given by the quotient Msoll / Mo from the desired ozone quantity to be produced Msoll and the ozone quantity Mo generated per discharge pulse, so that the number of discharge pulses corresponding to or essentially corresponding to the ozone desired quantity Msoll in the gas discharge module 2 for
Entstehung gebracht wird.Is brought into being.
Weiter bevorzugt ist es, das Verfahren so auszubilden, dass die Entladeimpulse oder Stromimpulse P oder Strahlungsblitze für eine vorgegebene Zählzeitdauer Tz durch einen Zähler 5,14,24 gezählt werden, und die Hochspannung HV nach einer ersten Produktionszeitspanne Tpl abgeschaltet wird, wobei die erste Produktionszeitspanne Tpl gegeben ist durch Tpl = Tz*(Msoll/Mtz), oder nach einer zweiten Produktions- Zeitspanne Tp2 abgeschaltet wird, wobei die zweite ProduktionszeitspanneIt is further preferred to design the method in such a way that the discharge pulses or current pulses P or radiation flashes are counted by a counter 5, 14, 24 for a predetermined counting period Tz, and the high voltage HV is switched off after a first production period Tpl, the first production period Tpl is given by Tpl = Tz * (Msoll / Mtz), or after a second production period Tp2 is switched off, the second production period
Tρ2 gegeben ist durch Tp2 = Tz*(Nsoll/ Ntzist), wobeiTρ2 is given by Tp2 = Tz * (Nsoll / Ntzist), where
Tz die Zählzeitdauer,Tz the counting period,
Mo die pro Entladeimpuls im Mittel erzeugte Einzelmenge von Ozon, Ntzist die während der Zählzeitdauer Tz gezählte Anzahl von Entladeimpulsen, Mtz die während der Zählzeitdauer Tz produzierte Ozonmenge, gegeben durch das Produkt Ntzist*Mo, Msoll die zu produzierende Ozon-Sollmenge, undMo is the individual quantity of ozone generated per discharge pulse, Ntz is the number of discharge pulses counted during the counting period Tz, Mtz is the amount of ozone produced during the counting period Tz, given by the product Ntzist * Mo, Msoll the desired ozone quantity to be produced, and
Nsoll die zur Produktion der Ozon-Sollmenge Msoll erforderliche Anzahl von Entladeimpulsen, gegeben durch den Quotienten Msoll/ Mo, ist. Weiter bevorzugt ist es, das Verfahren so auszubilden, dass das Verfahren periodisch in regelmäßigen Zeitabständen wiederholt wird, so daß im Mittel eine konstante Menge von Ozon pro Zeiteinheit erzeugt wird und somit eine konstante mittlere Ozon-Produktionsrate erzielt wird.Nsoll is the number of discharge pulses required to produce the desired ozone quantity Msoll, given by the quotient Msoll / Mo. It is further preferred to design the method in such a way that the method is repeated periodically at regular time intervals, so that on average a constant amount of ozone is generated per unit of time and thus a constant average ozone production rate is achieved.
Weiter bevorzugt ist es, das Verfahren so auszubilden, dass ein Sollwert Rsoll der mittleren Ozon-Produktionsrate vorgegeben wird, die Entladeimpulse oder Stromimpulse oder Strahlungsblitze während einer Zählzeitdauer Tz gezählt werden, und - das Zählergebnis Ntzist und die Zählzeitdauer Tz dazu herangezogen werden, um eine mittlere Ozon-Produktionsrate Rist zu ermitteln, und die mittlere zeitliche Dichte der zur Entstehung gebrachten Entladeimpulse vergrößert bzw. verkleinert wird, falls der Ist-Wert der mittleren Ozon- Produktionsrate (Rist) kleiner bzw. größer ist als der Sollwert Rsoll. so daß die mittlere Ozon-Produktionsrate Rist geregelt wird.It is further preferred to design the method in such a way that a target value Rsoll of the average ozone production rate is specified, the discharge pulses or current pulses or radiation flashes are counted during a counting time period Tz, and - the counting result Ntzist and the counting time period Tz are used to obtain a to determine the average ozone production rate Rist, and the average temporal density of the discharge pulses generated is increased or decreased if the actual value of the average ozone production rate (Rist) is smaller or larger than the setpoint Rsetpoint. so that the average ozone production rate Rist is controlled.
Weiter bevorzugt ist es, das Verfahren so auszubilden, dass anstatt das Zählergebnis Ntzist und die Zählzeitdauer Tz dazu heranzuziehen, um eine mittlere Ozon-Produktionsrate Rist zu ermitteln, - entweder das Zählergebnis Ntzist und die Zählzeitdauer Tz dazu herangezogen werden, eine mittlere zeitliche Dichte der Entladeimpulse zu ermitteln, und der Sollwert Rsoll der Ozon-Produktionsrate dazu herangezogen wird, eine mittlere zeitliche Soll-Dichte der Entladeimpulse zu ermitteln, und die mittlere zeitliche Dichte der zur Entstehung gebrachten Entladeimpulse vergrößert bzw. verkleinert wird, falls diese kleiner bzw. größer ist als die Soll-Dichte, oder der Sollwert Rsoll und die Zählzeitdauer Tz dazu herangezogen werden, eine Sollzahl Ntzsoll der während der Zählzeitdauer Tz auftretenden Entladeimpulse zu ermitteln, und die mittlere zeitliche Dichte der zur Entstehung gebrachten Entladeimpulse vergrößert bzw. verkleinert wird, falls das Zählergebnis Ntzist kleiner bzw. größer ist als die Sollzahl Ntzsoll.It is further preferred to design the method in such a way that instead of using the counting result Ntzist and the counting time period Tz to determine an average ozone production rate Rist, either the counting result Ntzist and the counting time period Tz are used, an average temporal density of To determine discharge pulses, and the setpoint Rsoll of the ozone production rate is used to determine an average temporal target density of the discharge pulses, and the average temporal density of the discharge pulses generated is increased or decreased if this is smaller or larger than the target density, or the target value Rsoll and the counting time period Tz are used to determine a target number Ntzsoll of the discharge pulses occurring during the counting time period Tz, and the average temporal density of the discharge pulses which have arisen is increased or decreased, if the counting result Is smaller or larger SSSR than the target number Ntzsoll.
