本發(fā)明屬于負(fù)離子發(fā)生，尤其是涉及一種電場(chǎng)負(fù)離子發(fā)生裝置。

背景技術(shù)：

1、負(fù)離子技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用于空氣凈化和健康保健領(lǐng)域的技術(shù)?？諝庳?fù)離子，尤其是負(fù)氧離子o2-或o-，因其對(duì)環(huán)境和人體健康的積極影響而備受關(guān)注?？諝飧鞒煞种校醴肿佑捎谄漭^強(qiáng)的電負(fù)性，最容易捕獲自由電子，因此，空氣負(fù)離子即是負(fù)氧離子，測(cè)定空氣負(fù)離子含量也是直接測(cè)負(fù)氧離子含量，這些負(fù)離子在空氣中的含量對(duì)空氣質(zhì)量和人體健康有著顯著的影響。

2、在空氣中，當(dāng)負(fù)離子的含量達(dá)到1萬(wàn)至200萬(wàn)個(gè)/cm3時(shí)，能夠顯著改善空氣質(zhì)量，有效降低pm2.5等空氣污染物的濃度。隨著負(fù)離子含量的進(jìn)一步增加，其對(duì)人體健康的益處也更加明顯。當(dāng)負(fù)離子含量達(dá)到200萬(wàn)至500萬(wàn)個(gè)/cm3時(shí)，能夠改善肺的換氣功能，促進(jìn)血液循環(huán)，增強(qiáng)新陳代謝，提升免疫系統(tǒng)的能力。此外，負(fù)離子還有助于改善睡眠質(zhì)量和精神狀態(tài)。

3、當(dāng)負(fù)離子含量進(jìn)一步增加至500萬(wàn)至1.5億個(gè)/cm3時(shí)，它們通過(guò)肺部呼吸或皮膚表面釋放電荷，形成人體電位差和電流，以生物電的形式對(duì)人體產(chǎn)生影響。這種影響包括促進(jìn)血液循環(huán)，刺激血管擴(kuò)張，增加組織供氧量，提高細(xì)胞膜的通透性，激活鈣代謝，加速細(xì)胞新陳代謝，調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)興奮性，緩解疼痛、焦慮和抑郁情緒，以及改善皮膚彈性和光澤。特別是，負(fù)離子對(duì)提高睡眠質(zhì)量和改善中年男女因年齡增長(zhǎng)導(dǎo)致的性欲衰退具有顯著效果。

4、在人們的現(xiàn)代居住環(huán)境中，自然界通常只能提供5-20萬(wàn)個(gè)負(fù)離子，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到保健效果，因此，人們研發(fā)了人工獲得負(fù)離子的技術(shù)，以通過(guò)人工技術(shù)提高空氣中負(fù)離子含量從而達(dá)到康療保健的目的。

5、目前，人工獲得負(fù)離子的方法主要有：雙極電暈法，單極電極法。

6、雙極電暈放電法，通過(guò)非對(duì)稱非均勻兩電極加載正高壓和負(fù)高壓的基礎(chǔ)上，使兩電極之間形成不均勻的電場(chǎng)而產(chǎn)生電暈放電，使流過(guò)兩電極的空氣電離產(chǎn)生正負(fù)離子。該結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，且存在會(huì)產(chǎn)生正離子和臭氧的問(wèn)題。此外，由于正高壓的存在，該方案的結(jié)構(gòu)會(huì)讓大部分負(fù)離子對(duì)消而流失，不適合用于康養(yǎng)保健。

7、單極電極法，使用銳利的金屬或碳纖維絲制成釋放尖端，通過(guò)負(fù)高壓電作為電子釋放源，連續(xù)釋放電子，使電子與空氣中的氧分子結(jié)合為負(fù)氧離子。結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但存在局部空間電荷積累產(chǎn)生靜電的問(wèn)題，并且負(fù)離子釋放量受空氣濕度和周圍環(huán)境靜電場(chǎng)的影響明顯，穩(wěn)定性比較差。電壓過(guò)低時(shí)，釋放負(fù)離子效率也會(huì)降低，而電壓高時(shí)則會(huì)伴有大量臭氧產(chǎn)生。

8、在距離負(fù)離子發(fā)射頭30cm-50cm的范圍內(nèi)，負(fù)離子含量至少達(dá)到1億個(gè)/cm3，人體才能接受足夠的電荷，達(dá)到康養(yǎng)保健的目的。使用單極電極法時(shí)，需要35kv以上的電壓來(lái)滿足負(fù)離子含量的要求，高電壓在外界電場(chǎng)不穩(wěn)定時(shí)可能產(chǎn)生臭氧。一般的康養(yǎng)保健負(fù)離子發(fā)生裝置需要在地極—人體—發(fā)射頭之間構(gòu)成電流回路，以構(gòu)成電場(chǎng)來(lái)加強(qiáng)負(fù)離子的發(fā)射功率，人體的位置變動(dòng)會(huì)導(dǎo)致電場(chǎng)不穩(wěn)定，影響發(fā)射功率，而一般情況下，人體并不能保持固定不動(dòng)。此外，如果人體太靠近負(fù)離子發(fā)射頭，35kv以上的工作電壓，會(huì)導(dǎo)致電暈放電能量過(guò)高，距離的變化將使臭氧濃度發(fā)生指數(shù)級(jí)的變化，指數(shù)級(jí)別的變動(dòng)使運(yùn)行不穩(wěn)定，不可靠，產(chǎn)生的臭氧也會(huì)對(duì)口腔粘膜造成損傷。而如果人體距離發(fā)射頭過(guò)遠(yuǎn)，就可能無(wú)法形成所需的電流回路，導(dǎo)致發(fā)射功率低，人體收集的電荷電壓差和電流強(qiáng)度無(wú)法達(dá)到康養(yǎng)保健的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種電場(chǎng)負(fù)離子發(fā)生裝置，包括負(fù)離子發(fā)射模塊、高壓電產(chǎn)生模塊和為高壓電產(chǎn)生模塊供電的電源，所述負(fù)離子發(fā)射模塊包括發(fā)射電極以及與所述發(fā)射電極構(gòu)成電場(chǎng)建立所需空腔的次高壓電極；

2、所述的高壓電產(chǎn)生模塊包括第一高壓輸出單元和第二高壓輸出單元，所述第一高壓輸出單元連接于所述的發(fā)射電極和地極，所述的第二高壓輸出單元連接于所述的次高壓電極和地極；

3、通過(guò)第一高壓輸出單元和次高壓輸出單元使發(fā)射電極與地極之間保持第一負(fù)電壓，使次高壓電極與地極之間保持第二負(fù)電壓，且第一負(fù)電壓高于第二負(fù)電壓以在所述的電場(chǎng)建立所需空腔中形成具有相對(duì)電壓差的內(nèi)在電場(chǎng)。

4、本方案在發(fā)射電極前端設(shè)置次高壓電極，發(fā)射電極與次高壓電極之間保持間距(如6cm)；同時(shí)保持相對(duì)的負(fù)電壓差(如-7kv)，建立了一個(gè)具有相對(duì)電壓差的內(nèi)在電場(chǎng)，發(fā)射電極與地極之間保持一定的負(fù)電壓(如-35kv)；次高壓電極與地極之間也保持一定的負(fù)電壓(如-28kv)。次高壓電極一方面起到屏蔽隔絕外界對(duì)發(fā)射頭干擾的效果，另一方面，次高壓電極與發(fā)射頭之間的電壓差形成電場(chǎng)，提高了發(fā)射頭的功率，電壓差促使發(fā)射頭產(chǎn)生的負(fù)離子加速向次高壓電極遷移，提高了負(fù)離子遷移速度。并且，次高壓電極的電壓差僅是相對(duì)電壓差(非接地的電壓差)，不會(huì)消蝕負(fù)離子，克服了雙極電暈法會(huì)消蝕負(fù)離子的缺點(diǎn)。同時(shí)，次高壓電極屏蔽隔絕了外界對(duì)發(fā)射電極釋放尖端電場(chǎng)的干擾，使負(fù)離子釋放穩(wěn)定可靠、強(qiáng)勁，克服了單極法容易受外圍電場(chǎng)干擾，釋放不穩(wěn)定以及容易因被干擾而釋放臭氧的缺點(diǎn)。

5、在上述的電場(chǎng)負(fù)離子發(fā)生裝置中，所述的發(fā)射電極包括電極底板和發(fā)射頭，發(fā)射頭為若干直立分布于電極底板上的發(fā)射針陣列；發(fā)射針可以是硬性材料，如鎢針等，或具有一定柔性的材料，如碳纖維。

6、發(fā)射針陣列采用不銹鋼、鎢、導(dǎo)電玻璃、金、鉑、碳纖維材料中的任意一種或多種導(dǎo)電材料；

7、所述的發(fā)射頭朝向所述的次高壓電極，且所述發(fā)射頭遠(yuǎn)離發(fā)射底板并朝向所述次高壓電極的一端具有放電發(fā)射尖端。需要注意的是，直立是指非水平布置，而不是絕對(duì)垂直于發(fā)射底板。

8、在上述的電場(chǎng)負(fù)離子發(fā)生裝置中，第一高壓輸出單元的輸出負(fù)電壓在-2kv至-100kv之間，優(yōu)選-20kv至-40kv之間；

9、次高壓輸出單元的輸出電壓差在-1kv至-70kv之間，優(yōu)選-10kv至-20kv之間。發(fā)射電極負(fù)電壓高于次高壓負(fù)電極。

10、所述的第一高壓輸出單元和次高壓輸出單元的輸出電壓被設(shè)計(jì)為使發(fā)射電極與次高壓電極之間構(gòu)成-1kv至-30kv之間電壓差的內(nèi)在電場(chǎng)。

11、優(yōu)選使發(fā)射電極與次高壓電極之間構(gòu)成-5kv至-12kv之間電壓差的內(nèi)在電場(chǎng)。

12、所述的次高壓電極具有負(fù)離子流通通道。內(nèi)在電場(chǎng)中生成的負(fù)離子通過(guò)流通通道離開(kāi)負(fù)離子發(fā)射模塊。

13、在上述的電場(chǎng)負(fù)離子發(fā)生裝置中，所述的次高壓電極材質(zhì)為金屬或其他導(dǎo)電材料。發(fā)射電極與所述的次高壓電極相對(duì)設(shè)置，且兩者之間間距為5mm-300mm，以構(gòu)成所述電場(chǎng)建立所需空腔。

14、在上述的電場(chǎng)負(fù)離子發(fā)生裝置中，所述的發(fā)射電極與所述的次高壓電極之間間距為5mm-120mm，如，10mm、20mm、60mm、80mm、100mm等；

15、所述發(fā)射電極的發(fā)射底板與所述的次高壓電極相平行設(shè)置，次高壓電極形狀為同心圓、或方格網(wǎng)、或其他規(guī)則或不規(guī)則形狀。

16、次高壓電極自靠近發(fā)射電極一側(cè)至遠(yuǎn)離發(fā)射電極一側(cè)貫穿有貫穿通道，由所述的貫穿通道構(gòu)成所述的負(fù)離子流通通道；

17、次高壓電極中，所述負(fù)離子流通通道的占比為90％-98％。

18、在上述的電場(chǎng)負(fù)離子發(fā)生裝置中，發(fā)射電極與次高壓電極之間的電壓差為-5kv至-12kv；

19、根據(jù)需要調(diào)節(jié)發(fā)射電極與所述的次高壓電極之間間距為5mm-120mm，

20、當(dāng)需要產(chǎn)生臭氧時(shí)，所述的發(fā)射電極與所述的次高壓電極之間間距為5mm-50mm；

21、當(dāng)不需要產(chǎn)生臭氧時(shí)，所述的發(fā)射電極與所述的次高壓電極之間間距為50mm-120mm。

22、在上述的電場(chǎng)負(fù)離子發(fā)生裝置中，所述的負(fù)離子發(fā)射模塊包括一絕緣殼體，所述的發(fā)射電極和次高壓電極均位于所述的絕緣殼體內(nèi)；

23、且所述的絕緣殼體上開(kāi)設(shè)有空氣孔，負(fù)離子出口，所述的發(fā)射電極、次高壓電極和負(fù)離子出口依次設(shè)置。發(fā)射針陣列在針尖曲率半徑空腔處在內(nèi)在電場(chǎng)的共同作用下向空腔發(fā)射電子，電子不能獨(dú)立存在，與氧氣分子結(jié)合，形成帶負(fù)電荷的氧氣離子，即負(fù)離子，負(fù)離子依次通過(guò)次高壓電極的負(fù)離子流通通道和負(fù)離子出口被釋放至空氣中。

24、在上述的電場(chǎng)負(fù)離子發(fā)生裝置中，所述的高壓電產(chǎn)生模塊包括升壓?jiǎn)卧龅纳龎簡(jiǎn)卧ㄗ儔浩?，變壓器的低壓?cè)連接于所述的電源，變壓器的高壓側(cè)具有兩組線圈，第一組線圈的兩端分別連接于所述的發(fā)射電極和地極，第二組線圈的兩端分別連接于所述的次高壓電極和地極；

25、通過(guò)控制第一組線圈、第二組線圈與低壓側(cè)線圈的圈數(shù)和圈數(shù)比例在負(fù)離子發(fā)射模塊中形成一個(gè)具有相對(duì)電壓差的內(nèi)在電場(chǎng)；

