專利名稱:空氣離子收集器的制作方法
本實(shí)用新型屬于靜電分離和空氣離子測(cè)量裝置。
空氣離子收集器一般采用電場(chǎng)收集氣體中的離子，把離子電荷轉(zhuǎn)化成電流。
已有的空氣離子收集器有園筒式、平行板式等，平行極式空氣離子收集器采用一級(jí)結(jié)構(gòu)(即一對(duì)收集板和極化板)或二級(jí)結(jié)構(gòu)(即二對(duì)收集板和極化板，但前、后級(jí)極化板沒(méi)有分開(kāi))。其缺點(diǎn)是離子濃度測(cè)量范圍小，分辨率低，遷移率測(cè)量范圍窄。
美國(guó)DEV公司1983年生產(chǎn)的BECKETT型空氣離子數(shù)及遷移率測(cè)定儀所采用的離子收集器為二級(jí)平行板式，有兩對(duì)收集板和極化板，但前、后級(jí)極化板沒(méi)有分開(kāi)，實(shí)際上只有一個(gè)極化板。其離子濃度測(cè)量范圍為0～6.7×108個(gè)離子／cm3；分辨率約30個(gè)／cm3；遷移率測(cè)量范圍為0.14，0.011，0.0036(cm2／V·Sec，三檔)；抽氣速率為38cm／Sec(一檔)。
本實(shí)用新型提出一種擴(kuò)大離子濃度測(cè)量范圍和遷移率測(cè)量范圍，提高分辨率，抽氣速率為兩檔的二級(jí)平行板式空氣離子收集器。
空氣離子收集器由前、后級(jí)收集器、絕緣板、支撐板、風(fēng)機(jī)等部分組成。前級(jí)收集器包括收集板(1)和極化板(2)，后級(jí)收集器包括收集板(3)和極化板(4)。收集板和極化板采用多片極板結(jié)構(gòu)，做成多片式互相交錯(cuò)、平行組裝而成，分別通過(guò)絕緣板固定在與外殼相連的支撐板(6)上，支撐板的外面是屏蔽用的金屬外殼，因此，增大了收集量，明顯地提高了整機(jī)的靈敏度，改善了信噪比。前級(jí)收集器的極板較短，一般的長(zhǎng)度可選擇5～8(cm)，用于收集小離子。后級(jí)收集器的極板較長(zhǎng)，一般為30～50(cm)，用于收集大、中離子。前、后級(jí)不但收集板分開(kāi)，極化板也分開(kāi)，它可以自由地對(duì)前、后級(jí)的極化板施加不同的極化電壓。在測(cè)量小離子時(shí)，前級(jí)做為離子收集器；在測(cè)量大、中離子時(shí)，后級(jí)做為離子收集器，而前級(jí)當(dāng)作小離子過(guò)濾器，預(yù)先將小離子濾除，以提高測(cè)量結(jié)果的精確度。
為了克服“邊緣電場(chǎng)”的影響，前級(jí)的收集板(1)略微超前于極化板(2)。
前、后級(jí)極化板可分別加上不同的極化電壓，以滿足不同的測(cè)試需要；也可以通過(guò)外部控制電路聯(lián)接在一起，使它們的極化電壓變化一致。
風(fēng)機(jī)(7)的抽氣速率分為高、低兩檔，由外部電路控制，高速檔用于測(cè)量空氣本底值的小離子，低速檔用于測(cè)量大、中離子，這樣不僅可使得離子遷移率范圍得到擴(kuò)展，而且可以適應(yīng)對(duì)取樣空氣流量有不同要求的測(cè)試項(xiàng)目。
把被測(cè)氣體用抽氣機(jī)抽入離子收集器，在離子收集器中利用收集板和極化板之間的極化電場(chǎng)收集離子所攜帶的電荷，用微電流計(jì)測(cè)量這些電荷所形成的電流，通過(guò)取樣氣體流量值和微電流計(jì)讀數(shù)，可測(cè)得離子濃度值。改換極化電壓的極性，即可改變測(cè)量的離子極性。改變極化電壓大小、極板長(zhǎng)度和抽氣速率等參數(shù)，即可改變離子遷移率值。