高能離子場發(fā)生裝置以及離子場發(fā)生方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于等離子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高能離子場發(fā)生裝置以及離子場發(fā)生方法。
【背景技術(shù)】
[0002]離子場發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)主要為:包括相互絕緣的正極和負(fù)極;正極為空心圓柱形狀;負(fù)極為桿狀，在正極和負(fù)極之間形成等離子環(huán)形腔室，通過控制正極和負(fù)極的電壓值，使正極和負(fù)極之間產(chǎn)生電勢差，即可產(chǎn)生等離子體，所產(chǎn)生的等離子體可對環(huán)形腔室內(nèi)的有機(jī)物分子鏈斷裂，達(dá)到凈化空氣，改善人們生活環(huán)境的效果。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中存在的離子場發(fā)生裝置，負(fù)極需要通過絕緣子支撐裝置支撐固定，從而保證正極和負(fù)極之間的絕對絕緣。
[0004]然而，發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下缺陷:
[0005](I)當(dāng)同一個(gè)高能離子場發(fā)生裝置布置多個(gè)等離子環(huán)形腔室時(shí)，需要采用多個(gè)絕緣子支撐裝置，由此導(dǎo)致整個(gè)高能離子場發(fā)生裝置的體積較大，占用較多的空間；
[0006](2)高能離子場發(fā)生裝置在使用一段時(shí)間后，在絕緣子支撐裝置的外壁常常覆蓋一層濕潤的灰塵，由此導(dǎo)致絕緣子支撐裝置失效，使正極和負(fù)極之間通電，從而導(dǎo)致高能離子場發(fā)生裝置穩(wěn)定性下降，嚴(yán)重時(shí)，高壓電源不會(huì)隨著負(fù)載的工況變化而變化，從而導(dǎo)致設(shè)備故障率增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種高能離子場發(fā)生裝置以及離子場發(fā)生方法，可有效解決上述問題。
[0008]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0009]本發(fā)明提供一種高能離子場發(fā)生裝置，包括上絕緣子保護(hù)套(I)和下絕緣子保護(hù)套(2);所述上絕緣子保護(hù)套(I)和所述下絕緣子保護(hù)套(2)均為一端開口一端密封的柱狀結(jié)構(gòu)，所述上絕緣子保護(hù)套(I)開口朝上設(shè)置，所述下絕緣子保護(hù)套(2)設(shè)置于所述上絕緣子保護(hù)套(I)的下方，且開口朝下設(shè)置；
[0010]在所述上絕緣子保護(hù)套(I)的軸心位置設(shè)置有上絕緣子(3)，并且，所述上絕緣子
(3)的底端與所述上絕緣子保護(hù)套(I)的底部固定，所述上絕緣子(3)的頂端從所述上絕緣子保護(hù)套(I)的開口部伸出，在所述上絕緣子(3)的頂端固定安裝有上安裝座(4);
[0011]在所述下絕緣子保護(hù)套(2)的軸心位置設(shè)置有下絕緣子(5)，并且，所述下絕緣子
(5)的底端與所述下絕緣子保護(hù)套(2)的底部固定，所述下絕緣子(5)的頂端從所述下絕緣子保護(hù)套(2)的開口部伸出，在所述下絕緣子(5)的頂端固定安裝有下安裝座(6);
