1、試論負離子產生技術                摘要：本文介紹了什么是負離子，以及負離子的發生及工作原理，介紹了負離子的作用和發生機理。負離子對人體健康及我們的生存環境很重要，所以將被廣泛地應用在各個技術領域中。? 關鍵詞：負離子負離子發生器原理 ?負離子，又稱“活性氧”或“空氣維生素”，它如同陽光、空氣一樣是人類健康生活不可缺少的一種物質。科學研究表明：負離子在空氣中的含量是決定空氣質量好壞的一個重要因素，空氣中含有適量的負離子不僅

2、能高效地除塵、滅菌、凈化空氣，同時還能夠激活空氣中的氧分子而形成攜氧負離子，活躍空氣分子，改善人體肺部功能，促進新陳代謝，增強抗病能力，調節中樞神經系統，使人精神煥發、充滿活力等等。 ?在“負離子”概念出現后，先知先覺的商家便將焦點放在“人工制造”的可能性。人一進公園，就會覺得心曠神怡，除了視野開闊外，一個很重要的原因是這里空氣清新，有豐富的負氧離子。 ?根據自然現象的啟示，人們開始用人工的方法產生負離子，釋放到周圍的空氣中，凈化空氣，改善人們的生活環境。這種用人工產生空氣負離子的設備就稱為空氣負離子發生器或負離子發生器。 ?一、負離子發生器的構成 ?負離子發生器一般由本體、電暈線發射端、接地

3、端、電源輸入端構成。 ?本體：是由塑料材料作為外殼，采用阻燃環氧樹脂封裝而成的高壓絕緣體。本體外殼通常采用PBT（聚對苯二甲酸丁二醇酷）或PEI（聚乙醚）注塑成型，材料必須耐高溫超過200，阻燃絕緣。 ?電暈線發射端：通常采用金屬針或碳纖維。 ?接地端：采用銅片與地相連。 ?電源輸入端：電源供電導線。? ?圖1、負離子發生器組成 ?如圖1所示，交流電壓經過降壓、整流、濾波，成為直流電，再經振蕩器、放大電路、開關管，經高壓磁包去控制放電極針產生負離子。高壓磁包即高頻變壓器，高壓包內有高壓硅堆對其逆變電壓進行整流，因此其輸出的是經過整流的直流電。凡是逆變的電流都屬交流的一種，變壓器的儲能和釋放能量

4、時的電流方向是相反的。電流方向固定不變化的電流才叫直流電。逆變有單端、橋式幾種，有單端正激式、單端反激式、半橋式、全橋式等多種。 ?二、負離子發生器的電路 ?具體電路圖如圖2所示。 ?三、負離子發生器的封裝 ?高壓磁包由于產生高壓、高溫，極易產生電火花，容易擊穿周圍電子元件，因此這里采用Tenon（鐵氟龍）封裝高壓磁包。高壓磁包外部被含有阻燃耐熱性樹脂的環氧樹脂或者含有皿鰲(氨基甲酸乙酷)樹脂的塑膠粉灌澆處理。PCB焊接(Soldering)面被塑膠粉覆蓋的同時也能填充絕緣空隙部分；空隙部分被阻燃環氧樹脂封填，避免了電路元件間的相互干擾，能夠提高電路元件的使用壽命。?  &

5、#160;         ?圖2、負離子發生器的電路圖 ?四、負離子發生器工作原理 ?負離子發生器工作原理來源于電暈放電。電暈放電是氣體自持放電的一種形式，它不需要外加電離源來引發和維持放電。為了保持穩定的電暈放電，必須形成一個非均勻電場。隨著施加在電極間的電壓的增加，導線附近的空間電場強度也將增大。通常在自由空間中，由于宇宙輻射，每立方厘米空氣中大約有1000個自由電子存在，這些自由電子在電場的作用下，會受到加速，撞擊氣體原子或分子。自由電子的加速度會隨著電場強度的增加而增大，自由電子在撞擊氣體原子或

6、分子前積累的能量也隨之增大。當電場強度達到氣體放電的臨界值時，自由電子在撞擊前積累的能量將足以從氣體原子或分子撞擊出一個電子。此時在導線附近一個小范圍內的空氣就開始電離，出現了氣體的非自持放電。繼續升高電壓，氣體的電離將加劇，形成大量電子崩，產生大量的電子和正負離子，并伴隨著發出淡藍色的輝光和咝咝聲，放電也就由非自持放電轉變為自持放電。這種特定形式的氣體放電就稱為電暈放電。 ?電場的不均勻性把主要的電離過程局限于局部電場強度很高的電極附近，特別是發生在曲率半徑很小的電極附近或大或小的薄層中，氣體的發光也只發生在這個區域里，這個區域稱為電離區域，或稱之為電暈層或起暈層。在區域之外，由于電場弱，不

7、發生或很少發生電離，電流的傳導依靠正離子、負離子或電子的遷移運動，因此電離區域之外的區域被稱為遷移區域或外圍區域。若兩電極中僅有一個電極起暈，則放電的遷移區域中基本上只有一種符號的帶電粒子，在此情況下，電流是單極性的。本實驗中的負離子發生器     形成不均勻電場的兩個電極分別是加負高壓的電暈線極和接地電極，發生的是負電暈放電，其形成的就是負極性的電暈電流。 ?電暈放電產生后，若再進一步增大兩電極間的電壓，電暈區將逐漸擴大，亮度及咝咝聲也越來越大。當電壓升高到某一值時，在某些放電點上可以出現向外輻射的刷狀細火花，它的范圍要比正常的電暈區大得多，咝咝聲中還

8、伴隨著拆裂聲。這種放電形式稱為刷狀放電。電壓繼續升高，刷狀火花越來越長，最后將在正負兩極間構成通道，產生氣體的擊穿，兩極間的電壓將隨之急劇下降。根據電源容量的大小，擊穿可以表現為弧光放電的形式，也可以表現為火花放電的形式。 ?當電源容量足夠大時，氣體擊穿后會有很大的放電電流流過，在電極間形成電弧，稱為弧光放電；如果電源容量較小，則氣體擊穿以后，放電電流會受到限制，使之不足以形成電弧，這時的放電就會停留在火花放電階段。火花放電是一束明亮曲折、常常又是分叉的細絲，這些細絲很快地穿過放電間隙，又很快地熄滅，熄滅后隨即再度產生。火花放電的電流比弧光放電要小得多。 ?為了使發生器能正常工作，必須在電極間

9、加以一定的電壓，使之形成電暈放電。形成電暈放電的最低電壓稱為起暈電壓。此時由于空氣被電離而出現大量離子，在電壓的作用下就會有一定的電暈電流流過，電暈電流將隨著電壓的升高而增大。當然由于空氣中自由電子的存在，即使在所加電壓遠小于起暈電壓時，電極間也會因自由電子的流動而形成電流，但這些自由電子的數目不大，所形成的電流和電暈電流相比是微不足道的。 ?當空氣和其它特定環境中存在能發射負離子條件的地方，就會使大氣(O2、N2、CO2、SO2、H2O)中的電子e釋放出來，它與CO2、H2O反應如下: ?H2O+eO2(H2O)m ?CO2+eCO4(H2O)m ?CO4+(H2O)+H2O2(H2O)m+CO2 ?五、應用 ?由于人們生活水平的提高及各種科學文獻充分證明了負離子對人體的健康作用，從而提高了人們對負離子的正確認識，來自全球的眾