关于带有负离子发生器的家电产品的检测方法初探

金程程　罗鹏程

摘要：当前，有许多使用负离子发生器和静电沉降装置的家用电器，例如空气净化器、冷却风扇和加湿器。负离子发生器和静电沉降装置的工作原理几乎相同。在本文中将分析如何使用负离子发生器检测家用电器，将以空气净化器为例进行相关测试。

关键词：负离子发生器;家电产品;检测方法

随着消费者需求的变化，健康和杀菌已成为消费者关注的热点之一，健康和技术如紫外线除螨剂，臭氧清洁剂，果蔬破壁剂，负离子加湿器等。具有典型含量的小型家用电器已成为消费者关注的热点，离子发生器正越来越多地用于家用电器中。通常意义上的负离子是指带有负电荷的阳离子，这种离子具有良好的空气净化效果，极大地保护了人们的呼吸系统健康。在医学上称它们为空气维生素。在自然界中，宇宙射线、瀑布效应、雷电和闪电等常见的自然现象中都会有负离子的自然发生。但是城市中的负离子数量很少，有几种产生离子的方法。但是，最常用的方法是电晕放电方法。常见的负离子家用电器包括加湿器和空气净化器，市售的负离子加湿器是基于加湿器的，如果添加了一个生成负离子的功能模块，在正极和负极之间使用高电压会削弱空气并产生负极。负离子倾向于积累，从而导致较大比例的较大离子。如果这些负离子移动不到30cm，它们只会在通风口附近消失。负离子的浓度很高，因此，如果您使用负离子加湿器，则可以使用风扇来增加负氧离子的覆盖率。因此，必须选择可以产生小的负离子的产物。但即使是较小的负离子可以散布100cm以上，并且细胞膜的直径仅为0.4～1nm，因此只有少量的负离子实际上可以通过人体屏障发挥作用，让使用者真正感受到负离子对健康的正面作用。

以负离子发生器为例。经过一系列处理后，该设备处理输入的DC或AC电源以获得纯的DC负高压，利用直流电将电流直接连通到金属或碳钢制作的功能处理芯片上，通过芯片将电流压缩产生高电晕，以电晕为推进力将电流所化电子放射出来，但是电子不能长时间存在于空气中，而是立即被空气中的氧分子捕获，从而产生负离子。如果电离器离用户较远，则没有实际效果。根据其产生原理，在用户附近时有高压的危险。电离器如何避免在人体中产生高压，在本文中，我们将从标准开始，然后对其进行验证和分析。

一、常见带有负离子发生器的家电产品的校验方法

作为分析的示例，请使用实验室中找到的空气净化器。空气净化器是一种设备。但是，在负离子发生电极附近没有保护装置和接地的金属外壳。红色圆圈内有两个负离子发生器放电电极。但是，如何防止负离子发生器的高压侧危及人身安全呢？应通过标准规定的传统方法进行测试。对于空气净化器来说，通常有一个通用标准及一个特殊标准对负离子发生器的性能做审核，负离子发生器必须满足耐电流冲击、使用寿命长、方便使用、危险事故不易发生的特点。

（一）防止产生触电现象

负离子发生器产品是Ⅰ类设备的Ⅰ类和Ⅱ类设备。当阴性发生器的输出端子接触第一接地的金属外壳或金属挡板时，将使用通用的负离子发生器标准作为审核。B型测试探头接触母头发电机的输出端子是被禁止使用的。否则，应按Ⅱ型结构对负离子发生器进行测试。对于Ⅲ类负离子发生器的Ⅱ类设备，不要使用13号测试探针与负离子发生器的电流输出端口相接触[1]。本文用来距离的负离子发生器应用Ⅱ型结构的输出标准进行测验，应为其在电极附近没有任何保护措施，只在输出端子的外部有一个用于保护的绝缘壳层，并且绝缘壳之间的间隙很小，因此第13个测试探针不会碰到负离子发生器的输出端子，因此符合电气要求。

