TWI750507B - 離子產生器監控系統及離子感測器 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種用於感測離子之感測器，其包括：一電路板總成；及一芯總成，其經連接至該電路板總成，該芯包含一第一電導體及一第二電導體。

Description

離子產生器監控系統及離子感測器

本發明係關於一種離子產生器系統，且更特定而言係關於一種具有使用一感測器及至少一個離子產生器監控及調節空氣中之離子之一控制器之離子產生器系統。

空氣離子產生器通常在完成涉及靜電靈敏電子組件之工作的場所中使用，以消除非導體上之靜電電荷之累積以及靜電附著(static cling)。由於彼等元件對電非常靈敏，因此其等不能接地，此係因為快速放電亦將破壞該等元件。通常，該工作係透過一特殊耗散桌墊(其允許一非常緩慢之放電)，且在一離子產生器之氣湧(air gush)下完成。例如，其中具有昂貴且靈敏之機器之潔淨室通常需要離子產生器來中和其中之靜電電荷。在另一實例中，離子產生器可用於含有爆炸性氣體或粉末之環境中。

歷史上，已藉由使用一帶電板監控器(CPM)來驗證抗靜電離子產生器之有效性。監控器由暴露於空氣之一金屬板組成，該金屬板經充電至一大電壓(通常大約+1000V或-1000V)。一非接觸式或其他非常高阻抗之伏特計量測該板放電時之板上電壓。空氣中之相反電荷之離被吸引至帶電板上，且當其等與該板接觸時，電荷被中和。該板之放電時間被用 作離子產生系統之有效性之一量測。此系統之一些缺點包含：連續監控之缺乏；經暴露之高電壓板之潛在安全危害；帶電板附近之離子之耗盡，由此減小當一測試在進行中時離子產生保護之有效性；及相對大板面積。另外，CPM通常一次僅可感測正離子或負離子而非兩者。或者，將利用兩個單獨CPM，一個CPM偵測正離子且另一CPM偵測負離子，各CPM需要其自身電源。

因此，長期以來需要一種藉由執行離子電流之連續量測而非在一板歸因於離子電流而放電時對板之電壓進行一間接量測來克服傳統CPM之限制之感測器。另外，長期以來需要一種與感測器及一或多個離子產生器進行通信以自動調整離子產生以維持空氣中之離子平衡之離子產生監控系統。

根據本文中所繪示之態樣，提供一種用於感測離子之感測器，其包括：一電路板總成；及一芯總成，其經連接至該電路板總成，該芯包含一第一電導體及一第二電導體。

根據本文中所繪示之態樣，提供一種用於感測離子之感測器，其包括：一電路板總成；一芯總成，其經連接至該電路板總成，該芯包含一第一桿、一第二桿、經連接至該第一桿之一第一板及經連接至該第二桿之一第二板；及一籠，其至少部分地環繞該芯總成且經電連接至該電路板總成。

根據本文中所繪示之態樣，提供一種用於感測離子之感測器，其包括：一電路板總成；一芯；一籠，其至少部分地環繞該芯；一第一導線，其經纏繞於該芯周圍且經連接至該電路板總成；一第二導線，其 經纏繞於該芯周圍且經連接至該電路板總成；及一第三導線，其將該籠連接至該電路板總成。

根據本文中所繪示之態樣，提供一種離子產生器系統，其包括：一控制器；至少一個感測器，其經連接至該控制器，該至少一個感測器包含一第一電路板總成、一芯、至少部分地環繞該芯之一籠、纏繞於該芯周圍且經連接至該第一電路板總成之一第一導線、纏繞於該芯周圍且經連接至該第一電路板總成之一第二導線及將該籠連接至該第一電路板總成之一第三導線；及至少一個離子產生器，其經連接至該控制器。

根據本文中所繪示之態樣，提供一種監控一離子產生系統之方法，該方法包括：自至少一個感測器接收一不可接受之離子速率/數量之一第一資料集；基於該第一資料集進行是否需要更多離子或更少離子之一第一判定；基於該第一判定將產生更多離子或更少離子之一第一信號發送至至少一個離子產生器；將關於該第一判定及該第一信號之一第一通信發送至一遠端運算裝置；自該至少一個感測器接收一可接受之離子速率/數量之一第二資料集；基於該第二資料集進行不需要更多離子或更少離子之一第二判定；基於該第二判定將產生相同離子速率之一第二信號發送至該至少一個離子產生器；將關於該第二判定及該第二信號之一第二通信發送至該遠端運算裝置；自該至少一個感測器接收一離子失衡之一第三資料集；基於該第三資料集進行是否需要正離子或負離子之一第三判定；基於該第三判定將產生正離子或負離子之一第三信號發送至至少一個離子產生器；將關於該第三判定及該第三信號之一第三通信發送至一遠端運算裝置；自該至少一個感測器接收一離子平衡之一第四資料集；基於該第四資料集進行不需要正離子或負離子之一第四判定；基於該第四判定將停止產 生正離子及負離子之一第四信號發送至該至少一個離子產生器；及將關於該第四判定及該第四信號之一第四通信發送至該遠端運算裝置。

根據本文中所繪示之態樣，提供一種監控一離子產生系統之方法，該方法包括：自至少一個感測器接收一離子失衡之一第一資料集；基於該該第一資料集進行是否需要正離子或負離子之一第一判定；基於該第一判定將產生正離子或負離子之一第一信號發送至至少一個離子產生器；將關於該第一判定及該第一信號之一第一通信發送至一遠端運算裝置；自該至少一個感測器接收一離子平衡之一第二資料集；基於該第二資料集進行不需要正離子或負離子之一第二判定；基於該第二判定將停止產生正離子及負離子之一第二信號發送至該至少一個離子產生器；及將關於該第二判定及該第二信號之一第二通信發送至該遠端運算裝置。

根據本文中所繪示之態樣，提供一種監控一離子產生系統之方法，該方法包括：自至少一個感測器接收一不可接受之離子速率/數量之一第一資料集；基於該第一資料集進行是否需要更多離子或更少離子之一第一判定；基於該第一判定將產生更多離子或更少離子之一第一信號發送至至少一個離子產生器；將關於該第一判定及該第一信號之一第一通信發送至一遠端運算裝置；自該至少一個感測器接收一可接受之離子速率/數量之一第二資料集；基於該第二資料集進行不需要更多離子或更少離子之一第二判定；基於該第二判定將產生相同離子速率之一第二信號發送至該至少一個離子產生器；及將關於該第二判定及該第二信號之一第二通信發送至該遠端運算裝置。

本發明之感測器藉由執行離子電流之連續量測而非在一板歸因於離子電流而放電時對板之電壓進行一間接量測來克服傳統CPM之 限制。電流之量測係由經組態為一「跨阻抗放大器」之一非常低洩漏、高阻抗放大器來實現。此組態將電流轉換為電壓且通常用來偵測光二極體(諸如偵測一長光纖電纜之末端處之光學資料之光二極體)中之小電流。此組態實現大約微微安(一極低電流位準)之量測。相較之下，1安培電流等效於每秒6.25x10¹⁸個電子，此類似於為一行動電話充電所要之電流量。1微微安僅為每秒6,250,000個電子，且1微微安電流之一量測表示每秒近似600萬個離子與感測器元件碰撞。

在一些實施例中，感測器自身由纏繞於一共同芯元件周圍、由具有開口以允許氣流之一金屬(導電)屏蔽件環繞之兩個交錯導線螺旋組成。屏蔽件保護感測器螺旋免受電場影響，該等電場否則將影響量測及因此讀數。導電金屬屏蔽件經連接至感測器電路板之電接地平面。電路板亦用導電金屬屏蔽件圍封以防止干擾，本質上在靈敏電路周圍形成一法拉第籠。在一些實施例中，共同芯元件包括沿其長度之平行條帶，其中相鄰條帶具有交替極性。在一些實施例中，共同芯元件包括複數個筆直平行線。在一些實施例中，共同芯元件包括複數個螺旋配置導線。

