本實(shí)用新型屬于空氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種能夠測定帶電顆粒吸附效率的裝置。

背景技術(shù)：

霧霾是由霧滴和霾粒共同組成的復(fù)雜氣溶膠系統(tǒng)，霧霾天氣發(fā)生時(shí)，能見度急劇下降，影響航班起降，造成道路擁堵甚至發(fā)生交通事故。同時(shí)大氣污染加劇，不僅對人的呼吸系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、心腦血管系統(tǒng)等造成嚴(yán)重影響，而且對工業(yè)、農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、旅游業(yè)等造成嚴(yán)重影響，甚至影響國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、破壞生態(tài)系統(tǒng)平衡。尤其是霧霾天氣時(shí)大氣中的氣溶膠使空氣混濁，很多有害物質(zhì)會隨著人的呼吸進(jìn)入人體，且進(jìn)入人體后不易排出，會停留在肺泡造成危害，長期吸入易致咳嗽、胸悶、流涕、咽炎、鼻炎、支氣管炎等癥甚至引發(fā)各種癌癥。由害之大此可見，霧霾的影響之深、危。我們必須對此進(jìn)行深入研究，以求早日解決這一問題。

針對霧霾這一問題，許多學(xué)者提出了不同的治理措施，比如有些學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)霧霾期間各種微生物活動對霧霾的形成和發(fā)展都有影響，他們認(rèn)為應(yīng)以大氣環(huán)境與生物科學(xué)協(xié)同努力研究與防治霧霾；有些學(xué)者則認(rèn)為可以大力發(fā)展生物質(zhì)能、太陽能等清潔能源代替化石能源；有人研究發(fā)現(xiàn)霧霾中含有大量重金屬離子，對人體健康造成嚴(yán)重威脅，因此應(yīng)大量建設(shè)城市綠化帶，發(fā)揮植物吸收重金屬的作用；有人認(rèn)為應(yīng)該加強(qiáng)壞境科普知識，大力發(fā)展公共交通工具，加強(qiáng)體育鍛煉，提高自身免疫力等；有人認(rèn)為應(yīng)該設(shè)定機(jī)動車排放標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)動車加裝尾氣凈化裝置后再上路；還有人認(rèn)為燃煤應(yīng)該脫硫、脫硝后再使用，工業(yè)廢氣應(yīng)脫硫、脫硝后再排放。但這些措施治標(biāo)不治本，追根究底，霧霾還是要從源頭著手，加快推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和布局調(diào)整，推進(jìn)節(jié)能減排。

目前空氣凈化領(lǐng)域的凈化方式主要有過濾法、吸附法、負(fù)離子法、低溫等離子法、新風(fēng)法等。其中過濾法和吸附法是比較傳統(tǒng)的凈化方法。其優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡單，方便易用；其缺點(diǎn)是不能長時(shí)間連續(xù)凈化空氣，使用一段時(shí)間后必須對濾網(wǎng)清理或者更換吸附劑，不管從便利還是經(jīng)濟(jì)角度都不是理想的選擇。負(fù)離子法的原理是空氣中的氣體分子當(dāng)受到能量激發(fā)時(shí)，其外層電子可躍出軌道形成正離子。躍出的自由電子附著在另一氣體分子上，就形成了負(fù)離子。人工產(chǎn)生負(fù)離子的方法有紫外線照射、熱離子發(fā)射、放射性物質(zhì)輻射、電荷分離、高壓水噴射和電暈放電等六種。其優(yōu)點(diǎn)是能除去空氣中的塵埃、花粉、細(xì)菌、煙霧、異味等污染物，其缺點(diǎn)是易使塵埃吸附在墻紙和玻璃等表面，不能清除出室內(nèi)。同時(shí)，由于通常使用的離子發(fā)生器會伴有臭氧產(chǎn)生，負(fù)離子濃度過高過低都會失去自然平衡，這種狀況持續(xù)過久會影響人體健康。低溫等離子法的優(yōu)點(diǎn)是可以處理空氣中較低濃度的揮發(fā)性有機(jī)物及微生物。其缺點(diǎn)是不能徹底降解污染物，且往往伴有其他副產(chǎn)物以及臭氧的產(chǎn)生，從而引起二次污染。新風(fēng)法的優(yōu)點(diǎn)是可以有效驅(qū)除有害氣體和防霉除異味，缺點(diǎn)是需要定期更換過濾網(wǎng)，如果不定期更換過濾網(wǎng)，很可能成為室內(nèi)的污染源。

近年來，有人發(fā)現(xiàn)霧霾會對輸電線路和沖擊放電路徑有影響，于是一些學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)霧霾是帶電的。ErkkiLamminenet al.(2011)的研究指出，原有粒子在空氣中近似呈電中性，而新排放或反應(yīng)生成的粒子會因粒徑大小、材料及生成方法的不同而帶不同的電量，尤其是高溫和碰撞會使粒子的帶電量急劇增加。因此，考慮靜電除霾方式，荷蘭藝術(shù)家達(dá)恩·羅塞加德提出了一項(xiàng)利用靜電吸附原理治理霧霾的方法。然而，如今市場上的靜電除霾器和靜電除塵器都是利用負(fù)離子法在極板一側(cè)利用高壓電源將空氣電離來產(chǎn)生帶電顆粒，因而本質(zhì)上還是負(fù)離子法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種測定帶電顆粒吸附效率的裝置，以實(shí)現(xiàn)對靜電除霾效率的測量。

