|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Малогоборитний аеронізатор. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Медицина Розробку нового аероіонізатора було зроблено з метою створити компактний домашній прилад. Але, перш ніж з'явилася завершена конструкція, автором проведено чимало експериментів. Спочатку вони проводилися з простим триністорним високовольтним перетворювачем, від якого згодом довелося відмовитися через електромагнітні перешкоди, що створювалися ним, і малого ККД. Надалі був виготовлений однотранзисторний перетворювач, покладений в основу описуваного аероіонізатора. Обидва типи перетворювачів дозволяли отримувати на іонізуючому електроді негативний потенціал до 80 кВ. Для зміни напруги на електроді використовувався регульований автотрансформатор, з виходу якого напруга живлення частотою 50 Гц подавалося на перетворювач. Напруга на електроді вимірювалося вольтметром з магнітоелектричним стрілочним індикатором (струм повного відхилення стрілки 50 мкА) та додатковим резистором опором 2 ГОм, складеним з 20 послідовно з'єднаних резисторів по 100 МОм кожен). Таким чином, межа вимірюваної напруги складала 100 кВ. В експериментах використовувався електрод у вигляді пучка тонких загострених на кінцях провідників (у формі "кульбаби"). Результати вимірювань показали, що вже при потенціалі 20 кВ на відстані 2 м від іонізуючого електрода концентрація аероіонів становить максимально допустиму санітарні норми. Тому при будь-яких великих значеннях потенціалу на електроді мінімальна відстань, на якій можливе тривале перебування людини, стає ще більшою. Інший важливий висновок полягає в тому, що концентрація легких аероіонів суттєво зменшується при віддаленні від електрода – приблизно в 10 разів на кожному метрі видалення. Цей спад обумовлений рекомбінацією (загибеллю) іонів, а також їх захопленням різними аерозольними частинками, що забруднюють повітря. Через рекомбінацію середній час існування (тривалість "життя") легких аероіонів дуже обмежений і практично не перевищує десятка секунд. Тому принципово неможливо створити в приміщенні рівномірний розподіл аероіонів, і тим більше намагатися наситити ними повітря в декількох приміщеннях, якщо іонізатор встановлений тільки в одному з них. Марно також намагатися запастися аероіонами на користь. Після вимкнення приладу їхня концентрація швидко впаде до фонового рівня. Але користь від приладу, що попрацював, все одно буде проявляти себе ще довгий час у вигляді чистого повітря. При необхідності насичення аероіонами кількох приміщень потрібно кожне з них оснащувати іонізатором або користуватися переносним приладом. З урахуванням сказаного і розроблено компактний аероіонізатор, названий автором " Корсан " (рис. 1).
Високовольтний перетворювач і коронуючий електрод конструктивно об'єднані в одне ціле за допомогою роз'єму. Як корпус перетворювача застосована половина пластмасової мильниці зовнішніми габаритами 110х80х30 мм, в якій розміщені плати однотранзисторного автогенератора з безтрансформаторним живленням від мережі 220 В, діодний помножувач напруги, струмообмежуючий захисний резистор і гніздо. На корпусі приладу немає вимикача живлення, оскільки користуватися ним неможливо через виникнення статичного заряду на тілі людини при наближенні до працюючого приладу. Тому аероіонізатор оснащений довгим (не менше 2 м) гнучким шнуром живлення з вилкою на кінці, якою здійснюється вмикання і вимикання приладу. Габарити корпусу дозволяють розмістити у ньому діодний помножувач на 40 кВ та більше. Але ґрунтуючись на досвіді трирічної експлуатації іонізатора у побуті та в медичних установах, слід визнати доцільним для побутового застосування вибір потенціалу на електроді від 15 до 30 кВ. Електрична схема аероіонізатора наведена на рис. 2.
Змінна напруга мережі 220 за допомогою діодного мосту VD1 і конденсатора С1 перетворюється в постійну напругу близько 310 В, яким живиться високовольтний автогенератор. Він виконаний на транзисторі VT1 та трансформаторі Т1. Обмотка I та конденсатор С2 утворюють коливальний контур, включений у колекторний ланцюг транзистора послідовно з резистором R2 та індикаторним світлодіодом HL1, зашунтованим резистором R3. З обмотки II через розділовий конденсатор С3 базу транзистора подається напруга позитивної зворотний зв'язок. Резистори R4-R6 визначають режим автозміщення з урахуванням. На обмотці III, що підвищує, розвивається змінна напруга з амплітудою близько 3 кВ, яка підводиться до помножувача на діодах VD2-VD11 і конденсаторах С4-С13. За десяти каскадів множення досягається негативний потенціал 30 кВ. При використанні восьмикаскадного помножувача на його виході буде відповідно 24 кВ. Вихід помножувача з'єднаний з гніздом Х2 через захисний резистор R7, що обмежує струм при випадковому торканні електрону електрода до безпечного значення. Найвідповідальніший елемент пристрою – високовольтний трансформатор (рис. 3). Він виконаний на одинадцятисекційному циліндричному каркасі 2 з магнітопроводом 1 діаметром 8 мм з фериту М400НН.
