耦合式负离子发生装置及应用该装置的设备.pdf

本发明涉及一种耦合式负离子发生装置及应用该装置的设备，属于负离子发生与控制技术领域。该装置包括主动放电体、感应放电体以及负高压发生器，负高压发生器的输出端连接主动放电体的输入端，主动放电体处于与感应放电体能够相互电荷感应的空间范围内，主动放电体与感应放电体之间设有将主动放电体与感应放电体电气隔离而仅形成电荷感应的固体绝缘介质；当负高压发生器向主动放电体供电时，主动放电体与感应放电体构成电容，感应放电体感应主动放电体释放的电荷后产生感应电荷再向感应放电体周边释放该感应电荷。该装置具有使用方便、防静电、减少高压放电臭氧产生同时可自动进行简单且有效控制的向目标体释放负离子的优点。

权利要求书1.  一种耦合式负离子发生装置，包括主动放电体、感应放电体以及负高压发生器，所述负高压发生器的输出端连接所述主动放电体的输入端，所述主动放电体处于与所述感应放电体能够相互电荷感应的空间范围内，其特征在于：所述主动放电体与所述感应放电体之间设有将所述主动放电体与感应放电体电气隔离而仅形成电荷感应的固体绝缘介质；当所述负高压发生器向所述主动放电体供电时，所述主动放电体与所述感应放电体构成电容，所述感应放电体感应所述主动放电体释放的电荷后产生感应电荷再向所述感应放电体周边释放该感应电荷。2.  根据权利要1所述耦合式负离子发生装置，其特征在于：所述主动放电体是贯通所述固体绝缘介质几何中心的的导电直线。3.  根据权利要求2所述耦合式负离子发生装置，其特征在于：所述固体绝缘介质制为圆柱形封闭容器状。4.  根据权利要求1-3之任一所述耦合式负离子发生装置，其特征在于：所述负高压发生器的接地端连接有导电介质。5.  根据权利要求1-3之任一所述耦合式负离子发生装置，其特征在于：所述固体绝缘介质为塑料、橡胶、玻璃或陶瓷。6.  一种设备,该设备是动态耦合式负离子床上用品，其特征在于：该床上用品含有如权利要求1-3之任一所述耦合式负离子发生装置。7.  一种设备,该设备是耦合式负离子建筑构件，其特征在于该建筑构件含有如权利要求1-3之任一所述耦合式负离子发生装置。8.  一种设备,该设备是耦合式负离子纺织品，其特征在于该纺织品含有如权利要求1-3之任一所述耦合式负离子发生装置。9.  根据权利要求8所述一种设备，其特征在于：所述纺织品是电热毯、毯子、被子、桌布、枕头、被子、护腕、护颈、护膝、护腰、头带、头套、眼罩或口罩。10.  一种设备,该设备是耦合式负离子植物装置，其特征在于该植物装置含有如权利要求1-3之任一所述耦合式负离子发生装置。

说明书耦合式负离子发生装置及应用该装置的设备
技术领域
本发明涉及一种负离子发生装置及应用该装置的设备，属于负离子发生与控制技术领域。
背景技术
原子或原子团得失电子后形成的带电微粒称作离子。带正电的称为阳离子(例如正氢离子H+)，而负离子就是带一个或多个负电荷的离子，又称阴离子(例如负氢离子H-)。根据大地测量学和地球物理学国际联盟大气联合委员会采用的理论，空气负离子可以是O2-(H2O)n，或OH-(H2O)n，或H-(H2O)n，或H2-(H2O)n，CO4-(H2O)n，等等。
负离子的有益特性与应用，已见诸于海量公开文献。负离子的生成机理与方式多种多样。例如：大气中雷电放电、人工方式空气电晕放电、瀑布冲击、某些放射性矿物或植物的负离子释放，等等。目前应用最多的，是人为高电压在空气中电晕放电，生成的主要是负氧离子。但是，空气中电晕放电却伴生有害臭氧、静电等一系列问题，迄今未见实际有效的彻底杜绝方法(尤其是在单端放电的情况下)。
