關于帶有負離子發生器的家電產品的檢測方法初探

金程程　羅鵬程

摘要：當前，有許多使用負離子發生器和靜電沉降裝置的家用電器，例如空氣凈化器、冷卻風扇和加濕器。負離子發生器和靜電沉降裝置的工作原理幾乎相同。在本文中將分析如何使用負離子發生器檢測家用電器，將以空氣凈化器為例進行相關測試。

關鍵詞：負離子發生器;家電產品;檢測方法

隨著消費者需求的變化，健康和殺菌已成為消費者關注的熱點之一，健康和技術如紫外線除螨劑，臭氧清潔劑，果蔬破壁劑，負離子加濕器等。具有典型含量的小型家用電器已成為消費者關注的熱點，離子發生器正越來越多地用于家用電器中。通常意義上的負離子是指帶有負電荷的陽離子，這種離子具有良好的空氣凈化效果，極大地保護了人們的呼吸系統健康。在醫學上稱它們為空氣維生素。在自然界中，宇宙射線、瀑布效應、雷電和閃電等常見的自然現象中都會有負離子的自然發生。但是城市中的負離子數量很少，有幾種產生離子的方法。但是，最常用的方法是電暈放電方法。常見的負離子家用電器包括加濕器和空氣凈化器，市售的負離子加濕器是基于加濕器的，如果添加了一個生成負離子的功能模塊，在正極和負極之間使用高電壓會削弱空氣并產生負極。負離子傾向于積累，從而導致較大比例的較大離子。如果這些負離子移動不到30cm，它們只會在通風口附近消失。負離子的濃度很高，因此，如果您使用負離子加濕器，則可以使用風扇來增加負氧離子的覆蓋率。因此，必須選擇可以產生小的負離子的產物。但即使是較小的負離子可以散布100cm以上，并且細胞膜的直徑僅為0.4～1nm，因此只有少量的負離子實際上可以通過人體屏障發揮作用，讓使用者真正感受到負離子對健康的正面作用。

以負離子發生器為例。經過一系列處理后，該設備處理輸入的DC或AC電源以獲得純的DC負高壓，利用直流電將電流直接連通到金屬或碳鋼制作的功能處理芯片上，通過芯片將電流壓縮產生高電暈，以電暈為推進力將電流所化電子放射出來，但是電子不能長時間存在于空氣中，而是立即被空氣中的氧分子捕獲，從而產生負離子。如果電離器離用戶較遠，則沒有實際效果。根據其產生原理，在用戶附近時有高壓的危險。電離器如何避免在人體中產生高壓，在本文中，我們將從標準開始，然后對其進行驗證和分析。

一、常見帶有負離子發生器的家電產品的校驗方法

作為分析的示例，請使用實驗室中找到的空氣凈化器?？諝鈨艋魇且环N設備。但是，在負離子發生電極附近沒有保護裝置和接地的金屬外殼。紅色圓圈內有兩個負離子發生器放電電極。但是，如何防止負離子發生器的高壓側危及人身安全呢？應通過標準規定的傳統方法進行測試。對于空氣凈化器來說，通常有一個通用標準及一個特殊標準對負離子發生器的性能做審核，負離子發生器必須滿足耐電流沖擊、使用壽命長、方便使用、危險事故不易發生的特點。

（一）防止產生觸電現象

負離子發生器產品是Ⅰ類設備的Ⅰ類和Ⅱ類設備。當陰性發生器的輸出端子接觸第一接地的金屬外殼或金屬擋板時，將使用通用的負離子發生器標準作為審核。B型測試探頭接觸母頭發電機的輸出端子是被禁止使用的。否則，應按Ⅱ型結構對負離子發生器進行測試。對于Ⅲ類負離子發生器的Ⅱ類設備，不要使用13號測試探針與負離子發生器的電流輸出端口相接觸[1]。本文用來距離的負離子發生器應用Ⅱ型結構的輸出標準進行測驗，應為其在電極附近沒有任何保護措施，只在輸出端子的外部有一個用于保護的絕緣殼層，并且絕緣殼之間的間隙很小，因此第13個測試探針不會碰到負離子發生器的輸出端子，因此符合電氣要求。

