专利名称：离子产生装置和有无离子的判断方法
技术领域：
本发明涉及离子产生装置和有无离子的判断方法，该离子产生装置具有检测空气中离子的离子检测器。
背景技术：
近年来，利用正和/或负离子来净化居住空间内空气的技术被广泛地应用。例如， 在以空气净化机为代表的离子产生装置中，在其内部的通风通道的中途配置有产生正、负离子的离子产生器，并且将产生的离子与空气一起向外部的空间送出。在送出有离子的空间内，如果离子的浓度为1，000 2，000个/cm3左右，则能够得到对沙雷氏菌、芽孢杆菌等细菌的有效杀菌效果。此外，空气中的离子使浮游微粒失去活性并且分解臭味成分。由此，净化整个居住空间的空气。产生上述效果的标准离子产生器通过在针电极和对置电极之间、或放电电极和感应电极之间施加高电压交流的驱动电压，产生电晕放电，从而产生正、负离子。通过使用多个离子产生器，还能够提高空气中的离子浓度。另一方面，离子产生器经过长期工作，在因伴随电晕放电产生的溅射蒸发而使放电电极损耗的情况下，或者是在化学物质、尘埃等异物累积附着在放电电极上的情况下，难以避免离子的产生量减少。在这种情况下，为了通知使用者需要对离子产生器进行保养，需要判断空气中有无离子。对此，例如在专利文献1 (日本专利公开公报特开2007-114177号)中公开了一种离子检测装置和离子产生装置，该离子检测装置和离子产生装置具有捕集空气中离子的捕集电极，并且基于开始离子产生动作时(或停止离子产生动作时)产生的捕集电极的电位变化，来检测(判断)有无离子。如上所述，以往公知的是作为正离子的H+(H2O)mGii是任意的自然数)和作为负离子的O2-(H2O)n(η是任意自然数)利用离子的反应对空气中的浮游细菌等进行杀菌。然而，由于所述离子相互再结合而消失，所以即使在特别接近离子产生器的位置可以实现高浓度， 但是随着距离子产生器的距离逐渐变远，离子浓度会急剧降低。因此，虽然在实验装置那样容积小的空间中，可以使离子浓度达到数万个/cm3，但是在实际的居住空间或工作空间等容积较大的空间中，浓度最大能够达到2 3，000个/cm3。另一方面，发明人发现，在实验室水平下，当所述离子浓度为7，000个/cm3时，可以在10分钟内杀死99%的禽流感病毒，当所述离子浓度为50，000个/cm3时，可以在10分钟内杀死99. 9%的禽流感病毒。这两个除去率的意义在于，假设在空气中存在1，000个/ cm3的病毒时，分别残留10个/cm3和1个/cm3的病毒。也就是说，通过将离子浓度从7，000 个/cm3提高到50，000个/cm3，可以使残留的病毒降低至1/10。由此可见，在人等生活的整个居住空间和工作空间内，通过使离子浓度处于高浓度状态，对于预防传染病和净化环境都非常重要。然而，在需要判断离子浓度和有无离子的空气为高温、高湿的情况下，由于所述电位的变化量变小，所以在专利文献1公开的技术中，甚至难以判断有无离子。此外，在离子产生器经过长期工作的情况下，由于产生的离子也减少，所以所述电位的变化量变得更小， 更加难以判断有无离子。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供离子产生装置和有无离子的判断方法，该离子产生装置和有无离子的判断方法不受温度、湿度和离子产生器经时变化的影响，能够高精度地判断有无离子。本发明提供一种离子产生装置，所述离子产生装置由多个离子产生器产生正、负离子，其包括驱动电路，使所述离子产生器导通或断开；离子检测器，检测表示所述离子产生器产生的离子的产生状态的指标；以及判断部，基于所述离子检测器检测出的指标，判断有无所述离子，所述离子产生装置的特征在于，在所述驱动电路使一个离子产生器和另一个离子产生器以不同时机周期性地导通的情况下，当所述离子检测器检测出的指标的差分大于规定的阈值时，所述判断部判断具有所述离子。按照本发明，在使离子产生器彼此一次或多次以不同时机导通的情况下，当表示离子产生状态的指标的差分大于(或小于)规定的阈值时，判断具有(或没有)离子。因此，在使分别产生正、负离子的离子产生器彼此以不同时机导通的情况下，由于使各离子产生器导通时检测出的指标的差分比使一个离子产生器导通/断开时检测出的指标的变化量增大，所以容易判断有无离子。因此，当需要判断有无离子的空气为高温、高湿时，或者是因离子产生器的经时变化而导致离子的产生量减少时，即使在因伴随一个离子产生器的导通/断开的指标的变化量变小而难以判断有无离子时，也可以准确地判断有无离子。本发明的离子产生装置的特征还在于，所述一个离子产生器和所述另一个离子产生器都并排设置有正、负离子产生部，所述一个离子产生器和所述另一个离子产生器彼此偏移，以使各自的离子产生部的并排设置方向一致，并且使所述离子产生部彼此在所述并排设置方向上不重合。按照本发明，使正、负离子产生部的并排设置方向一致的离子产生器彼此偏移，以使离子产生部彼此在所述并排设置方向上不重合。由此，以所述并排设置方向与流过各离子产生部附近的气流方向大体成直角的方式，将各离子产生器配置在通风通道内，在基于一个离子产生器的正离子产生部和另一个离子产生器的负离子产生部分别产生的离子来检测指标的情况下，由于使各离子产生器以不同时机导通时检测出的指标的差分比使一个离子产生器导通/断开时检测出的指标的变化量增大，所以容易判断有无离子。本发明的离子产生装置的特征还在于，所述一个离子产生器和所述另一个离子产生器沿所述并排设置方向并列设置，使各自的离子产生部朝向与并列设置方向垂直交叉的方向的一侧产生离子。按照本发明，将离子产生器彼此沿离子产生部的并排设置方向并列设置，使各自的离子产生部产生离子的方向在与所述并列设置方向大体垂直的一个方向上一致。