基于静电吸附原理的空气PM2.5净化器设计
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图 １微 粒 在 电 场 中 的 运 动 轨 迹
鹩 糍
幢 嵩 乎 搬 落 啦 池
电 瞎
船 增 ｌ 塑幽 ｉ明 舯撒 靛滩电喀 广 丽 ； ｉ ｌ盎触擞
图 ２系统 主 要 结构 ２ ． ３ 工作过 程 当按 Ｆ 电源 肩动 按钮 Ｓ Ｂ ， ，山 极 管Ｖ Ｔ ｆ ： ［ １ 高 频变 Ｉ ｌ ｉ 器Ｔ ｕ 构成 的 高频 振 荡器 通 电工作 ，把 电路中３ Ｖ直 流 电变成 １ ８ Ｋ Ｈ ｚ ｉ （ ， Ｊ ＇ 频 流 电，
１ ． 引言
近 年米 由于科 技 、工 业等 行 业的 大力 发 展 ，而 忽视 了环 境对 于 我们 的影响 。随着 目益严 重的环境 问题我 们对我 国的城 市做 了一份调 查 。在 调查 中发现我 国７ ４ 个城市 中，６ ６ 个 城市 空气质量 年均值 超标 。 雾霾对 呼吸系 统 、心血管 、脑ｎ 管、神经 系统 、生殖系 统及胎 儿的 发 育都有 极其 严蘑的影 响 。现 如今 ，城市 中绝大部 分的 人在室 内的时 间 高达８ ０ ％ ，通 过调 查发现 室内空气污 染 比室外空气 污染 更为严 重，室 内污染 导致 的癌 症 的发 生是 室外污 染 的５ 到１ Ｏ 倍ｌ 】 】 。不管 在室 内还是 室 外 ，环 境 问题 已经 成为 了我们生 活 中的一个重 点关注 的方面 ，他与 我们每 个人都 息息相 关 ，所 以环境 治理刻 不容缓 。随着 社会 的发展和 进 步 ，现 代人 需要长 时间地待 在室 内进行 工作学 习和开 展各项 活动 ， 由此 人 们也 越来 越 关注 和 重视 室 内空 气 的污 染 问题 ，必 须加 强室 内 空气 净化 技术 的研 宄，努 力改 善室 内 气质 量 状况 】 。一款 性 能优 良的空 气净化 器能 有 效地 去 除 空气 中 的粉 尘 、微 生 物及 有 害气 体 如 Ｐ Ｍ２ ． ５ 等 ，改 善室 内空气 品 质 。国 内众 多 厂家 向市场 推 ｍ了各 种 家 用 空气 净 化 器 ， 有 关 空 气 净化 器 对 室 内 空气 的净 化 效 果 目前 尚有 争 议 。因此 ，设 计一 款 能够 真正 有效 地 空气 净化 器至 关重 要 。
【 关键词 】Ｐ Ｍ２ ５ ；空气净化装置 ；静电吸附
近 年来 Ｐ Ｍ２ ． ５ 的治 理 已经 成为 人们 备 受 瞩 目的焦 点 ， 例如 我 国华 北 等地 Ｐ Ｍ２ ． ５ 测 量值 频 频爆 表 。 由于 室 内空 气流 通 性 差 ，有 时室 内 污 染 比室外 污 染更 加严 重 。 因此 ，对 室 内空 气污 染 的预 防与 治理 具 有重 大 意义 ，它直 接影 响 到人 们 的生 活质 量 和身 体健 康 ，而 常 见的 空 气净 化方 法就 是 使用 空 气 净化 器 。因此 ，我们 要基 于 静 电吸 附原 理 设计 一种 空 气净 化 器 ，可 用 于 小环 境 空气 净化 ，可 在 有人 的条 件 下进 行 持续 动态 的 净化 消毒 并阻 挡 室 内外空 气污 染 。 系统 土要 结构 如 图２ 所示。
Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ ＯＮＩ Ｃ Ｓ ＷＯＲ Ｌ Ｄ・ 探 索与观察
辽 宁石 油４ ￣ ＿ Ｔ － 大学信 息 与控 制 Ｚ － 程 学院 曾雪 雯
刘 艺 王欣扬
孙媛 媛
翟春艳
王 莉
【 摘要 】随着我 国现代 科技飞速 发展 带来的环境 污染这个大 问题 一直没有得 到彻底解 决。其 中，空气 中主要 污染物是Ｐ Ｍ２ ５ ，为了Ｆ ￣ ＇ ． ｔ Ｅ Ｐ Ｍ２ ５ 对人 体 的危 害进 一步扩 大，我 们欲设 计一款 对 室内Ｐ Ｍ２ ． ５ 空气净化 的装置 。在 比较 了市面上 的各 类 空气净化装 置后 ，我 们认 为使 用静 电吸附原理 能有 效 隔绝外界Ｐ Ｍ２ ． ５ 。 因此 ，本 文设计 了一 款基 于此原 理的 隔绝室￣ ＇ Ｐ Ｍ２ ５ 的 空气净化装置 ，希望有效地保 护人们的 身体 健康 、
Ｆ＝ｑ Ｅ （１ ）
群
图３设 计 原 理 电路 图
