一种工频交流离子风机和离子平衡控制方法

技术领域

本发明涉及静电防控领域，特别涉及一种工频交流离子风机和离子平衡控制方法。

背景技术

随着静电防控的重要性越来越高，越来越多的工业场景下需要一种静电防控设备实现静电的消除和防控。

相关技术提供了一种工频交流离子风机，通过将市电通过工频变压器直接变换为5千伏左右的交流电压后接入电弧放电装置产生正负离子施以流动空气即可产生可消除静电的离子风。

但是在离子平衡要求高或高湿度场景，对离子平衡的要求较高，由于离子风中的离子浓度随着距离会衰减，所以相关技术所提供的工频交流离子风机无法实现在平衡要求高或高湿度场景下的离子平衡，从而导致适用性较差。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种工频交流离子风机和离子平衡控制方法。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种工频交流离子风机，所述工频交流离子风机包括：

交流电压源、电离放电腔、可调电压源、平衡检测模块和离子平衡模块，其中：

所述电离放电腔和所述可调电压源电连接；

所述平衡检测模块和所述电离放电腔平行设置；

所述平衡检测模块和所述离子平衡模块电连接；

所述离子平衡模块与所述可调电压源数据连接；

所述交流电压电源通过交流高压对流向所述电离放电腔的空气进行电离，产生电离后的空气，所述可调电压源对所述电离放电腔提供偏置电压，所述电流的空气经过所述电离放电腔后，产生离子风；所述离子风经过所述平衡检测模块后，所述平衡检测模块生成检测信号；所述离子平衡模块根据所述检测信号，生成调节指令；所述可调电压源根据所述调节指令，调节偏置电压，直至所述离子风的离子处于平衡。

可选的，所述平衡检测模块包括第一平衡检测网和第二平衡检测网；

所述第一平衡检测网和所述第二平衡检测网平行设置，所述第一平衡检测网与所述电离放电腔平行设置，所述第一平衡检测网和所述第二平衡检测网之间的距离为D；

所述第一平衡检测网和所述第二平衡检测网分别与所述离子平衡模块电连接；

所述检测信号包括第一电压和第二电压，所述第一电压为所述第一平衡检测网产生，所述第二电压为所述第二平衡检测网产生。

可选的，所述离子平衡模块包括离子平衡模块包括微处理器、信号处理模块和离子浓度采集模块；其中：

所述微处理器与所述可调电压源数据连接；

所述微处理器和所述信号处理模块电连接；

所述信号处理模块和所述离子浓度采集模块电连接；

所述第一平衡检测网和所述第二平衡检测网分别与所述离子浓度采集模块电连接；

所述信号处理模块与所述微处理器通过第一线路和第二线路连接，所述第一线路传输第一电压，所述第二线路传输第二电压；

所述微处理器向所述可调电压源传输所述调节指令。

可选的，所述离子浓度采集模块包括正电源、负电源、第一开关、第二开关、第三开关、第一电阻和第二电阻；其中：

所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关连接；

所述第一电阻与所述第一平衡检测网连接；所述第二电阻与所述第二平衡检测网连接；

所述第一开关用于接通所述正电源或所述负电源，所述第二开关用于接通或断开所述第一电阻，所述第三开关用于接通或断开所述第二电阻；

所述第二开关和所述第三开关闭合，通过所述第一开关接通所述正电源或所述负电源后，根据所述第一平衡检测网产生的电压值，以及所述第二平衡检测网产生的电压值，计算离子浓度与所述D之间的关系。