因此，由于可以使离子检测器与并列设置的离子产生器之间的间隔距离为大体最小，所以使各离子产生器以不同时机导通时检测出的指标的差分为大体最大，从而能够可靠地判断有无离子。此外，各离子产生部分别向通风通道产生的离子与通风通道的气流一起有效地流动。本发明的离子产生装置的特征还在于，当所述驱动电路使所述一个离子产生器和所述另一个离子产生器以规定周期交替导通时，所述判断部判断有无所述离子。按照本发明，使分别产生正、负离子的离子产生器彼此以规定周期交替导通来判断有无离子。因此，由于离子产生器彼此导通的时机不会重合，所以使各离子产生器以不同时机导通时检测出的指标的差分为大体最大，从而能够可靠地判断有无离子。此外，由于周期性进行判断，所以通过反复进行相同的处理，可以降低误判断为没有离子的几率。本发明的离子产生装置的特征还在于，在所述判断部判断为没有所述离子的情况下，当所述驱动电路使所述一个离子产生器导通时，所述判断部再次判断有无所述离子。按照本发明，在判断为没有离子的情况下，当使一个离子产生器导通时，再次判断有无离子。由于注目于使一个离子产生器导通时的指标的变化量来判断有无离子，所以例如捕捉从正离子向负离子切换时的指标的急剧变化来判断有无离子。因此，当需要判断有无离子的空气的湿度极高时，即使一度变化后的指标在离子产生器导通期间向相反方向变化时，也可以准确地判断有无离子。本发明的离子产生装置的特征还在于，所述离子产生装置还具有发出警告的装置，所述发出警告的装置在所述判断部连续规定次数判断为没有所述离子的情况下发出警告。
按照本发明，在连续规定次数判断为没有离子的情况下，向使用者发出警告。由此，当离子的产生量下降时通知使用者以促使对离子产生器进行保养，S卩，清扫或更换离子产生器。本发明提供一种有无离子的判断方法，通过使多个离子产生器导通或断开来产生正、负离子，并由离子检测器检测表示所述离子产生器产生的离子的产生状态的指标，且基于由所述离子检测器检测出的指标，判断有无所述离子，所述有无离子的判断方法的特征在于，在使分别产生正、负离子的离子产生器彼此以不同时机周期性地导通的情况下，当由所述离子检测器检测出的指标的差分大于规定的阈值时，判断具有所述离子。按照本发明，在使分别产生正、负离子的各离子产生器一次或多次以不同时机导通的情况下，当表示离子的产生状态的指标的差分大于(或小于)规定的阈值时，判断具有 (或没有)离子。因此，由于使各离子产生器导通时检测出的指标的差分比使一个离子产生器导通 /断开时检测出的指标的变化量增大，所以容易判断有无离子。按照本发明，在使多个离子产生器导通/断开时的指标的差分大于(或小于)规定的阈值的情况下，判断具有(没有)离子。因此，在使分别产生正、负离子的离子产生器彼此以不同时机导通的情况下，由于使各离子产生器导通时检测出的指标的差分比使一个离子产生器导通/断开时检测出的指标的变化量增大，所以容易判断有无离子。
由此，当需要判断有无离子的空气为高温、高湿时，或者是因离子产生器的经时变化而导致离子的产生量减少时，即使在由于伴随离子产生器的导通/断开使指标的变化量变小而导致难以判断有无离子的情况下，也可以准确地判断有无离子。因此，不受温度、湿度以及离子产生器的经时变化的影响，能够高精度地判断有无离子。
图1是表示本发明的离子产生装置结构的主剖视图。图2是表示离子产生装置结构的侧剖视图。图3是表示离子产生器结构的主剖视图。图4是从外壳的内侧观察安装在前壁上的离子产生器的示意性立面图。图5是表示离子产生装置的控制系统简要结构的框图。图6是表示离子产生装置处于正常工作状态的情况下向控制输入所输入的驱动信号的时序图。图7是表示离子检测器结构的电路图。图8是表示离子检测器的电路基板的导体图形的平面图。图9是表示相对于离子产生器放电次数的负离子浓度的曲线图。图10是表示在常温常湿条件下使没有肋的离子产生器导通/断开时的测量部的输出电压的曲线图。图11是表示由于离子产生器的驱动时机不同而使测量部的输出电压的变化量产生差别的曲线图。图12是表示在常温常湿条件下每10秒使离子产生器和离子产生器交替导通/断开时的测量部的输出电压的曲线图。图13是表示在常温高湿(90%以上)条件下每1秒使离子产生器和离子产生器交替导通/断开时的测量部的输出电压的曲线图。图14是表示当判断有无离子时向控制输入所输入的驱动信号的时序图。图15是表示在正常工作状态下驱动离子产生器的CPU处理步骤的流程图。图16是表示控制输入PCl 4切换的子程序的CPU处理步骤的流程图。图17是表示基于判断有无离子的结果来发出警告的CPU处理步骤的流程图。图18是表示基于判断有无离子的结果来发出警告的CPU处理步骤的流程图。图19是表示基于判断有无离子的结果来发出警告的CPU处理步骤的流程图。附图标记说明1 外壳2电动机3 叶轮4 箱体5 管道6a、6b、6c、6d 离子产生器61、62离子产生部
66捕集电极(离子检测器的一部分)67测量部(离子检测器的一部分)8ICPU82R0M83RAM84计时器85操作部86显示部(发出警告的装置)91离子产生器驱动电路(驱动电路)