本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案為：

一種測定帶電顆粒吸附效率的裝置，包括電場發(fā)生器及其兩端的進(jìn)氣口和出氣口，所述電場發(fā)生器包括：

屏蔽箱，其設(shè)置成兩端開口的空心長方體；

金屬極板，其在屏蔽箱內(nèi)沿豎直方向布置，所述金屬極板設(shè)置有多個，并且等間距平行布置，所述金屬極板分為陽極板和陰極板，所述陽極板和陰極板依次間隔排列，所述陽極板通過導(dǎo)線依次連通并且連接到直流電源正極，所述陰極板通過另一個導(dǎo)線依次連通并且連接到直流電源負(fù)極；

灰斗，其設(shè)置在所述金屬極板下方，用來收集落下的塵埃；

所述進(jìn)氣口處設(shè)置有進(jìn)氣測量孔，所述出氣口處設(shè)置有出氣測量孔，所述進(jìn)氣測量孔和出氣測量孔與粉塵儀相連接，以測量粉塵濃度；

所述出氣口處設(shè)置有抽氣風(fēng)扇，以使空氣經(jīng)進(jìn)氣口流入到電場發(fā)生器中，并從相鄰兩個金屬極板間流過，最終從所述出氣口流出。

優(yōu)選的是，所述屏蔽箱采用雙層機(jī)構(gòu)，內(nèi)層內(nèi)側(cè)貼有絕緣薄膜，外層接地，內(nèi)外層之間用絕緣泡沫填充。

優(yōu)選的是，所述金屬極板的兩側(cè)分別貼有絕緣薄膜。

優(yōu)選的是，所述進(jìn)氣口包括進(jìn)氣段和進(jìn)氣測量段，所述進(jìn)氣段呈收縮狀，所述進(jìn)氣測量段的四個端面中心處分別設(shè)置有進(jìn)氣測量孔。

優(yōu)選的是，所述出氣口包括出氣測量段和出氣段，所述出氣段呈擴(kuò)張狀，所述出氣測量段的四個端面中心處分別設(shè)置有出氣測量孔。

優(yōu)選的是，所述抽氣風(fēng)扇設(shè)置在出氣測量段和出氣段之間。

優(yōu)選的是，所述屏蔽箱內(nèi)兩端的頂部和底部分別固定設(shè)置有卡槽，所述卡槽上延長度方向等間距設(shè)置有多個凹槽，所述金屬極板上下兩端分別與所述凹槽配合。

優(yōu)選的是，所述卡槽采用絕緣塑料材質(zhì)制成。

優(yōu)選的是，所述卡槽上相鄰兩個凹槽之間的距離為10mm。

優(yōu)選的是，所述灰斗呈上部開口的空心箱體狀，并且采用不銹鋼材質(zhì)制成。

本實(shí)用新型的有益效果為：本實(shí)用新型提供了一種測定帶電顆粒吸附效率的裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便的優(yōu)勢，能夠通過測量進(jìn)氣口和出氣口的質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度，可以實(shí)現(xiàn)對帶電顆粒的吸附效率進(jìn)行實(shí)時(shí)測量。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型所述的測定帶電顆粒吸附效率的裝置總體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型所述的金屬極板結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型所述的帶電顆粒受力分析示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。

如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種測定帶電顆粒吸附效率的裝置，用于測量和計(jì)算靜電除霾效率，包括電場發(fā)生器110、進(jìn)氣口120、出氣口130三部分，其中進(jìn)氣口120和出氣口130分別位于電場發(fā)生器110的左右兩端。

所述電場發(fā)生器110主要由金屬極板111、外部屏蔽箱112、灰斗113、固定用卡槽114和并聯(lián)各極板的導(dǎo)線115組成。

所述外部屏蔽箱112呈兩端開口的空心長方體，其為雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為540mm×520mm×550mm的不銹鋼箱體，兩端開口；外層為540mm×560mm×590mm的不銹鋼箱體，兩端開口。內(nèi)層內(nèi)側(cè)貼絕緣薄膜，外層接地，內(nèi)外層之間用絕緣泡沫填充。

所述屏蔽箱112內(nèi)兩端頂部和底部分別設(shè)置有卡槽114，所述卡槽114采用500mm×20mm×20mm的硬塑料長方體，其中間每隔一定距離設(shè)一1mm的凹槽，用來固定所述金屬極板111。

所述金屬極板111采用500mm×500mm的不銹鋼板，其厚度為1mm，所述金屬極板111豎直布置，上下來年兩端分別卡入到卡槽114上的凹槽內(nèi)。所述金屬極板111設(shè)置有多個，相互平行設(shè)置。所述卡槽4各凹槽間距10mm，即相鄰兩個金屬極板111之間的最小距離為10mm。如圖2所示，所述金屬極板111兩側(cè)貼有絕緣薄膜116，形成一個三層結(jié)構(gòu)，防止顆粒接觸壁面后失去電荷從而被風(fēng)吹起造成二次揚(yáng)塵影響測量結(jié)果。