將兩個螺旋分別充電至近似+35V及-35V之電壓，儘管可出於各種原因(包含調整靈敏度、校準或適應客戶之特定要求)而調整精確電壓。具有一正電荷之螺旋在被負離子撞擊時獲得電子，且跨阻抗放大器將此離子電流轉換成一電壓。類似地，帶負電螺旋在被正離子撞擊時失去電子，且跨阻抗放大器亦將此電流轉換為一電壓。對此等電壓進行濾波、放大、調節且最終由一類比至數位轉換器(ADC)進行數位化。透過專屬演算法處理所得數位化值以產生等效於由一CPM量測之放電時間之一結果。亦透過一不同專屬演算法處理量測以判定離子產生系統之直流(DC) 平衡。若將一不帶電CPM放置於一離子產生流中，則在理想情況下，該板將相對於接地保持於零伏特，但諸多離子產生器在其等離子流中產生一輕微失衡，從而導致CPM接收一小正電荷或負電荷。本發明之感測器亦可本質上藉由比較正螺旋電流與負螺旋電流之結果來量測此DC偏移。

將數位化資料集轉換為一串列訊息格式且經由RS-485(或另一通信實體層)傳輸至一控制器。將使用離子產生位準及DC平衡以將控制訊息自控制器發送至一離子產生器，調整該離子產生器以確保最佳保護以防電荷累積。控制器短期儲存一些資料且經由一網路協定(例如，經由Wi-Fi、乙太網路或任何其他合適方法)將資訊饋送至一資料聚合器，該資料聚合器處置量測之長期儲存(例如，運算裝置)。一使用者介面(最初係一電腦、平板電腦或行動裝置中之一網頁瀏覽器)將量測、圖形及警報提供個使用者。雲端連接性亦係一個選項，實現企業整體監控。與其他程序自動化軟體及硬體之連接性將允許改良程序控制及產品製造監控，從而使一特定品項可回溯至各製造步驟，及防靜電措施之有效程度之一記錄。

控制器提供離子產生器DC平衡之自動、即時調整，經量測之離子產生器效能之資料記錄及一遠端分佈式系統，該遠端分佈式系統允許一Wi-Fi/無線/有線網路、本端控制、中央資料聚合、雲端連接性、使用者通知/電子郵件/傳呼/顯示、網頁介面、及行動應用存取及控制。控制器進一步提供一可擴展系統以允許在將來添加新感測器、指示器、離子產生器及其他組件。

鑑於圖式及隨附發明申請專利範圍，在檢視本發明之下文詳細描述後，本發明之此等及其他目的、特徵及優點將容易變得顯而易見。

2:機器

10:離子產生器系統

12:電導管

20:全室離子產生器

22:接收器

30:個別離子產生器

32:接收器

40:運算裝置

42:接收器

44:傳輸器

50:感測器

51:傳輸器

52:外殼

54:末端

56:末端

58:埠

60:電路板

62:控制繼電器

63:濾波電容器

64:增益控制電阻器

66:電路板

68:功率電感器

70:電容器

72:電容器

73A:引腳

73B:引腳

74:電路板

75:濾波電容器

76:控制繼電器

78:增益控制電阻器

80:離子感測器

82:末端

84:末端

86:籠

87:開口

88:芯

90:導線

92:導線

94:導線

96:電路板總成

110:控制器

112:外殼

112A:底部部分

112B:頂部部分(未展示)

114:電路板

116:事件偵測器埠

118:離子產生器埠

120:感測器埠

122:可選埠

124:模式按鈕

126:指示燈

128:指示燈

130:天線埠

132:電源埠

134:可選通信埠

136:程式化埠

138:資料聚合器

140:通用串列匯流排(USB)埠

142:音訊/複合視訊埠

144:高清晰度多媒體介面(HDMI)埠

146:微型通用串列匯流排(USB)埠

210:控制器

212:外殼

212A:底部部分

212B:頂部部分

214:電路板

216:事件偵測器埠

218:離子產生器埠

220:感測器埠

222:可選埠

224:模式按鈕

226:指示燈

228:指示燈

230:天線埠

232:電源埠

234:可選通信埠

236:程式化埠

238:資料聚合器

240:通用串列匯流排(USB)埠

242:音訊/複合視訊埠

244:高清晰度多媒體介面(HDMI)埠

246:微型通用串列匯流排(USB)埠

250:接收器

252:傳輸器

300:流程圖

302:步驟

304:步驟

306:步驟

308:步驟

310:步驟

312:步驟

314:步驟

316:步驟

318:步驟

320:步驟

322:步驟

324:步驟

326:步驟

328:步驟

450:感測器

451:傳輸器(未展示)

452:外殼

454:末端

456:末端

457:螺紋

458:埠

460:電路板

462:控制繼電器

463:濾波電容器

464:增益控制電阻器

466:電路板

468:功率電感器

470:電容器

472:電容器

473A:引腳

473B:引腳

474:電路板

475:濾波電容器

476:控制繼電器

478:增益控制電阻器

480:離子感測器

482:末端

483:凸緣

484:末端

486:籠

487:開口

488:芯總成

490A:導線

490B:導線

492:導線(未展示)

494:導線(未展示)

496:電路板總成

500:螺母

502:螺紋

504:凸緣

510:帽

512:開口

520:孔

522:螺釘

530A:板

531A:孔

532A:孔

533A:孔

534A:孔

535A:孔

536A:孔

530B:板

531B:孔

532B:孔

533B:孔

534B:孔

535B:孔

536B:孔

530C:板

531C:孔

532C:孔

533C:孔

534C:孔

535C:孔

536C:孔

530D:板

531D:孔

532D:孔

533D:孔

534D:孔

535D:孔

536D:孔

550:桿

550A:末端

550B:末端

552:桿

552A:末端

552B:末端

554:桿

554A:末端

554B:末端

556:桿

556A:末端

556B:末端

560:板

562:孔

564:孔

566:孔

568:孔

僅以實例之方式、參考隨附示意圖式揭示各項實施例，其中對應元件符號指示對應部件，其中：圖1係一離子產生器系統之一前透視圖；圖2係如圖1中所展示之一感測器之一俯視透視圖；圖3係圖2中所展示之感測器之一分解透視圖；圖4係如圖3中所展示之一電路板總成之一透視圖；圖5係如圖1中所展示之一控制器之一透視圖；圖6係圖5中所展示之控制器之一俯視圖；圖7係圖5中所展示之控制器之一前視圖；圖8係圖5中所展示之控制器之一後視圖；圖9係一控制器之一示意圖；圖10係控制圖1之離子產生器系統之一方法之一流程圖；圖11係一感測器之一正視圖；圖12係大體上沿圖11中之線12-12截取之感測器之一截面視圖；圖13係圖11中所展示之感測器之一分解透視圖；圖14A係如圖13中所展示之一芯總成之一透視圖；圖14B係圖14A中所展示之芯總成之一側視圖；及圖14C係圖14A中所展示之芯總成之一前視圖。

相關申請案之交叉參考

本申請案依據35 U.S.C.§ 120作為2018年4月16日申請之美國專利申請案第15/954,041號之一部分接續案來申請，該申請案之全文 以引用方式併入本文。

首先，應明白，不同圖式視圖上之類似圖式編號識別相同或功能類似之結構元件。應理解，發明申請專利範圍不限於所揭示態樣。

此外，應理解，本發明不限於所描述之特定方法、材料及修改，且因而當然可變動。亦應理解，本文中所使用之術語僅用於描述特定態樣之目的，且並非意欲於限制發明申請專利範圍之範疇。