具体实施例方式下面基于表示本发明实施方式的附图对本发明进行详细说明。图1是表示本发明的离子产生装置结构的主剖视图，图2是表示离子产生装置结构的侧剖视图，图3是表示离子产生器6a结构的主剖视图，图4是表示从外壳1的内侧观察安装在前壁fe上的离子产生器6a、6b、6c、6d的示意性立面图。其他离子产生器6b、6c、 6d的结构与离子产生器6a相同。在图中，外壳1包括隔开间隔且相对的两个侧壁la、lb，在下部分别具有吸入口 11、11 ；以及顶壁lc，在其中央部具有两个嵌合孔12、12。在外壳1内的下部配置有电动机 2，该电动机2在转动轴方向的两侧具有输出轴21、21，两个叶轮3、3分别安装在该电动机2 的输出轴21、21上，上述两个叶轮3、3分别转动自如地收容在两个箱体4、4内。叶轮3、3的上方分别配置有作为筒部的两个管道5、5，上述两个管道5、5使利用各个叶轮3、3的转动而产生的气流单独地向上方流动。在各个管道5、5的下部具有离子产生器6a、6b、6c、6d，上述离子产生器6a、6b、6c、6d分别具有两个离子产生部61、62，并且上述两个管道5、5具有风向件7、7，上述风向件7、7能够装拆地配置在嵌合孔12、12中。在离子产生器6a、6c的上方，捕集电极66和测量部67配置成其长边方向为大体水平方向、且与离子产生器6a、6c相邻，该捕集电极66捕集产生的离子，该测量部67测量该捕集电极66的电位。另外，由电动机2、叶轮3、3和箱体4、4构成送风机。外壳1为大体长方体，其还包括俯视呈矩形的底壁Id ；以及与该底壁Id的前后两边相连的前壁le、后壁If。在前壁Ie的下部设置有操作部85，用于接收对离子产生装置进行的操作；以及显示部86，由显示警告、运转状态等信息的LED构成。在两个侧壁la、 Ib下部的吸入口 11、11中安装有过滤器8、8，上述过滤器8、8使叶轮3、3从吸入口 11、11吸入的空气通过，并且除去该空气中的异物，使其成为净化空气。顶壁Ic的嵌合孔12、12为长方形，其长边方向为前后方向，前侧的内表面相对于铅垂方向朝向前方倾斜、后侧的内表面相对于铅垂方向朝向后方倾斜。此外，外壳1在上下方向的中途被分割为上分割件和下分割件，在下分割件上安装有箱体4、4，在上分割件上安装有管道5、5。叶轮3、3是具有多个叶片3a的多叶片叶轮，各个叶片3a的转动中心一侧相对于外缘向转动方向位移，换句话说，叶轮3、3是圆筒形的西洛克风扇。此外，叶轮3、3在其一端具有轴承板，在该轴承板的中心开设的轴孔中安装有电动机2的输出轴21、21，把从叶轮 3、3的另一端的开口向中心部的空洞吸入的空气，从外周部的叶片3a之间送出。
箱体4、4包括圆弧形导向壁41、41，用于把利用叶轮3、3的转动而产生的气流导向叶轮3、3的转动方向，并且使气流的速度加快；以及吹出口 42、42，从该圆弧形导向壁41、 41的一部分沿圆弧形导向壁41、41的一个切线方向朝上方敞开。吹出口 42、42为方筒形， 从圆弧形导向壁41、41的一部分沿圆弧形导向壁41、41的一个切线方向、且相对于铅垂方向朝倾斜方向突出。此外，箱体4、4包括箱体主体如、如，为深盘子形，具有用于圆弧形导向壁41、41 和吹出口 42、42的敞开部；以及盖板4b、4b，与叶轮3、3的所述开口对应的部位敞开，且封闭箱体主体^、4a的敞开侧。箱体主体4a3a各自的相对侧通过隔开用的连接壁43被连接成一体。此外，在盖板4b、4b的敞开部和过滤器8、8之间，设置有具有多个通气孔的通气板 9、9。连接壁43的与电动机2对应的位置具有向一个箱体主体如凹陷的凹部，在该凹部的边缘部上安装有深盘子形的支承板44，在凹部和支承板44的中央部之间，通过橡胶板 45,45夹持支承电动机2。输出轴21、21穿过在凹部和支承板44的中央部开设的轴孔，在输出轴21、21上安装有叶轮3、3。此外，连接壁43的上端比箱体4、4朝上方延伸得更远。管道5、5的下端与吹出口 42、42相连，其上端与嵌合孔12、12相连，构成在上下方向的中途收缩的方筒形筒部。此外，管道5、5包括前壁fe、5a，从吹出口 42、42沿圆弧形导向壁41、41的一个切线方向配置；以及后壁^、5b，从吹出口 42、42沿大体铅垂方向配置。 沿大体铅垂方向配置的两个侧壁5c、5c、5d、5d与前壁5a、fe和后壁恥、恥相连，使从吹出口 42、42吹出的空气沿前壁5a、fe和侧壁5c、5c、5d、5d成为层流，沿铅垂方向流动。在前壁5a、fe上开设有与保持件63对应的贯通孔，该保持件63具有离子产生器 6a、6b、6c、6d、捕集电极66和测量部67，在该贯通孔中以嵌入方式安装保持件63。在后壁 5b,5b上安装有电路基板10，该电路基板10与电动机2、离子产生器6a、6b、6c、6d、测量部 67和电源线连接；以及盖20，覆盖该电路基板10。此外，管道5、5在上下方向的中途被分割为管道上分割件51和管道下分割件52。 管道下分割件52为方筒形，其横向的中央部位被连接壁43隔开。管道上分割件51的横向隔开、且并排配置的方筒部51a、51a的下部被连接部51b连成一体，并且管道上分割件51 被连接部51b和连接壁43隔开。此外，在管道上分割件51的上端配置有防护网30、30，该防护网30、30用于防止手指等异物从外部插入。风向件7、7包括方框架部71、71，其前后方向的剖面形状为倒梯形；以及多个风向板72、72，在该方框架部71、71内沿前后方向隔开间隔且并排配置，并且相对于铅垂方向朝前后方向的一个方向倾斜，风向板72、72为相同形状。方框架部71、71的前后壁相对于铅垂方向朝前后方向倾斜。离子产生器6a、6b、6c、6d分别具有两个离子产生部61、62，上述两个离子产生部 61,62收纳在大体长方体的盒60内，并且沿与利用叶轮3、3的转动产生的空气流动方向大体垂直的方向、隔开间隔并排设置。离子产生部61、62分别具有呈尖锐状的放电电极61a、 62a，配置在电极基板63上；以及感应电极61b、62b，围绕该放电电极61a、62a，被施加有高电压的放电电极61a、6h分别产生电晕放电。由此，分别朝向各自的感应电极61b、62b的开口一侧，由一个离子产生部61产生正离子、由另一个离子产生部62产生负离子。配置有晶体管、电阻等电路元件的电路基板64与电极基板63相对，该电路基板64在与负离子产生部62相对的一侧具有升压变压器65，该升压变压器65产生所述高电压。 