一种带电荷的粒子波产生方法及装置与流程

本申请涉及空间带电荷的粒子产生技术领域，尤其涉及一种带电荷的粒子波产生方法及装置。

背景技术：

空气中的带电粒子包括可短程运动的自由电子、负氧离子、负氧分子及其它负离子等荷电粒子。其中，空气中的负氧离子是在高压电极电晕或紫外射线作用下而产生，其能够与皮肤表面的神经末梢相互作用，从而改善人体生理功能。

目前存在的粒子波产生装置，均都利用高压变压器将工频电压升压到足以使金属电极表面电子获得的脱出功大于金属表面束缚能时，，电子将脱离金属电极表面并以足够高的动能在空间运动，具有动能的运动电子碰撞空气中的粒子(诸如氧分子等)，致使其电离而产生正离子和负离子。其中，正离子被负高电压电极快速捕获，而电子或负离子在负高压电极负高压排斥作用下将会在空气中传播更远。但是，这种荷电的负离子是以粒子形式在空气中随机运动，而不是以可控的波动形式在空气中传播运动。尤其是所涉及的带电荷的粒子波产生装置不能人为地控制发射到空间的带电粒子波的时相、强度以及空间密度分布以及空间覆盖度，发射的粒子波传输距离近，尤其传播的空间立体角小，空间覆盖率较低，无法为用户提供更好的体验。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种带电荷的粒子波产生方法及装置，用以解决空间带电荷的粒子波产生装置无法控制发射到空间粒子波的时相、强度、空间密度分布和空间覆盖率的问题。

本申请实施例提供的一种带电荷的粒子波产生方法，包括：

根据波形存储模块中预存的波形信息，产生相应的数字波形信号；所述波形信息包括振幅和时相；

根据与所述波形存储模块连接的数模转换模块，将具有预设时相的所述数字波形信号转换为模拟波形信号；

根据与所述数模转换模块连接的功率放大模块，对所述模拟波形信号进行功率放大；

根据与所述功率放大模块连接的高压发生器，对所述模拟波形信号的功率信号进行高压放大；

通过与所述高压发生器连接的准连续发射电极，根据所述模拟波形信号发射粒子波。

本申请实施例提供的一种带电荷的粒子波产生装置，包括：

波形存储模块，根据预存的波形信息，产生相应的数字波形信号；

数模转换模块，与所述波形存储模块连接，将所述数字波形信号转换为模拟波形信号；

功率放大模块，与所述数模转换模块连接，放大所述模拟波形信号的功率；

高压发生器，与所述功率放大模块连接，对所述模拟波形信号的功率信号进行高压放大；

准连续发射电极，与所述高压发生器连接，根据所述模拟波形信号发射粒子波。

本申请实施例提供一种带电荷的粒子波产生方法及装置，本方法通过波形存储模块中预存的具有预设时相的波形信息，产生波形信号。通过数模转换模块的数模转换，功率放大模块对模拟波形信号的功率放大，并经过高压发生器的高压放大，最终由准连续发射电极发射出带电荷的粒子波。通过这种方法，可根据用户的需要，按需自如地控制发射粒子波的振幅强度与时相，控制发射粒子波的强度、空间密度分布和空间覆盖度，从而满足调节不同用户对粒子波性能应用的需求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的带电荷的粒子波产生装置的电路示意图；

图2为本申请实施例提供的带电荷的粒子波产生方法流程示意图；

图3为本申请实施例提供的不同的波形信号示意图；

图4(a)和图4(b)分别为本申请实施例提供的对应于图3的不同波形信号产生的不同粒子波示意图；

图5(a)为本申请实施例提供的带电荷的粒子波产生装置的正面结构示意图；

图5(b)为本申请实施例提供的带电荷的粒子波产生装置的侧面结构示意图；

图6为本申请实施例提供的带电荷的粒子波产生装置工作原理示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的带电荷的粒子波产生装置的电路示意图，该部分电路主要包括波形存储模块1、数模转换模块2、功率放大模块3以及荷电粒子波发射模块4。所述波形存储模块1、数模转换模块2、功率放大模块3以及荷电粒子波发射模块4依次连接。