除非另外定義，否則本文中所使用之所有技術及科學術語具有相同於本發明所屬領域之一般技術者通常理解之含義之含義。應理解，類似或等效於本文中所描述之方法、裝置或材料之任何方法、裝置或材料可用於實踐或測試實例實施例。

應明白，術語「實質上」與諸如「接近」、「非常接近」、「約」、「近似」、「大約」、「近乎」、「接近於」、「本質上」、「約莫」、「在…上下」等術語同義，且此等術語如說明書及發明申請專利範圍中出現般可互換地使用。應明白，術語「近接」與諸如「附近」、「接近」、「相鄰」、「鄰近」、「緊接」、「鄰接」等術語同義，且此等術語如說明書及發明申請專利範圍中出現般可互換地使用。術語「近似」意欲於意謂在指定值之百分之十內之值。

現參考附圖，圖1係離子產生器系統10之一前透視圖。離子產生器系統通常包括感測器50、控制器110及至少一個離子產生器。在一些實施例中，離子產生器系統10包括全室(whole room)離子產生器20、個別離子產生器30、感測器50及控制器110。全室離子產生器20、個別離子產生器30及感測器50經由電導管12連接至控制器110。亦透過電導管12對全室離子產生器20、個別離子產生器30及感測器50提供電力。然而，應 明白，全室離子產生器20、個別離子產生器30及感測器50可經由無線通信(例如，Wi-Fi、藍芽技術、ZigBee、紅外線(IR)、無線電或任何其他合適無線通信方法)連接至控制器110。在一無線實施例中，全室離子產生器20、個別離子產生器30及感測器50將各具有一合適電源，例如AC主電源或電池。控制器110能夠與遠端運算裝置40無線地通信。運算裝置40包括用於自控制器110接收資訊之接收器42及用於將資訊發送至控制器110之傳輸器44。運算裝置40亦可具有一數位使用者介面。

全室離子產生器20係一種使用高電壓來使空氣分子產生離子(帶電)之裝置。全室離子產生器20能夠產生負離子或陰離子，其等係具有一或多個額外電子之粒子，從而對粒子賦予一淨負電荷。全室離子產生器20亦能夠產生正離子或陽離子，其等係缺少一或多個電子之離子，從而導致一淨正電荷。全室離子產生器20可包括實體地內建於其中之一風扇。當產生離子時，風扇使離子分佈遍及室或空間。全室離子產生器20經由電導管12連接至控制器110。全室離子產生器20通常與感測器50進行通信。具體而言，全室離子產生器20自控制器110接收指令以使更多負離子及/或正離子分佈遍及空間或室。在一些實施例中，全室離子產生器20包括接收器22且經由無線傳輸自控制器110接收指令，而無需其等之間的實體電連接。應明白，離子產生器系統10可具有任何數目個全室離子產生器以對環境提供合適離子產生。例如，離子產生器系統10可具有配置於其上之一或多個全室離子產生器。

個別離子產生器30係一種使用高電壓來使空氣分子產生離子(帶電)之裝置。個別離子產生器30能夠產生負離子或陰離子，其等係具有一或多個額外電子之粒子，從而對粒子賦予一淨負電荷。個別離子產生 器30亦能夠產生正離子或陽離子，其等係缺少一或多個電子之離子，從而導致一淨正電荷。個別離子產生器30較佳地配置於機器2上或緊鄰機器2。個別離子產生器30直接在機器2周圍提供一更高濃度之離子，而全室離子產生器20通常將離子分佈至整個空間或室。個別離子產生器30可使用壓縮空氣來分佈離子，而非如在全室離子產生器20中般使用一風扇來分佈離子。例如，當產生離子時，壓縮空氣直接在機器2周圍分佈離子。在一些實施例中，個別離子產生器30經連接至一壓縮機，該壓縮機提供壓縮空氣。應明白，個別離子產生器30可使用一風扇來分佈離子，且全室離子產生器20可使用壓縮空氣來分佈離子。個別離子產生器30經由電導管12連接至控制器110。個別離子產生器30通常與感測器50進行通信。具體而言，個別離子產生器30自控制器110接收指令以使更多負離子及/或正離子分佈遍及機器2及圍繞機器2分佈。在一些實施例中，個別離子產生器30包括接收器32且經由無線傳輸自控制器110接收指令，而無需其等之間的實體電連接。應明白，離子產生器系統10可具有任何數目個個別離子產生器以對環境提供合適離子產生。例如，每台機器可具有配置於其上之一或多個個別離子產生器。

圖2係感測器50之一俯視透視圖。圖3係感測器50之一分解視圖。圖4係電路板總成96之一透視圖。感測器50通常包括外殼52、離子感測器80及電路板總成96。感測器50比較空間或室中之正離子與負離子且將彼資訊發送至控制器110。下文描述應參考圖2至圖4來閱讀。

外殼52通常呈圓柱形且包括末端54及末端56。外殼52較佳地係一導電金屬屏蔽件，其至少部分地在電路板總成96周圍形成一法拉第屏蔽件，該電路板總成96經容納於該法拉第屏蔽件中。一法拉第屏蔽件或 法拉第籠(如下文所論述)係用來阻擋電磁場之一圍封體。一法拉第屏蔽件可由導電材料之一連續覆蓋物或在一法拉第籠之情況下由此等材料之一網形成。因而，外殼52防止干擾電路板總成96之靈敏電路。在一些實施例中，外殼52包括不鏽鋼。在一些實施例中，外殼52包括內部塗佈有一金屬之一塑膠殼。末端54包括埠58。感測器50透過埠58經由電導管12連接至控制器110。在一些實施例中，埠58係一RJ 45連接器。然而，應明白，埠58可包括適於在感測器50與控制器110之間提供一介面之任何連接器。在一些實施例中，感測器50經由傳輸器51與控制器110進行通信。

離子感測器80自外殼52延伸。離子感測器80包括籠86及芯88，兩者在連接至末端56之末端82與末端84之間延伸。在一些實施例中，離子感測器80不包括籠86。末端82及84可包括一導電材料，或可包括塗佈或纏繞於一導電材料(諸如銅箔)中之塑膠或其他非導電材料。末端82及84之材料使得其輔助產生一法拉第籠，如下文進一步論述。芯88係包含纏繞於其周圍之兩個交錯導線螺旋之一非導電芯。如圖中所展示，導線92及94交替地纏繞於芯88周圍，該等導線92及94經連接至電路板總成96。具體而言，導線92經由任何合適方法(例如焊接)連接至電路板74。導線94經由任何合適方法(例如焊接)連接至電路板60。導線92及94之一者經充電至近似+35V之一電壓，且導線92及94之另一者經充電至近似-35V之一電壓。然而，應明白，可出於各種原因(包含調整靈敏度、校準或適應使用者之特定要求)而調整精確電壓。在一些實施例中，導線92包括一正電荷，且當被負離子撞擊時獲得電子。導線92經連接至電路板74，該電路板74包括將此離子電流轉換成一電壓之一跨阻抗放大器。類似地，導線94包括一負電荷，且當被正離子撞擊時損失電子。導線94經連接至電 路板60，該電路板60包括將此電流轉換成一電壓之一跨阻抗放大器。應明白，在一些實施例中，導線92可包括一負電荷且導線94可包括一正電荷。對此等電壓進行濾波、放大、調節，且最終由一ADC進行數位化。透過專屬演算法處理所得數位化值以產生等效於由一CPM量測之放電時間之一結果。亦透過一不同專屬演算法處理量測以判定離子產生系統之DC平衡。若將一不帶電CPM放置於一離子產生流中，則在理想情況下，該板將相對於接地保持於零伏特，但諸多離子產生器在其等離子流中產生一輕微失衡，從而導致帶電板監控器接收一小正電荷或負電荷。此感測器技術亦可本質上藉由比較正螺旋電流與負螺旋電流之結果來量測此DC偏移。在一些實施例中，導線92及94係非絕緣、低腐蝕、鍍金導線。雙螺旋感測器設計用來提供即時、直接離子電流量測及低雜訊/洩漏。