静电是一种处于静止状态的电荷，通常在不同材质的物体接触后再分离(摩擦)时产生。当正电荷聚集在某个物体上或表面时形成正静电，当负电荷聚集在某个物体上则形成负静电。一般认为，对人体有危害是正静电辐射(例如电视、电脑和微波炉等静电)，而负静电辐射则对人体没有危害。
静电场疗法是一种古老疗法，早在18世纪中叶，欧美医生已使用静电防治疾病，据称可降低血粘度、降低血脂、预防高血压、改善头晕、头痛、胸闷、气短、语滞、健忘、嗜睡、乏力等心脑血管疾病等等。
现在市场和临床上销售和使用的静电治疗仪就是利用负静电对疾病进行治疗。负高压静电治疗仪作为家庭型理疗仪的建议和申请，已得到众多国家各监督部门的批准和认可，使高电位疗法从医院步入家庭。
据申请人了解，现有静电治疗仪只能固定使用很不方便，而且持续的高压直接施加于人体存在安全风险，难以推广普及。同时，现有技术都是通电传导来进行放电的，危险性很高。另外，负静电也并非多多益善。实际上，无论正静电还是负静电，累积过多都会带来危害。迄今尚未见有对其自动进行简单且有效控制的方法和装置。
发明内容
本发明解决的技术问题是：提出一种安全、使用方便、防静电、减少高压放电臭氧产生同时可自动进行简单且有效控制的向目标体释放负离子的耦合式负离子发生装置及应用该装置的设备。
为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是一种耦合式负离子发生装置，包括主动放电体、感应放电体以及负高压发生器，所述负高压发生器的输出端连接所述主动放电体的输入端，所述主动放电体处于与所述感应放电体能够相互电荷感应的空间范围内，所述主动放电体与所述感应放电体之间设有将所述主动放电体与感应放电体电气隔离而仅形成电荷感应的固体绝缘介质；当所述负高压发生器向所述主动放电体供电时，所述主动放电体与所述感应放电体构成电容，所述感应放电体感应所述主动放电体释放的电荷后产生感应电荷再向所述感应放电体周边释放该感应电荷。
以下首先就本发明耦合式负离子发生装置的工作机理及有益效果加以陈述：
当本发明装置的主动放电体与感应放电体相互独立分开并不影响时，即主动放电体不处于与感应放电体能够相互电荷感应的空间范围内时，此时，主动放电体和感应放电体均都是一个不向外输出负离子的“黑匣子”，单独并不工作并产生实际效果。
当本发明装置的主动放电体处于与感应放电体能够相互电荷感应的空间范围内时，主动放电体与感应放电体共同构成电容，主动放电体等效于电容的一个极(负极)，而感应放电体构成电容的另一电极。基于电容的耦合关系，本发明装置中的主动放电体承载的高压负电荷(或主动放电体在绝缘介质包裹的空间内的空气放电生成的负离子群)将以指数衰减规律向偶合的感应放电体放电动态转移，耦合感应放电体接受积累起的高压及高能电荷(电子)群进一步向感应放电体周边释放该感应电荷，生成负离子，或与受电体(如人体)原所携带的正电荷相互中和。显然，伴随着受电体所携带正电荷的不断消除，放电过程持续进行，直至正电荷中和殆尽，转为负电荷堆积，最终耦合充放电过程(对受电体的负电荷充电)终止。
概括上述本发明的耦合式负离子发生装置技术方案的有益效果是：
1.当人体携带本发明装置时，不仅可以有效消除和中和附着于人体上的正电荷，尤其可将负离子/负电子通过皮肤源源不断地导入人体，改善健康状况。由于是电容动态耦合方式吸收负离子/负电子，不至于导致负电荷的过多积累对人体产生副作用，可以自动进行简单且有效控制的向人体释放负离子。