图2为本申请实施例提供的带电荷的粒子波产生方法流程图，具体步骤包括：

s101：根据波形存储模块中预存波形信息，产生相应的数字波形信号。

在本申请实施例中，可通过波形存储模块中预存的波形信息，由波形存储模块产生相应的数字波形信号。

如图1所示，波形存储模块1具体可为微控制单元(microcontrollerunit，mcu)，mcu的若干引脚中可包括程序写入引脚，程序写入引脚与存储器(图1中未示出)连接。烧写器(图1中未示出)通过程序写入引脚将存储器中存储的预先写好的程序写入mcu后，mcu可读取相应的信息，根据程序中包括的波形信息，产生相应的数字波形信号。其中，波形信息包括波形的振幅与时相。波形的时相表示波形信号所具有的频率等。

进一步地，波形存储模块1中可存储有若干不同的波形信息。波形存储模块1可从预存的若干波形信息中，确定用户选择的波形信息，并根据用户的选择，产生相应的数字波形信号。

如图3所示，图中所举列的实线正弦波与虚线正弦波分别表示两种不同的波形信号，这两种波形信号的振幅与时相均不同。其中，实线正弦波的振幅a高于虚线正弦波的振幅b，实线正弦波的时相低于虚线正弦波的时相。

在一种可能的实现方式中，波形存储模块1可接收用户通过遥控器或控制旋钮发送的选择指令，并根据接收到的选择指令，确定用户选择的波形信息，从而控制粒子波产生装置能够发射不同强度与空间密度的粒子波。

s102：根据与所述波形存储模块连接的数模转换模块，将具有预设时相的所述数字波形信号转换为模拟波形信号。

在本申请实施例中，可通过数模转换模块，将波形存储模块发出的数字波形信号转换为模拟波形信号。

具体的，如图1所示，数模转换模块2与波形存储模块1连接，数模转换模块2可将从波形存储模块1接收到的数字波形信号转换为模拟波形信号，使粒子波能够以模拟波形信号的形式实现输出。

s103：根据与所述数模转换模块连接的功率放大模块，对所述模拟波形信号进行功率放大。

在本申请实施例中，可通过功率放大模块，对模拟波形信号进行功率放大，以增强输出的模拟波形信号的振幅与频率，使输出的模拟波形信号适用于后续的高压电源。

如图1所示，功率放大模块3与数模转换模块2连接。功率放大模块3具体可包括电压放大器与三极管，电压放大器与数模转换模块2连接，三极管的基极与电压放大器连接，三极管的集电极与电源连接，三极管的发射极与荷电粒子波发射模块4连接。

电压放大器可以是一种放大器芯片，该放大器芯片的一个引脚连接电源，该电源电压通常为适用于放大器的较低的电压，如5v等。电压放大器可对输入电压进行放大，输出较高的电压，从而使输出电压能够满足后续的粒子波发射器件(即准连续发射电极)的电压需求。并且，通过放大输出电压，使得经过电压放大器的模拟波形信号的振幅也会增大，波形的强度增强。其中，电压放大器可根据固定倍数对电压进行放大作用。

三极管能够放大经过的电流，从而增大信号功率，以达到驱动准连续发射电极所需的功率。并且，通过三极管对电流的放大作用，还可对模拟波形信号产生放大功率的作用，增加模拟波形信号的时相，从而增大粒子波输出后的空间密度。

s104：根据与功率放大模块连接的高压发生器，对模拟波形信号的功率信号进行高压放大。

s105：通过与高压发生器连接的准连续发射电极，根据模拟波形信号发射粒子波。

如图1所示，在本申请实施例中，可通过荷电粒子波发射模块4，实现对荷电粒子波的发射。

具体地讲，荷电粒子波发射模块4可包括高压发生器41与准连续发射电极42。经功率放大模块放大的数模转换模块2模拟波形信号控制高压发生器41向准连续发射电极42提供用于发射粒子波的高压，由准连续发射电极42向空中发射具有相应波形的粒子波。

在本申请实施例中，波形存储模块1可根据预存的波形信息，产生数字波形信号，经过数模转换模块2的数模转换、功率放大模块3的功率放大，最终通过荷电粒子波发射模块4发射带电的粒子波。

该带电荷的粒子波发生装置能够使空气中的带电粒子具有波的属性，形成荷电粒子波。该粒子波发生装置可通过选择预设的多种时相和振幅参数的波形信号调控高压电源足够高的高压输出，以确保准连续发射电极荷电粒子的发射，并且使空气中的带电粒子波时相、振幅和粒子波密度获得相应变化。

