許曉帥 張福勇 郝剛 許啟迪 王萍

山東帥迪醫(yī)療科技有限公司，中國·山東 泰安 271000

伴隨著空氣污染問題的增加，加之人們的生活水平越來越高，人們對室內(nèi)空氣質量所提出的要求更高。這也讓空氣凈化器成為人們的日常生活中的必需品之一，在辦公室、汽車車艙、臥室等場所得到了普遍運用。現(xiàn)階段，在中國的市場中所銷售的空氣凈化器種類繁多，通過靜電式空氣凈化器電暈和電弧噪聲實驗的開展則能了解凈化器的凈化功能，做好凈化器的優(yōu)化選擇。

空氣凈化器；電弧噪聲實驗；電暈實驗

1 靜電式空氣凈化器概述

靜電式空氣凈化器方面利用電暈放電的形式，通過電場力作用定向移動帶電塵粒，集塵板獲取帶電塵粒，將顆粒污染物從空氣中分離開來。靜電式空氣凈化器使用過程中產(chǎn)生較小的氣流阻力，能使空氣潔凈，無論是拆卸活動，還是清洗活動都具有便捷性，不會產(chǎn)生材料浪費等問題。但是，在具體運行活動的過程中，靜電式空氣凈化器也存在自身缺陷與不足之處。例如，當前市面上對于靜電式空氣凈化器的拆卸清洗與臭氧問題的研究表明，靜電式凈化器在使用過程中往往會存在較大噪聲的問題，特別是電弧噪聲的影響較為嚴重，此種情況的產(chǎn)生還會引發(fā)有關安全隱患問題，凈化效率也會受到電弧放電的影響[1]。

2 靜電式空氣凈化器電暈及電弧噪聲實驗開展

2.1 電暈噪聲實驗

2.1.1 實驗裝置

圖1所展示的就是電暈噪聲實驗裝置，其主要包含兩個單元，即放電單元與檢測單元。直流電源與除塵模塊屬于放電單元的內(nèi)容。其中，610mm*52mm*230mm是除塵模塊的尺寸，電離區(qū)與集塵區(qū)屬于其構成內(nèi)容，同一高壓直流電源負責供給電離區(qū)鎢絲與集塵區(qū)高壓集板中的高壓。直流微安表、Tektronix示波器、噪聲檢測儀、索尼A6300相機與Northstar 高壓探頭屬于檢測單元內(nèi)容。在屏蔽網(wǎng)中，對噪聲檢測儀等儀器與線纜開展設置活動，能對放電過程中的電磁干擾，起到良好的屏蔽作用[2]。

2.1.2 實驗方法

在電暈噪聲中，電阻阻值與高壓直流電源充電電容容值均屬于變量。在使用靜電除塵器的過程中，利用噪聲檢測儀所記錄的分貝值，可以將相關時域均值計算出來，并將所獲取的數(shù)值確定為特征值。當電流經(jīng)過除塵器運行的過程中，微安表負責讀取電流，Tektronix示波器與Northstar 高壓探頭負責對運行電壓作出測量。與此同時，利用相機將不同環(huán)境中的電暈放電情況記錄下來。

2.2 電弧噪聲實驗

2.2.1 實驗裝置

圖2 電弧噪聲實驗裝置示意圖

圖2所展示的就是電弧噪聲實驗的裝置。在電弧噪聲實驗中，該實驗裝置比較接近于電暈放電實驗裝置，二者的區(qū)別之處在于在產(chǎn)生電弧的情況下，Tektronix示波器與Northstar 高壓探頭負責監(jiān)測當時的電流情況。因為在開展實驗活動的過程中，凈化器所產(chǎn)生的電弧放電具備一定的隨機性，很難實現(xiàn)持續(xù)生成，面對該情況需要對自制電弧發(fā)生裝置進行使用。對于自制電弧模擬發(fā)生裝置而言，其屬于針—針式火花隙范疇。通過此布置形式，在電弧進行放電的過程中，可以促使其與空氣凈化器電弧放電的性質相同。0.6mm為電極直徑，1～7mm 屬于針—針間距的范疇，可以對其開展有關的調整活動。當3組針—針進行放電的情況下，13cm 屬于組合組件的間隔距離[3]。

2.2.2 實驗方法

對于電弧噪聲實驗而言，串聯(lián)電阻阻值、針—針間距、高壓直流電源電容容值與針—針對組數(shù)屬于其中變量。在開展有關實驗活動的過程中，在產(chǎn)生電弧的情況下，示波器可以對有關的電流與電壓曲線作出記錄。通過噪聲檢測儀，可以對實驗環(huán)境不同的電弧噪聲曲線進行記錄，在此基礎上還可以將噪聲均值計算出來。