Підвищуюча обмотка III містить 3300 витків дроту ПЕЛШО 0,06 і рівномірно укладена в секціях каркасу по 300 витків у кожній. Обмотка I містить 300 витків ПЕЛШО 0,1 і намотана в три ряди на гільзі 4, розташованої на краю каркаса з боку лівого за схемою виведення обмотки III. Чотири витки обмотки зворотного зв'язку II намотані проводом ПЕЛШО 0,1 поверх обмотки I і відокремлені від неї шаром ізолюючої стрічки (скотч) 3. Довжина каркаса з магнітопроводом може лежати не більше 70...100 мм і визначається розмірами корпусу. Каркас 2 і гільза трансформатора 4 можуть бути склеєні з 3-4 шарів паперу, що використовується для принтерів або ксероксів. Щечки для поділу секцій можна виготовити із щільного паперу завтовшки 0,3...0,5 мм. Але найкраще, звичайно, виточити секційний каркас із діелектрика (фторопласт, полістирол, оргскло, ебоніт або щільна деревина). Початок і кінець обмотки III підпаюють до 5 висновків, приклеєним до країв каркаса. Висновки легко виконати з одножильного мідного дроту діаметром 0,4...0,5 мм, але не можна створювати короткозамкнених витків. Цими ж висновками трансформатор кріплять до плати. Висновки обмоток I та II підпаюють до плати з дотриманням зазначеної на схемі фазування. Описана конструкція допускає роботу трансформатора без будь-якого спеціального просочення. Найкращі результати будуть отримані, якщо замість зазначеного на схемі біполярного транзистора КТ872А застосувати будь-який транзистор БСІТ із серій КП810, КП953 або КП948А (виведення затвора використовується як база, стока - колектор, джерело - емітер). Діодний міст VD1 - будь-який, розрахований на випрямлений струм не менше 100 мА та зворотна напруга не нижче 400 В; випрямні стовпи VD2-VD11 - КЦ106Б-КЦ106Г або будь-які серії КЦ117, КЦ121-КЦ123. Конденсатор С1 - ємністю від 1 до 10 мкф на напругу не нижче 315; С2, С3 – будь-якого типу, але С2 на робочу напругу не менше 315 В; С4-С13 – К15-5 ємністю 100-470 пф на напругу 6,3 кВ. Світлодіод – будь-який з видимим випромінюванням. Резистори R1-R6 - С2-23, С2-33, МЛТ, ОМЛТ; R7 – С3-14-0,5 або С3-14-1. При використанні справних деталей та безпомилковому монтажі аероіонізатор починає працювати відразу. Контроль роботи автогенератора та вимірювання його основних параметрів зручно проводити за допомогою міліамперметра змінного струму з межею вимірювання 25-50 мА та осцилографа, що дозволяє спостерігати на екрані електричний сигнал з розмахом не менше 600 В. Вимірник струму дозволяє визначати та мінімізувати споживану від мережі потужність осцилограф - візуально контролювати та оптимізувати роботу пристрою, а також побічно визначати значення постійної напруги на виході помножувача. Вимірювач змінного струму включають у розрив будь-якого мережного дроту. Але перш, ніж вставити вилку Х1 в розетку, запам'ятайте, що аероіонізатор живиться без роздільного трансформатора і, отже, будь-який його елемент знаходиться під небезпечною для людини напругою щодо нульового дроту. Тому пам'ятайте про заходи безпеки та дотримуйтесь їх! Перше включення доцільно зробити без діодного помножувача. За відсутності генерації (контролюють осцилографом, підключеним до колектора транзистора) треба звернути увагу на споживаний струм (струм спокою). Якщо він не перевищує 1 мА, можливо транзистор має знижений коефіцієнт передачі струму бази, і його краще замінити. Але можна спробувати збільшити струм спокою підбором резистора R5 із меншим опором. Якщо струм спокою знаходиться в межах 2...5 мА, а генерації немає, причиною її відсутності може бути неправильне фазування виводів трансформаторів обмоток. І тут буває досить поміняти місцями кінці будь-який з обмоток - I чи II. Якщо і після цього генерація не виникає або коливання є, але дуже малої амплітуди (транзистор працює без відсікання), доведеться збільшити кількість витків (на 1...2) обмотки зворотного зв'язку II. У нормально працюючому генераторі (його частота 40...60 кГц) пікова напруга на колекторі щодо загального дроту знаходиться в межах 500...600 В, кут відсічення транзистора близький до 90° (транзистор насичений протягом чверті періоду), споживаний струм не перевищує 15 мА. При такому режимі в транзисторі виділяється потужність не більше 1 Вт і його можна використовувати без радіатора. Слід пам'ятати, що ККД генератора пов'язані з кутом відсічення транзистора. Значення цього параметра легко оптимізувати за допомогою осцилографа підбором резистора R4 і напруги на обмотці II. Чим більше напруга (більше витків) і менше опір резистора, тим більше кут відсічення. Залежність ККД від кута відсікання носить екстремальний характер, і оптимальний режим досягається при значеннях кута 80-100 °. Після того, як буде закінчено налаштування генератора, можна виміряти за допомогою осцилографа амплітуду напруги на обмотці, що підвищує III. Для цього найпростіше скористатися ємнісним дільником напруги (рис. 4).