籠86係具有開口87以允許氣流至芯88之一金屬(導電)屏蔽件。籠86形成一法拉第籠，該法拉第籠保護導線92及94免受電場影響，該等電場否則將影響讀數。籠86經由導線90連接至感測器電路板之電接地平面，例如電路板74內之一電接地平面(未展示)。應明白，籠86可經由導線90連接至定位於電路板60上之一電接地平面。此外，電路板74中之電接地平面及電路板60中之電接地平面經由一或多個導電引腳連接，諸如引腳73A及73B。引腳73A及73B自電路板60延伸至電路板74以電連接配置於電路板60及電路板74中之接地平面。電路板60及74中之接地平面幫助減小外部雜訊源中斷電路板總成96之電路之影響。電路板之接地平面保持靈敏類比電路以低雜訊能力操作。應明白，可使用適於連接接地平面以減小影響電路之外部雜訊之任何數目個引腳。在一些實施例中，籠86經配置為一網屏蔽件，該網屏蔽件在外部電磁波到達由導線92及94形成之雙 螺旋之前衰減外部電磁波，但允許離子流過。開口87可包括一正方形、六邊形、圓形或不規則多邊形幾何形狀、或任何其他合適幾何形狀。在一些實施例中，籠86保持未接地且用來量測離子流之偏移電壓。在一些實施例中，離子感測器80不包括籠86，而是僅包括芯總成88。

電路板總成96通常包括皆連接至埠58之電路板60、電路板74及電路板66。電路板60、74及66可為印刷電路板(PCB)。功率電感器68經配置於電路板66與電路板74之間。然而，功率電感器68可經配置於相對於電路板66及74之任何合適位置處。電路板66及功率電感器68經配置以調節供應至感測器50之功率。電路板60尤其包括控制繼電器62、增益控制電阻器64、濾波電容器63及一跨阻抗放大器，且經連接至導線94。電路板60經配置以將導線94中之電流轉換為一電壓，且隨後對彼電壓進行濾波、放大、調節及數位化。類似地，電路板74尤其包括控制繼電器76、增益控制電阻器78、濾波電容器75及一跨阻抗放大器，且經連接至導線92。電路板74經配置以將導線92中之電流轉換為一電壓，且隨後對彼電壓進行濾波、放大、調節及數位化。接著將由電路板60及/或74產生之數位化資料集轉換為一串列訊息格式且經由RS-485(或另一通信機制)傳輸至控制器110。將由控制器110使用由感測器50判定之DC平衡位準來將資訊發送至一離子產生器，從而調整該離子產生器以確保最佳保護以防電荷累積，如下文將更詳細地論述。

圖5係控制器110之一透視圖，其中出於觀看目的而移除外殼112之一頂部部分。圖6係控制器110之一俯視圖。圖7係控制器110之一前視圖。圖8係控制器110之一後視圖，其中出於觀看目的而完全移除外殼112。下文描述應參考圖5至圖8來閱讀。

控制器110通常包括保護性地圍封電路板114及資料聚合器138之外殼112。外殼112包括底部部分112A及頂部部分112B(未展示)。在一些實施例中，資料聚合器138包括一中央處理單元(CPU)。

電路板114包括事件偵測器埠116、離子產生器埠118、感測器埠120、可選埠122、模式按鈕124、指示燈126及128、天線埠130、電源埠132、及可選通信或觸發埠134。經由電源埠132對控制器110供應電力。模式按鈕124允許一使用者與控制器110互動。應明白，埠116、118、120及122係等效且可互換的，且其等亦將電力提供至周邊設備。周邊設備向控制器110通告其等被插入時為何物。例如，若感測器50經插入至埠118中，則周邊設備告知控制器110將埠118變成一感測器埠。相同偵測構件被包含至該等埠之各者中。應明白，控制器110可具有任何合適數目個埠，且本發明不限於圖中所繪示之埠之數目。

事件偵測器埠116經配置以將指示離子產生器系統10未正常操作之一信號或若干信號發送至一遠端位置。若控制器110、感測器50、全室離子產生器20或個別離子產生器30已發生一錯誤，則控制器110發送指示此情況(例如，一離子產生器或感測器是否已損壞)之一信號。控制器110亦可經由事件偵測器埠116將指示離子產生器系統10正常操作之一信號發送至一遠端位置。類似地，指示燈126及128經配置用於系統狀態之一視覺指示。在一些實施例中，指示燈126係紅色的且指示燈128係綠色的。當離子產生器系統10正常操作時，指示燈128接通且指示燈126切斷。當離子產生器系統10中已發生一錯誤時(如上文所論述)，指示燈126接通且指示燈128切斷。指示燈126及128較佳地係發光二極體(LED)；然而，應明白，指示燈126及128可為適於指示離子產生器系統10 之狀態之任何其他合適光源及任何色彩。在一些實施例中，指示燈126及128係紅色/綠色/藍色LED且可指示可見光譜之任何色彩。在一些實施例中，控制器110包括一揚聲器且經由一警報或其他合適雜訊(例如，一警響)指示在離子產生系統10中已發生一錯誤。在一些實施例中，由指示燈126及128指示之色彩可取決於離子平衡來回變化。在一些實施例中，由指示燈126及128指示之色彩可在一溫度計式顯示器中展示離子強度。

離子產生器埠118經配置以將一或多個離子產生器實體地連接至控制器110。例如，全室離子產生器20及/或個別離子產生器30經由離子產生器埠118連接至控制器110。應明白，控制器110可具有一或多個離子產生器埠，且所展示實施例不限於僅一個離子產生器埠。在一些實施例中，控制器110包括用於離子產生器系統10中之各離子產生器之一單獨離子產生器埠。控制器110可一起控制離子產生器系統10中之所有離子產生器。例如，若控制器110自感測器50接收離子產生器系統10需要更多正離子之一信號，則控制器110將產生更多正離子之一信號發送至所有離子產生器。控制器110可分別控制離子產生器系統10中之離子產生器之各者。例如，若控制器110自感測器50接收機器2需要更多正離子之一信號，則控制器110將產生更多正離子之一信號發送至僅個別離子產生器30而非全室離子產生器20。

感測器埠120經配置以將一或多個感測器實體地連接至控制器110。例如，感測器50經由感測器埠120連接至控制器110。應明白，控制器110可具有一或多個感測器埠，且所展示實施例不限於僅一個感測器埠。在一些實施例中，控制器110包括用於離子產生器系統10中之各感測器之一單獨感測器埠。控制器110可自離子產生器系統10中之所有感測 器一起接收資訊。例如，若控制器110自一個感測器接收離子產生器系統10需要更多正離子之一信號，則控制器110將產生更多正離子之一信號發送至所有離子產生器。控制器110可個別地及在位置上自離子產生器系統10中之感測器之各者接收資訊。例如，若控制器110自感測器50接收機器2需要更多正離子之一信號，則控制器110將產生更多正離子之一信號發送至僅個別離子產生器30而非全室離子產生器20。在一些實施例中，感測器埠120包括用於程式化控制器110(具體而言電路板114)之一內建啟動載入器。