升压变压器65线圈的缠绕方向为从该线圈泄漏的磁通量在离子产生部62的附近与离子产生部61、62的并排设置方向大体平行(图3虚线所示)。在电极基板63和电路基板64 之间以及升压变压器65的周围填充有合成树脂。离子产生器6a、6b、6c、6d被保持件63保持，并且安装在各管道5、5的前壁5a、fe 上。两个离子产生器6a、6c以及两个离子产生器6b、6d分别使离子产生部61、62的并排设置方向相同，并且沿该并排设置方向使两个离子产生器6a、6c以及两个离子产生器6b、6d 分别并列设置，该并列设置方向与所述流动方向大体垂直。离子产生器6a和离子产生器6d 沿所述流动方向并排配置，并且使离子产生部61、62的并排设置方向朝向相反方向。离子产生器6c和离子产生器6b沿所述流动方向并排配置，并且使离子产生部61、62的并排设置方向朝向相反方向。各离子产生器6a、6b、6c、6d的离子产生部61、62从所述贯通孔面向管道5、5内。在沿所述流动方向成列的离子产生部61、62两侧的保持件63上设置有肋64、 64，该肋64、64用于防止使用者直接接触放电电极61a、62a。捕集电极66由捕集离子的大体矩形的板状电极构成，为了重点检测离子产生器 6a的离子产生部62和离子产生器6c的离子产生部61分别产生的负离子和正离子，捕集电极66配置在所述离子产生部62、61的附近，并且使其电极表面在管道5、5内露出。捕集电极66的电极表面与离子产生器6a、6c的并列设置方向大体平行，当捕集电极66捕集到正 (或负)离子时，捕集电极66的电位上升(或下降)。由后述的测量部67测量捕集电极66 的电位，作为相对于接地电位的电压值。另外，虽然捕集电极66配置在离子产生器6a的离子产生部62和离子产生器6c 的离子产生部61的附近，但是并不限定于此。捕集电极66例如也可以配置在嵌合孔12内表面的任意位置，或者是配置在外壳1的侧壁la、lb、顶壁lc、前壁Ie或后壁If的任意位置上。上述结构的离子产生装置被放置在居室内。利用送风机的电动机2的驱动使叶轮 3、3转动，将室内的空气从两侧的吸入口 11、11吸入到两个箱体4、4内，利用过滤器8、8除去被吸入的空气中的尘埃等异物。此时，被吸入到箱体4、4内的空气利用叶轮3、3周围的圆弧形导向壁41、41成为层流，该层流空气沿圆弧形导向壁41、41向吹出口 42、42流动，并从该吹出口 42、42向管道5、5内送出。图5是表示离子产生装置的控制系统简要结构的框图。控制系统的中枢是CPU81， CPU81通过总线相互连接有存储程序等信息的R0M82、存储临时产生的信息的RAM83和用于计时的计时器84。CPU81按照预先存储在R0M82中的控制程序，执行输入输出、运算等处理。CPU81还通过总线连接有操作部85，用于接收改变离子产生装置的风量的操作； 显示部(发出警告的装置)86，由显示警告、运转状态等信息的LED构成；送风机驱动电路 87，用于驱动安装有叶轮3、3的电动机2 ；以及A/D转换电路89，用于将测量捕集电极66电位的测量部67测量出的模拟电压转换成数字电压并进行读取。操作部85具有蜂鸣器(发出警告的装置)，该蜂鸣器用于使报警声鸣响。另外，捕集电极66和测量部67构成离子检测器。通过总线与CPU81连接的各输出接口 88、88、88、88的输出端子与具有两个输出端子的各离子产生器驱动电路91、91、91、91的控制输入PCI、PC2、PC3、PC4连接。各离子产生器驱动电路91、91、91、91的输出端子的一端与14V直流电源El的阳极连接，其另一端与各离子产生器6a、6b、6c、6d的电源输入VI、V2、V3、V4连接，该14V直流电源El的阴极与各离子产生器6a、6b、6c、6d的接地输入Gl、G2、G3、G4以及接地电位连接。在离子产生装置处于正常工作状态的情况下，每当计时器84对规定时间进行计时，CPU81都通过输出接口 88、88、88、88，使各离子产生器驱动电路91、91、91、91的控制输入卩(1、？02、？03、？(4的导通/断开进行转换(切换)。由此，各离子产生器驱动电路91、 91、91、91每隔规定时间使离子产生器6a、6b、6c、6d的电源输入VI、V2、V3、V4与直流电源 El的阳极之间的连接导通/断开。图6是表示离子产生装置处于正常工作状态的情况下向控制输入PCl、PC2、PC3、 PC4输入的驱动信号的时序图。图中横轴表示时间(秒)，纵轴表示导通/断开的状态。向控制输入PCl、PC3输入的驱动信号以占空比50%的方式交替反复进行1秒导通/1秒断开， 并且分别向两个控制输入PCl、PC2以及两个控制输入PC3、PC4输入的驱动信号以相同相位反复导通/断开。由此，各离子产生器驱动电路91、91、91、91使向离子产生器6a、6b以及离子产生器6c、6d的供电每隔1秒交替导通/断开。因此，每隔1秒交替驱动离子产生器 6a,6b和离子产生器6c、6d。图7是表示离子检测器结构的电路图。离子检测器具有分别配置在电路基板的元件侧(表面)和检测侧(背面)的测量部67和捕集电极66。测量部67具有电阻R4，该电阻R4将捕集电极66上拉至5V的直流电源，电阻R4 的两端与电容器Cl并联。捕集电极66通过测量部67的保护电阻Rl与运算放大器ICl的非反相输入端子68连接，该运算放大器ICl在反相输入端子和输出端子之间连接有电阻 R2。运算放大器ICl的输出端子与电阻R3和电阻R5连接，上述电阻R3和电阻R5与连接于接地电位的各电容器C2和电容器C4串联。电容器C2和电阻R3的接点与保护电极 69连接，电容器C4和电阻R5的接点与连接器CN5的输出端子连接。连接器CN5用于将测量部67测量出的电位提供给A/D转换电路89。除了捕集电极66 —部分以外，保护电极69 包围捕集电极66的周围，并且包围保护电阻Rl和分别与该保护电阻Rl的两端连接的部分。