Weiter bevorzugt ist es, das Verfahren so auszubilden, dass die mittlere Ozon- Produktionsrate Rist aus der Einzelmenge Mo sowie aus der Größe eines Pulssignals abgeleitet wird, anstatt mit Hilfe der zeitlichen Dichte der Einzelentladungen abgeleitet zu werden, wobei das Pulssignal durch die Stromimpulse oder die Strahlungsblitze erzeugt wird und ein Maß für die Produktionsrate von Ozon ist.It is further preferred to design the method in such a way that the average ozone production rate Rist is derived from the individual quantity Mo and from the size of a pulse signal instead of being derived using the temporal density of the individual discharges, the pulse signal being derived from the current pulses or the Radiant flashes are generated and are a measure of the production rate of ozone.
Weiter bevorzugt ist es, das Verfahren so auszubilden, dass das Pulssignal erzeugt wird, indem die Stiomimpulse aus der Hinleitung 11 oder aus der Rückleitung 12 ausgekoppelt und danach mit einer vorgegebenen Integrationszeit oder einer vorgegebenen Integrationszeitkonstanten zeitlich integriert werden, so daß das Pulssignal ein integrales Pulssignal ist.It is further preferred to design the method in such a way that the pulse signal is generated by decoupling the stioma pulses from the outgoing line 11 or from the return line 12 and then integrating them in time with a predetermined integration time or a predetermined integration time constant, so that the pulse signal is an integral pulse signal is.
Weiter bevorzugt ist es, das Verfahren so auszubilden, dass die Stromimpulse nach der Auskopplung eine Diode durchlaufen oder gleichgerichtet werden, so daß das Pulssignal keine wechselnde Polarität aufweist.It is further preferred to design the method in such a way that the current pulses pass through a diode or are rectified after decoupling, so that the pulse signal has no alternating polarity.
Weiter bevorzugt ist es, das Verfahren so auszubilden, dass die Strahlungsblitze durch einen Strahlungsdetektor erfaßt und in Stromimpulse umgesetzt werden.It is further preferred to design the method in such a way that the radiation flashes are detected by a radiation detector and converted into current pulses.
Weiter bevorzugt ist es, das Verfahren so auszubilden, dass die Stromimpulse an einen Grenzwertschalter geführt werden, welcher nur dann ein Digitalsignal abgibt, wenn die Höhe eines Stromimpulses einen bestimmten Grenzwert übersteigt, und die Digitalsignale mit einer vorgegebenen Integrationszeit oder einer vorgegebenen Integrationszeitkonstanten zu dem Pulssignal integriert werden, so daß das Pulssignal ein integrales Pulssignal ist.It is further preferred to design the method in such a way that the current pulses are passed to a limit value switch, which only emits a digital signal when the magnitude of a current pulse exceeds a certain limit value, and the digital signals with a predetermined integration time or a predetermined integration time constant to the pulse signal be integrated so that the pulse signal is an integral pulse signal.
Weiter bevorzugt ist es, das Verfahren so auszubilden, dass die Hochspannung HV in fortlaufender Folge jeweils für eine Einschaltdauer Tl eingeschaltet und anschließend jeweils für eine Pausendauer T2 abgeschaltet wird, wobei die mittlere zeitliche Dichte der Entladeimpulse dadurch vergrößert bzw. verkleinert wird, daß das Verhältnis T1/T2 der Einschaltdauer Tl zur Pausendauer T2 vergrößert bzw. verkleinert wird.It is further preferred to design the method in such a way that the high voltage HV is switched on and on in a continuous sequence for a duty cycle T1 is then switched off for a pause duration T2, the mean temporal density of the discharge pulses being increased or decreased by increasing or decreasing the ratio T1 / T2 of the duty cycle T1 to the pause duration T2.
Weiter bevorzugt ist es, das Verfahren so auszubilden, dass die mittlere zeitliche Dichte der Entladeimpulse dadurch vergrößert bzw. verkleinert wird, daß der Effektivwert der Hochspannung HV vergrößert bzw. verkleinert wird.It is further preferred to design the method in such a way that the mean temporal density of the discharge pulses is increased or decreased by increasing or decreasing the effective value of the high voltage HV.
