一种空气负离子传感器及测量方法技术

本发明专利技术涉及一种空气负离子传感器及测量方法，该空气负离子传感器包括：具有圆筒结构的采集器和加热除湿模块，采集器的一端为进风口，另一端为出风口；其中所述圆筒结构包括作为极化电极的金属外筒和作为感应电极的实心金属棒；加热除湿模块设置在金属外筒上靠近进风口一端。本发明专利技术通过在现有电容式吸入法测量的基础上，从结构方面增加设置加热除湿模块，使整个气路内结构部件保持高于外界空气温度，避免高湿度空气进入后出现冷凝情况，进而影响实际测量值，降低测量误差率，提高测量的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种空气负离子传感器及测量方法
本专利技术涉及空气监测
，尤其涉及一种空气负离子传感器及测量方法。
技术介绍
作为活性氧的重要成员之一，空气负氧离子具有杀菌、降尘、清洁空气、提高免疫力、调节机能平衡的功效，对人的生命活动有着很重要的影响，具有重要的医疗保健功能，空气中负氧离子浓度也是空气质量的一大指标。目前，空气负离子测量工作主要是进行大气负离子(尤其是小粒径离子)浓度观测、预报和研究，主要应用于环境气象学、生态气象学、旅游气象学等。通过负离子监测网的建立，从生态气象、旅游气象的角度，开展不同时空尺度、不同下垫面(即大气与其下界的固态地面或液态水面的分界面)、不同天气过程、不同季节小粒径负离子浓度分布特征等的研究。但是现有的负离子测量存在误差率较高的缺陷，该上述缺陷是本领域技术人员期望克服的。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为了解决现有技术的上述问题，本专利技术提供一种空气负离子传感器及测量方法，进而至少在一定程度上克服现有技术中负离子测量误差率较高的问题。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：本专利技术的一实施例提供一种空气负离子传感器，包括：具有圆筒结构的采集器，采集器的一端为进风口，另一端为出风口；其中所述圆筒结构包括作为极化电极的金属外筒和作为感应电极的实心金属棒；加热除湿模块，设置在金属外筒上靠近进风口一端。在本专利技术一实施例中，所述加热除湿模块为加热陶瓷片。在本专利技术一实施例中，所述感应电极为镀金铜芯，所述极化电极为铜管。在本专利技术一实施例中，还包括：过滤网，设置在进风口；自调速风扇，设置在出风口。在本专利技术一实施例中，还包括：绝缘性材料，设置在极化电极和感应电极之间；电路板，采用切槽隔离形式，用于与感应电极连接。在本专利技术一实施例中，还包括：温度传感器，设置在所述采集器的内部气路中；湿度传感器，设置在所述金属外筒的内壁和外壁分别靠近进风口和出风口的两端。在本专利技术一实施例中，所述电路板包括：控制模块，与温度传感器、湿度传感器和加热除湿模块连接，用根据温度传感器检测得到的温度值、湿度传感器检测的湿度值确定加热控制指令，将加热控制指令发送给加热除湿模块，所述加热控制指令包括加热启动和加热时长。在本专利技术一实施例中，所述电路板还包括：计算模块，与温度传感器、湿度传感器、感应电极和控制模块连接，用于基于采集的感应信号结合基础零值信号进行计算，得到负离子浓度以及采集器内部气路的温度和湿度，并传输给控制模块。在本专利技术一实施例中，所述控制模块根据温度传感器检测得到的温度值、湿度传感器检测的湿度值确定加热控制指令中包括：采用PWM方式根据温度值和湿度值确定调整值，满足金属外筒的外壁温度比内部气路的温度高预设温度，所述预设温度为5℃，调整精度为±1℃。本专利技术的另一实施例还提供一种基于空气负离子传感器的测量方法，包括：空气负离子传感器开启后的t0时间段内，进行预热除湿；预热完成后t1时间段内，空气负离子传感器保持在恒温状态，开启极化电压，关闭风扇；恒温完成的t2时间段内，开启极化电压，关闭风扇，进行基础零值信号测量，得到当前感应电极的有效信号；基础零值测量完成的t3时间段内，开启极化电压，开启风扇，进行离子感应电压测量，并基于测量得到的信号计算得到负离子浓度。(三)有益效果本专利技术的有益效果是：本专利技术实施例提供的一种空气负离子传感器及测量方法，通过在现有电容式吸入法测量的基础上，从结构方面增加设置加热除湿模块，使整个气路内结构部件保持高于外界空气温度，避免高湿度空气进入后出现冷凝情况，进而影响实际测量值，降低测量误差率，提高测量的准确性。附图说明图1为本专利技术一实施例提供的一种空气负离子传感器的整体结构图；图2为本专利技术一实施例中空气负离子传感器工作中的离子运动轨迹示意图；图3为本专利技术一实施例中风扇固定结构图；图4为本专利技术一实施例中传感器工作原理图；图5为本专利技术另一实施例中提供的一种空气负离子传感器的测量方法的流程图；图6为本专利技术另一实施例中测量周期的时间轴图；图7为本专利技术另一实施例中测量全过程的流程。具体实施方式为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本专利技术作详细描述。本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。图1为本专利技术一实施例提供的一种空气负离子传感器的整体结构图，如图1所示，该空气负离子传感器包括具有圆筒结构的采集器和设置在金属外筒上的加热除湿模块5，采集器的一端为进风口，另一端为出风口；其中所述圆筒结构包括作为极化电极3的金属外筒和作为感应电极4的实心金属棒，加热除湿模块5设置在金属外筒上靠近进风口一端。其中加热除湿模块5主要是在测量起始阶段对采集器进行加热除湿，通过PID算法自动控温进行预热，使得采集器内部的温度高于外界温度(如高于外界温度5℃)，达到除湿的目的。热除湿模块5可以采用加热陶瓷片，例如可选择高导温高效率的加热陶瓷片。需要说明的是，本实施例中是以设置一个加热除湿模块为例，在其他实施例中可以根据需要设置多个加热除湿模块，具体设置位置可考虑可用空间和设计方便等因素将多个加热除湿模块设置在靠近出风口的金属外筒外壁沿截面方向呈环状分布，或是在靠近出风口的金属外筒外壁沿轴向方向直接分布或螺旋状分布。如图1所示，采集器为同轴双筒式结构，极化电极3可以为铜管，感应电极4为镀金铜芯，加热陶瓷片5设置在极化电极3的外壁，具体为采用贴合方式在导热硅脂外部将加热陶瓷片用金属件固定在铜管的外壁。极化电极3连接外部电源1负的偏置电压，空气被吸入双筒式结构中，在偏置电压作用下，负氧离子偏转到实心圆棒，再由实心圆棒接入电荷放大器后接地。在本专利技术一实施例中，该传感器中还包括：进风口与机箱固定罩1、进风口固定罩与极化风道连接件2、出风口固定罩与极化风道连接件6、出风口与机箱固定罩7、内置的自调速风扇8、出风罩(蘑菇头)9。除了在出风口设置自调速风扇，还在进风口设置过滤网(图中未示出)，该过滤网可以为316不锈钢材质，30目的密度。其中进风口的外部呈喇叭嘴状，外宽内窄适合气体搜集，风道腔体内部通过计算，极化电机和感应电机长度都已达到最高利用率，这里的“机箱”是指传感器的外机箱。本实施例的传感器采样高强度、耐腐蚀标号为316不锈钢外壳，结构稳定可靠，内部抽气风扇自带调速功能，野外长时间运行后灰尘或杂物增加，影响风速转速时，自动调速功能将风扇转速控制在规定范围内。本实施例采用电容吸入式测量原理，将采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空气负离子传感器，其特征在于，包括：/n具有圆筒结构的采集器，采集器的一端为进风口，另一端为出风口；/n其中所述圆筒结构包括作为极化电极的金属外筒和作为感应电极的实心金属棒；/n加热除湿模块，设置在金属外筒上靠近进风口一端。/n