2.3 實驗結果

2.3.1 電暈噪聲

在電源噪聲實驗中，實驗過程大體可以分為兩步。

第一，針對儲存模塊中的并聯(lián)電阻，開展相應調整活動，在經(jīng)過除塵模塊的過程中，分別將217.5、183、154、94與40pA 確定為其中的電流。利用噪聲檢測儀，可以對不同電流環(huán)境中的典型電源噪聲時域曲線進行記錄，伴隨著電暈電流的降低，平均電源噪聲等級也會出現(xiàn)下降情況。在電暈放電照片中，所表現(xiàn)的經(jīng)過除塵模塊的電源電流也會降低，進而減弱電暈放電情況，降低電暈流光分布的均勻性。在進行電暈放電活動時，火花放電情況也會偶爾發(fā)生致使噪聲曲線出現(xiàn)尖峰情況。該情況說明，進行具體應用活動時，電暈放電不具備絕對的穩(wěn)定性，存在著一定的局部波動，引發(fā)電弧放電情況，進而生成噪聲污染。

第二，串聯(lián)起除塵模塊與電阻，確保串聯(lián)電阻阻值處于一定的范圍中。伴隨著串聯(lián)電阻阻值的加大，運行電壓會出現(xiàn)稍微的降低情況，在未進行電阻串聯(lián)的情況下，會出現(xiàn)電壓的最高值。在串聯(lián)電阻阻值達到范圍最高值的情況下，運行電壓則達到最低值。關于電暈噪聲強度與電流方面，二者間呈現(xiàn)出正比例的關系，一旦電源電流出現(xiàn)增大，電源噪聲強度也會產(chǎn)生加大。然而，電源電流還會受到荷電與除塵效率的影響，為了確保電暈噪聲與除塵效率處于平衡狀態(tài)之中，可以對電源電流作出科學調整。

在進行實驗活動的過程中，直接將直流電高壓和除塵模塊連接起來，可以促使直流高壓電源中的充電電容做出轉變。當電容加大至27pF之后，高壓電源已經(jīng)具備一定的能力，可以促使輸出電壓的穩(wěn)定性得到保持，伴隨著充電電容的增加，除塵單元的運行電壓與電流不會隨之改變，該情況下，電源噪聲也不會產(chǎn)生變化。當電容不高于27pF的情況下，雖然顯著降低了電暈噪聲。然而，在這個過程中，也會明顯減少充電電壓與電流，進而對收塵特性造成影響[4]。

2.3.2 電弧噪聲

在進行該實驗的過程中，可以直接將電源和自制模擬電弧發(fā)生裝置關聯(lián)起來，1mm為三組針—針放電針尖間距，由1mm 朝著7mm 進行加大，并對5min 中的噪聲曲線作出記錄。通過相關數(shù)據(jù)可以得出，伴隨著電極間距的不斷增加，無論電極組數(shù)的多少，電弧噪聲都表現(xiàn)出加大的情況，在3間隙環(huán)境中，噪聲的擾動情況更加突出。相比較于單組針—針放電的電弧噪聲，3組針—針放電的電弧噪聲均值要低一些，究其原因可能在于其發(fā)生裝置，具有一定的隨機性。在產(chǎn)生電弧的情況下，74～88dB為噪聲分貝值范圍，相較電暈噪聲其要高出許多。伴隨著針尖間隙的加大，無論是電壓還是電流峰值均會出現(xiàn)加大情況。

在增加串聯(lián)電阻的情況下，首先會降低電弧噪聲均值，之后便會出現(xiàn)加大情況。電流最大值變化趨勢基本等同于電弧噪聲均值變化趨勢。通常情況下，電弧噪聲強度和電弧電流呈現(xiàn)出正比例的關系，倘若能實現(xiàn)電弧電流的減小，極有可能實現(xiàn)噪聲的減小。然而，電弧不是單純的阻性阻抗，在完成起弧活動之后，要想使電弧保持較低電流，mA級別即可。因此，在促使串聯(lián)電阻阻值得到增加的情況下，很難促使電流得到顯著轉變。換而言之，在對正常放電環(huán)境不造成影響的情況下，將電弧電流減小，可以對電弧噪聲起到良好的抑制作用。在產(chǎn)生電弧的過程中，伴隨著阻值的加大電極兩端電壓值的上升情況比較顯著[5]。

3 結語

利用調節(jié)線路阻抗、充電電容等，對靜電式空氣凈化器電暈噪聲、電弧噪聲與電流電壓間的關系進行研究。相關實驗結果充分說明，不能單純運用當前已有的部分限制電流大小的方法，而是應在此前提條件下，通過電源主動控制與除塵模塊結構的調整，實現(xiàn)凈化器運行過程中噪聲的降低。