[发明专利]一种不同粒径空气负离子浓度测量方法和装置

说明书

本发明公开了一种测量不同粒径空气负离子浓度的方法和装置。测量不同粒径空气负离子浓度的方法包括如下步骤：在吸气机的作用下，空气以恒定的风速均匀通过两个离子收集器，连续改变离子收集器两端的电压值，实时测量离子收集器两端的电压数据与电流数据，利用数值方法计算得到空气中不同粒径的负离子浓度。实现该方法的装置包括电源（1），吸气机（2），离子收集器（3），可调电阻（4），电流检测系统（5）、电压检测系统（6）和数据处理计算机（7）。本发明通过将电流检测与数值计算相结合,能够精确测定空气中不同粒径的负离子浓度。

技术领域

本发明涉及一种测量不同粒径空气负离子浓度的方法，包括电压、电流检测步骤和数值计算步骤。

本发明还涉及一种测量不同粒径空气负离子浓度的装置，包括电源，吸气机，离子收集器，可调电阻，电流检测系统，电压检测系统和数据处理计算机。

背景技术

空气负离子是带负电荷的单个气体分子和轻离子团的总称。由于空气负离子能够使生物体内的自由基无毒化和细胞活化，对生长发育有良好的促进作用，因此被认为是一种有益人类健康的大气现象。空气负离子浓度是指1mL空气中的负离子个数，是判断空气质量好坏的重要标准。世界卫生组织规定清新空气中负离子的浓度为1000-1500个/mL。根据离子粒径的大小，空气负离子分为小离子、中离子和大离子。粒径不同的负离子在人们的生产生活中有着不同作用，中离子和大离子能够部分沉降空气中的污染物质，而小离子能够通过肺部呼吸进入人体，在生长发育和防治疾病等方面起着积极作用。

中国实用新型专利公开说明书CN（205941427）U公开了一种空气负离子的监测装置，主要包括负离子采集器、信号放大器和处理器。这种装置将离子采集器与信号放大器连接，将输出信号连接到处理器，通过处理器上的液晶显示模块将负离子的浓度数值显示在液晶屏上。中国实用新型专利公开说明书CN（204613137）U中也公开了一种使用微电流计的空气负离子浓度检测仪，这种检测仪根据设定好的阈值，采用阈值回差法切换微电流计中电流的测量量程，最终通过控制模块显示空气负离子浓度。

这两种测量空气负离子浓度装置的原理如图2所示，空气在吸气机（9）的作用下以恒定的风速通过电容式离子收集器（8），离子收集器收集空气中的负离子（10），在收集板两端形成电流，通过电流数据和取样空气流速计算得出空气负离子浓度。如果离子收集器两端的电压为U，由于空气中不同粒径的负离子到达收集板都能形成电流，因此这两种装置只能测量空气负离子的总浓度值，难以实现不同粒径空气负离子浓度的精确测量。此外，在相同的环境条件下，如果收集板两端的电压不同，通过收集板的电流也不相同，因此测得的空气负离子浓度也会不同。也就是说，这两种装置在测量时存在较大的系统误差。

发明内容

本发明是针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明要解决的技术问题是提供一种能够测定不同粒径的空气负离子浓度，且误差较小的方法。

与此相应，本发明另一个要解决的技术问题是提供一种能够测定不同粒径的空气负离子浓度，且误差较小的装置。

就测量不同粒径空气负离子浓度的方法而言，本发明解决上述技术问题的方法包括如下步骤：连续改变离子收集器两端的电压，并实时测量离子收集器两端的电流数据和电压数据。

在对不同粒径的空气负离子迁移率进行分析的基础上，根据测量所得的离子收集器两端的电压数据，计算出不同粒径的空气负离子到达离子收集器上极板的百分比，进一步得到计算不同粒径空气负离子浓度的系数矩阵。

在系数矩阵的基础上，根据多次测量所得的电流数据，与矩阵的运算相结合，实现不同粒径的空气负离子浓度的精确测量。