[0012]所述上絕緣子保護(hù)套(I)和所述下絕緣子保護(hù)套(2)統(tǒng)稱為絕緣子保護(hù)套，在所述絕緣子保護(hù)套的外圍按圓形或弧形方式布置有η個(gè)兩端開口空心圓柱狀的負(fù)極(7)，每個(gè)所述負(fù)極(7)的軸心位置設(shè)置有桿狀的正極(8)，并且，所述正極(8)的兩端分別從所述負(fù)極(7)的開口部伸出，所述正極(8)的頂端通過第I固定臂(9)固定到所述上安裝座(4);所述正極(8)的底端通過第2固定臂固定到所述下安裝座(6)。
[0013]優(yōu)選的，所述上安裝座(4)、所述下安裝座(6)、所述第I固定臂(9)和所述第2固定臂均為導(dǎo)電材料。
[0014]優(yōu)選的，所述上絕緣子保護(hù)套(I)和所述下絕緣子保護(hù)套(2)均為:開口部直徑大于底部直徑的柱形結(jié)構(gòu)。
[0015]優(yōu)選的，桿狀的正極(8)
[0016]呈水平發(fā)射狀固定設(shè)置有多個(gè)芒刺。
[0017]優(yōu)選的，桿狀的正極(8)和所述芒刺為一體成型結(jié)構(gòu)。
[0018]優(yōu)選的，所述正極(8)為金屬桿或金屬線。
[0019]優(yōu)選的，還包括保護(hù)氣注入管;所述保護(hù)氣注入管的進(jìn)氣端與設(shè)置外部新鮮空氣連通;所述保護(hù)氣注入管的出氣端分別與所述下絕緣子保護(hù)套(2)和所述上絕緣子保護(hù)套
(I)連通，用于保證所述下絕緣子保護(hù)套(2)和所述上絕緣子保護(hù)套(I)的腔體中存在一定的正壓。
[0020]優(yōu)選的，還包括設(shè)備外殼(10)、負(fù)極連接臂(11)以及高壓發(fā)生器(12);
[0021]所述上絕緣子保護(hù)套(I)、所述下絕緣子保護(hù)套(2)、所述上絕緣子(3)、所述下絕緣子(5)、所述上安裝座(4)、所述下安裝座(6)、所述負(fù)極(7)和所述正極(8)均置于所述設(shè)備外殼(10)的內(nèi)部;并且，所述負(fù)極(7)通過所述負(fù)極連接臂(11)與所述設(shè)備外殼(10)的內(nèi)壁連接；
[0022]所述設(shè)備外殼(10)和所述負(fù)極連接臂(11)均為導(dǎo)電材料；
[0023]所述高壓發(fā)生器(12)置于所述設(shè)備外殼(10)的外部，所述高壓發(fā)生器的電源正極(12-1)依次穿過所述設(shè)備外殼(10)、所述上絕緣子(3)和所述上絕緣子保護(hù)套(I)的底壁后，連接到所述正極(8);所述高壓發(fā)生器的電源負(fù)極(12-2)直接連接到所述設(shè)備外殼(10)的外壁，并通過設(shè)備外殼(10)和負(fù)極連接臂(11)的導(dǎo)電作用，最終實(shí)現(xiàn)與所述負(fù)極(7)的連接，最終在所述正極(8)和所述負(fù)極(7)之間產(chǎn)生高壓電場。
[0024]優(yōu)選的，所述高壓發(fā)生器包括:220V交流輸入接口、整流濾波電路、高頻逆變電路、升壓變壓器、倍壓板、電壓采樣電路、電流采樣電路、PLC控制器、主回路控制電路、驅(qū)動(dòng)電路和過流保護(hù)電路；
[0025]其中，所述220V交流輸入接口、所述整流濾波電路、所述高頻逆變電路、所述升壓變壓器和所述倍壓板為串聯(lián)電路，所述倍壓板的電源正極輸出端連接到所述正極(8)，所述倍壓板的電源負(fù)極輸出端連接到所述負(fù)極(7);
[0026]在所述倍壓板的輸出端還分別與所述電壓采樣電路的輸入端和所述電流采樣電路的輸入端連接;所述電壓采樣電路的第I輸出端和所述電流采樣電路的第I輸出端均連接到所述PLC控制器;所述電流采樣電路的第2輸出端通過過流保護(hù)電路連接到主回路控制電路;所述PLC控制器的輸出端連接到所述主回路控制電路的輸入端，所述主回路控制電路的輸出端通過驅(qū)動(dòng)電路連接到所述高頻逆變電路的控制端。
[0027]本發(fā)明還提供一種高能離子場發(fā)生方法，包括以下步驟:
[0028]步驟I，將高壓發(fā)生器的電源正極連接到正極(8)，將高壓發(fā)生器的電源負(fù)極連接到負(fù)極(7);
[0029]步驟2，PLC控制器按預(yù)設(shè)策略將電流電壓基準(zhǔn)給定值從O開始逐漸增大，每當(dāng)增大到某個(gè)電流電壓基準(zhǔn)給定值時(shí)，均執(zhí)行以下步驟:
[0030]步驟2.1，50Hz、220V的交流輸入通過整流濾波電路時(shí)，首先整流為10Hz的饅頭波，再濾波為330V的直流電壓；
[0031 ] 步驟2.2，330V的直流電壓輸入到高頻逆變電路；
[0032]同時(shí)，所述PLC控制器將當(dāng)前的電流電壓基準(zhǔn)給定值輸出給主回路控制電路；
[0033]同時(shí)，電壓采樣電路采樣得到倍壓板輸出端的電壓采樣值；電流采樣電路采樣得到倍壓板輸出端的電流采樣值；
[0034]當(dāng)前的電壓采樣值和電流采樣值反饋到所述主回路控制電路的輸入端；
[0035]所述主回路控制電路根據(jù)電流電壓基準(zhǔn)給定值、電壓采樣值和電流采樣值，改變pwm驅(qū)動(dòng)脈沖的寬度，并將改變得到的pwm驅(qū)動(dòng)脈沖作用于驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路通過控制高頻逆變電路，使高頻逆變電路將330V的直流電壓逆變?yōu)閷?yīng)能量的交流波形；
[0036]步驟2.3，所述高頻逆變電路將輸出的交流波形依次傳輸?shù)缴龎鹤儔浩骱捅秹喊?；?jīng)過升壓變壓器和倍壓板的兩級電壓放大作用，輸出電壓值為Pl的電壓值；
[0037]步驟3，因此，當(dāng)PLC控制器不斷增大電流電壓基準(zhǔn)給定值時(shí)，可使倍壓板最終輸出的電壓值P不斷增大；當(dāng)電流電壓基準(zhǔn)給定值增大到某個(gè)特定值時(shí)，設(shè)為Do，如果此時(shí)負(fù)極和正極發(fā)生擊穿，則當(dāng)發(fā)生擊穿時(shí)，一方面，PLC控制器記錄電流電壓基準(zhǔn)給定值Do，然后，按預(yù)設(shè)策略將Do減小一個(gè)值，得到安全狀態(tài)下電流電壓基準(zhǔn)給定最大值D1;另一方面，當(dāng)發(fā)生擊穿時(shí)，過流保護(hù)電路作用于主回路控制電路，使主回路控制電路停止輸出pwm驅(qū)動(dòng)脈沖；
[0038]步驟4，然后，PLC控制器向主回路控制電路輸出值為電流電壓基準(zhǔn)給定;主回路控制電路輸出pwm驅(qū)動(dòng)脈沖，并作用于高頻逆變電路，高頻逆變電路經(jīng)過升壓變壓器和倍壓板的兩級電壓放大作用，輸出電壓值為P2的電壓值;如果此時(shí)未發(fā)生擊穿，則PLC控制器后續(xù)保持輸出值為D1的電流電壓基準(zhǔn)給定，使高壓發(fā)生器工作于安全狀態(tài)下的最大輸出電壓，向正極和負(fù)極提供高壓場，進(jìn)而產(chǎn)生離子;而如果此時(shí)仍然發(fā)生擊穿，則PLC控制器將電流電壓基準(zhǔn)給定從D1再下降一個(gè)值，從而減小倍壓板輸出的電壓值，直到未發(fā)生擊穿為止。
[0039]本發(fā)明提供的高能離子場發(fā)生裝置以及離子場發(fā)生方法具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0040](I)將絕緣子設(shè)置于中心位置，空心圓柱狀的負(fù)極設(shè)置于絕緣子的周圍，并且，位于空心圓柱狀負(fù)極中心的各個(gè)正極的兩端分別連接到中心的絕緣子，采用該種布局方式時(shí)，可有效節(jié)省高能離子場發(fā)生裝置的占用空間，縮小高能離子場發(fā)生裝置的體積；
[0041](2)在絕緣子的外面設(shè)置絕緣子保護(hù)套，可防止絕緣子外壁因長期使用而