＃ ：
时 内缸 ｉ
（ 下 转 第４ ６ 页）
当空气 中 的有害 物质 微 粒经 过 金属 阀时 ，造 成 电
式 中 ，ｑ 为微 粒 所 带 的 电荷 量 ， 单 位 Ｃ ：Ｅ为荷 电 区 的 电场 强 度 ，单位 Ｖ ／ ｍ。微 粒 本 身重 力可 忽 略不 计，其运 动 轨迹 即近 似 电子 在 电场 中的运 动轨 迹＿ ５ 】 。 若 希望 提 高微 粒 的捕 捉 能力 ， 可 以加长 集尘 区长度 ，减 小 集尘 区间 隙 ，降低 微 粒移 动速 度 或增 大 电势 差 。其 中 ，由于 窗框 的长度 有 限 ，间 隙也 不 能过 高 ，微粒 移 动速 度 由风 速决 定 ；所 以，能够 提 高 捕捉 能力 的 有效 方法 只有 增 加 电势差 （ 见图１ ）。 ２ ＿ ２ 结 构 设计 根 据静 电吸 附 的原理 ， 设计 并构 想 出 了整个 装 置 的各 个部 分 ， 着 力要 解 决 的 问题 是有 效 地 吸附 Ｐ Ｍ２ ． ５ 微粒 并 使装 置 尽可 能 的 小 。
经 高 频振 荡 器Ｔ ｕ 升 压 。 再经 二 极管 Ｖ Ｄ 一 ＶＤ 、 电容Ｃ 一 Ｃ 的＝ ｆ ｆ ＇ ｆ 』 整流 到 ｌ ５ ０ ０ Ｖ时 ，加到 金属 极板 ｌ 。 设计 原 理 电路 图如 ３ 所示。
２ ． 整 体 结构 பைடு நூலகம் 计
２ ． １ 静 电吸 附原 理 净化 装置 高 压 发生 电路 负 责产 生 高压 ，作 为放 电电极 ， 使空 气 中的污 染 物微 粒 电 离而 带上 正 电荷 ，这 些带 有 正 电荷 的粒了 将 在库 仑力 的作 用 下 ，从 空气 中分 离 出来 ，进 而被 吸 附在 集尘 区。微 粒进 入 集尘 区以后 ，会在 电场 力 的作 用 下呈 现不 用 的极 性 ，然 后分 别 向 极 性 相反 的 电极 运动 ，并沉 积在 电极上 。微 粒在 电场 中 的运 动 轨迹 受 自身重 力 、风速 、电场 强度 、器 件尺 寸等 因 素的 影响 。 电场 作用 在微 粒 上 的库 仑 力为 ：
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船 增 ｌ 塑幽 ｉ明 舯撒 靛滩电喀 广 丽 ； ｉ ｌ盎触擞
图 ２系统 主 要 结构 ２ ． ３ 工作过 程 当按 Ｆ 电源 肩动 按钮 Ｓ Ｂ ， ，山 极 管Ｖ Ｔ ｆ ： ［ １ 高 频变 Ｉ ｌ ｉ 器Ｔ ｕ 构成 的 高频 振 荡器 通 电工作 ，把 电路中３ Ｖ直 流 电变成 １ ８ Ｋ Ｈ ｚ ｉ （ ， Ｊ ＇ 频 流 电，
１ ． 引言
近 年米 由于科 技 、工 业等 行 业的 大力 发 展 ，而 忽视 了环 境对 于 我们 的影响 。随着 目益严 重的环境 问题我 们对我 国的城 市做 了一份调 查 。在 调查 中发现我 国７ ４ 个城市 中，６ ６ 个 城市 空气质量 年均值 超标 。 雾霾对 呼吸系 统 、心血管 、脑ｎ 管、神经 系统 、生殖系 统及胎 儿的 发 育都有 极其 严蘑的影 响 。现 如今 ，城市 中绝大部 分的 人在室 内的时 间 高达８ ０ ％ ，通 过调 查发现 室内空气污 染 比室外空气 污染 更为严 重，室 内污染 导致 的癌 症 的发 生是 室外污 染 的５ 到１ Ｏ 倍ｌ 】 】 。不管 在室 内还是 室 外 ，环 境 问题 已经 成为 了我们生 活 中的一个重 点关注 的方面 ，他与 我们每 个人都 息息相 关 ，所 以环境 治理刻 不容缓 。随着 社会 的发展和 进 步 ，现 代人 需要长 时间地待 在室 内进行 工作学 习和开 展各项 活动 ， 由此 人 们也 越来 越 关注 和 重视 室 内空 气 的污 染 问题 ，必 须加 强室 内 空气 净化 技术 的研 宄，努 力改 善室 内 气质 量 状况 】 。一款 性 能优 良的空 气净化 器能 有 效地 去 除 空气 中 的粉 尘 、微 生 物及 有 害气 体 如 Ｐ Ｍ２ ． ５ 等 ，改 善室 内空气 品 质 。国 内众 多 厂家 向市场 推 ｍ了各 种 家 用 空气 净 化 器 ， 有 关 空 气 净化 器 对 室 内 空气 的净 化 效 果 目前 尚有 争 议 。因此 ，设 计一 款 能够 真正 有效 地 空气 净化 器至 关重 要 。