【技术特征摘要】
1.一种空气负离子传感器，其特征在于，包括：
具有圆筒结构的采集器，采集器的一端为进风口，另一端为出风口；
其中所述圆筒结构包括作为极化电极的金属外筒和作为感应电极的实心金属棒；
加热除湿模块，设置在金属外筒上靠近进风口一端。


2.如权利要求1所述的空气负离子传感器，其特征在于，所述加热除湿模块为加热陶瓷片。


3.如权利要求1所述的空气负离子传感器，其特征在于，所述感应电极为镀金铜芯，所述极化电极为铜管。


4.如权利要求1所述的空气负离子传感器，其特征在于，还包括：
过滤网，设置在进风口；
自调速风扇，设置在出风口。


5.如权利要求1所述的空气负离子传感器，其特征在于，还包括：
绝缘性材料，设置在极化电极和感应电极之间；
电路板，采用切槽隔离形式，用于与感应电极连接。


6.如权利要求5所述的空气负离子传感器，其特征在于，还包括：
温度传感器，设置在所述采集器的内部气路中；
湿度传感器，设置在所述金属外筒的内壁和外壁分别靠近进风口和出风口的两端。


7.如权利要求6所述的空气负离子传感器，其特征在于，所述电路板包括：
控制模块，与温度传感器、湿度传感器和加热除湿模块连接，用根据温度传感器检测得...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金凯，施生锦，李新，
申请(专利权)人：北京雨根科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11