可选的，所述离子平衡模块根据所述检测信号，生成调节指令包括：

获取所要调整的距离Dx；

在调整公式的基础上，根据所述第一电压、所述第二电压、所述Dx以及所述D，计算在所述Dx处离子处于平衡时的调整值；

所述调节指令包括所述调整值。

可选的，所述工频交流离子风机还包括距离调整模块，所述距离调整模块分别与所述第一平衡检测网和所述第二平衡检测网连接，所述距离调整模块用于调整所述D。

可选的，所述工频交流离子风机还包括：

通信组件，所述通信组件与云端通信，用于将所述检测信号发送至云端，以及接收所述云端发送的调整指令。

另一方面，提供了一种离子平衡控制方法，所述方法包括：

获取所要调整的距离Dx；

获取第一平衡检测网生成的第一电压，以及第二平衡检测网所生成的第二电压；

在调整公式的基础上，根据所述第一电压、所述第二电压、所述Dx以及所述第一平衡检测网与所述第二平衡检测网之间的距离D，计算在所述Dx处离子处于平衡时的调整值；

根据所述调整值，调整偏移电压，以使离子风的离子处于平衡。

可选的，所述方法还包括：

获取调整后的D；

根据所述调整后的D，调整所述调整公式。

可选的，所述方法还包括：

获取环境湿度参数；

将所述第一电压、所述第二电压、所述Dx、所述环境湿度参数以及所述D发送至云端，以使所述云端计算在所述Dx处离子处于平衡时的调整值；

获取所述云端发送的调整值。

本发明实施例提供了一种工频交流离子风机和离子平衡控制方法，工频交流离子风机包括：交流电压源、电离放电腔、可调电压源、平衡检测模块和离子平衡模块，其中：电离放电腔和可调电压源电连接；平衡检测模块和电离放电腔平行设置；平衡检测模块和离子平衡模块电连接；离子平衡模块与可调电压源数据连接；交流电压电源通过交流高压对流向电离放电腔的空气进行电离，产生电离后的空气，可调电压源对电离放电腔提供偏置电压，电流的空气经过电离放电腔后，产生离子风；离子风经过平衡检测模块后，平衡检测模块生成检测信号；离子平衡模块根据检测信号，生成调节指令；可调电压源根据调节指令，调节偏置电压，直至离子风的离子处于平衡。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

由于离子风经过平衡检测模块后，平衡检测模块生成检测信号，该检测信号描述了离子浓度在空间上梯度衰减所导致的线性变化，所以通过该检测信号，生成调节指令；可调电压源根据调节指令，调节偏置电压，直至离子风的离子处于平衡，从而实现了该工频交流离子风机在离子平衡要求高或高湿度场景中的应用，增加了工频交流离子风机的适用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的工频交流离子风机结构示意图；

图2是本发明实施例提供的工频交流离子风机结构示意图；

图3是本发明实施例提供的离子平衡模块装置结构示意图；

图4是本发明实施例提供的离子平衡控制方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参照图1所示，本发明实施例提供了一种工频交流离子风机，所述工频交流离子风机包括：

交流电压源、电离放电腔、可调电压源、平衡检测模块和离子平衡模块，其中：

电离放电腔和可调电压源电连接；

平衡检测模块和电离放电腔平行设置；该平行设置可以为平衡检测模块和电离放电腔之间的间距为预设值，且平衡检测模块空气流通方向的截面，与电离放电腔空气流通方向的截面平行；其中，在实际应用中，该预设值可以为1mm至100mm之间，当然，用户还可以使用需求，自设置该预设值，本发明实施例对具体的预设值不加以限定。

平衡检测模块和离子平衡模块电连接；

离子平衡模块与可调电压源数据连接；

该工频交流离子风机还包括风机模组；交流电压源和可调电压源通过电容接地，该交流电压源可以为220V的居用电。

风机模组产生流向电离放电腔的流动空气，交流电压电源通过交流高压对该流向电离放电腔的空气进行电离，产生电离后的空气，可调电压源对电离放电腔提供偏置电压，电流的空气经过电离放电腔后，产生离子风；离子风经过平衡检测模块后，平衡检测模块生成检测信号；离子平衡模块根据检测信号，生成调节指令；可调电压源根据调节指令，调节偏置电压，直至离子风的离子处于平衡。

可选的，参照图2所示，平衡检测模块包括第一平衡检测网和第二平衡检测网，该第一平衡检测网和第二平衡检测网的网格密度可以是用户根据应用实际自定义设置的，本发明实施例对具体的网格密度不加以限定；另外，第一平衡检测网和第二平衡检测网的材质可以使电敏材料，如铜等，以提高检测的精确度。

第一平衡检测网和第二平衡检测网平行设置，第一平衡检测网与电离放电腔平行设置，第一平衡检测网和第二平衡检测网之间的距离为D；

第一平衡检测网和第二平衡检测网分别与离子平衡模块电连接；

检测信号包括第一电压和第二电压，第一电压为第一平衡检测网产生，第二电压为第二平衡检测网产生，该产生过程具体为：

当离子风遇到第一平衡检测网后，部分离子会附着于第一平衡检测网表面使其产生第一电压Ub1，离子风离开第一平衡检测网后经过距离D后遇到第二平衡检测网，并部分离子会附着于第二平衡检检测网表面使其产生第二电压Ub2。

可选的，参照图3所示，离子平衡模块包括离子平衡模块包括微处理器、信号处理模块和离子浓度采集模块；其中：

微处理器与可调电压源数据连接；

微处理器和信号处理模块电连接；该信号处理模块包括信号放大电路和电压变换电路；

由于第一电压和第二电压是通过离子附着于第一平衡检测网和第二平衡检测网上产生的，电压值较小，通过对第一电压和第二电压进行信号放大和电压变换，可以避免由于电压信号太小所导致的误差。

信号处理模块和离子浓度采集模块电连接；

第一平衡检测网和第二平衡检测网分别与离子浓度采集模块电连接；

信号处理模块与微处理器通过第一线路和第二线路连接，第一线路传输第一电压，第二线路传输第二电压；

微处理器向可调电压源传输调节指令，微处理器还和交流高压电源通过限流电阻连接。

可选的，离子浓度采集模块包括正电源、负电源、第一开关、第二开关、第三开关、第一电阻和第二电阻；其中：

第一开关、第二开关和第三开关连接；

第一电阻与第一平衡检测网连接；第二电阻与第二平衡检测网连接；

第一开关用于接通正电源或负电源，第二开关用于接通或断开第一电阻，第三开关用于接通或断开第二电阻；

第二开关和第三开关闭合，通过第一开关接通正电源或负电源后，根据第一平衡检测网产生的电压值，以及第二平衡检测网产生的电压值，计算离子浓度与D之间的关系，当需要检测离子浓度时，该过程可以具体为：