（二）电气输出强度

例如，考虑Ⅰ类设备。当负离子发生器的输出端子暴露于第一接地的金属外壳或金属屏障时，负离子发生器将执行基本绝缘强度测试。对于Ⅱ类设备和Ⅱ类负离子发生器，应测试负离子发生器的增强绝缘的电气强度。负离子发生器电压应视为基本绝缘体或增强绝缘体。本文中用于检测的负离子发生器类型为特殊类型，与高压电流相接的部分应当做好精密的绝缘措施防止触电。实验室中的耐压测试仪范围不能满足要求。该产品尚未经过测试，样品无法承受这种高压冲击，结果无法预测。除标准要求外，高压发电机的电气强度测试标准也有特殊要求。高于额定频率的正弦电压被施加到变压器的初级端子，并且在变压器的次级绕组中产生两倍的工作电压。在低于额定频率两倍的测试频率下，测试时间为60秒，而在更高测试频率下，测试时间至少为15秒，这应无故障。负离子发生器输出端子的实际工作电压为-9.4kV。在测试期间，将正弦波电压施加到负离子发生器的输入端，以在负离子发生器的输出端产生18.8kV的工作电压，但是负离子发生器没有问题。

（三）电气输出间隔

在电气输出间隔实验中，应按照负离子发生器的具体参数设计实验。另外，为了区分两种不同的离子对电流的要求，还需要对两种离子进行测试，以确定不同离子的相关参数，帮助开发人员进行更详尽的设计。对于gb4706.1标准来说，如果工作电压大于额定电压，则施加到标准表16中间隙的额定电压为额定脉冲电压加电压之间的差。当然，最大工作功率和最大整流电压之间存在着便于计算比较的比例。而对于IEC603351标准来说，该负离子发生器在直流条件下的输出电压小于30kHz，因此间隙限制必须以标准表16或标准iec606641表F中较大者为准。对于IEC603351标准，仅限于标准表16或标准IEC606641表F.Ta越高，负离子发生器满足要求的次数越少，无论表16t中指定的值如何IEC603351标准的大小或大或小，负离子发生器都应符合这个标准[2]。

（四）爬电能力

爬电距离必须符合gb4706.1表17的要求，其极限值必须根据工作电压确定。根据标准表17，负离子发生器的工作电压为220V。对于本文举例的负离子发生器来说，负离子发生器不能标准中的满足要求。应用负离子发生器净化空气的48种家用电器技术，均满足抗冲击性和特殊标准电强度的标准要求，无法对爬电距离及电气输出间隔作出有效的测试，整体设计難以符合具体的应用需求[3]。通过对传统的测试方式予以应用能够表明，在具体的应用当中。无法对其具体的标准予综合性的满足，由此在对负离子发生器予以设计的过程当中，设计人员需要在负离子发生器所拥有的输出端子之上，对保护性的阻抗力充分的增加，以此对相应的设计标准需求予以有效的满足。

二、负离子发生器的合格标准

首先，根据标准GB4706.1的8.1.4，必须确定负离子发生器的输出满足保护阻抗标准第22章中所写的要求，而不是满足充电部分的标准要求。根据相应章节中的标准，在实验中试用电流通过保护阻抗后再将其连接到电源上，电容不应当超过0.1uF。如果电容过大或者电压过大，保护阻抗难以承受过大的电流，将出现用电危险事故，则放电不应超过45uC。如果峰值电压超过15kV，则不得超过放电功率。在350mJ时，负离子发生器的输出端子被视为未充电。

（一）电流测量

标准8.1.4显示了将GB/T12113一起使用时的注意事项。标标准设备是用于在工作温度下测量泄漏电流的人机网络图。电流方法与在工作温度下测量泄漏电流的方法一致，并且可以使用泄漏电流计进行测试。