Weiter bevorzugt ist es, das Verfahren so auszubilden, dass mindestens ein Teil der Zählzeitdauer Tz, nämlich eine Überschneidungszeit Tüb, auf die Einschaltdauer Tl entfällt, der Ist-Wert der mittleren Produktionsrate Rist berechnet wird aus der Gleichung Rist=Ntzist*Mo*(Tl/Tüb)/(Tl+T2), wobei Rist der Ist-Wert der mittleren Produktionsrate,It is further preferred to design the method in such a way that at least part of the counting time Tz, namely an overlap time Tüb, is due to the on-time Tl, the actual value of the average production rate Rist is calculated from the equation Rist = Ntzist * Mo * (Tl / Tüb) / (Tl + T2), where Rist is the actual value of the average production rate,
Mo die pro Entladeimpuls im Mittel erzeugte Einzelmenge von Ozon,Mo is the individual amount of ozone generated per discharge pulse,
Ntzist das Zählergebnis, d.h. die während der Zählzeitdauer Tz gezählte Anzahl von Entladeimpulsen, Tüb die Überschneidungszeit, Tl die Einschaltdauer und T2 die Pausendauer ist.Ntz is the count result, i.e. is the number of discharge pulses counted during the counting period Tz, Tüb is the overlap time, Tl is the on time and T2 is the pause time.
Weiter bevorzugt ist es, das Verfahren so auszubilden, dass mindestens ein Teil der Zählzeitdauer Tz, nämlich eine Überschneidungszeit Tüb, auf die Einschaltdauer Tl entfällt, die Sollzahl Ntzsoll aus der Gleichung Ntzsoll=Rsoll*(Tl+T2)*(Tüb/Tl)/Mo berechnet wird, wobei Ntzsoll die Sollzahl der während der Zählzeitdauer Tz auftretenden Entladeimpulse, Rsoll der Sollwert der mittleren Produktionsrate, Tüb die Überschneidungszeit, Mo die pro Entladeimpuls im Mittel erzeugte Einzelmenge von Ozon, Tl die Einschaltdauer und T2 die Pausendauer ist.It is further preferred to design the method in such a way that at least part of the counting time Tz, namely an overlap time Tüb, is due to the on-time Tl, the target number Ntzsoll from the equation Ntzsoll = Rsoll * (Tl + T2) * (Tüb / Tl) / Mo is calculated, where Ntzsoll is the target number of the discharge pulses occurring during the counting period Tz, Rsoll is the target value of the average production rate, Tüb is the overlap time, Mo is the individual amount of ozone generated per discharge pulse, Tl is the on-time and T2 is the pause.
Weiter bevorzugt ist es, das Verfahren so auszubilden, dass die Summe von Einschaltdauer Tl und Pausendauer T2 konstant gehalten wird.It is further preferred to design the method in such a way that the sum of the on time Tl and pause time T2 is kept constant.
Weiter bevorzugt ist es, das Verfahren so auszubilden, dass die Zählzeitdauer Tz mit der Einschaltdauer Tl zusammenfällt und jeweils gleichzeitig mit derselben beginnt.It is further preferred to design the method in such a way that the counting time period Tz coincides with the switch-on time period Tl and begins at the same time in each case.
Weiter bevorzugt ist es, das Verfahren so auszubilden, dass die Zählzeitdauer Tz gleich der Summe oder ein ganzzahliges Vielfaches der Summe von Einschaltdauer Tl und Pausendauer T2 ist.It is further preferred to design the method in such a way that the counting time period Tz is equal to the sum or an integer multiple of the sum of the duty cycle Tl and the pause duration T2.
Weiter bevorzugt ist es, das Verfahren so auszubilden, dass die Zählzeitdauer Tz um mindestens das 10~fache größer ist als die Summe T1+T2.It is further preferred to design the method in such a way that the counting time period Tz is at least 10 times greater than the sum T1 + T2.
Weiter bevorzugt ist es, das Verfahren so auszubilden, dass die im Mittel pro Entladeimpuls erzeugte Ozonmenge, die Einzelmenge Mo, mittels eines dem Gasentladungsmodul strömungstechnisch nachgeschalteten Ozonsensors bestimmt wird.It is further preferred to design the method in such a way that the average amount of ozone generated per discharge pulse, the individual amount Mo, is determined by means of an ozone sensor downstream of the gas discharge module.
Weiter bevorzugt ist es, das Verfahren so auszubilden, dass die Stiomimpulse durch ein Auskoppelelement 31,32 z.B. induktiv oder kapazitiv aus der Hinleitung 11 oder der Rückleitung 12 ausgekoppelt und anschließend dem Zähler 14 zugeführt werden.It is further preferred to design the method in such a way that the Stiomimpulse by a decoupling element 31.32 e.g. Inductively or capacitively coupled out of the forward line 11 or the return line 12 and then fed to the counter 14.
Weiter bevorzugt ist es, das Verfahren so auszubilden, dass die Stromimpulse nach der Auskopplung und vor Erreichen des Zählers 14 ein Filter 4, insbesondere Hochpaß oder Bandpaß, durchlaufen. Weiter bevorzugt ist es, das Verfahren so auszubilden, dass nur solche Stromimpulse bzw. Strahlungsblitze gezählt werden, deren Größe bzw. Intensität einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt.It is further preferred to design the method in such a way that the current pulses pass through a filter 4, in particular a high-pass filter or a band-pass filter, after decoupling and before the counter 14 is reached. It is further preferred to design the method in such a way that only those current pulses or radiation flashes are counted whose size or intensity exceeds a predetermined limit value.