2.本发明装置提供负离子方式与传统直接放电方式本质不同，本发明是通过感应放电体感应主动放电体释放的电荷后产生感应电荷再向感应放电体周边释放该感应电荷，避免了传统的直接通过主动放电体的通电传导来进行放电，将主动放电体和感应 放电体进行隔离，并通过感应放电体感应主动放电体释放的电荷后产生感应电荷再向感应放电体周边释放该感应电荷，根本杜绝负高电压的直接电击，不仅安全，而且极大降低了臭氧生成的可能性。
本发明在上述技术方案基础上的进一步改进是：所述主动放电体是贯通所述固体绝缘介质几何中心的的导电直线。
当主动放电体是贯通固体绝缘介质几何中心的的导电直线，可以在绝缘介质内得到比较均匀的电晕放电。
本发明在上述技术方案基础上的再进一步改进是：所述固体绝缘介质制为圆柱形封闭容器状。
固体绝缘介质制为圆柱形封闭容器状，可选择柔软的橡胶或塑料套管材料，从而可弯曲制成任意形状镶嵌在纺织品内、建筑构件内、家居办公用品、植物内等等场合，实现各种各样的广泛应用。外部负高压发生器可以采用干电池等供电，制成各类便携装置。
上述本发明技术方案的完善之一是：所述负高压发生器的接地端连接有导电介质。
上述本发明技术方案的完善之二是：所述固体绝缘介质为塑料、橡胶、玻璃或陶瓷。
作为上述本发明技术方案的应用拓展之一是：本发明提出一种动态耦合式负离子床上用品，该动态耦合式负离子床上用品含有上述本发明技术方案。
作为上述本发明技术方案的应用拓展之二是：本发明提出一种耦合式负离子建筑构件，该耦合式负离子建筑构件含有上述本发明技术方案。
作为上述本发明技术方案的应用拓展之三是：本发明提出一种耦合式负离子纺织品，该耦合式负离子纺织品含有上述本发明技术方案。
作为上述本发明技术方案的应用拓展之四是：本发明提出一种耦合式负离子植物装置，该耦合式负离子植物装置含有上述本发明技术方案。
上述本发明技术方案的应用拓展之三的完善是：所述纺织品是电热毯、毯子、被子、桌布、枕头、被子、护腕、护颈、护膝、护腰、头带、头套、眼罩或口罩。
附图说明
下面结合附图对本发明的耦合式负离子发生装置及应用该装置的设备作进一步说明。
图1是本发明实施例一的耦合式负离子发生装置的结构示意图。
图2是本发明实施例二的耦合式负离子发生装置的结构示意图。
图3是本发明实施例三的耦合式负离子发生装置的结构示意图。
具体实施方式
实施例一
本实施例的耦合式负离子发生装置，参见图1，包括主动放电体1、感应放电体2以及负高压发生器3。负高压发生器3的输出端连接主动放电体1的输入端，主动放电体1处于与感应放电体2能够相互电荷感应的空间范围内。主动放电体1与感应放电体2之间设有将主动放电体1与感应放电体2电气隔离而仅形成电荷感应的固体绝缘介质4。
当负高压发生器3向主动放电体1供电时，主动放电体1与感应放电体2构成电容，感应放电体2感应主动放电体1释放的电荷后产生感应电荷再向感应放电体2周边释放该感应电荷。
固体绝缘介质4可以为塑料、橡胶、玻璃或陶瓷。本实施例的固体绝缘介质4制为圆柱形封闭容器状，本实施例的固体绝缘介质4采用PVC管，规格是为直径为20mm、长300mm的PVC管，管内主动放电体1(放电尖端)为碳刷，位于管中心轴线上，管两端完全绝缘封闭。
外部的负高压发生器3采用电源装置是直流12V电源供电，输出电压-9000V，输出功率不小于1W。
将该PVC管正中放置在一块40mm的正方形纯棉布上。棉布则平铺在木质办公台面上。
测试仪表为漳州市东南电子技术研究所有限公司生产的KT-401型空气负离子测量仪，测量范围：1×104～1999×104ions/cc、最大显示：1999×104ions/cc、分辨率：1×104ions/cc。
将KT-401检测电极贴于正方形纯棉布的中心不动，观察仪表读数变化并记录；
然后将仪表拿起，间隔5分钟后再次重复上述实验，共测试六次数值得到下表1：
表1