（二）放电量测量

在负离子发生器的CD侧实际测量的电压为9.4kW。因为它是450V以上且15kV以下，所以必须测量输出端子的放电容量，而不是放电的容量或能量。根据输入电压/时间曲线上记录的总面积，使用标称值为2000Q的非电感电阻器进行电测量，增加面积时不考虑电压极性。为了对放电容量做一个测试，必须在关闭电源后立即测量2000Q无感电阻器的端电压，移除S1并立即闭合S2，然后将2000f2电阻器连接到电路。通过在电压/时间曲线上记录电阻两端的总面积来计算放电容量。可以使用具有集成功能的示波器直接测量。因此，可以直接计算出示波器曲线中包含的面积，然后将其除以2000，以获得负离子发生器的放电容量。

（三）对电路阻抗的要求

电路阻抗在构建过程中，主要是指在对二型结构进行连接以及相应的充电部分，以及具体的导电部分进行综合性的研究过程中所存在的阻抗，在其具体的应用过程中以及相应的设备出现各类故障之时，能够使相应的电流始终处于具体的安全范围之内。该标准在构建过程中拥有22.27以及2242的具体安全规定。保护阻抗所具有的连接部分在构建过程中，需要对双重绝缘以及具体的强化绝缘要求予以满足，并且相应的标准在构建的过程中。能够对相应准则中13章、16章中，对于电压测试在应用过程中双重绝缘测试以及相应的补充绝缘测试予以充分的使用，以此对其是否有相应标准予以符合进行综合性的探究。而保护阻抗在构建的过程中，会构建在负离子发生器所用的电源输出端以及相应的高压输出端的范围之内，由此，在设计负离子发生器的电路阻抗的抗性时，应选择适当的电压及电流，通常使用时长为一分钟的三千瓦电流持续通过以测试电路阻抗的性质[4]。

保护阻抗在构建过程中需要以两个具有高度独立性的部分予以充分的组成，相应的阻抗，在构建的过程中需要拥有高度的稳定性，并且在设备的使用过程中对于其综合使用寿命不会产生一定程度的现实变化。如若保护阻抗所具有的任何部分处于断开或短路的现实状态，则需要在其第4节所存的电容机电容放电过程中进行综合性的测试，通过目测检查等诸多模式，使其能够对前两个标准要求进行综合性的满足，而保护阻抗在具体的输出端，需要对其电阻的组成与相应的标准进行有效的探究，而对于最后一个电阻而言，需要对其进行一次性的动态分析，并且需要对标准中8.1.4部分的要求进行电流及放电的综合性测量。对于负离子发生器来说，应按照标准进行严谨的测试，所有这些都应符合标准要求，严格的要求才会带来安全的产品。

三、总结

本文以空气净化器的负离子发生器为例，详细的介绍了负离子发生器的测试方法以及合格标准，以此为参考帮助科研人员在新型负离子发生器中的设计。细节处的参数需要更加的注意，防止负离子发生器产生漏电等不良事故，维护购买者使用者的良好使用体验，促进新型科技方面的发展。

参考文献：

[1]韩佳佳，陶宗明，张辉.一种基于迁移率分析的空气负离子浓度检测方法[J].气象科技，2019，47（5）：747751.

[2]任行明.负离子发生器放电量测试方法[J].自动化与信息工程，2020，41（4）：6466.

[3]刘小芳，方从容，刘慧，等.离子色谱串联质谱法检测茶叶中的高氯酸盐[J].色谱，2016，34（10）：986988.

[4]孙剑秋，宋崇富，宁坤，等.微孔晶体材料C12A7Cl的表面氯负离子发射性能和机理[J].物理化学学报，2009，25（9）：17131720.

作者簡介：金程程（1992—），女，汉族，浙江杭州人，本科，助理工程师，研究方向：家电检测;罗鹏程（1995—），男，浙江慈溪人，本科，助理工程师，研究方向：家电检测。