Weiter bevorzugt ist es, das Verfahren so auszubilden, dass die Hochspannung HV abgeschaltet und/ oder eine Störungsmeldung ausgegeben wird, wenn die Anzahl Ntzist der innerhalb der vorgegebenen Zählzeitdauer Tz auftretenden Entladeimpulse oder Stromimpulse P oder Strahlungsblitze kleiner bzw. größer ist als eine vorgegebene Vergleichszahl.It is further preferred to design the method in such a way that the high voltage HV is switched off and / or a fault message is issued if the number Ntzist of the discharge pulses or current pulses P or radiation flashes occurring within the predetermined counting time period Tz is less than or greater than a predetermined comparison number.
Weiter bevorzugt ist es, das Verfahren so auszubilden, dass der Zähler 5,14,24 und/ oder der Ozonerzeuger durch eine Alarmschaltung 7 auf Fehlfunktion überwacht werden und die Alarmschaltung 7 bei Feststellung einer Fehlfunktion des Zählers 5,14,24 oder des Ozonerzeugers die Hochspannung HV abschaltet und/ oder eine Störungsmeldung ausgibt.It is further preferred to design the method in such a way that the counter 5, 14, 24 and / or the ozone generator are monitored for malfunction by an alarm circuit 7 and the alarm circuit 7 if a malfunction of the counter 5, 14, 24 or the ozone generator is detected High voltage HV switches off and / or issues a fault message.
Die Erfindung umfasst einen Ozonerzeuger, umfassend ein Gasentladungsmodul 2 für dielektrisch behinderte Entladung mit zwei Elektroden 2A, 2B, zwischen denen über eine Zuleitung 11 und eine Rückleitung 12 eine Hochspannung HV anlegbar ist, welche eine Wechselspannung oder eine pulsierende Gleichspannung ist und eine Gasentladung in dem Gasentladungsmodul 2 sowie einen elektrischen Strom durch die Hinleitung 11, das Gasentladungsmodul 2 und die Rückleitung 12 erzeugt, und durch die Gasentladung Entladeimpulse entstehen, deren jeder einen Strahlungsblitz und einen sich dem Strom überlagernden Stromimpuls P erzeugt, wobei bei jedem Entladeimpuls im Mittel eine bestimmte Einzelmenge Mo von Ozon entsteht, und ferner umfassend einen Zähler 5,14,24, welcher imstande ist, die Stromimpulse P oder Strahlungsblitze und damit die Einzelentladungen zu zählen, wobei aus der Einzelmenge (Mo sowie der Zahl der Einzelentladungen die Ozon-Produktionsmenge oder aus der Einzelmenge Mo sowie der zeitlichen Dichte der Einzelentladungen eine mittlere Ozon-Produktionsrate ableitbar ist. Weiter bevorzugt ist es, einen Ozonerzeuger so auszubilden, dass derselbe einen Strahlungsdetektor aufweist, welcher die Strahlungsblitze zu erfassen und in Stromimpulse umzusetzen imstande ist.The invention comprises an ozone generator, comprising a gas discharge module 2 for dielectric barrier discharge with two electrodes 2A, 2B, between which a high voltage HV can be applied via a feed line 11 and a return line 12, which is an AC voltage or a pulsating DC voltage and a gas discharge in the Gas discharge module 2 and an electrical current generated by the outgoing line 11, the gas discharge module 2 and the return line 12, and discharge pulses are produced by the gas discharge, each of which generates a radiation flash and a current pulse P which is superimposed on the current, with a certain individual quantity on average for each discharge pulse Mo is produced by ozone, and further comprises a counter 5, 14, 24, which is able to count the current pulses P or radiation flashes and thus the individual discharges, the ozone production quantity or from the individual quantity (Mo and the number of individual discharges) Single amount Mo and the zei average density of the individual discharges an average ozone production rate can be derived. It is further preferred to design an ozone generator in such a way that it has a radiation detector which is able to detect the radiation flashes and convert them into current pulses.
Weiter bevorzugt ist es, den Ozonerzeuger so auszubilden, dass derselbe der Zähler 5,14,24 imstande ist, die Hochspannung HN abzuschalten, sobald eine Sollzahl Νsoll von gezählten Sttomimpulsen P oder Strahlungsblitzen erreicht ist, welche einer vorgebbaren zu produzierenden Soll-Ozonmenge Msoll entspricht.It is further preferred to design the ozone generator in such a way that the same counter 5, 14, 24 is able to switch off the high voltage HN as soon as a target number Νset of counted current pulses P or radiation flashes has been reached, which corresponds to a predefinable target ozone quantity Msetpoint to be produced ,
Weiter bevorzugt ist es, den Ozonerzeuger so auszubilden, dass der Zähler 5,14,24 imstande ist, die Sttominipulse P oder Strahlungsblitze für eine vorgegebene Zählzeitdauer Tz zu zählen und die Hochspannung HN nach einer ersten Produktionszeitspanne Tpl abzuschalten, welche gegeben ist durch Tpl = Tz*(Msoll/Mtz), oder nach einer zweiten Produktionszeitspanne Tp2 abzuschalten, welche gegeben ist durch Tp2 = Tz* (Νsoll/ Ntzist), wobei Tz die Zählzeitdauer,It is further preferred to design the ozone generator in such a way that the counter 5, 14, 24 is able to count the pulse pulses P or radiation flashes for a predetermined counting period Tz and to switch off the high voltage HN after a first production period Tpl, which is given by Tpl = Tz * (Msoll / Mtz), or after a second production period Tp2, which is given by Tp2 = Tz * (Νsoll / Ntzist), where Tz is the counting period,
Mo die pro Entladeimpuls im Mittel erzeugte Einzelmenge von Ozon, Ntzist die während der Zählzeitdauer Tz gezählte Anzahl von Entladeimpulsen, Mtz die während der Zählzeitdauer Tz produzierte Ozonmenge, gegeben durch das Produkt Ntzist*Mo, Msoll eine vorgebbare zu produzierende Ozon-Sollmenge, und Nsoll die zur Produktion der Ozon-Sollmemge Msoll erforderliche Anzahl von Entladeimpulsen, gegeben durch den Quotienten Msoll/ Mo ist.Mo is the individual quantity of ozone generated per discharge pulse, Ntz is the number of discharge pulses counted during the counting period Tz, Mtz is the amount of ozone produced during the counting period Tz, given by the product Ntzist * Mo, Msoll a predefinable target ozone quantity to be produced, and Nsoll is the number of discharge pulses required to produce the nominal ozone quantity Msoll, given by the quotient Msoll / Mo.
