一种离子发生装置电极间距的确定方法与流程

本发明属于电晕放电装置领域，尤其涉及一种用于确定离子发生装置电极间距的方法。

背景技术：

现有的离子发生产品，不论是用于静电消除的电晕放电式静电消除器，还是用于加电的电晕放电式加(喷)电器，从未系统的研究过放电极之间的间距大小，对消电或加电效果的影响。

而放电极间距对放电效率有着重要的影响。最佳的放电极间距，会产生最大化的放电效率，在其他同样的条件下，会产生最多的离子数量。比如通过电流密度来确定电极之间的最佳间距，实现同一电压下增大离子发生装置产生的离子量。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种离子发生装置电极间距的确定方法。其通过一个放电模拟装置实施放电试验，利用最大电流密度这一参量，来确定最佳的放电极间距，使消电/加电棒在其长度范围内能够释放出最多的离子，达到最大化的放电效率。

本发明的技术方案是：提供一种离子发生装置电极间距的确定方法，其特征是：

1)固定或确定相关试验参数值；

2)设置交流/直流高压电源、模拟被消电/加电物体、测试仪器，并在距离模拟被消电/加电物体中心位置垂直距离h处设置消电/加电棒；

3)消电/加电棒或放电极与模拟被消电/加电物体的表面垂直设置，两者之间的垂直距离为消电/加电距离h；

4)将交流/直流高压电源的输出端与消电/加电棒的电源输入端对应电连接；

5)启动交流/直流高压电源，使其电压缓缓上升并使放电极上的高压达到放电极电压u；

6)测试仪器与交流/直流高压电源同时开启，测定时间t(s)内测试仪器接收到的放电电流的最大值i；

7)求取每单位长度电流值；

8)依据上述步骤测试各种放电极间距d1、d2、d3…dm设置时，测试仪器接收到的最大电流i1、i2、i3…im；

9)计算各种放电极间距d1、d2、d3…dm下的接收到的最大电流密度j1、j2、j3…jm；

10)取j1、j2、j3…jm中的最大值对应的电极间距d，为最佳的离子发生装置电极间距。

其所述的固定相关试验参数值至少包括消电/加电棒有效消电/加电长度l、放电极及针尖直径d、放电极电压u和消电/加电距离h。

在求取所述每单位长度电流值时的公式如下：

①l≤λ时：

②l＞λ时：

其中，l表示消电/加电棒的有效消电/加电长度，λ表示模拟被消电/加电体的长度。

具体的，所述的测试仪器为示波器。

在所述示波器的两个输入端之间，并接有一个电阻。

所述的电阻为无感电阻。

其所述的模拟被消电/加电物体包含一个不锈钢材质的u形接地板；所述的u形接地板只通过接地插座实现接地，以避免其他杂散电流的流入。

具体的，所述的u形接地板通过一个无感电阻接入大地。

进一步的，在所述的无感电阻两端并接示波器，以观察放电电压或电流，从而计算出不同电极间距下的放电电流密度，并从其中选出最大值，以确定最佳电极间距d。

进一步的，在所述u形接地板的表面铺设有塑料薄膜，以方便模拟对材料表面的消电/加电效果。

本发明技术方案的有益效果是：

通过所述的放电电极间距测试，能够确定消电/加电棒各个放电极之间的最佳电极间距，使消电/加电棒的放电效率最大化，产生最多的离子用于物体表面消电/加电，提升了消电/加电效果。

附图说明

图1是本发明电极间距确定方法的流程方框图；

图2是本发明放电极间距优化放电试验装置示意图；

图3是本发明被消电/加电模拟装置的结构示意图；

图4是图3的侧视图。

图中，1为消电/加电棒，2为放电电极，3为不锈钢u形接地板，4为模拟被消电/加电物体，5为示波器，6为连接器，7为高压电缆，8为交流/直流高压电源，9为接地插座；10为四氟绝缘件卡；r为无感电阻，v为高压电压表。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

图1中，本发明的技术方案提供了一种离子发生装置电极间距的确定方法，其基本的操作步骤包括：

1、固定相关试验参数值，如消电/加电棒有效消电/加电长度l(mm)(即放电电极排列长度)，放电极及针尖直径d(mm)，放电极电压u(kv)，消电/加电距离h(mm)。

2、按图2所示，设置交流/直流高压电源、模拟被消电/加电物体、测试仪器，并在距离被消电/加电模拟装置中心位置垂直距离h处设置消电/加电棒；其中，交流/直流高压电源的输出波纹在1％之下，电压稳定度在1％之下(仅由于输入源电压变动10％内时，引起的输出电压变化率)。

3、启动交流/直流高压电源，使其电压缓缓上升并使放电极上的高压达到放电极电压u(kv)。

4、示波器与直流高压电源同时开启，测定时间t(s)内示波器接收到的放电电流的最大值i(μa)。

5、根据公式求取每单位长度电流值：

①l≤λ时：

②l＞λ时：

其中，l(mm)表示消电/加电棒的有效消电/加电长度，λ(mm)表示模拟被消电/加电体的长度。

6、依据上述步骤测试各种放电极间距d1、d2、d3…dm设置时，示波器接收到的最大电流i1、i2、i3…im。

7、计算各种放电极间距d1、d2、d3…dm下的接收到的最大电流密度j1、j2、j3…jm，计算后，取j1、j2、j3…jm中的最大值对应的电极间距d。

图2中，所用电阻为无感电阻，阻值为100ω，容许误差在5％内；示波器的有效频带为100mhz以上。

图2中所示的交流/直流高压电源为消电/加电棒的配套高压电源，输出高压无极可调，可实时显示输出高压值和输出电流值。

高压电源与消电/加电棒之间通过高压电缆实现高压电连接，高压电缆与消电/加电棒之间可通过焊接实现不可拆卸电连接，也可通过外加高压连接器实现可拆卸电连接。

消电/加电棒或放电极与图3所示的模拟被消电/加电物体表面垂直，两者之间的垂直距离为消电/加电距离h。

两根放电电极中心轴线之间的距离为电极间距d。

上述的被消电/加电模拟装置的具体结构，参见图3及图4中所示。

具体的，被消电/加电物体模拟装置包括一个不锈钢u形接地板，不锈钢u形接地板的底部用四氟绝缘件卡入，只通过接地插座实现接地，以避免其他杂散电流流入。

不锈钢u形接地板还须通过一个100欧姆的无感电阻，再接入大地；在无感电阻两端并接示波器，以观察放电电压(电流)，从而计算出不同电极间距下的放电电流密度j，并从其中选出最大值，已确定最佳电极间距d。

不锈钢u形接地板的表面可敷设一层塑料薄膜，以方便模拟对材料表面的消电/加电效果。

本技术方案通过在两相邻电极的不同电极间距下，对被消电/加电模拟装置实施放电试验，利用最大电流密度这一参量，来确定两相邻电极之间最佳的放电极间距，借此来实现同一电压下增大离子发生装置产生的离子量的目的，使消电/加电棒在其长度范围内释放出最多的离子，达到最大化的放电效率。

本技术方案可广泛用于各种规格消电/加电棒的设计、制造领域。