所述灰斗113為500mm×500mm×10mm，上部開口的不銹鋼箱體，其設(shè)置在金屬極板111的下方，用來收集落下的塵埃，以便實(shí)驗(yàn)結(jié)束稱重檢驗(yàn)吸附效率。

將多個相互平行設(shè)置的金屬極板111分為陽極板和陰極板，所述陽極板和陰極板依次間隔排列。使用導(dǎo)線115將全部的陽極板依次連通，并連接到直流電源正極。使用另一個導(dǎo)線將全部的陰極板依次連通，并連接到直流電源負(fù)極，從而在金屬極板111間產(chǎn)生勻強(qiáng)電場。

所述進(jìn)氣口120設(shè)置在電場發(fā)生器110的左端，所述進(jìn)氣口120由進(jìn)氣段和測量段組成，所述進(jìn)氣口120由進(jìn)氣段和測量段組成。所述進(jìn)氣段采用一端尺寸為540mm×540mm，另一端尺寸為500mm×500mm，高為100mm的不銹鋼棱柱體，兩頭開口，即進(jìn)氣段呈收縮狀。所述測量段采用500mm×500mm×100mm的不銹鋼箱體，兩端開口，在測量段四個面的中心處設(shè)置分別設(shè)置有直徑為10mm的進(jìn)氣測量孔121。

所述出氣口130設(shè)置在電場發(fā)生器110的右端，所述出氣口130由測量段和出氣段組成。所述測量段采用500mm×500mm×100mm的不銹鋼箱體，兩頭開口，位于測量段四個面的幾何中心設(shè)置有出氣測量孔131。所述出氣段采用500mm×500mm×100mm的不銹鋼箱體，兩頭開口。所述測量段和出氣段中間連接一500mm×500mm×100mm的抽氣風(fēng)扇132。

進(jìn)氣測量孔121和出氣測量孔131與粉塵儀相連接，通過粉塵儀測量空氣中粉塵濃度。

本實(shí)用新型提供的測定帶電顆粒吸附效率的裝置具體實(shí)施步驟為：

首先，設(shè)定需要測量的空間距離，將極板通過固定卡槽固定為所需間距，將各極板間隔互相并聯(lián)形成陰陽兩極，并引出兩根導(dǎo)線。然后，將儀器各部分按圖1組合，將陰陽極引出的導(dǎo)線與直流變壓電源連接，給抽氣風(fēng)扇接上220V交流電源，將進(jìn)氣口和出氣口的測量孔與粉塵儀連接。最后接通抽氣風(fēng)扇和粉塵儀電源，待穩(wěn)定后打開直流變壓電源，調(diào)整到需要測量的電壓值使極板間產(chǎn)生勻強(qiáng)電場并開始記錄測量數(shù)據(jù)。

測量一段時(shí)間后便可得到兩組不同的粉塵濃度數(shù)據(jù)，則所述儀器的除霾效率

為進(jìn)氣口粉塵濃度，為出氣口粉塵濃度。

如圖3所示，帶電顆粒受力分析如下：

流向：受抽氣風(fēng)扇牽引力F和空氣阻力f作用

運(yùn)動狀態(tài)：

展向：受電場力，其中

運(yùn)動狀態(tài)：

垂向：受重力

運(yùn)動狀態(tài)：

消去，并令，則

其中為顆粒沿流向運(yùn)動的距離，為顆粒初速度，為極板間的電壓，為顆粒質(zhì)量，為極板間距離，為顆粒沿展向運(yùn)動的距離，為顆粒沿垂向運(yùn)動的距離，為重力加速度，為顆粒荷質(zhì)比。

我們考慮最遠(yuǎn)處的顆粒運(yùn)動情況，即

（為極板間距離，為極板高度，為極板長度）

由此，可得出以下結(jié)論：

在牽引力F和阻力f相差不大的情況下，極板電壓、顆粒荷質(zhì)比、極板長度越大，極板間距和顆粒初速度越小除霾效果就越好。

綜上所述，本實(shí)用新型上述實(shí)施例的一種測定帶電顆粒吸附效率的裝置，包括一個進(jìn)氣口、一個出氣口和一個電場發(fā)生器，所述電場發(fā)生器的陰陽極板間距可調(diào)，所述電場發(fā)生器下置有灰斗用于收集靜電除霾產(chǎn)生的灰塵，所述電場發(fā)生器外為屏蔽箱，用于屏蔽外電場的影響。所述電場發(fā)生器的陰陽極各引出一根導(dǎo)線與直流變壓電源相連，則可通過調(diào)節(jié)直流變壓電源的輸出電壓來調(diào)整極板間的勻強(qiáng)電場強(qiáng)度。粉塵儀通過導(dǎo)管與測量孔連接，通過進(jìn)出口測量孔的粉塵濃度便可測量出靜電除霾的效率。

盡管本實(shí)用新型的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本實(shí)用新型的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實(shí)用新型并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。