Weiter bevorzugt ist es, den Ozonerzeuger so auszubilden, dass der Zähler 5,14,24 die während einer Zählzeitdauer Tz auftretenden Entladeimpulse oder Stiornimpulse oder Strahlungsblitze zählt und ein Zählergebnis Ntzist liefert, wobei ein Sollwert Rsoll der mittleren Ozon- Produktionsrate vorgegeben ist, und der Ozonerzeuger einen Regler 20,30 umfaßt, welcher eine unter Heranziehung des Sollwertes Rsoll und der Zählzeitdauer Tz ermittelte Sollzahl Ntzsoll der während der Zählzeitdauer Tz auftretenden Entladeimpulse mit dem Zählergebnis Ntzist vergleicht und imstande ist, die mittlere zeitliche Dichte der zur Entstehung gebrachten Entladeimpulse zu vergrößern bzw. zu verkleinern, falls das Zählergebnis Ntzist kleiner bzw. größer ist als die Sollzahl Ntzsoll.It is further preferred to design the ozone generator in such a way that the counter 5, 14, 24 counts the discharge pulses or stiorn pulses or radiation flashes occurring during a counting time period Tz and supplies a count result Ntzist, a setpoint Rsoll of the average ozone production rate being specified, and the Ozone generator comprises a regulator 20,30, which one under Using the target value Rsoll and the counting time period Tz, the target number Ntzsoll of the discharge pulses occurring during the counting time period Tz is compared with the counting result Ntzist and is able to increase or decrease the mean temporal density of the discharge pulses which have arisen if the counting result Ntzist is smaller or is greater than the target number Ntzsoll.
Weiter bevorzugt ist es, den Ozonerzeuger so auszubilden, dass der Ozonerzeuger ein Rechenwerk 40 aufweist, welches mit dem Zähler 24 verbunden ist und das Zählergebnis Ntzist sowie die Zählzeitdauer Tz dazu heranzieht, um eine mittlere Ozon-Produktionsrate Rist als Ist-Wert Rist zu ermitteln, und der Regler 20 mit dem Rechenwerk 40 verbunden und, anstatt die Sollzahl Ntzsoll mit dem Zählergebnis Ntzist zu vergleichen, die mittlere Ozon-Produktionsrate Rist mit dem Sollwert der Produktionsrate Rsoll vergleicht und die mittlere zeitliche Dichte der zur Entstehung gebrachten Entladeimpulse zu vergrößern bzw. zu verkleinern imstande ist, falls der Ist-Wert der mittleren Produktionsrate Rist kleiner bzw. größer ist als der Sollwert Rsoll.It is further preferred to design the ozone generator in such a way that the ozone generator has an arithmetic logic unit 40 which is connected to the counter 24 and uses the counting result Ntzist and the counting time period Tz to determine an average ozone production rate Rist as the actual value Rist , and the controller 20 is connected to the arithmetic unit 40 and, instead of comparing the target number Ntzsoll with the counting result Ntzist, compares the average ozone production rate Rist with the target value of the production rate Rsoll and increases or increases the mean temporal density of the discharge pulses that are generated or is able to decrease if the actual value of the average production rate Rist is smaller or larger than the target value Rsoll.