上述电路中，在捕集电极66捕集到正(或负)离子的情况下，正离子所具有的正电荷(或负离子所具有的负电荷)流入与捕集电极66连接的电容器Cl接地一侧的电极。 由此，上升(或下降)后的电容器Cl和保护电阻Rl接点的电位通过保护电阻Rl被提供到运算放大器ICl的非反相输入端子68。另一方面，运算放大器ICl的输出端子向反相输入端子反馈，形成放大率为1的阻抗转换器，所述输出端子的电位成为与被提供到非反相输入端子68的电位相同的电位。该电位作为相对于接地电位的模拟电压值，通过电阻R5从连接器CN5的输出端子输出。此外，运算放大器ICl的输出阻抗成为与电阻R3的电阻值相比十分小的值，保护电极69通过电阻R3 (IOk Ω )被保持成与捕集电极66为相同的电位，该电阻R3具有上拉捕集电极66的电阻R4(1GQ)的1/10万的电阻值。因此，捕集电极66捕集到的离子所具有的电荷从捕集电极66到达运算放大器ICl的期间，在电路基板的表面传导，从而抑制了所述电荷向保护电极69所包围部分的外侧移动。另外，保护电阻Rl并不限定于电阻，例如作为保护以外的目的，也可以是具有电阻、线圈等电路元件的串、并联电路。图8是表示离子检测器的电路基板的导体图形的平面图。图8的(a)表示安装了电路元件的表面的导体图形，图8的(b)表示形成了捕集电极66和保护电极69的背面的导体图形。捕集电极66通过贯通孔66a、66b与表面的导体图形电连接，所述导体图形分别与保护电阻R1、电阻R4和电容器Cl的一端连接。包围背面的捕集电极66的保护电极69俯视为大体二形，在大体矩形的电路基板长边方向的一边具有缺欠部K，并且通过贯通孔69a、69b与包围表面的电路元件周围的保护电极69电连接。此外，表面的保护电极69包围所述导体图形以及连接保护电阻Rl和非反相输入68的导体图形。由于包围上述导体图形和保护电阻Rl的保护电极69所形成的平面与捕集电极66 所形成的平面大体平行，所以从升压变压器65泄漏的磁通量与所述保护电极69最小限度地交链。图9是表示相对于离子产生器6a(或6b、6c、6d)放电次数的负离子浓度的曲线图。图中横轴是每单位时间的放电次数(次/秒)，纵轴表示在距与空气一起送出离子的风向件7上表面25cm上方的位置上的负离子浓度(万个/cm3)。作为标准放电次数的480次 /秒时的离子浓度约为180万个/cm3，使放电次数例如为35次/秒时的离子浓度确保为比 180万个/cm3的1/2略多的程度。在此，可以认为在上述35次/秒条件下，离子浓度减少一半，以离子产生器6a的放电次数为35次/秒时为判断具有离子的界限，来确定判断有无离子的阈值。图10是表示在常温常湿条件下使没有肋64的离子产生器6a、6b导通/断开时的测量部67的输出电压的曲线图。该输出电压相当于离子检测器检测出的指标。图中横轴是时间(秒)，纵轴表示电压(V)。放电次数是35次/秒。在此，测量部67的捕集电极66 主要捕集离子产生器6a的负离子产生部62产生的负离子。如图10的(a)所示，在使离子产生器6a、6b导通的情况下，大约5V的测量部67的输出电压在大约5秒后下降到大约3V， 并处于饱和状态。此外，如图10的(b)所示，在使离子产生器6a、6b断开的情况下，大约3V 的测量部67的输出电压在大约6秒后上升至大约5V，并处于饱和状态。因此，在使离子产生器6a、6b导通/断开的情况下，测量部67的输出电压的变化量约为2V。对此，发明人通过实验得出当在离子产生器6a、6b上附加肋64时，所述变化量减少一半，约为IV，变化量成为饱和状态所需要的时间为9秒或9秒以上。由于使判断有无离子所需要的时间延长不是优选方式，所以优选使判断所述变化量时的阈值下降为比IV 更低从而具有一定的安全系数。由此，在本实施方式中，每10秒使离子产生器6a、6b导通/断开，在将要切换导通/断开之前测量出的测量部67的输出电压的变化量大于0. 5V时，判断具有离子。该判断(以下称为离子判断方法1)是假设在常温常湿条件下的判断。但是，并不限定于上述10 秒，也可以比10秒长(或短)。另一方面，在高湿度的环境下，使离子产生器6a、6b导通/断开时的测量部67的输出电压不会从5V明显下降(即，导通/断开时的输出电压的变化量减少)，从而不能判断有无离子。在此，发明人注目于使沿离子产生部61、62的并排设置方向并列设置的离子产生器6a、6c交替导通/断开、捕集电极66交替捕集负离子和正离子时的测量部的输出电压的差分。其结果可以看出，特别是在高湿度的环境下，该差分比上述输出电压的变化量大。图11是表示由于离子产生器的驱动时机不同而使测量部67的输出电压的变化量产生差别的曲线图。图中横轴表示被驱动的各离子产生器的放电次数(次/秒)，纵轴表示测量部67的输出电压的变化量的最大值(V)。实线表示每10秒同时使离子产生器6a、6b 导通/断开的情况，虚线表示每10秒使离子产生器6a、6c交替导通/断开的情况。环境条件全部是周围温度为30°C、湿度为95%。可以看出在同时使离子产生器6a、6b导通/断开的情况下，测量部67的输出电压几乎没有变化，即使在这种环境下，通过使离子产生器6a、6c交替导通/断开，随着放电次数增加，测量部67的输出电压的变化量(在这种情况下是交替导通时的差分)也具有增大的倾向。图12是表示在常温常湿条件下每10秒使离子产生器6a、6b和离子产生器6c、6d 交替导通/断开时的测量部67的输出电压的曲线图。图中横轴是时间(秒)，纵轴表示电压(V)。放电次数是480次/秒。在此，在时刻T1、T3使离子产生器6a、6b导通且使离子产生器6c、6d断开，在时刻T2使离子产生器6a、6b断开且使离子产生器6c、6d导通。