时间-秒0123456负离子-万个/cm380010209501200118010901310
为测试本发明装置使用时的电安全性，用数字万用表分别测量正方形纯棉布的对地电压以及对负高压发生器3的接地端电压，经检测均为0V。经过检测，本发明装置及其安全，对人体没有高电压的直接电击。
实施例二
本实施例的耦合式负离子发生装置与实施例一基本相同，与实施例一不同的变化是，如图2所示：
主动放电体1是贯通固体绝缘介质4几何中心的的导电直线。本实施例中，固体绝缘介质4采用PVC管，在PVC管内的主动放电体1(放电尖端)由碳刷改为贯通PVC管内的导电直线，负高压发生器3为电池3.7V电池供电输出电压-6000V，PVC管完全绝缘封闭。实验结果见表2：
表2
时间-秒0123456负离子-万个/cm340709080100120120
实施例三
本实施例的耦合式负离子发生装置与实施例一基本相同，与实施例一不同的变化是，如图3所示：
1)负高压发生器3为交流220V电源供电，输出电压-11000V，输出功率不小于5W；
2)在PVC管的外表面以50mm间隔螺旋形缠绕有包皮绝缘导线6，一端与负高压发生器3的接地端连接。
用数字万用表分别测量正方形纯棉布的对地电压以及对负高压发生器3的接地端电压，经检测均为0V。
重复实施例一的试验，结果如下表3：
表3
时间-秒0369121518负离子-万个/cm3>2000>2000>2000>2000>2000>2000>2000
实施例四
本实施例的耦合式负离子发生装置是在上述实施例基础上的改进：感应放电体2可以是具有吸附和释放电荷的人体、床上用品、建筑构件、纺织品或植物等等。以床上用品中的双人电热毯(140mm×110mm)为例：
对电热毯进行改造，该电热毯在导电电热丝的外面还包裹有一直径为5mm的绝缘软塑料管。
将电热毯电热丝引出至220V电源的接线剪断，并联连接到输出电压-11000V、输 出功率不小于5W的负高压发生器3(系220交流电电源供电)负输出端；
本实施例的导电介质是铜片，将该改造后电热毯平铺到席梦思床上，并在席梦思床垫下面与床之间垫一铜片，将其与负高压发生器的接地端相连；
用KT-401型空气负离子测量仪测量电热毯表面或席梦思床垫上表面任意处，所测负离子量值均超出KT-401仪表的最大量限2000万个/cm3，且不随时间衰减；
在该改造电热毯上面铺上床单，再盖一床棉被。测量棉被表面任意处负离子量，均超出KT-401仪表的最大量限2000万个/cm3，且不随时间衰减；
用数字万用表分别测量该改造电热毯表面、席梦思床垫、棉被表面任意处的对地电压以及对负高压发生器3的接地端电压，均为0V。
实施例五
本实施例是提供一种动态耦合式负离子床上用品，该动态耦合式负离子床上用品采用了上述实施例的耦合式负离子发生装置。
实施例六
本实施例是提供一种耦合式负离子建筑构件，该耦合式负离子建筑构件采用了上述实施例的耦合式负离子发生装置。
实施例七
本实施例是提供一种耦合式负离子纺织品，该耦合式负离子纺织品采用了上述实施例的耦合式负离子发生装置。纺织品是电热毯、毯子、被子、桌布、枕头、被子、护腕、护颈、护膝、护腰、头带、头套、眼罩或口罩。
实施例八
本实施例是提供一种耦合式负离子植物装置，该耦合式负离子植物装置采用了上述实施例的耦合式负离子发生装置。
本发明的上述各个实施例的技术方案彼此可以交叉组合形成新的技术方案，比如：1)导电介质为金属片、导电布、导电橡胶等任意的导电材料；2)电源装置采用电源线、电源开关或变压整流器、电源线、电源开关或者电源开关、充电电池；等等。等等。凡采用等同替换形成的技术方案均为本发明要求的保护范围。