天線埠130經配置以直接地或透過一延伸電纜將控制器110中之換能器實體地連接至一外部傳輸器或天線或連接至具有一天線之一外部傳輸器。具體而言，天線埠130經配置以連接至一傳輸裝置或天線或連接至具有一天線之傳輸裝置，以將資訊無線地傳輸至運算裝置40之接收器42。在一些實施例中，一傳輸裝置可直接內建至控制器110中，如下文將論述。然而，天線埠130允許連接至一傳輸裝置，該傳輸裝置例如在控制器110所在之法拉第籠的外部。

聚合器138包括程式化埠136、通用串列匯流排(USB)埠140、音訊/複合視訊埠142、高清晰度多媒體介面(HDMI)埠144及微型通用串列匯流排(USB)埠146。聚合器138經配置為經設計以自互連或非互連交叉點提取即時交叉點及訊務機櫃資料之一硬體裝置。在一些實施例中，聚合器138係控制器110之具有一CPU且用作一可選控制器之一子總成。

控制器110短期儲存一些資料(即，經由聚合器138)且經由一網路協定(例如，Wi-Fi、乙太網路或任何其他合適構件)將資訊饋送至運算裝置40，該運算裝置40處置量測之長期儲存。一使用者介面(最初係 一電腦、平板電腦或行動裝置中之一網頁瀏覽器)將量測、圖形及警報提供給使用者。雲端連接性亦係一個選項，實現企業整體監控。與其他程序自動化軟體及硬體之連接性將允許經改良程序控制及產品製造監控，從而使一特定品項可回溯至各製造步驟，及防靜電措施之有效程度之一記錄。

控制器110自感測器50接收例如存在正離子及負離子之一失衡之資訊。接著，控制器110將產生正離子或負離子(無論需要哪個)之一信號發送至全室離子產生器20及/或個別離子產生器30。接著，當存在正離子及負離子之一平衡時，感測器50將一信號發送至控制器110。接著，控制器110將停止產生離子或維持目前比率之一信號發送至全室離子產生器20及個別離子產生器30。控制器110將資訊發送至運算裝置40，該運算裝置40經配置以記錄資料。例如，可收集關於離子產生器運行之時間長度之資料以平衡空間或室中之離子。若離子產生器在產生負離子時需要運行45分鐘，但在產生正離子時僅需要運行10分鐘，則此可為離子產生器未如其等本應般有效地產生負離子之一指示。另外或替代地，此可為空間或室(例如，一機器)中之某些事物致使正離子與負離子之顯著失衡之一指示，此導致需要顯著更多之負離子。離子產生器系統10之即時監控及資料記錄能力具體而言透過使用感測器50，允許快速地且有效地判定離子產生器之效率，且允許偵測機器中之缺陷或環境中之異常。

圖9係控制器210之一示意圖。控制器210通常包括外殼212，該外殼212保護性地圍封電路板214、資料聚合器238、接收器250及傳輸器252。外殼212包括底部部分212A及頂部部分212B(未展示)。接收器250自一遠端位置(例如，運算裝置40)無線地接收資訊。接收器250允許無線地且遠端地程式化控制器210。傳輸器252允許控制器210將資訊無線 地發送至一遠端位置(例如，運算裝置40)。傳輸器252可為一天線埠230之替換物或除天線埠230以外之組件。

電路板214包括事件偵測器埠216、離子產生器埠218、感測器埠220、可選埠222、模式按鈕224、指示燈226及228、天線埠230、電源埠232、及可選通信或觸發埠234。經由電源埠232對控制器210供應電力。模式按鈕224允許一使用者與控制器210互動。應明白，各種埠係可互換的且非專用於一特定位置。另外，各種埠可重新專用以提供其他用途。

事件偵測器埠216經配置以將指示離子產生器系統10未正常操作之一信號或若干信號發送至一遠端位置。若控制器210、感測器50、全室離子產生器20或個別離子產生器30已發生一錯誤，則控制器210發送指示此情況(例如，一離子產生器或感測器是否已損壞)之一信號。控制器210亦可經由事件偵測器埠216將指示離子產生器系統10正常操作之一信號發送至一遠端位置。類似地，指示燈226及228經配置用於系統狀態之一視覺指示。在一些實施例中，指示燈226係紅色的且指示燈228係綠色的。當離子產生器系統10正常操作時，指示燈228接通且指示燈226切斷。當在離子產生器系統10中已發生一錯誤時(如上文所論述)，指示燈226接通且指示燈228切斷。指示燈226及228較佳地係發光二極體(LED)；然而，應明白，指示燈226及228可為適於指示離子產生器系統10之狀態之任何其他合適光源及任何色彩。在一些實施例中，控制器210包括一揚聲器且經由一警報或其他合適雜訊指示離子產生系統10中已發生一錯誤。

離子產生器埠218經配置以將一或多個離子產生器實體地連接至控制器210。例如，全室離子產生器20及/或個別離子產生器30經由 離子產生器埠218連接至控制器210。應明白，控制器210可具有一或多個離子產生器埠，且所展示實施例不限於僅一個離子產生器埠。在一些實施例中，控制器210包括用於離子產生器系統10中之各離子產生器之一單獨離子產生器埠。控制器210可一起控制離子產生器系統10中之所有離子產生器。例如，若控制器210自感測器50接收離子產生器系統10需要更多正離子之一信號，則控制器210將產生更多正離子之一信號發送至所有離子產生器。控制器210可分別控制離子產生器系統10中之離子產生器之各者。例如，若控制器210自感測器50接收機器2需要更多正離子之一信號，則控制器210將產生更多正離子之一信號發送至僅個別離子產生器30而非全室離子產生器20。

感測器埠220經配置以將一或多個感測器實體地連接至控制器210。例如，感測器50經由感測器埠220連接至控制器210。應明白，控制器210可具有一或多個感測器埠，且所展示實施例不限於僅一個感測器埠。在一些實施例中，控制器210包括用於離子產生器系統10中之各感測器之一單獨感測器埠。控制器210可自離子產生器系統10中之所有感測器一起接收資訊。例如，若控制器210自一個感測器接收離子產生器系統10需要更多正離子之一信號，則控制器210將產生更多正離子之一信號發送至所有離子產生器。控制器210可個別地地且在位置上自離子產生器系統10中之感測器之各者接收資訊。例如，若控制器210自感測器50接收機器2需要更多正離子之一信號，則控制器210將產生更多正離子之一信號發送至僅個別離子產生器30而非全室離子產生器20。在一些實施例中，感測器埠220包括用於程式化控制器210(具體而言電路板214)之一內建啟動載入器。

天線埠230經配置以將控制器210實體地連接至一傳輸器。具體而言，天線埠230經配置以連接至一傳輸裝置以將資訊無線地傳輸至運算裝置40之接收器42。在一些實施例中，一傳輸裝置可直接內建至控制器210中，如下文將論述。然而，天線埠230允許連接至一傳輸裝置，該傳輸裝置例如在控制器210所在之法拉第籠之外部。在一些實施例中，接收器250及傳輸器252兩者連接至天線埠230，且天線埠直接或經由一延伸電纜連接至一傳輸器或一天線或連接至具有一天線之一傳輸器。

聚合器238包括程式化埠236、通用串列匯流排(USB)埠240、音訊/複合視訊埠242、高清晰度多媒體介面(HDMI)埠244及微型通用串列匯流排(USB)埠246。聚合器238經配置為經設計以自互連或非互連交叉點提取即時交叉點及訊務機櫃資料之一硬體裝置。