Конденсатор С1 повинен бути з робочою напругою не менше 3000 В, наприклад КВІ, а конденсатор С2 будь-якого типу. Коефіцієнт поділу такого ланцюжка при зазначених номіналах конденсаторів і вхідної ємності осцилографа 100 пф дорівнює 100. З достатньою точністю напруга на іонізуючому електроді (на гнізді Х2) визначається множенням амплітудного значення напруги на обмотці, що підвищує III на число каскадів діодного помножувача. На завершення настройки можна випробувати роботу пристрою з підключеним помножувачем. Для цього його треба з'єднати з підвищувальною обмоткою III проводами завдовжки не менше 10 см і розташувати на аркуші з гарного діелектрика (оргскло, гетинакс та ін.). Найкращим способом перевірки є вимірювання негативного потенціалу на виході помножувача щодо заземленого дроту за допомогою високовольтного вольтметра. Але можна обмежитись і простим включенням. У нормально працюючому перетворювачі, як правило, між висновками конденсаторів діодного помножувача відбувається коронний розряд, що супроводжується характерним шипінням та запахом озону, але можливі й іскрові розряди. Експлуатувати аероіонізатор у такому вигляді, звичайно, не можна. Потрібно щонайменше герметизація помножувача діелектричним компаундом. Якщо буде прийнято рішення про герметизацію тільки одного помножувача, то конструкція всього іонізатора повинна бути такою, щоб відстань між коронуючим електродом і високовольтним блоком була не менше 1 м. В іншому випадку надійність аероіонізатора різко падає і він може вийти з ладу вже через кілька місяців. По корпусу високовольтного блоку через наявні стики і зазори починають протікати мікроструми, що згодом переходять у іскрові розряди, що обумовлено не тільки неминучим осіданням аерозольних частинок на його поверхні, але і їх проникненням всередину корпусу. У конструкції, що описується, герметизовані всі деталі пристрою епоксидним клеєм ЕДП. Перед заливкою вузли та елементи монтують у діелектричному корпусі з товщиною стінок не менше 1,5 мм. Потрібно вжити заходів щодо усунення можливих протікань смоли через отвори, що використовуються для кріплення роз'єму, світлодіода та введення мережевого шнура. Для цього діаметр отворів слід точно узгодити із відповідними елементами. Можна скористатися попередньою герметизацією цих місць клеєм ПВА, "Момент", БФ та ін. Клей ЕДП використовують відповідно до інструкції, що додається до нього. Перед змішуванням з затверджувачем основу розігрівають до температури 70...90°З підвищення текучості і прискорення процесу затвердіння. Але треба обов'язково враховувати, що після змішування компонентів реакція затвердіння відбувається із виділенням великої кількості тепла. При об'ємі смоли більше 50 мл може статися саморозігрів із закипанням та затвердінням протягом декількох хвилин. Тому необхідно використовувати наповнювач (кварцовий або річковий пісок), що вводиться до вже підготовленої до заливки маси в об'ємному співвідношенні 1:1. Експлуатація приладу можлива не раніше 24 годин після заливання корпусу. Автор: В.Н.Коровін
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Портативний акумулятор Baseus 180 000 мА
▪ розділ сайту Медицина. Добірка статей ▪ стаття Урологія. Конспект лекцій ▪ стаття Чому з'являється лупа? Детальна відповідь ▪ стаття Бригадир котельні. Типова інструкція з охорони праці ▪ стаття Монета та капелюх. Секрет фокусу
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page