1. 等离子发生机理

与负离子发生类似,等离子发生器利用脉冲和振荡器将低电压升高为高压交流电。通过向两个不同电极分别施加正向和反向高压交流电,同时产生两种离子:正离子(H+)和负离子(O2-);H+ 与 O2- 在颗粒表面发生化学反应,形成 OH 自由基,从空气中细菌的蛋白质中夺取 H+,使细菌失活,从而达到杀菌效果。

等离子发生器原理图,展示高频电压、放电电极、气流与等离子放电区域
等离子发生器工作原理:高频电压在电极间产生放电,气流将等离子体带向处理目标。

2. 等离子的作用

微生物杀灭与失活

等离子体中的羟基自由基和活性氧可破坏空气中细菌、病毒等微生物的蛋白质结构,从而实现有效杀灭与失活

静电消除

等离子体可中和物体表面的正、负静电荷,从而消除静电

异味去除

等离子体中的羟基自由基可与空气中的异味物质(如三甲胺)发生化学反应,将其分解为无味气体,从而发挥除臭作用

3. 技术对比

对比项目负离子发生器等离子发生器
工作原理 施加于碳刷尖端的高压直流电产生强烈的电晕放电,迅速释放大量电子(e-)。由于电子无法在空气中长时间存在(其寿命为纳秒量级),会立即被空气中的氧分子(O₂)捕获,形成负氧离子。 通过向碳刷的两个不同电极分别施加正向和反向交变高压,在两个不同电极上同时产生正离子(H+)和负离子(O2-)两种离子;
该过程中涉及的核心物质 O2- H+、O2-、羟基(OH)
对人体的益处 负氧离子改善肺功能、促进新陈代谢、增强抗病能力并改善睡眠 等离子体中的负离子也能改善肺功能、促进新陈代谢、增强抗病能力并改善睡眠
降尘 带负电的阴离子中和空气中带正电的烟雾颗粒,使其自然沉降。 等离子体中的负离子也具有降尘作用
除菌机理 负离子本身不能杀灭细菌 H+ 与 O2- 在颗粒表面发生化学反应,形成 OH 自由基,从空气中细菌的蛋白质中夺取 H+,使细菌失活,从而达到杀菌效果。
甲醛去除机理 甲醛被降解分解,生成二氧化碳和水
是否具有其他功能? 静电消除、异味去除

4. 等离子发生器框图

正极电源首先经过反接保护与滤波电路。随后,独立的电源管理级分别为离子发生器和 MCU 供电。MCU 控制离子发生功能的开启与关闭,监测负离子检测信号,并通过 LIN 芯片与主控制器交换运行指令和状态数据。

等离子发生器电子框图,展示电源保护、滤波、MCU 控制、离子检测与 LIN 通信
等离子发生器框图,包括受保护的电源输入、MCU 控制、离子检测和 LIN 通信。

5. 参考技术参数

以下技术参数适用于一种参考等离子发生器配置。具体型号的参数请参阅所选产品的数据手册。

参数等离子参考规格
额定电压12 VDC
电压范围9–16 VDC
工作电流≤70 mA
待机电流≤0.1 mA
通信方式LIN 通信或硬线通信
离子浓度在距碳刷 1 m、风速 5 m/s 时,>200 万个离子/cm³
臭氧浓度<0.045 ppm
工作温度−40°C 至 85°C
储存温度−40°C 至 90°C

6. 性能测试结果

以下细菌降低及 PM2.5 去除结果来自在所述条件下测试的等离子样品。

细菌降低测试

测试报告 2023FM19436R01 记录了 M1801 正负离子发生器针对 白色葡萄球菌 8032 的实验室空气消毒测试。测试在 1 m³ 气溶胶试验舱内进行,温度为 22.5°C,相对湿度为 64%。模块采用 DC 12 V 供电,运行 2 小时。

试验试验菌种作用时间杀菌率
1白色葡萄球菌 80322 小时67.66%
2白色葡萄球菌 80322 小时70.00%
3白色葡萄球菌 80322 小时72.68%

这些结果适用于送检的 M1801 样品及所述测试条件。

测试报告: 查看完整测试报告

PM2.5 去除测试

在等离子样品测试中,初始 PM2.5 浓度为 2.97 mg/m³。60 分钟后降至 0.88 mg/m³,对应去除率为 70.3%。CADR 为 3.46 m³/h。

时间PM2.5 浓度去除率
0 分钟2.97 mg/m³基线
10 分钟2.33 mg/m³21.5%
20 分钟1.86 mg/m³37.4%
30 分钟1.53 mg/m³48.5%
40 分钟1.26 mg/m³57.6%
50 分钟1.05 mg/m³64.6%
60 分钟0.88 mg/m³70.3%
CADR3.46 m³/h