控制器210短期儲存一些資料(即，經由聚合器238)且經由一網路協定(例如，Wi-Fi、乙太網路或任何其他合適構件)將資訊饋送至運算裝置40，該運算裝置40處置量測之長期儲存。一使用者介面(最初係一電腦、平板電腦或行動裝置中之一網頁瀏覽器)將量測、圖形及警報提供給使用者。雲端連接性亦係一個選項，實現企業整體監控。與其他程序自動化軟體及硬體之連接性將允許改良程序控制及產品製造監控，從而使一特定品項可回溯至各製造步驟，及防靜電措施之有效程度之一記錄。

控制器210自感測器50接收例如存在正離子及負離子之一失衡之資訊。接著，控制器210將產生正離子或負離子(無論需要哪個)之一信號發送至全室離子產生器20及/或個別離子產生器30。接著，當存在正離子及負離子之一平衡時，感測器50將一信號發送至控制器210。接著，控制器210將停止產生離子之一信號發送至全室離子產生器20及個別 離子產生器30。控制器210將資訊發送至運算裝置40，該運算裝置40經配置以記錄資料。例如，可收集關於離子產生器運行之時間長度之資料以平衡空間或室中之離子。若離子產生器在產生負離子時需要運行45分鐘，但在產生正離子時僅需要運行10分鐘，則此可為離子產生器未如其等本應般有效地產生負離子之一指示。另外或替代地，此可為空間或室(例如，一機器)中之某些事物致使正離子與負離子之顯著失衡之一指示，此導致需要顯著更多之負離子。離子產生器系統10之即時監控及資料記錄能力具體而言透過使用感測器50，允許快速地且有效地判定離子產生器之效率，且允許偵測機器中之缺陷。

圖10展示概述控制離子產生器系統10之一方法之流程圖300。應明白，流程圖300可與任何離子產生器系統一起使用且本發明不應限於其僅與離子產生器系統10一起使用。該方法係由控制器110執行，該控制器110與全室離子產生器20、個別離子產生器30、感測器50及遠端運算裝置40進行通信。

在步驟302中，控制器50自感測器50接收一資料集。可經由電導管12(即，固線式連接)或經由由一傳輸器51發送之一無線傳輸(即，無線連接)而接收資料。

在步驟304中，控制器50判定空間或室中之目前離子速率及/或數量是否係可接受的。具體而言，可量測離子數量作為每體積空間之離子數目。可量測離子速率作為每單位時間由離子產生器產生之離子量。

若目前離子速率及/或數量係不可接受的，則在步驟306中，控制器50判定是否需要更多離子。若需要更多離子，則在步驟308 中，控制器50將產生更多離子之一信號發送至全室離子產生器20及/或個別離子產生器30。若不需要更多離子，則在步驟310中，控制器50判定是否需要更少離子。若需要更少離子，則在步驟312中，控制器50將產生更少離子之一信號發送至全室離子產生器20及/或個別離子產生器30。若控制器50判定目前離子速率及/或數量係不可接受的、不需要更多離子且不需要更少離子，則在步驟314中，控制器50發送離子產生器系統10中已發生一錯誤之一信號。控制器50可例如透過事件偵測器埠116將一信號發送至一遠端位置及/或經由指示燈126/128指示一系統錯誤。

若不需要更多離子，則在步驟316中，控制器50判定空間或室中是否存在一離子失衡。具體而言，控制器50判定目前離子平衡是否係可接受的。例如，若正離子位準等於負離子位準，則不存在離子失衡。若正離子位準不等於負離子位準，則存在一離子失衡。應明白，α離子產生器通常在空間或室中產生一平衡離子位準，此係因為α離子產生器係固有地平衡的。因而，在一些實施例中，α離子產生器可用來限制離子產生器系統10之離子失衡。

若目前離子平衡係可接受的(即，不存在離子失衡)，則在步驟328中，控制器50將一通信發送至遠端運算裝置40。運算裝置40記錄此通信(即，在彼特定時刻不存在離子失衡)。另外，若不存在離子失衡，則控制器50可將產生平衡數量之正離子及負離子之一信號發送至全室離子產生器20及/或個別離子產生器30。應明白，在步驟328中，控制器50與遠端運算裝置40進行通信且將資料遞送至遠端運算裝置40以用於記錄及其他目的(例如，分析)。另外，在步驟328中，控制器50可接收資訊以輔助針對流程圖300之下一循環做出決策，例如接收系統更新。

若目前離子平衡係不可接受的(即，存在一離子失衡)，則在步驟318中，控制器50判定是否需要更多正離子。若正離子位準小於負離子位準，則需要更多正離子。若正離子位準大於或等於負離子位準，則不需要更多正離子。

若需要更多正離子，則在步驟320中，控制器50將產生正離子或將離子產生之平衡移位至更多正離子之一信號發送至全室離子產生器20及/或個別離子產生器30。

若不需要更多正離子，則在步驟322中，控制器50判定是否需要更多負離子。若負離子位準小於正離子位準，則需要更多負離子。若負離子位準大於或等於正離子位準，則不需要更多負離子。應明白，此步驟可自該方法移除，此係因為若在步驟316中控制器50判定存在一離子失衡，且在步驟318中亦判定不需要更多正離子，則邏輯上必須需要更多負離子(除非系統中存在一錯誤)。

若需要更多負離子，則在步驟324中，控制器50將產生負離子或將離子產生之平衡移位至更多負離子之一信號發送至全室離子產生器20及/或個別離子產生器30。

若不需要更多負離子，則在步驟326中，控制器50發送離子產生器系統10中已發生一錯誤之一信號。控制器50可例如透過事件偵測器埠116將一信號發送至一遠端位置及/或經由指示燈126/128指示一系統錯誤。

在於步驟308、步驟312、步驟314、步驟320、步驟324或步驟326中控制器50已發送一信號之後，控制器50將一通信發送至運算裝置40(類似於先前關於步驟328所論述之通信)。運算裝置40記錄通信。接 著可分析及編譯由運算裝置40記錄之資料以判定離子產生器之效率、感測器之校準及在空間或室中產生一過量電荷之系統中之任何缺陷(例如，一故障機器)。

應明白，存在增加正離子相對於負離子之位準且亦增加負離子相對於正離子之位準之各種方法。例如，若需要更多負離子，則控制器50可停止產生正離子且繼續產生負離子，減少產生正離子且繼續產生負離子，停止產生正離子且增加產生負離子，或減少產生正離子且增加產生負離子。若需要更多正離子，則控制器50可停止產生負離子且繼續產生正離子，減少產生負離子且繼續產生正離子，停止產生負離子且增加產生正離子，或減少產生負離子且增加產生正離子。

圖11係感測器450之一正視圖。圖12係大體上沿圖11中之線12-12截取之感測器450之一截面視圖。圖13係感測器450之一分解透視圖。圖14A係芯總成488之一透視圖。圖14B係芯總成488之一側視圖。圖14C係芯總成488之一前視圖。感測器450通常包括外殼452、離子感測器480及電路板總成496。取代感測器50或除感測器50以外，感測器450亦可用於離子產生器系統10中。代替感測器50或除感測器50以外，感測器450亦執行實質上相同於感測器50之功能且可在圖1中所展示之離子產生器系統10中實施。感測器450比較空間或室中之正離子及負離子且將彼資訊發送至控制器110。下文描述應參考圖12至圖14C來閱讀。