由此， 测量部67的捕集电极66主要交替捕集离子产生器6a的负离子产生部62产生的负离子和离子产生器6c的正离子产生部61产生的正离子。另外，即使在没有使离子产生器6c、6d 导通/断开的图10所示的情况下，当使放电次数为480次/秒时，也可以认为测量部67输出电压的波形如图12所示那样，从+5V大幅度下降至大体接地电位。然而，在高湿度的环境下，如上所述，测量部67的输出电压不会从+5V明显下降。 即使在这种情况下，发明人也通过实验得出当使离子产生器6a、6b和离子产生器6c、6d交替导通/断开时，在刚使离子产生器6a、6b导通后，测量部67的输出电压一度急剧下降。通过检测该输出电压的下降，即使在高湿度的环境下也能够判断有无离子。图13是表示在常温高湿(90%以上)条件下每1秒使离子产生器6a、6b和离子产生器6c、6d交替导通/断开时的测量部67的输出电压的曲线图。图中横轴表示时间(秒)， 纵轴表示电压(V)。放电次数是480次/秒。在此，在时刻T4、T6使离子产生器6a、6b导通且使离子产生器6c、6d断开，在时刻T5、T7使离子产生器6a、6b断开且使离子产生器6c、 6d导通。在时刻T4、T6刚使离子产生器6a、6b导通之后，可以看出输出电压以把3V附近作为最小值而具有负方向峰值的波形的方式垂下。由此，将如下判断有无离子的方法作为离子判断方法2 每1秒使离子产生器6a、 6b和离子产生器6c、6d交替导通/断开，把将要使离子产生器6a、6b导通之前的测量部67 的输出电压作为基准，基于刚导通后的输出电压朝向最小值的变化量来判断有无离子。当由如上所述的离子判断方法1不能判断有无离子时，通过应用离子判断方法2，从常温常湿到高湿度的环境下，都能够高精度地判断有无离子。另外，在离子判断方法2中，并不限定于在2秒周期内、每1秒对各离子产生器的导通/断开进行切换，例如也能以比1秒更长的时间间隔来进行切换。图14是表示当判断有无离子时向控制输入PC1、PC2、PC3、PC4输入的驱动信号的时序图。图中横轴表示时间(秒)，纵轴表示驱动信号的导通/断开的状态。在离子判断方法1中，以10秒为周期对各驱动信号的导通/断开进行六次切换，当判断具有离子时，在该时点正常结束判断。当不能判断出具有离子时，转移至离子判断方法2，以1秒为周期对各驱动信号的导通/断开进行十次切换，当判断具有离子时，在该时点正常结束判断。当由离子判断方法1、2都不能判断出具有离子时，判断没有离子，并且对规定的计数值进行加法计数。当每3小时进行的判断有无离子的结果的上述计数值达到规定值时，发出规定的警
生 在离子判断方法1的各周期内，首先使向控制输入PCI、PC2输入的驱动信号导通且使向控制输入PC3、PC4输入的驱动信号断开，在10秒后，对这些驱动信号的导通/断开进行切换。并且，再经过10秒后结束一个周期。由此，在最初的10秒期间，仅离子产生器 6a、6b导通，由各离子产生部62产生的负离子生成的负电荷累积在捕集电极66上。在后续的10秒期间，仅离子产生器6c、6d导通，使由各离子产生部61产生的正离子生成的正电荷与累积在捕集电极66上的负离子中和。因此，测量部67的输出电压在20秒期间的前半段，朝向接地电位下降，在后半段，朝向直流电源(5V)的电源电压上升(参照图12)。在通过离子判断方法1判断有无离子的情况下，当在离子判断方法1的期间内的输出电压的最大值和最小值之间的差分大于规定电压(例如0. 5V)时，判断具有离子。在离子判断方法2的各周期内，向控制输入PCl PC4输入的驱动信号仅使各驱动信号导通/断开的周期0秒)与在离子判断方法1内的周期(20秒)不同。在通过离子判断方法2判断有无离子的情况下，当在离子判断方法2的期间内的输出电压的最大值和最小值之间的差分大于规定电压(例如0. 5V)时，判断具有离子。下面，利用表示上述结构的离子产生装置的动作的流程图，对该离子产生装置的动作进行说明。图15是表示在正常工作状态下驱动离子产生器6a、6b、6c、6d的CPU81处理步骤的流程图，图16是表示控制输入PCl 4切换的子程序的CPU81处理步骤的流程图。按照预先存储在R0M82中的控制程序来执行图15、图16的处理。此外，图15的处理在每次处理结束后都再次被执行。另外，表示处于判断有无离子的测量中的“测量标志”和表示导通/断开的相位的 “触发标志”存储在RAM83中。当开始图15的处理时，CPU81使计时器84开始1秒的计时(步骤Sll)。另外，计时的时间并不限定于1秒，例如也可以是0.5秒、1.5秒等时间。此后，CPU81判断计时器84 是否结束了计时(步骤S12)。当判断未结束计时的情况下(步骤S12 否)，CPU81直到计时器84结束计时为止处于待机状态。当判断结束了计时的情况下(步骤S12 是)，CPU81判断“测量标志”是否被设置为1 (步骤S13)。当判断“测量标志”被设置为1时(步骤S13 是)，CPU81直接使处理结束。由此，有无离子的判断中，在本处理中不使离子产生器6a、6b、6c、6d导通/断开。当判断“测量标志”未被设置为1时(步骤S13 否)，CPU81调用并执行控制输入PCl 4切换的子程序(步骤S14)，并结束处理。当调用图16所示的控制输入PCl 4切换的子程序时，CPU81判断“触发标志” 是否被设置为1(步骤S21)。当判断“触发标志”被设置为1时(步骤S21 是)，CPU81将 “触发标志”清零(步骤S2》，此外，通过输出接口 88，使离子产生器驱动电路91的控制输入PCl导通(步骤S2!3)。同样，CPU81使控制输入PC2导通(步骤S24)，并且使控制输入 PC3断开(步骤S25)，且使控制输入PC4断开(步骤S26)，并结束处理。