Weiter bevorzugt ist es, den Ozonerzeuger so auszubilden, dass - das Rechenwerk 40, anstatt das Zählergebnis Ntzist und die ZählzeitdauerIt is further preferred to design the ozone generator in such a way that the arithmetic logic unit 40, instead of the counting result, is the counting time and the counting period
Tz dazu heranzuziehen, um eine mittlere Ozon-Produktionsrate Rist zu ermitteln, das Zählergebnis Ntzist und der Zählzeitdauer Tz dazu heranzieht, um eine mittlere zeitliche Dichte der Entladeimpulse als Ist- Dichte zu ermitteln, und - der Regler 20,30, anstatt die mittlere Ozon-Produktionsrate Rist mit demUse Tz to determine an average ozone production rate Rist, use the counting result Ntzist and the counting time period Tz to determine an average temporal density of the discharge pulses as the actual density, and - the controller 20, 30 instead of the average ozone - Production rate installs with that
Sollwert der Produktionsrate Rsoll zu vergleichen, die Ist-Dichte mit einer zeitlichen Soll-Dichte der Entladeimpulse vergleicht, welche gegeben ist durch den Quotienten Rsoll/ Mo aus dem Sollwert Rsoll und der Einzelmenge Mo, und die mittlere zeitliche Dichte der zur Entstehung gebrachten Entladeimpulse zu vergrößern bzw. verkleinern imstande ist, falls die Ist-Dichte kleiner bzw. größer ist als die Soll-Dichte. Weiter bevorzugt ist es, den Ozonerzeuger so auszubilden, dass eine Steuerschaltung 10, welche zwischen den Regler 20 und den Hochspannungsgenerator 1 zwischengeschaltet und imstande ist, die Hochspannung HN in fortlaufender Folge jeweils für eine Einschaltdauer Tl einzuschalten und anschließend jeweils für eine Pausendauer T2 abzuschalten, und der Regler imstande ist, die Steuerschaltung 10 so zu steuern, daß das Verhältnis T1/T2 der Einschaltdauer Tl zur Pausendauer T2 vergrößert bzw. verkleinert wird, und damit die mittlere zeitliche Dichte der Entladeimpulse zu vergrößern bzw. zu verkleinern.To compare the setpoint of the production rate Rsoll, comparing the actual density with a time-based density of the discharge pulses, which is given by the quotient Rsoll / Mo from the setpoint Rsoll and the individual quantity Mo, and the average temporal density of the discharge pulses generated is able to increase or decrease if the actual density is smaller or larger than the target density. It is further preferred to design the ozone generator in such a way that a control circuit 10, which is interposed between the regulator 20 and the high-voltage generator 1 and is able to switch on the high voltage HN in sequence in each case for a switch-on time T1 and then switch it off for a pause time T2, and the controller is able to control the control circuit 10 so that the ratio T1 / T2 of the duty cycle T1 to the pause duration T2 is increased or decreased, and thus to increase or decrease the mean temporal density of the discharge pulses.
Weiter bevorzugt ist es, den Ozonerzeuger so auszubilden, dass ein Auskopplungselement 31,32, welches imstande ist, die Stromimpulse z.B. induktiv oder kapazitiv aus der Hinleitung 11 oder der Rückleitung 12 auszukoppeln und über einen Auskopplungsausgang 31C,32C an den Zähler 14 abzugeben.It is further preferred to design the ozone generator in such a way that a decoupling element 31, 32, which is able to transmit the current pulses e.g. to be inductively or capacitively decoupled from the forward line 11 or the return line 12 and to be output to the counter 14 via a decoupling output 31C, 32C.
Weiter bevorzugt ist es, den Ozonerzeuger so auszubilden, dass zwischen den Auskopplungsausgang 31C,32C und den Zähler 5,14,24 ein Filter 4, insbesondere Hochpaß oder Bandpaß, zwischengeschaltet ist.It is further preferred to design the ozone generator in such a way that a filter 4, in particular high-pass or band-pass, is interposed between the coupling-out output 31C, 32C and the counter 5, 14, 24.
Weiter bevorzugt ist es, den Ozonerzeuger so auszubilden, dass ein Gleichrichter oder eine Diode zwischen den Auskopplungsausgang 31 32C und den Zähler 5,14,24 zwischengeschaltet ist.It is further preferred to design the ozone generator in such a way that a rectifier or a diode is interposed between the decoupling output 31 32C and the counter 5, 14, 24.
Weiter bevorzugt ist es, den Ozonerzeuger so auszubilden, dass zwischen den Auskopplungsausgang 31Q32C bzw. den Sensor und den Zähler 5,14,24 ein Komparator 5 zwischengeschaltet ist, welcher dann und nur dann ein Digitalsignal an den Zähler 5,14,24 abgibt, wenn die Höhe eines Stromimpulses bzw. Intensität eines Strahlungsblitzes einen bestimmten Grenzwert übersteigt, so daß der Zähler 5,14,24 nur solche Stromimpulse bzw. Strahlungsblitze zählt, deren Größe bzw. Intensität den Grenzwert übersteigt. Weiter bevorzugt hat der Ozonerzeuger eine Alarmschaltung 7, welche imstande ist, den Zähler 5,14,24 und/ oder den Regler 20,30 und/ oder die Steuerschaltung 10 und/ oder das Rechenwerk 40 auf Fehlfunktion zu überwachen und bei Feststellung einer Fehlfunktion des Zählers 5,14,24 und/ oder Reglers 20,30 und/ oder der Steuerschaltung 10 und/ oder des Rechenwerkes 40 die Hochspannung HV abzuschalten und/ oder eine Störungsmeldung auszugeben.It is further preferred to design the ozone generator in such a way that a comparator 5 is interposed between the coupling-out output 31Q32C or the sensor and the counter 5, 14, 24, which then and only then outputs a digital signal to the counter 5, 14, 24 if the level of a current pulse or intensity of a radiation flash exceeds a certain limit value, so that the counter 5, 14, 24 counts only those current pulses or radiation flashes whose size or intensity exceeds the limit value. More preferably, the ozone generator has an alarm circuit 7, which is able to monitor the counter 5, 14, 24 and / or the controller 20, 30 and / or the control circuit 10 and / or the arithmetic unit 40 for malfunction and if a malfunction is detected Counter 5,14,24 and / or controller 20,30 and / or the control circuit 10 and / or the arithmetic unit 40 to switch off the high voltage HV and / or to output a fault message.