（二）電氣輸出強度

例如，考慮Ⅰ類設備。當負離子發生器的輸出端子暴露于第一接地的金屬外殼或金屬屏障時，負離子發生器將執行基本絕緣強度測試。對于Ⅱ類設備和Ⅱ類負離子發生器，應測試負離子發生器的增強絕緣的電氣強度。負離子發生器電壓應視為基本絕緣體或增強絕緣體。本文中用于檢測的負離子發生器類型為特殊類型，與高壓電流相接的部分應當做好精密的絕緣措施防止觸電。實驗室中的耐壓測試儀范圍不能滿足要求。該產品尚未經過測試，樣品無法承受這種高壓沖擊，結果無法預測。除標準要求外，高壓發電機的電氣強度測試標準也有特殊要求。高于額定頻率的正弦電壓被施加到變壓器的初級端子，并且在變壓器的次級繞組中產生兩倍的工作電壓。在低于額定頻率兩倍的測試頻率下，測試時間為60秒，而在更高測試頻率下，測試時間至少為15秒，這應無故障。負離子發生器輸出端子的實際工作電壓為-9.4kV。在測試期間，將正弦波電壓施加到負離子發生器的輸入端，以在負離子發生器的輸出端產生18.8kV的工作電壓，但是負離子發生器沒有問題。

（三）電氣輸出間隔

在電氣輸出間隔實驗中，應按照負離子發生器的具體參數設計實驗。另外，為了區分兩種不同的離子對電流的要求，還需要對兩種離子進行測試，以確定不同離子的相關參數，幫助開發人員進行更詳盡的設計。對于gb4706.1標準來說，如果工作電壓大于額定電壓，則施加到標準表16中間隙的額定電壓為額定脈沖電壓加電壓之間的差。當然，最大工作功率和最大整流電壓之間存在著便于計算比較的比例。而對于IEC603351標準來說，該負離子發生器在直流條件下的輸出電壓小于30kHz，因此間隙限制必須以標準表16或標準iec606641表F中較大者為準。對于IEC603351標準，僅限于標準表16或標準IEC606641表F.Ta越高，負離子發生器滿足要求的次數越少，無論表16t中指定的值如何IEC603351標準的大小或大或小，負離子發生器都應符合這個標準[2]。

（四）爬電能力

爬電距離必須符合gb4706.1表17的要求，其極限值必須根據工作電壓確定。根據標準表17，負離子發生器的工作電壓為220V。對于本文舉例的負離子發生器來說，負離子發生器不能標準中的滿足要求。應用負離子發生器凈化空氣的48種家用電器技術，均滿足抗沖擊性和特殊標準電強度的標準要求，無法對爬電距離及電氣輸出間隔作出有效的測試，整體設計難以符合具體的應用需求[3]。通過對傳統的測試方式予以應用能夠表明，在具體的應用當中。無法對其具體的標準予綜合性的滿足，由此在對負離子發生器予以設計的過程當中，設計人員需要在負離子發生器所擁有的輸出端子之上，對保護性的阻抗力充分的增加，以此對相應的設計標準需求予以有效的滿足。

二、負離子發生器的合格標準

首先，根據標準GB4706.1的8.1.4，必須確定負離子發生器的輸出滿足保護阻抗標準第22章中所寫的要求，而不是滿足充電部分的標準要求。根據相應章節中的標準，在實驗中試用電流通過保護阻抗后再將其連接到電源上，電容不應當超過0.1uF。如果電容過大或者電壓過大，保護阻抗難以承受過大的電流，將出現用電危險事故，則放電不應超過45uC。如果峰值電壓超過15kV，則不得超過放電功率。在350mJ時，負離子發生器的輸出端子被視為未充電。

（一）電流測量

標準8.1.4顯示了將GB/T12113一起使用時的注意事項。標標準設備是用于在工作溫度下測量泄漏電流的人機網絡圖。電流方法與在工作溫度下測量泄漏電流的方法一致，并且可以使用泄漏電流計進行測試。

（二）放電量測量

在負離子發生器的CD側實際測量的電壓為9.4kW。因為它是450V以上且15kV以下，所以必須測量輸出端子的放電容量，而不是放電的容量或能量。根據輸入電壓/時間曲線上記錄的總面積，使用標稱值為2000Q的非電感電阻器進行電測量，增加面積時不考慮電壓極性。為了對放電容量做一個測試，必須在關閉電源后立即測量2000Q無感電阻器的端電壓，移除S1并立即閉合S2，然后將2000f2電阻器連接到電路。通過在電壓/時間曲線上記錄電阻兩端的總面積來計算放電容量?？梢允褂镁哂屑晒δ艿氖静ㄆ髦苯訙y量。因此，可以直接計算出示波器曲線中包含的面積，然后將其除以2000，以獲得負離子發生器的放電容量。

（三）對電路阻抗的要求

電路阻抗在構建過程中，主要是指在對二型結構進行連接以及相應的充電部分，以及具體的導電部分進行綜合性的研究過程中所存在的阻抗，在其具體的應用過程中以及相應的設備出現各類故障之時，能夠使相應的電流始終處于具體的安全范圍之內。該標準在構建過程中擁有22.27以及2242的具體安全規定。保護阻抗所具有的連接部分在構建過程中，需要對雙重絕緣以及具體的強化絕緣要求予以滿足，并且相應的標準在構建的過程中。能夠對相應準則中13章、16章中，對于電壓測試在應用過程中雙重絕緣測試以及相應的補充絕緣測試予以充分的使用，以此對其是否有相應標準予以符合進行綜合性的探究。而保護阻抗在構建的過程中，會構建在負離子發生器所用的電源輸出端以及相應的高壓輸出端的范圍之內，由此，在設計負離子發生器的電路阻抗的抗性時，應選擇適當的電壓及電流，通常使用時長為一分鐘的三千瓦電流持續通過以測試電路阻抗的性質[4]。

保護阻抗在構建過程中需要以兩個具有高度獨立性的部分予以充分的組成，相應的阻抗，在構建的過程中需要擁有高度的穩定性，并且在設備的使用過程中對于其綜合使用壽命不會產生一定程度的現實變化。如若保護阻抗所具有的任何部分處于斷開或短路的現實狀態，則需要在其第4節所存的電容機電容放電過程中進行綜合性的測試，通過目測檢查等諸多模式，使其能夠對前兩個標準要求進行綜合性的滿足，而保護阻抗在具體的輸出端，需要對其電阻的組成與相應的標準進行有效的探究，而對于最后一個電阻而言，需要對其進行一次性的動態分析，并且需要對標準中8.1.4部分的要求進行電流及放電的綜合性測量。對于負離子發生器來說，應按照標準進行嚴謹的測試，所有這些都應符合標準要求，嚴格的要求才會帶來安全的產品。

三、總結

本文以空氣凈化器的負離子發生器為例，詳細的介紹了負離子發生器的測試方法以及合格標準，以此為參考幫助科研人員在新型負離子發生器中的設計。細節處的參數需要更加的注意，防止負離子發生器產生漏電等不良事故，維護購買者使用者的良好使用體驗，促進新型科技方面的發展。

參考文獻：

[1]韓佳佳，陶宗明，張輝.一種基于遷移率分析的空氣負離子濃度檢測方法[J].氣象科技，2019，47（5）：747751.

[2]任行明.負離子發生器放電量測試方法[J].自動化與信息工程，2020，41（4）：6466.

[3]劉小芳，方從容，劉慧，等.離子色譜串聯質譜法檢測茶葉中的高氯酸鹽[J].色譜，2016，34（10）：986988.

[4]孫劍秋，宋崇富，寧坤，等.微孔晶體材料C12A7Cl的表面氯負離子發射性能和機理[J].物理化學學報，2009，25（9）：17131720.

作者簡介：金程程（1992—），女，漢族，浙江杭州人，本科，助理工程師，研究方向：家電檢測;羅鵬程（1995—），男，浙江慈溪人，本科，助理工程師，研究方向：家電檢測。