在本方案中，波形存储模块可根据用户的选择，从若干不同的波形信息中，确定用户所选择的波形信息，并最终使本粒子波产生装置能够产生具有相应时相、强度和空间密度分布的粒子波。这为用户提供了多种选择，使用户能够根据需要，自由控制粒子波时相、强度、空间密度分布，使得本方案所提供的粒子波产生装置具有更高的灵活性、可调节性与更广泛的应用性。

本方案通过波形存储模块存储的预设时相等波形参数，以功率放大模块对波形信号的功率放大，可进一步方便地准确调整准连续发射电极产生的粒子波的时相、振幅和空间密度分布，以控制产生满足需要的粒子波强度和空间密度分布，在空间实现用户所需的空间密度分布高的时相、振动和密度的带电荷的粒子波，以提升用户的使用体验。

如图4(a)～(b)所示，表示该带电荷的粒子波产生装置产生的不同粒子波的示意图。其中，图4中的圆形表示粒子波产生装置，图中的弧形曲线表示传播的粒子波波前示意图，波前之间的距离表示粒子波的空间密度分布高低。由相对应的示意图3可知，图4中的(a)表示图3中的实线正弦波对应的粒子波，其强度相对较高，而密度分布相对较低，(b)表示图3中的虚线正弦波对应的粒子波，其强度相对较弱，而密度分布相对较高。

此外，通过在波形存储模块中预存不同的波形信息，使用户在控制粒子波产生装置产生不同的粒子波时，可直接发送指令从波形存储模块中调出即可实现对不同波形的粒子波的切换。这样无需再对存储的波形信息进行修改，结构简单，操作简便。并且，通过若干预存的波形信息，可充分考虑不同用户的需求，设置不同的波形信息，以满足不同用户对不同参数的带电粒子波功能的需要，使用户能够根据需要自由控制调节产生不同的粒子波。

图5(a)与图5(b)分别为本申请实施例提供的带电荷的粒子波产生装置的正面结构示意图与侧面结构示意图。如图5(a)与图5(b)所示，粒子波产生装置包括准连续发射电极42、电偏转装置5与风扇6。

电偏转装置5包括外接高压发生器的2组尺寸相同的脉冲高压极板，每组脉冲高压极板由2个相对且平行的相同的脉冲高压极板组成，2组脉冲高压极板分别上下垂直正交地设置于准连续发射电极5发射荷电粒子波方向的前端。

电偏转装置可通过2组脉冲高压极板间的脉冲电场对准连续发射电极发射的粒子波交替地产生作用，使粒子波的传播方向发生偏转，达到更宽的空域覆盖度。通过电偏转装置中2组交替变化的脉冲电场改变产生的粒子波的传播方向，实现更大空域覆盖度，提高利用率，可根据人体使用习惯，以使本粒子波产生装置以最适宜使用的方式发射粒子波，为用户的使用提供便利。

用户在使用粒子波产生装置时，可通过调整电偏转装置中控制2组脉冲高压电场强度大小，控制粒子波发射空间立体角大小，以实现带电荷的粒子波在空间的广覆盖度，从而适应用户的不同需求。

在一个实施例中，准连续发射电极42可为环形或其它形状，电偏转装置5由上下紧邻正交放置的2组方形脉冲高压极板与脉冲高压发生器连接构成。2组脉冲高压极板与环形准连续发射电极的中心轴线平行，而且每一组脉冲高压极板的中心线与环形准连续发射电极的中心轴线垂直正交。固定脉冲高压极板靠近环形准连续发射电极端与准连续发射电极的发射端相距约5cm处。

环形准连续发射电极发射的粒子波将通过2组上下安装的脉冲高压极板向外传播。当带电荷的粒子波通过与环形准连续发射电极中心轴线平行的电偏转装置的2组电脉冲极板内交替变化的电场时，在电脉冲控制下的交替变化电场的作用下沿两个垂直和水平两个方向传播，用户根据需要可通过控制交替变化的脉冲电压的高低从而达到，控制粒子波在空间发射立体角的大小，从而实现带电荷粒子波的大空间覆盖度，提升用户对本装置更大功效使用的需求。

设置风扇6的中心位于环形准连续发射电极和2组电偏转装置的共心轴线上，使风扇平面与同心轴线垂直，且设置风扇在距环形准连续发射电极后端边缘约2cm处。电偏转装置中的2组电脉冲极板之间距离略大于环形准连续发射电极的直径，电偏转装置中的2组电脉冲高压极板设置在环形准连续发射电极发射粒子方向的前端约5cm处。当环形准连续发射电极发射粒子波向外传播时，并通过受电脉冲高压控制的电偏转装置中交替变化的脉冲电场而发生偏转，从而实现大空间的覆盖度。

通过调控脉冲电压的高低的方式，用户可自如地调控粒子波的传输距离与空间覆盖度。另一方面，通过无噪音的风扇设置，可容易地使空间传播的带电荷粒子波传播的更远，提升用户体验。

此外，在图1中，波形存储模块1上设有四十八个引脚，一号引脚连接电容c2，电容c2接地；七号引脚连接电阻r6，电阻r6还连接九号引脚，七号引脚连接电容c5，电容c5接地；二十四号引脚连接电容c6，电容c6还分别连接二十三号引脚和接地；三十六号引脚连接电容c3，电容c3还分别连接三十五号引脚和接地；四十四号引脚连接电阻r1，电阻r1还连接四十七号引脚；四十八号引脚连接电容c1，电容c1还接地；一号引脚、二十四号引脚、三十六号引脚和四十八号引脚分别连接电源端。

波形存储模块1的十二号引脚和十三号引脚为风扇引脚，十五号引脚和十七号引脚为led指示灯引脚，十六号引脚为粒子波产生装置的控制按键引脚，十九号引脚为遥控器引脚，三十号引脚和三十一号引脚为串口引脚，三十四号引脚和三十七号引脚为程序写入引脚。

数模转换模块2上设有六个引脚，波形存储模块1通过二十五号引脚和二十六号引脚分别与数模转换模块2上的四号引脚和五号引脚相连，波形存储模块1的二十五号引脚连接电阻r7，二十六号引脚连接电阻d4，电阻r7与电阻r4连接，波形存储模块1的二十五号引脚和二十六号引脚分别连接电源端。

数模转换模块2的二号引脚接地设置，三号引脚连接电容c4，电容c4接地，三号引脚还连接电源端，一号引脚连接电阻r8，电阻r8连接功率放大模块3。

电压放大器上设有八个引脚，八号引脚连接供电电源，四号引脚接地；二号引脚连接电阻r2，电阻r2接地，二号引脚还连接电阻r5，电阻r5连接一号引脚；一号引脚连接电阻r3，电阻r3连接三极管的基极。

三极管与高压发生器41相连并接地；三极管为npn型三极管，三极管的集电极连接供电电源，发射极连接高压发生器41，发射极还连接电阻r9，电阻r9接地。

其中，电源端的电压值为3.3v，供电电源的电压值为15v。

在一个实施例中，粒子波产生装置还包括指示灯，指示灯可用于指示该粒子波产生装置的工作状态，具体指示灯的颜色以及相应的表示意义可根据需要设置，本申请对此不做限定。

图6为本申请实施例提供的带电荷的粒子波产生装置工作原理示意图，

如图6所示，粒子波产生装置包括荷电粒子波控制单元8与荷电粒子波发射单元9。其中，荷电粒子波控制单元8包括波形存储模块1、数模转换模块2与功率放大模块3，荷电粒子波发射单元9包括高压发生器41、环形准连续发射电极42与电偏转装置5。

在粒子波产生装置中，荷电粒子波控制单元8用于控制粒子波的时相、振幅等参数，从而控制发射的粒子波的时相、强度、空间密度分布和空间覆盖率。荷电粒子波发射单元9用于根据荷电粒子波控制单元8的荷电粒子波控制指令，发射具有相应振幅与时相的高密度分布和大空间覆盖率的粒子波。

具体的，波形存储模块1用于存储波形信息，波形信息中包括粒子波的振幅以及时相等参数。并且，波形存储模块1可存储有若干不同的波形信息，以便实现具有不同时相、振幅的粒子波发射。

数模转换模块2用于对接收到的数字波形信号进行数模转换，转换为相应的模拟波形信号，以便后续粒子波的输出。

功率放大模块3用于通过放大电压、电流等方式，对模拟波形信号的功率进行放大，以使模拟波形信号能够满足后续的粒子波发射器件的电压要求。并且，放大功率后，可增强模拟波形信号的振幅、时相等。

高压发生器41与准连续发射电极42连接，用于以产生带电荷粒子波的发射。根据接收到的模拟波形信号，发射相应的高密度荷电粒子波。

电偏转装置5用于对环形准连续发射电极42发射的粒子波的传播方向进行调控，通过控制高密度粒子波的发射方向扩大空间覆盖度。

需要说明的是，图6中的各模块可对应于上述图1中的各元器件，本申请实施例中未详述的部分，具体可参照上述图1的相关描述。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。