本實(shí)用新型由于采用前、后級(jí)收集器完全分開(kāi)，即前、后級(jí)收集板分開(kāi)，前、后級(jí)極化板也分開(kāi)，以及兩種抽氣速率，從而增加了離子遷移率測(cè)量范圍，提高了分辨率和測(cè)量精確度，并且兼顧了離子濃度不同取樣量的要求，可測(cè)量空氣離子的極性、濃度和遷移率等參數(shù)，配合相應(yīng)的其它設(shè)備可獲得離子濃度測(cè)量范圍達(dá)1～1.999×109(個(gè)／cm3)，分辨率為1(個(gè)／cm3)，離子遷移率測(cè)量范圍可達(dá)3～0.001(cm2／V·Sec)，可復(fù)蓋大、中、小各種離子的檢測(cè)，是空氣離子研究和應(yīng)用部門(mén)的一種較為精密和完善的檢測(cè)手段。
圖1為二級(jí)平行板式收集器結(jié)構(gòu)圖。
圖2為多組極板結(jié)構(gòu)圖。
其中(1)為前級(jí)收集板，(2)為前級(jí)極化板，(3)為后級(jí)收集板，(4)為后級(jí)極化板，(5)為外殼，(6)為支撐板，(7)為風(fēng)機(jī)。
實(shí)施例采用如圖2的多片式極板結(jié)構(gòu)，交錯(cuò)、平行組裝而成，收集板采用四片式，極化板采用五片式。前級(jí)收集板(1)和板化板(2)較短，選用6.5cm，后級(jí)收集板(3)和極化板(4)較長(zhǎng)，選用30cm，前級(jí)收集板(1)略微超前于前級(jí)極化板(2)。離子收集器的入口到極板之間留有一段空間，距離為10cm。收集板和極化板分別通過(guò)絕緣板固定在與外殼(5)相連的支撐板(6)上。收集器的抽氣由風(fēng)機(jī)(7)控制，一般儀表風(fēng)扇即可，抽氣速率分為兩檔200cm／S和35cm／S。極化電壓選為0～±600V。
權(quán)利要求
1.一種空氣離子收集器，其特征是1)采用兩級(jí)收集器，前級(jí)收集器的收集板(1)與后級(jí)收集器的收集板(3)分開(kāi)，前級(jí)收集器的極化板(2)與后級(jí)收集器的極化板(4)也分開(kāi)，收集板(1)與(3)和極化板(2)與(4)均采用多片式互相交錯(cuò)、平行結(jié)構(gòu)；2)、風(fēng)機(jī)(7)的抽氣速率分高、低兩檔。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的空氣離子收集器，其特征是前級(jí)收集板(1)和前級(jí)極化板(2)的極板長(zhǎng)度較短，一般可用5～8cm，后級(jí)收集板(3)和后級(jí)極化板(4)的極板長(zhǎng)度較長(zhǎng)，一般可30～50cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1和2所述的空氣離子收集器，其特征是前、后級(jí)極化板(2)和(4)可分別加不同的極化電壓，也可以由外部控制電路聯(lián)接在一起。
專利摘要
本裝置采用前、后級(jí)收集板分開(kāi)，前、后級(jí)極化板分開(kāi)的二級(jí)平行板式多片式結(jié)構(gòu)。抽氣風(fēng)機(jī)分高、低兩檔抽氣速率，增加了離子濃度和遷移率的測(cè)量范圍，提高了分辨率和測(cè)量精確度，可覆蓋大、中、小各種離子的檢測(cè)。配合相應(yīng)的設(shè)備，是空氣離子研究和應(yīng)用部門(mén)的一種較為精密和完善的檢測(cè)手段。
文檔編號(hào)G01N1/22GK86202425SQ86202425
公開(kāi)日1987年8月19日 申請(qǐng)日期1986年4月22日
發(fā)明者徐先, 張翼騰 申請(qǐng)人:福建省龍溪無(wú)線電廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan