負氧離子傳感器的來源及分類
發(fā)布時間：2021-09-08
負氧離子傳感器的來源及分類
空氣負氧離子被譽為空氣中的“維生素”，對于改善人體健康十分重要。在自然生態(tài)系統(tǒng)中，森林和濕地是產(chǎn)生空氣負氧離子的重要場所，在空氣凈化、城市小氣候等方面有明顯的調(diào)節(jié)作用?？諝庳撾x子也被稱為負氧離子，是指額外攜帶一個及以上負電荷的氧氣離子。空氣負離子的測量主要依據(jù)對單位體積空氣中負電荷數(shù)量的估測。
空氣中負氧離子主要有3個來源：
1、大氣分子在射線、雷電和風暴等因素的作用下發(fā)生電離，自由電子附著在氧氣或水分子上便形成了空氣負氧離子；
2、在瀑布、海浪和暴風雨的環(huán)境下，會形成帶有負電荷的水霧，易被空氣流帶走形成負氧離子；
3、植物“尖端放電”和光合作用會釋放出自由電子，與氧氣或者水分子結(jié)合，也會形成負氧離子。
負氧離子傳感器分類
負氧離子傳感器通常由導電性能良好的金屬材料制成。當空氣中游離的負離子在撞擊到金屬極板時，負離子攜帶的額外電子轉(zhuǎn)移到金屬極板上去，從而引起金屬極板呈現(xiàn)負極性。如金屬極板通過導線與大地接觸，則會在導線上產(chǎn)生一個微弱電流，通過這一電流信號的采集和測量，可以估測出金屬極板上所攜帶的電荷量，再經(jīng)過計算便可得出空氣中負離子的濃度。
目前，市面上出現(xiàn)的負氧離子傳感器的監(jiān)測方式大致可以分為：平板式、電容式、雙重圓筒軸式和球式，其中平板式和雙重圓桶軸式適用于一般個人和家庭日常；電容式和球式對材料要求高，制作難度大，制作成本高，一般應用于專業(yè)精密測量儀器。
平板式負氧離子傳感器
平板式負氧離子傳感器相較于電容式、格柵式和秋式負氧離子傳感器，雖然測量精度略微較差（精度誤差在10%左右），但是也已經(jīng)足以滿足日常非專業(yè)研究人員的使用需求，并且極大地簡化了儀器結(jié)構，降低了生產(chǎn)成本。
原理：平行電板式負氧離子傳感器是低端空氣離子檢測儀比較常用的一種方法。有A跟B一組平行且相互絕緣的電極，B極頂端邊有一個環(huán)形雙極電極，空氣通過右下角的風扇吸入，空氣中的負離子擊打A/B電極放電，電荷傳導到E環(huán)形電極形成自放電，放電信號被記錄，從而可對空氣中正、負離子數(shù)量及大小進行測量。
平板式負氧離子傳感器在技術上比較成熟，造價成本也比較低，但是易受外部環(huán)境影響，另外這種結(jié)構自身的弱點容易導致電解邊緣效應，容易造成氣流湍流，導致檢測結(jié)果偏移較大。
雙重圓筒軸式負氧離子傳感器
雙重圓筒軸式負氧離子傳感器是中高端空氣離子檢測儀成熟的一種方法。整體結(jié)構由3個同心圓筒組成，外圍筒身及內(nèi)軸為電極，空氣通過圓筒時，離子撞擊筒身跟軸產(chǎn)生放電，放電信號被記錄，從而可對空氣中正、負離子數(shù)量及大小進行測量。
這種檢測儀技術上已非常成熟，但由于內(nèi)部復雜的結(jié)構及控制，造價成本較高。這種結(jié)構可以有效解決平行電板式結(jié)構固有的電解邊緣效應，同時圓筒本身的結(jié)構及特殊的進氣方式可以保持氣流通過的平順性，對離子數(shù)量及大小的檢測精確性有極大提高。
過去我國注重于對大氣、環(huán)境不利或者對人體存在危害的負向指標進行監(jiān)測，例如CO2、SO2、PM2.5和PM10等氣象要素，而忽略了將反映生態(tài)建設成效的正向指標納入監(jiān)測范圍，這是我國大氣、環(huán)境監(jiān)測工作的缺憾。
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