Weiter bevorzugt ist es, den Ozonerzeuger so auszubilden, dass der Zähler 5,14,24) oder der Regler 20,30 oder die Steuerschaltung 10 das Rechenwerk 40 imstande sind, die Alarmschaltung 7 auf Fehlfunktion zu überwachen und bei Feststellung einer Fehlfunktion der Alarmschaltung 7 die Hochspannung HN anzuschalten und/ oder eine Störungsmeldung auszugeben. It is further preferred to design the ozone generator in such a way that the counter 5, 14, 24) or the controller 20, 30 or the control circuit 10 is able to monitor the alarm circuit 7 for malfunction and if the alarm circuit 7 is found to be malfunctioning turn on the high voltage HN and / or issue a fault message.
Liste der Bezugszeichen zum Figurensatz II:List of reference numerals for figure set II:
1, 21 Hochspannungsgenerator1, 21 high voltage generator
1E, 21E Eingänge von 1, 21 2 Gasentladungsmodul1E, 21E inputs from 1, 21 2 gas discharge module
2A,2B Elektroden von 22A, 2B electrodes of FIG
4 Filter und Impulsaufbereitung4 filters and pulse processing
5 Komparator und Zählerbaustein5 comparator and counter module
6 Mikrokontroler 7 Alarmschaltung ("watchdog")6 microcontrollers 7 alarm circuit ("watchdog")
8 BUS-Treiber, bidirektional8 bus drivers, bidirectional
10 Steuerschaltung 10A Ausgang von 1010 control circuit 10A output of 10
11 Hinleitung 12 Rückleitung11 outgoing line 12 return line
14,24 Zähler14.24 counters
14A, 24A Ausgänge von 14, 2414A, 24A outputs from 14, 24
20,30 Regler20.30 regulator
20A,30 A Ausgänge von 20,30 20E, 30E Eingänge von 20,3020A, 30A outputs from 20.30 20E, 30E inputs from 20.30
31,32 Auskopllungselemente31.32 decoupling elements
31 A,B erste, zweite Wicklung von 3131 A, B first, second winding of 31
32A Kondensator32A capacitor
32B Widerstand 31 32C Auskopplungsausgang von 31,3232B resistor 31 32C decoupling output of 31.32
40 Rechenwerk 40 arithmetic unit

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Betreiben eines Ozon/ Sauer stoff ionen/ Sauerstoff atom- erzeugers mit einem von einer Steuerschaltung gesteuerten Gasentladungsmodul (2) zur Erzeugung dielektrisch behinderter Entladungen mit zwei Elektroden (2A,2B), einem Dielektrikum und einer einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre ausgesetzten Entladungsstrecke, wobei an die Elektroden in vorbestimmten Zeitab- schnitten eine durch einen Hochspannungserzeuger erzeugte Wechselspannung oder pulsierende Gleichspannung angelegt wird, wodurch in der Entladungsstrecke Ozon/ Sauer stoff ionen/ Sauer stoffatome erzeugende elektrische Entladungen hervorgerufen werden, bei denen jeweils im Mittel eine bestimmte Einzelmenge (Mo) von Ozon/ Sauerstof f ionen/ Sauerstoff atome entsteht, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Zahl der elektrischen Entladungen pro Zeiteinheit kontinuierlich ermittelt wird und der Ozon/ Sauerstof f ionen/ Sauerstof fatomerzeuger über die Steuerschaltung nach Maßgabe eines Vergleichs mit einer Sollzahl elektrischer Entladungen in einem geschlossenen Regelkreis geregelt wird.1. Method for operating an ozone / oxygen ion / oxygen atom generator with a gas discharge module (2) controlled by a control circuit for generating dielectrically impeded discharges with two electrodes (2A, 2B), a dielectric and a discharge gap exposed to an oxygen-containing atmosphere, an alternating voltage or pulsating direct voltage generated by a high-voltage generator being applied to the electrodes in predetermined time intervals, thereby causing electrical discharges in the discharge path that produce ozone / oxygen ions / oxygen atoms, in each of which an average of a certain individual quantity (Mo) of ozone / oxygen ions / oxygen atoms, characterized in that the number of electrical discharges per unit of time is determined continuously and the ozone / oxygen ions / oxygen fat generator via the control circuit in accordance with a comparison with a target number electrical discharges is regulated in a closed control loop.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Zahl der elektrischen Entladungen über den jeweils durch eine elektrische Entladung hervorgerufenen, messbaren physikalischen Effekt erfolgt, insbesondere einen elektrischen Stromimpuls, einen elektrischen Spannungsimpuls, einen Strahlungsimpuls oder einen elektro-magnetischen Impuls erfolgt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the number of electrical discharges is determined via the measurable physical effect caused by an electrical discharge, in particular an electrical current pulse, an electrical voltage pulse, a radiation pulse or an electro-magnetic pulse ,
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Steuerschaltung die Hochspannung mit einer vorbestimmten Frequenz periodisch mit einer Einschaltdauer (erste Zeitspanne) ein- und mit einer Ausschaltdauer (zweite Zeitspanne) ausgeschaltet wird, wobei zur Regelung nach Maßgabe des Vergleichs der festgestellten Zahl der Entladungen im Entladungsmodul (2) mit der Sollzahl das Verhältnis der Einschaltdauer zur Ausschaltdauer verändert wird, bis die ermittelte Zahl der Entladungen der Sollzahl entspricht.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the high voltage with a predetermined frequency is periodically switched on by the control circuit with a duty cycle (first time period) and switched off with a switch-off period (second time period), with regulation according to the comparison the determined number of discharges in the discharge module (2) with the target number, the ratio of the on-time to the off-time is changed until the determined number of discharges corresponds to the target number.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschalt- dauer verändert und die Ausschaltdauer konstant gehalten oder die Ausschaltdauer verändert und die Einschaltdauer konstant gehalten wird.4. The method according to claim 3, characterized in that the switch-on time is changed and the switch-off time is kept constant or the switch-off time is changed and the switch-on time is kept constant.