外殼452通常呈圓柱形且包括末端454及末端456。外殼452較佳地係一導電金屬屏蔽件，其至少部分地在電路板總成496周圍形成一法拉第屏蔽件，該電路板總成496經容納於該法拉第屏蔽件中。一法拉第 屏蔽件或法拉第籠(如下文所論述)係用來阻擋電磁場之一圍封體。一法拉第屏蔽件可由導電材料之一連續覆蓋物或在一法拉第籠之情況下由此等材料之一網形成。因而，外殼452防止干擾電路板總成496之靈敏電路。在一些實施例中，外殼452包括不鏽鋼。在一些實施例中，外殼452包括內部塗佈有一金屬之一塑膠殼。末端454包括埠458。感測器450透過埠458經由電導管12連接至控制器110。在一些實施例中，埠458係一RJ 45連接器。然而，應明白，埠458可包括適於在感測器450與控制器110之間提供一介面之任何連接器。在一些實施例中，感測器450經由傳輸器51與控制器110進行通信。感測器450可進一步包括可移除地連接至末端454之帽510。帽510包括允許電連接至埠458之開口512。在一些實施例中，帽510經由接合於一或多個孔520中之一或多個固定螺釘522連接至末端450。在一些實施例中，帽510經由一干涉或摩擦配合連接至末端450。感測器450可進一步包括末端456附近之螺紋457。

離子感測器480自外殼452延伸。離子感測器480包括籠486及芯總成488。籠486經由例如螺母500連接至末端456。籠486包括包含凸緣483之末端482及末端484。在一些實施例中，離子感測器480不包括籠486。螺母500包括螺紋502及凸緣504。凸緣483經配置以抵鄰末端456或板560。接著將螺母500固定至外殼452，即，螺紋502接合螺紋457且凸緣504將凸緣483抵於末端456及/或板560夾箝。應明白，可使用用於將籠486固定至外殼456之任何合適方法，例如固定螺釘、黏合劑、焊接、熔接、螺栓等。籠486之材料使得其輔助形成一法拉第籠，如下文進一步論述。

芯總成488包括一或多個板及複數個桿。具體而言，芯總 成包括板530A至530D及桿550、552、554及556。然而，應明白，芯總成488可包括適於量測離子電荷之任何數目個板及桿。如圖中所展示，板530A至530D彼此相鄰配置且實質上相同。板530A包括孔531A、532A、533A、534A、535A及536A。板530B包括孔531B、532B、533B、534B、535B及536B。板530C包括孔531C、532C、533C、534C、535C及536C。板530D包括孔531D、532D、533D、534D、535D及536D。如圖14C中所展示，孔531D、532D及533D大於孔534D、535D及536D。板530A至530C相對於其等各自孔包含此相同配置。較小孔534D、535D及536D經配置以連接至各自桿，而較大孔531D、532D及533D必須足夠大使得各自桿可貫穿其中且板/桿中之電荷不洩漏至貫穿桿/板中。具體而言，桿554包括末端554A及554B。桿554在末端554A與554B之間的一點處連接至板530A，貫穿板530B中之較大孔533B，且在末端554B處連接至板530C。桿554可經由任何合適方法連接至板530A及530C，諸如焊接、熔接、黏合劑、干涉或摩擦配合等。由較大孔533B形成之桿554與板530B之間的間隙防止桿554與板530B之間的任何顯著電荷轉移。桿556包括末端556A及556B。桿556貫穿板530A中之較大孔533A，在末端556A與556B之間的一點處連接至板530B，貫穿板530C中之較大孔532C，且在末端556B處連接至板530D。桿556可經由任何合適方法連接至板530B及530D，諸如焊接、熔接、黏合劑、干涉或摩擦配合等。由較大孔533A形成之桿556與板530A之間及由孔532C形成之桿556與板530C之間的間隙防止桿556與板530A之間及桿556與板530C之間的任何顯著電荷轉移。桿550包括末端550A及550B。桿550在末端550A處連接至板530B，貫穿板530C中之較大孔531C，且在末端550B處連接至板530D。桿550可經由任 何合適方法連接至板530B及530D，諸如焊接、熔接、黏合劑、干涉或摩擦配合等。由較大孔531C形成之桿550與板530C之間的間隙防止桿550與板530C之間的任何顯著電荷轉移。桿552包括末端552A及552B。桿552在末端552A處連接至板530A，貫穿板530B中之較大孔531B，且在末端552B處連接至板530C。桿552可經由任何合適方法連接至板530A及530C，諸如焊接、熔接、黏合劑、干涉或摩擦配合等。由較大孔531B形成之桿552與板530B之間的間隙防止桿552與板530B之間的任何顯著電荷轉移。應明白，桿554及556不需要係剛性桿，但可代替地為任何合適電導體，例如導線。在一些實施例中，芯總成488不包括任何板，且代替地僅包括桿或電導體554及桿或電導體556。在一些實施例中，芯總成488包括一或多個板。例如，在一些實施例中，芯總成488包括彼此相鄰配置之十六個板。在此實例實施例中，如在圖14B之配置中自右至左(可被視覺化為板530A至530P)，第一板、第三板、第五板、第七板、第九板、第十一板、第十三板及第十五板經連接至桿554及桿552。第二板、第四板、第六板、第八板、第十板、第十二板、第十四板及第十六板經連接至桿556及桿550。

分別連接之桿及板經充電具有一電壓。例如，桿554、桿552、板530A及板530C經電連接且形成一第一線。桿556、桿550、板530B及板530D經電連接且形成一第二線。第一線及第二線之一者(例如，第一線：桿554、桿552、板530A及板530C)經充電至近似+35V之一電壓且第一線及第二線之另一者(例如，第二線：桿556、桿550、板530B及板530D)經充電至近似-35V之一電壓。然而，應明白，可出於各種原因(包含調整靈敏度、校準或適應使用者之特定要求)而調整精確電壓。在一些 實施例中，第一線(即，桿554、桿552、板530A及板530C)包括一正電荷，且當被負離子撞擊時獲得電子。第一線(具體而言桿554)經連接至電路板474，該電路板474包括將此離子電流轉換成一電壓之一跨阻抗放大器。類似地，第二線(即，桿556、桿550、板530B及板530D)包括一負電荷，且當被正離子撞擊時失去電子。第二線(具體而言桿556)經連接至電路板460，該電路板460包括將此電流轉換為一電壓之一跨阻抗放大器。應明白，在一些實施例中，第一線(即，桿554、桿552、板530A及板530C)可包括一負電荷及第二線(即，桿556、桿550、板530B及板530D)可包括一正電荷。對此等電壓進行濾波、放大、調節，且最終由一ADC進行數位化。透過專屬演算法處理所得數位化值以產生等效於由一CPM量測之放電時間之一結果。亦透過一不同專屬演算法處理量測以判定離子產生系統之DC平衡。若將一不帶電CPM放置於一離子產生流中，則在理想情況下，該板將相對於接地保持於零伏特，但諸多離子產生器在其等離子流中產生一輕微失衡，從而導致帶電板監控器接收一小正電荷或負電荷。此感測器技術亦可本質上藉由比較正螺旋電流與負螺旋電流之結果來量測此DC偏移。在一些實施例中，桿554接合板560，具體而言孔562，且經由例如導線492(未展示)電連接至電路板474。桿556接合板560，具體而言孔564，且經由例如導線494(未展示)電連接至電路板460。應明白，桿554及556可分別經由任何合適構件電連接至電路板474及460。在一些實施例中，導線492及494係非絕緣、低腐蝕、鍍金導線。導線492經由任何合適方法(例如焊接)連接至電路板474。導線494經由任何合適方法(例如焊接)連接至電路板460。本發明之芯總成離子感測器設計用來提供離子電流之即時、直接量測及低雜訊/洩漏。

籠486係具有開口487以允許氣流至芯總成488之一金屬(導電)屏蔽件。籠486形成一法拉第籠，該法拉第籠保護桿550、桿552、桿554、桿556及板530A至530D免受電場影響，該等電場否則將影響讀數。籠486經連接至感測器電路板之電接地平面，例如經由導線490A連接至電路板474內之一電接地平面(未展示)及/或經由電線490B連接至電路板460內之一電接地平面(未展示)。如所展示，導線490A之一第一末端經配置(例如，經夾箝)於籠486之凸緣483與板560之間，延伸穿過板560中之孔566，且導線490A之一第二末端經連接至電路板474之電接地平面。類似地，導線490B之一第一末端經配置(例如，經夾箝)於籠486之凸緣483與板560之間，延伸穿過板560中之孔568，且導線490B之一第二末端經連接至電路板460之電接地平面。此外，電路板474中之電接地平面及電路板460中之電接地平面經由一或多個導電引腳(被展示為引腳473A及473B)連接。引腳473A及473B自電路板460延伸至電路板474以電連接配置於電路板460及電路板474中之接地平面。電路板460及474中之接地平面幫助減小外部雜訊源中斷電路板總成496之電路之影響。電路板之接地平面保持靈敏類比電路以低雜訊能力操作。應明白，可使用適於連接接地平面以減小影響電路之外部雜訊之任何數目個引腳。在一些實施例中，籠486經配置為一網屏蔽件，其在外部電磁波到達芯總成488之前衰減外部電磁波，但允許離子流過。開口487可包括一正方形、六邊形、圓形或不規則多邊形幾何形狀、或任何其他合適幾何形狀。在一些實施例中，籠486保持未接地且用來量測離子流之偏移電壓。在一些實施例中，離子感測器480不包括籠486，而是僅包括芯總成488。

電路板總成496通常包括皆連接至埠458之電路板460、電 路板474及電路板466。電路板460、474及466可為印刷電路板(PCB)。功率電感器468經配置於電路板466與電路板474之間。然而，功率電感器468可經配置於相對於電路板466及474之任何合適位置處。電路板466及功率電感器468經配置以調節供應至感測器450之功率。電路板460尤其包括控制繼電器462、增益控制電阻器464、濾波電容器463及一跨阻抗放大器，且經連接至導線490B及桿556。電路板460經配置以將桿556中之電流轉換為一電壓，且隨後對彼電壓進行濾波、放大、調節及數位化。類似地，電路板474尤其包括控制繼電器476、增益控制電阻器478、濾波電容器475及一跨阻抗放大器，且經連接至導線490A及桿554。電路板474經配置以將桿554中之電流轉換為一電壓，且隨後對彼電壓進行濾波、放大、調節及數位化。接著，將由電路板460及/或474產生之數位化資料集轉換為一串列訊息格式且經由RS-485(或另一通信機制)傳輸至控制器110。控制器110將使用由感測器450判定之DC平衡位準來將資訊發送至一離子產生器，調整該離子產生器以確保最佳保護以防電荷累積，如先前所論述。應明白，感測器450以實質上相同於感測器50之方式經由固線或傳輸器51與控制器110互動。

應明白，本發明之上述各個態樣以及其他特徵及功能或其等之替代方案可合意地組合至諸多其他不同系統或應用中。熟習此項技術者隨後可在本發明中進行亦意欲於由下文發明申請專利範圍所涵蓋之各種目前無法預見或非預期之替代方案、修改、變動或改良。

450:感測器

452:外殼

454:末端

456:末端

457:螺紋

458:埠

460:電路板

466:電路板

470:電容器

472:電容器

473A:引腳

473B:引腳

474:電路板

475:濾波電容器

476:控制繼電器

478:增益控制電阻器

480:離子感測器

482:末端

483:凸緣

484:末端

486:籠

487:開口

488:芯總成

490A:導線

496:電路板總成

500:螺母

502:螺紋

504:凸緣

510:帽

512:開口

520:孔

522:螺釘

560:板

Claims (20)

1. 一種用於感測離子之感測器，其包括：一電路板總成；及一芯總成，其經連接至該電路板總成，該芯總成包含：一第一電導體；一第二電導體；一第一板，其包含一第一洞及一第二洞，該第一洞與該第一電導體接合且該第二洞與該第二電導體接合，其中該第一電導體及該第一板經充電具有一正電壓且經可操作地配置以收集負離子；及一第二板，其與該第一板相鄰配置，該第二板包含一第三洞及一第四洞，該第三洞與該第一電導體接合且該第四洞與該第二電導體接合，其中該第二電導體及該第二板經充電具有一負電壓且經可操作地配置以收集正離子。
2. 如請求項1之感測器，其進一步包括至少部分地圍封該電路板總成之一外殼，該外殼包含一第一末端及一第二末端。
3. 如請求項2之感測器，其進一步包括經連接至該電路板總成之一埠，該埠經配置於該第一末端附近。
4. 如請求項1之感測器，其進一步包括至少部分地環繞該芯總成且經電連接至該電路板總成之一籠。
5. 如請求項4之感測器，其中該電路板總成包括：一第一電路板，其經連接至該第一電導體；及一第二電路板，其經連接至該第二電導體。
6. 如請求項5之感測器，其中該電路板總成進一步包括一第三電路板。
7. 如請求項5之感測器，其中該籠經電連接至該第一電路板及該第二電路板之至少一者之一接地平面。
8. 如請求項1之感測器，其中該芯總成進一步包括：一第三板，其與該第二板相鄰配置且經連接至該第一電導體；及一第四板，其與該第三板相鄰配置且經連接至該第二電導體。
9. 如請求項8之感測器，其中該第一板、該第二板、該第三板及該第四板全部彼此平行配置。
10. 如請求項5之感測器，其進一步包括：一第三電導體，其經電連接至該第二板及該第四板，該第三電導體及該第四板經充電具有一負電壓且經可操作地配置以收集正離子；及一第四電導體，其經電連接至該第一板及該第三板，該第四電導體及該第三板經充電具有一正電壓且經可操作地配置以收集負離子。
11. 如請求項1之感測器，其中該第一電導體及該第二電導體係桿。
12. 如請求項1之感測器，其中該第一電導體及該第二電導體係導線。
13. 如請求項4之感測器，其中該籠經固定至該外殼。
14. 如請求項1之感測器，其中該芯總成經配置於一支撐板之一第一軸側上且該電路板總成經配置於該支撐板之相對於該第一軸側之一第二軸側上。
15. 如請求項1之感測器，其中該第一電導體貫穿該支撐板以連接至該電路板總成。
16. 一種用於感測離子之感測器，其包括：一電路板總成，其包含：一第一電路；及一第二電路；一芯總成，其經連接至該電路板總成，該芯總成包含：一第一桿，其經連接至該第一電路；一第二桿，其經連接至該第二電路；一第一板，其經連接至該第一桿，該第一桿及該第一板經充電具有一正電壓且經可操作地配置以收集負離子；及一第二板，其經連接至該第二桿，該第二桿及該第二板經充電具 有一負電壓且經可操作地配置以收集正離子；及一籠，其至少部分地環繞該芯總成且經電連接至該電路板總成。
17. 如請求項16之感測器，其進一步包括至少部分地圍封該電路板總成之一外殼，該外殼包含一第一末端及一第二末端。
18. 如請求項16之感測器，其中該籠經電連接至該第一電路板及該第二電路板之至少一者之一接地平面。
19. 如請求項16之感測器，其中該芯總成進一步包括：一第三板，其經連接至該第一桿；及一第四板，其經連接至該第二桿；其中該第一板、該第二板、該第三板及該第四板彼此相鄰配置。
20. 一種用於感測離子之感測器，其包括：一電路板總成：及一芯總成，其經連接至該電路板總成，該芯總成包含：一第一電導體，其經連接至該電路板總成；一第二電導體，其經連接至該電路板總成；一第一板，其經連接至該第一電導體，該第一電導體及該第一板經充電具有一正電壓且經可操作地配置以收集負離子；及一第二板，其經連接至該第二電導體且與該第一板平行配置，該第二電導體及該第二板經充電具有一負電壓且經可操作地配置以收集正離子。

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