将第二开关和第三开关闭合，第一开关接通正电源，得到第一平衡检测网上产生的+Ub1，和第二平衡检测网上产生的+Ub2；

将第二开关和第三开关闭合，第一开关接通负电源，得到第一平衡检测网上产生的-Ub1，和第二平衡检测网上产生的-Ub2；

计算第一平衡检测网的离子浓度参数：Sub1=|+Ub1|+|-Ub1|；

计算第二平衡检测网的离子浓度参数：Sub2=|+Ub2|+|-Ub2|；

则第一平衡检测网的离子浓度为Sub1/2，第二平衡检测网的离子浓度为Sub2/2。

通过离子浓度参数，计算离子浓度，消除了由于正负离子不平衡而产生的叠加电压，从而进一步提高了检测的准确性。

通过计算离子浓度，可以实现对离子风中离子浓度的查看和控制，从而进一步提高了该工频交流离子风机在不同离子浓度要求场景下的应用，增加了工频交流离子风机的适用性。

可选的，离子平衡模块根据检测信号，生成调节指令包括：

获取所要调整的距离Dx；

在调整公式的基础上，根据第一电压Ub1、第二电压Ub2、Dx以及D，计算在Dx处离子处于平衡时的调整值；

调节指令包括调整值；

具体的，该调整公式可以为：

Bx=Ub1-[(Ub1-Ub2)*Dx/D]；

微处理器获取交流电压源的电压值，并根据该电压值和调整值，生成用于调整可调电压源大小和方向的调整值；

根据该调整值，生成调整指令。

由于离子浓度在空间上梯度衰减，所以离子浓度与距离呈线性关系，通过在离子风空间梯度衰减方向前后放置两个离子平衡检测网，由于两个离子平衡检测网的距离固定，则通过比较两个离子平衡检测网的分别生成的第一电压和第二电压，可以得到离子浓度与距离的线性关系，从而获得离子平衡值，再根据离子平衡值调整可调电压源，实现离子风的离子平衡，从而实现了该工频交流离子风机在离子平衡要求高或高湿度场景中的应用，增加了工频交流离子风机的适用性。

可选的，工频交流离子风机还包括距离调整模块，距离调整模块分别与第一平衡检测网和第二平衡检测网连接，距离调整模块用于调整D。

该距离调整模块可以是机械机构，或者该第二平衡检测网可以通过螺纹连接与第一平衡检测网的固定部分连接，该第二平衡检测网的边缘部分至少包括距离刻度表，该距离刻度与旋转圈数相对应用。

用户可以通过该刻度表，旋转该第二平衡检测网，以实现调整距离D，从而增加了适用性。

可选的，工频交流离子风机还包括：

通信组件，通信组件与云端通信，用于将检测信号发送至云端，以及接收云端发送的调整指令；该通信组件可以是5G组件、4G组件以及2.4G无线组件等。

实施例二

本发明实施例提供了一种离子平衡控制方法，参照图4所示，方法包括：

401、获取所要调整的距离Dx。

402、获取第一平衡检测网生成的第一电压，以及第二平衡检测网所生成的第二电压。

403、在调整公式的基础上，根据第一电压、第二电压、Dx以及第一平衡检测网与第二平衡检测网之间的距离D，计算在Dx处离子处于平衡时的调整值。

具体的，该调整公式可以为：

Bx=Ub1-[(Ub1-Ub2)*Dx/D]；

404、根据调整值，调整偏移电压，以使离子风的离子处于平衡。

可选的，方法还包括：

获取调整后的D；该获取过程可以为：

在用户调整完距离D后，获取用户输入的调整后的D；或者

在用户调整完距离D后，检测出该调整后的D。

根据调整后的D，调整步骤403所述的调整公式；该调衡过程可以具体为：

将调整公式中的D替换为调整后的D。

可选的，方法还包括：

获取环境湿度参数；具体的，该获取过程可以为：

获取环境湿度传感器所实时监测得到的环境湿度参数；

将第一电压、第二电压、Dx、环境湿度参数、设备型号以及D发送至云端，以使云端计算在Dx处离子处于平衡时的调整值；

云端根据第一电压、第二电压、Dx、环境湿度参数以及D，计算在Dx处离子处于平衡时的调整值，该过程可以具体为：

云端根据该环境湿度参数以及设备的信号，查找并得到对应的调整公式；

在该调整公式的基础上，根据第一电压、第二电压、Dx以及D，得出调整值，并将该调整值发送至工频交流离子风机。

工频交流离子风机获取云端发送的调整值，并获取交流电压源的电压值，并根据该电压值和调整值，生成用于调整可调电压源大小和方向的调整值；

根据该调整值，生成调整指令，调整可调电压源大小和方向。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。