26、所述的第一高壓輸出單元包括所述的第一組線圈；

27、所述的次高壓輸出單元包括所述的第二組線圈。

28、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

29、1、本方案絕緣殼體和次高壓電極的屏蔽作用，使發(fā)射電極不受外部電場(chǎng)干擾，使發(fā)射電極工作電場(chǎng)相對(duì)穩(wěn)定，負(fù)離子產(chǎn)出穩(wěn)定，同時(shí)抑制不必要的臭氧的產(chǎn)生。發(fā)射電極與次高壓電極具有電壓差，提高了發(fā)射頭尖端的電場(chǎng)強(qiáng)度，同等工作電壓，負(fù)離子發(fā)射能力更強(qiáng)，負(fù)離子更多，同等負(fù)離子產(chǎn)量，所需要的工作電壓較低，可以有效避免臭氧的產(chǎn)生，通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)射電極與次高壓電極間距和電壓差可調(diào)節(jié)負(fù)離子的產(chǎn)出效率和臭氧產(chǎn)生情況，調(diào)節(jié)后性能穩(wěn)定，不會(huì)因?yàn)槿梭w的靠近而產(chǎn)生臭氧，經(jīng)試驗(yàn)，本方案所提供的電場(chǎng)負(fù)離子發(fā)生裝置能夠在負(fù)離子發(fā)射頭的30cm-50cm處有穩(wěn)定的1億個(gè)以上/cm3負(fù)離子含量，滿足康養(yǎng)保健的含量需求；

30、2、本方案次高壓電極與發(fā)射頭之間的電壓差形成電場(chǎng)，提高了發(fā)射頭的功率，特別電壓差促使發(fā)射頭產(chǎn)生的負(fù)離子加速向次高壓電極遷移，提高了負(fù)離子遷移速度，并且，次高壓電極的電壓差僅是相對(duì)電壓差(非接地的電壓差)，發(fā)射電極和次高壓電極相對(duì)于地極均為同性的負(fù)電壓，發(fā)射電極負(fù)離子抵達(dá)次高壓電極時(shí)不會(huì)抵消，克服了雙極電暈法會(huì)消蝕負(fù)離子的缺點(diǎn)(雙暈電極根據(jù)電極本身的空隙密度不同負(fù)離子將消蝕30％-99％)。

31、3、本方案所提供的電場(chǎng)負(fù)離子發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且無(wú)需單極電極法負(fù)離子康養(yǎng)裝置那樣需要在地極——人體——發(fā)射頭之間構(gòu)成回路，本方案所提供的電場(chǎng)負(fù)離子發(fā)生裝置人體的靠近或遠(yuǎn)離不影響負(fù)離子發(fā)射功率，可穩(wěn)定產(chǎn)生大量負(fù)離子。人體只要接近發(fā)射頭35cm作用范圍就可以吸收電荷，人體與發(fā)射頭，人體與地之間均會(huì)形成相對(duì)電壓差和電流，而單極電極法負(fù)離子康養(yǎng)裝置的地極——人體之間的回路為直接連接，地極——人體的電位為零，效果減半。

32、附圖說(shuō)明

33、圖1是本發(fā)明電場(chǎng)負(fù)離子發(fā)生裝置各部件模塊的連接示意圖；

34、圖2是本發(fā)明電場(chǎng)負(fù)離子發(fā)生裝置中負(fù)離子發(fā)射模塊，高壓電產(chǎn)生模塊,電源模塊連接示意圖；

35、圖3是本發(fā)明電場(chǎng)負(fù)離子發(fā)生裝置中負(fù)離子發(fā)射模塊的結(jié)構(gòu)圖；

36、圖4是本發(fā)明電場(chǎng)負(fù)離子發(fā)生裝置中次高壓電極結(jié)構(gòu)圖之一；

37、圖5是本發(fā)明電場(chǎng)負(fù)離子發(fā)生裝置中次高壓電極結(jié)構(gòu)圖之二；

38、圖6是本發(fā)明電場(chǎng)負(fù)離子發(fā)生裝置中次高壓電極結(jié)構(gòu)圖之三；

39、圖7是本發(fā)明電場(chǎng)負(fù)離子發(fā)生裝置中次高壓電極結(jié)構(gòu)圖之四；

40、圖8是本發(fā)明電場(chǎng)負(fù)離子發(fā)生裝置的電路原理圖之一；

41、圖9本發(fā)明電場(chǎng)負(fù)離子發(fā)生裝置的電路原理圖之二；

42、圖10是兩種不同負(fù)離子發(fā)生技術(shù)不同測(cè)量距離下負(fù)離子變化曲線圖。