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Alarmmeldung, insbesondere von der Steuerschaltung an eine Ausgangs- leitung, abgegeben wird, wenn die vorbestimmte Zahl elektrischen Entladungen nicht erreicht wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that an alarm message, in particular from the control circuit to an output line, is issued if the predetermined number of electrical discharges is not reached.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Alarmmeldung abgegeben wird, wenn während der Ausschaltdauer elektri- sehe Entladungen gemessen werden.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that an alarm message is issued if electrical discharges are measured during the switch-off period.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochspannungserzeuger von der Steuer- und Auswerteeinheit mittels eines in die Stromversorgung des Hochspannungserzeugers eingefügten Schaltglieds abgeschaltet wird, wenn die vorbestimmte eingeregelte Zahl elektrischen Entladungen nicht erreicht werden kann oder während der Ausschaltdauer elektrische Entladungen gemessen werden.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the high voltage generator is switched off by the control and evaluation unit by means of a switching element inserted into the power supply of the high voltage generator if the predetermined regulated number of electrical discharges cannot be achieved or during the switch-off period electrical discharges can be measured.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausfall der Steuerschaltung die Hochspannung von einem übergeordneten8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that in the event of failure of the control circuit, the high voltage from a parent
Kontrollgerät (Watchdog) abgeschaltet wird. Control device (watchdog) is switched off.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollzahl über eine Schnittstelle frei eingestellt werden kann.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the target number can be freely set via an interface.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessenen elektrischen Spannungs- und/ oder Stromimpulse mittels einer analogtechnischen Vorrichtung erfasst und verarbeitet werden, insbesondere integriert werden, und der auf diese Weise erhaltene elektrische Wert mittels eines Komparators mit einem als Sollwert vorgegebenen Schwellwert verglichen wird und nach Maßgabe dieses Vergleichs die Hochspannung geregelt wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the measured electrical voltage and / or current pulses are recorded and processed, in particular integrated, by means of an analog-technical device, and the electrical value obtained in this way by means of a comparator with a predetermined threshold value is compared as a setpoint and the high voltage is regulated in accordance with this comparison.
11. Ozon/Sauerstoffionen/Sauerstoffatomerzeuger mit einem von einer Steuerschaltung gesteuerten Gasentladungsmodul (2) zur Erzeugung dielektrisch behinderter Entladungen mit zwei Elektroden (2A,2B), einem Dielektrikum und einer einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre ausgesetzten Entladungsstrecke, wobei an die Elektroden in vorbestimmten Zeitabschnitten eine durch einen Hochspannungserzeuger erzeugte Wechselspannung oder pulsierende Gleichspannung anzulegen ist, wodurch in der Entladungsstrecke Ozon/ Sauerstoff ionen/ Sauerstoffatome erzeugende elektrische Entladungen hervorzurufen ist, bei denen je- weils im Mittel eine bestimmte Einzelmenge (Mo) von Ozon/ Sauerstof f ionen/ - Sauerstoffatome entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl der elektrischen Entladungen pro Zeiteinheit kontinuierlich zu ermitteln ist und der Ozon/ Sauerstof f ionen/ Sauerstof fatomerzeuger über die Steuerschaltung nach Maßgabe eines Vergleichs mit einer Sollzahl elektrischer Entladungen in einem geschlossenen Re- gelkreis zu regeln ist. 11. Ozone / oxygen ions / oxygen atom generator with a gas discharge module (2) controlled by a control circuit for generating dielectrically impeded discharges with two electrodes (2A, 2B), a dielectric and a discharge path exposed to an oxygen-containing atmosphere, the electrodes being passed through at predetermined intervals an alternating voltage or pulsating direct voltage generated by a high-voltage generator is to be applied, as a result of which electric discharges are generated in the discharge path which produce ozone / oxygen ions / oxygen atoms and in which a certain individual quantity (Mo) of ozone / oxygen ions / oxygen atoms is generated on average, characterized in that the number of electrical discharges per unit of time is to be determined continuously and the ozone / oxygen ion / oxygen generator via the control circuit in accordance with a comparison with a target number of electrical discharges in a closed its control loop is to be regulated.
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Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5443800A (en) * 1993-06-01 1995-08-22 Liftech Corporation Pulse train generating circuit for control of an ozone generating means
JPH0741305A (en) * 1993-07-29 1995-02-10 Shimadzu Corp Power source device of ozonizer
JPH11505797A (en) * 1995-05-26 1999-05-25 ヴェイゾウジェン・インコーポレイテッド Ozone generator with in-line sensor
WO1997049636A1 (en) * 1995-05-26 1997-12-31 Vasogen Inc. Apparatus and method for calibrating and verifying the generation and delivery of ozone
AU7143396A (en) * 1995-10-20 1997-05-07 Lifetech Corporation Method and apparatus for utilizing dielectric breakdown for indirect measurement purposes
AU3211799A (en) * 1998-03-26 1999-10-18 Eden Air, Inc. Ozone generator and method of generating O3

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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