【 关键词 】Ｐ Ｍ２ ５ ；空气净化装置 ；静电吸附
近 年来 Ｐ Ｍ２ ． ５ 的治 理 已经 成为 人们 备 受 瞩 目的焦 点 ， 例如 我 国华 北 等地 Ｐ Ｍ２ ． ５ 测 量值 频 频爆 表 。 由于 室 内空 气流 通 性 差 ，有 时室 内 污 染 比室外 污 染更 加严 重 。 因此 ，对 室 内空 气污 染 的预 防与 治理 具 有重 大 意义 ，它直 接影 响 到人 们 的生 活质 量 和身 体健 康 ，而 常 见的 空 气净 化方 法就 是 使用 空 气 净化 器 。因此 ，我们 要基 于 静 电吸 附原 理 设计 一种 空 气净 化 器 ，可 用 于 小环 境 空气 净化 ，可 在 有人 的条 件 下进 行 持续 动态 的 净化 消毒 并阻 挡 室 内外空 气污 染 。 系统 土要 结构 如 图２ 所示。
Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ ＯＮＩ Ｃ Ｓ ＷＯＲ Ｌ Ｄ・ 探 索与观察
辽 宁石 油４ ￣ ＿ Ｔ － 大学信 息 与控 制 Ｚ － 程 学院 曾雪 雯
刘 艺 王欣扬
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王 莉
【 摘要 】随着我 国现代 科技飞速 发展 带来的环境 污染这个大 问题 一直没有得 到彻底解 决。其 中，空气 中主要 污染物是Ｐ Ｍ２ ５ ，为了Ｆ ￣ ＇ ． ｔ Ｅ Ｐ Ｍ２ ５ 对人 体 的危 害进 一步扩 大，我 们欲设 计一款 对 室内Ｐ Ｍ２ ． ５ 空气净化 的装置 。在 比较 了市面上 的各 类 空气净化装 置后 ，我 们认 为使 用静 电吸附原理 能有 效 隔绝外界Ｐ Ｍ２ ． ５ 。 因此 ，本 文设计 了一 款基 于此原 理的 隔绝室￣ ＇ Ｐ Ｍ２ ５ 的 空气净化装置 ，希望有效地保 护人们的 身体 健康 、
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图３设 计 原 理 电路 图
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当空气 中 的有害 物质 微 粒经 过 金属 阀时 ，造 成 电
式 中 ，ｑ 为微 粒 所 带 的 电荷 量 ， 单 位 Ｃ ：Ｅ为荷 电 区 的 电场 强 度 ，单位 Ｖ ／ ｍ。微 粒 本 身重 力可 忽 略不 计，其运 动 轨迹 即近 似 电子 在 电场 中的运 动轨 迹＿ ５ 】 。 若 希望 提 高微 粒 的捕 捉 能力 ， 可 以加长 集尘 区长度 ，减 小 集尘 区间 隙 ，降低 微 粒移 动速 度 或增 大 电势 差 。其 中 ，由于 窗框 的长度 有 限 ，间 隙也 不 能过 高 ，微粒 移 动速 度 由风 速决 定 ；所 以，能够 提 高 捕捉 能力 的 有效 方法 只有 增 加 电势差 （ 见图１ ）。 ２ ＿ ２ 结 构 设计 根 据静 电吸 附 的原理 ， 设计 并构 想 出 了整个 装 置 的各 个部 分 ， 着 力要 解 决 的 问题 是有 效 地 吸附 Ｐ Ｍ２ ． ５ 微粒 并 使装 置 尽可 能 的 小 。
经 高 频振 荡 器Ｔ ｕ 升 压 。 再经 二 极管 Ｖ Ｄ 一 ＶＤ 、 电容Ｃ 一 Ｃ 的＝ ｆ ｆ ＇ ｆ 』 整流 到 ｌ ５ ０ ０ Ｖ时 ，加到 金属 极板 ｌ 。 设计 原 理 电路 图如 ３ 所示。
２ ． 整 体 结构 பைடு நூலகம் 计
２ ． １ 静 电吸 附原 理 净化 装置 高 压 发生 电路 负 责产 生 高压 ，作 为放 电电极 ， 使空 气 中的污 染 物微 粒 电 离而 带上 正 电荷 ，这 些带 有 正 电荷 的粒了 将 在库 仑力 的作 用 下 ，从 空气 中分 离 出来 ，进 而被 吸 附在 集尘 区。微 粒进 入 集尘 区以后 ，会在 电场 力 的作 用 下呈 现不 用 的极 性 ，然 后分 别 向 极 性 相反 的 电极 运动 ，并沉 积在 电极上 。微 粒在 电场 中 的运 动 轨迹 受 自身重 力 、风速 、电场 强度 、器 件尺 寸等 因 素的 影响 。 电场 作用 在微 粒 上 的库 仑 力为 ：