在步骤S21中，当判断“触发标志”未被设置为1时(步骤S21 否)，CPU81将“触发标志”设置为1(步骤S27)，此外，通过输出接口 88，使离子产生器驱动电路91的控制输入PCl断开(步骤S28)。同样，CPU81使控制输入PC2断开(步骤S29)，并且使控制输入 PC3导通(步骤S30)，且使控制输入PC4导通(步骤S31)，并结束处理。由此，CPU81对离子产生器驱动电路91的控制输入PC1、PC2和控制输入PC3、PC4 的导通/断开进行切换。图17、图18和图19是表示基于判断有无离子的结果来发出警告的CPU81处理步骤的流程图。按照预先存储在R0M82中的控制程序、并且在由CPU81进行初始化处理的30 秒后执行以下处理，此后每3小时重复执行本处理。该重复周期并不限定于3小时。另外，“循环计数(C) ”和“错误计数”是存储在RAM83中的变量。由CPU81进行的初始化处理中，在“错误计数”中写入0。当开始图17的处理时，CPU81将“测量标志”设置为1(步骤S41)，并且将“触发标志”设置为1 (步骤S42)，作为初始设定，接着，CPU81把6置换到离子判断方法1的存储控制输入PCl 4切换次数的“循环计数(C) ”中(步骤S43)。此后，CPU81通过A/D转换电路89，开始读取测量部67的输出电压的电压值(V)(步骤S44)。此后，读取到的电压值 (V)被依次存储到CPU81的寄存器或RAM83中。接着，CPU81调用并执行控制输入PCl 4切换的子程序(步骤S45)，使计时器84 开始10秒的计时(步骤S46)。此后，CPU81判断计时器84是否结束了计时(步骤S47)。 当判断未结束计时的情况下(步骤S47 否)，CPU81直到计时器84结束计时为止处于待机状态。当判断结束了计时的情况下(步骤S47:是)，CPU81从“循环计数(C) ”中减去 1 (步骤S48)，并判断“循环计数(C)，，是否为0 (步骤S49)。当判断“循环计数(C)，，不为0 时(步骤S49 否)，CPU81使处理返回到步骤S45。由此，重复控制输入PCl 4的切换。在步骤S49中，当判断“循环计数(C)”为0时(步骤S49:是)，CPU81结束读取测量部67的输出电压(步骤S50)。此后，CPU81计算存储在寄存器或RAM83中的电压值 (V)的最大值和最小值之间的差分(步骤S51)，并判断计算出的差分是否大于规定的阈值 (0. 5V)(步骤S52)。当判断大于规定的阈值时(步骤阳2 是)，即，当判断具有离子时，为了表示有无离子的判断已经结束，CPU81将“测量标志”清零(步骤S53)，并且将“错误计数”清零(步骤S54)，并结束处理。由此，清除判断没有离子的历史记录。在步骤S52中，当判断小于规定的阈值时(步骤S52 否)，即，当不能判断具有离子时，CPU81把10置换到存储离子判断方法2的控制输入PCl 4切换次数的“循环计数 (C)中”(步骤S61)。接着，CPU81通过A/D转换电路89开始读取测量部67的输出电压的电压值(V)(步骤S6》。此后，读取到的电压值(V)被依次存储到CPU81的寄存器或RAM83 中。接着，CPU81调用并执行控制输入PCl 4切换的子程序(步骤S63)，并使计时器 84开始1秒的计时(步骤S64)。此后，CPU81判断计时器84是否结束了计时(步骤S65)， 当判断未结束计时的情况下(步骤S65 否)，CPU81直到计时器84结束计时为止处于待机状态。当判断计时器84结束了计时的情况下(步骤S65:是)，CPU81从“循环计数(C)” 中减去1 (步骤S66)，并判断“循环计数(C) ”是否为0 (步骤S67)。当判断“循环计数(C)，， 不为0时(步骤S67 否)，CPU81使处理返回到步骤S63。在步骤S67中，当判断“循环计数(C) ”为0时(步骤S67 是)，CPU81结束读取测量部67的输出电压(步骤S68)。此后，CPU81计算存储在寄存器或RAM83中的电压值(V) 的最大值和最小值之间的差分(步骤S69)，并判断计算出的差分(变化量)是否大于规定的阈值(0. 5V)(步骤S70)。当判断大于规定的阈值时(步骤S70:是)，S卩，当判断具有离子时，CPU81使处理返回到步骤S53。在步骤S70中，当判断小于规定的阈值(0.5V)时(步骤S70 否)，即，当在离子判断方法1和离子判断方法2中都不能判断具有离子时，CPU81在“错误计数”中加上1 (步骤 S71)，并判断“错误计数”是否到了 60(步骤S72)。当判断没有到60时(步骤S72 否)， CPU81使处理结束。当判断“错误计数”到了 60时(步骤S72 是)，即，当判断为没有离子时，CPU81将 “错误计数”清零(步骤S7!3)，并且为了通知没有离子，使显示部86的绿灯熄灭(步骤S74)， 且使表示警告的红灯点亮(步骤S75)。此外，为了通过声音来发出警告，CPU81使操作部85 所具有的蜂鸣器鸣响(步骤S76)，并且进行其他必要的停止运转的处理(步骤S77)，并结束处理。另外，“错误计数”的判断次数并不限定于60，可以是任意值。如上所述，按照本实施方式，在使相对于捕集电极主要分别产生正、负离子的离子产生器彼此以不同时机导通的情况下，当测量部的输出电压的差分大于(或小于)0. 5V时， 判断具有(或没有)离子。由此，当需要判断有无离子的空气为高温、高湿时，或者是当离子产生器的经时变化而导致离子的产生量减少时，即使由于伴随一个离子产生器的导通/断开使测量部的输出电压的变化量变小，导致难以判断有无离子时，也可以准确地判断有无离子。因此，不受温度、湿度以及离子产生器的经时变化的影响，能够高精度地判断有无离子。此外，使正、负离子产生部的并排设置方向相同的离子产生器彼此偏移，以使在所述并排设置方向上恰好不重合，并且使流过各离子产生部附近的气流方向与所述并排设置方向为大体直角。由此，捕集电极捕集一个离子产生器的正离子产生部和另一个离子产生器的负离子产生部分别产生的离子。因此，由于使各离子产生器以不同时机导通时的测量部的输出电压的差分大于使一个离子产生器导通/断开时的输出电压的变化量，所以能够容易地判断有无离子。此外，沿离子产生部的并排设置方向、彼此紧贴地并列配置离子产生器，并且各离子产生部的开口一侧朝向与所述并列设置方向大体垂直的相同方向。因此，由于可以使捕集电极和并列设置的离子产生器之间的间隔距离为大体最小，所以使各离子产生器以不同时机导通时的测量部的输出电压的差分为大体最大，从而能够可靠地判断有无离子。此外，能够使各离子产生部分别向通风通道产生的离子与通风通道的气流一起有效地流动。此外，使相对于捕集电极主要分别产生正、负离子的离子产生器在20秒周期内(每10秒)彼此交替导通，来判断有无离子。因此，由于离子产生器彼此导通的时机不会产生重合，所以使各离子产生器以不同时机导通时的测量部的输出电压的差分为大体最大，从而能够可靠地判断有无离子。此外，由于周期性地进行判断，所以通过反复进行相同的处理，能够降低误判断为没有离子的几率。此外，当通过在20秒周期内进行的离子判断方法1判断为没有离子时，在使相对于捕集电极主要产生负离子的离子产生器以2秒为周期导通后，再次判断有无离子。因此，由于注目于使一个离子产生器导通时的测量部的输出电压的变化量来判断有无离子，所以捕捉从正离子切换为负离子时的输出电压的急剧变化来判断有无离子。因此，当需要判断有无离子的空气湿度极高时，即使一度变化后的测量部的输出电压在离子产生器导通期间向反方向变化时，也能够准确地判断有无离子。此外，当连续60次判断没有离子时，通过显示部的LED和操作部的蜂鸣器向使用
者发出警告。因此，当离子的产生量下降时，能够通知使用者以促使对离子产生部进行清扫或更换离子产生器。另外，在本实施方式中，虽然把使显示部86的红灯点亮并通过蜂鸣器发出报警声作为警告，但是并不限定于此，例如，也可以具有声音合成电路和扬声器来发出报警声音。此外，在离子判断方法1中，虽然把将要对离子产生器6a、6b和离子产生器6c、6d 的导通/断开进行切换前的测量部67的输出电压的差分与规定阈值进行比较，但是并不限定于此。例如，在使离子产生器6a、6b导通10秒并断开10秒的期间，对每1秒进行采样的测量部的输出电压分别确定最小值和最大值，将确定后的最大值和最小值的差分与阈值进行比较。此外，虽然通过电阻将捕集电极66上拉至DC5V，并注目于负离子来判断有无离子，但是并不限定于此。例如，也可以通过电阻下拉至接地电位，注目于正离子来判断有无
1 子。
权利要求
1.一种离子产生装置，由多个离子产生器产生正、负离子，其包括驱动电路，使所述离子产生器导通或断开；离子检测器，检测表示所述离子产生器产生的离子的产生状态的指标；以及判断部，基于所述离子检测器检测出的指标，判断有无所述离子，所述离子产生装置的特征在于，在所述驱动电路使一个离子产生器和另一个离子产生器以不同时机周期性地导通的情况下，当所述离子检测器检测出的指标的差分大于规定的阈值时，所述判断部判断具有所述离子。
2.根据权利要求1所述的离子产生装置，其特征在于，所述一个离子产生器和所述另一个离子产生器都并排设置有正、负离子产生部，所述一个离子产生器和所述另一个离子产生器彼此偏移，以使各自的离子产生部的并排设置方向一致，并且使所述离子产生部彼此在所述并排设置方向上不重合。
3.根据权利要求2所述的离子产生装置，其特征在于，所述一个离子产生器和所述另一个离子产生器沿所述并排设置方向并列设置，使各自的离子产生部朝向与并列设置方向垂直交叉的方向的一侧产生离子。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的离子产生装置，其特征在于，当所述驱动电路使所述一个离子产生器和所述另一个离子产生器以规定周期交替导通时，所述判断部判断有无所述离子。
5.根据权利要求4所述的离子产生装置，其特征在于，在所述判断部判断为没有所述离子的情况下，当所述驱动电路使所述一个离子产生器导通时，所述判断部再次判断有无所述离子。
6.根据权利要求4或5所述的离子产生装置，其特征在于，所述离子产生装置还具有发出警告的装置，所述发出警告的装置在所述判断部连续规定次数判断为没有所述离子的情况下发出警告。
7.一种有无离子的判断方法，通过使多个离子产生器导通或断开来产生正、负离子，并由离子检测器检测表示所述离子产生器产生的离子的产生状态的指标，且基于由所述离子检测器检测出的指标，判断有无所述离子，所述有无离子的判断方法的特征在于，在使分别产生正、负离子的离子产生器彼此以不同时机周期性地导通的情况下，当由所述离子检测器检测出的指标的差分大于规定的阈值时，判断具有所述离子。
全文摘要
本发明提供离子产生装置和有无离子的判断方法。该离子产生装置由捕集电极(66)捕集离子产生器(6a、6b)的离子产生部(61)和离子产生器(6c、6d)的离子产生部(62)分别产生的正、负离子，并且由测量部(67)测量该捕集电极(66)的电位。当判断有无离子时，使离子产生器(6a、6b)和离子产生器(6c、6d)交替导通/断开。在离子判断方法1中，以10秒为周期进行六次导通/断开，在离子判断方法2中，以1秒为周期进行十次导通/断开，当测量部(67)的输出电压的最大值和最小值之间的差分(变化量)大于规定的阈值时，分别判断为具有离子。
文档编号H01T23/00GK102301551SQ20108000607
公开日2011年12月28日 申请日期2010年1月26日 优先权日2009年3月25日
发明者西野真史 申请人:夏普株式会社