专利名称：离子产生装置和有无离子的判断方法
技术领域：
本发明涉及离子产生装置和有无离子的判断方法，该离子产生装置具有判断空气中有无离子的功能。
背景技术：
近年来，利用正(正)和/或负(负)离子来净化居住空间内空气的技术被广泛应用。例如，在具有离子产生功能的空气净化机等离子产生装置中，在其内部通风通道的中途配置有产生正、负离子的离子产生器，并将产生的离子与空气一起向外部空间送出。在送出有离子的空间内，如果离子浓度为1,000 2，000个/cm3左右，则能够得到对沙雷氏菌、芽孢杆菌等细菌的有效杀菌效果。此外，空气中的离子可以使悬浮粒子失去活性并分解异味成分。由此，净化整个居住空间的空气。 产生上述效果的标准离子产生器通过在针电极和对置电极之间、或放电电极和感应电极之间施加高电压交流的驱动电压，产生电晕放电，从而产生正、负离子。通过使用多个离子产生器，还能够提高空气中的离子浓度。另一方面，当离子产生器经过长期工作，因伴随电晕放电产生的溅射蒸发而使放电电极损耗时，或者是当化学物质、尘埃等异物累积附着在放电电极上时，难以避免离子产生量减少。在这种情况下，为了通知使用者需要对离子产生器进行保养，需要判断空气中有无离子。对此，例如专利文献I中公开了离子检测装置和离子产生装置，该离子检测装置具有捕集空气中的离子的捕集电极，并且基于开始离子产生动作时(或停止离子产生动作时)产生的捕集电极的电位变化，来检测(判断)有无离子。专利文献I :日本专利公开公报特开2007-114177号如上所述，以往公知的是，作为正离子的H+ (H2O)m (m为任意自然数)和作为负离子的02_ (H2O)n (η为任意自然数)，利用离子的反应对空气中的浮游细菌等进行杀菌。但是，由于所述离子相互再结合而消失，所以即使在特别接近离子产生器的位置能够实现高浓度，但是随着距离子产生器的距离逐渐变远，离子浓度急剧降低。因此，虽然在实验装置那样容积较小的空间中，离子浓度能够达到数万个/cm3，但在实际的居住空间或工作空间等容积较大的空间中，浓度最大能达到2 3，000个/cm3。另一方面，发明人发现，在实验室水平下，当所述离子浓度为7，000个/cm3时，可以在10分钟内杀死99%的禽流感病毒，当所述离子浓度为50，000个/cm3时，可以在10分钟内杀死99. 9%的禽流感病毒。这两个除去率的意义在于，假设在空气中存在1，000个/cm3病毒时,分别残留10个/cm3和I个/cm3的病毒。换句话说,通过将离子浓度从7，000个/cm3提高到50，000个/cm3，可以使残留的病毒降低至1/10。由此可见，在人等生活的整个居住空间和工作空间内，通过使离子浓度处于高浓度状态，对于预防传染病和净化环境都非常重要。然而，在需要判断离子浓度和有无离子的空气为高温、高湿的情况下，由于捕集电极的电位变化量变小，所以在专利文献I公开的技术中，难以判断有无离子。此外，在离子产生器经过长期工作的情况下，由于产生的离子也减少，所以捕集电极的电位变化量变得更�。幽岩耘卸嫌形蘩胱�。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供可以防止因湿度的影响而降低有无离子的判断精度的离子产生装置和有无离子的判断方法。本发明提供一种离子产生装置，其包括多个离子产生器，产生正、负离子；驱动电路，使所述离子产生器导通或断开；离子检测器，检测表示所述离子产生器产生的离子的产生状态的指标；以及判断装置，基于所述离子检测器检测出的指标，判断有无离子，所述离子产生装置的特征在于，所述离子产生装置还包括检测湿度的湿度检测装置，在所述驱动电路使一部分离子产生器和其它的离子产生器以不同时机周期性地导通的情况下，当所 述离子检测器检测出的指标的差分大于规定阈值时，所述判断装置判断有离子，当所述湿度检测装置检测出的湿度超过规定湿度时，所述判断装置不进行判断。此外，本发明的离子产生装置的特征还在于，所述离子产生装置还包括阈值设定装置，所述阈值设定装置根据所述湿度检测装置检测出的湿度，来设定所述阈值。此外，本发明的离子产生装置的特征还在于，所述湿度检测装置检测出的湿度越高，所述阈值设定装置将所述阈值设定为越小的值，所述湿度检测装置检测出的湿度越低，所述阈值设定装置将所述阈值设定为越大的值。此外，本发明的离子产生装置的特征还在于，所述离子产生装置还包括当所述判断装置以规定次数连续判断没有离子时发出警告的装置。此外，本发明还提供一种有无离子的判断方法，利用离子检测器检测表示由产生正、负离子的多个离子产生器产生的离子的产生状态的指标，并基于由所述离子检测器检测出的指标，判断有无离子，所述有无离子的判断方法的特征在于，对湿度进行检测，在使一部分离子产生器和其它的离子产生器以不同时机周期性地导通的情况下，当由所述离子检测器检测出的指标的差分大于规定阈值时，判断有离子，并且当检测出的湿度超过规定湿度时不进行判断。本发明中，在使分别产生正、负离子的离子产生器彼此以不同时机一次或多次导通的情况下，当表示离子产生状态的指标的差分大于(或小于)规定阈值时，判断有(或没有)离子。在使多个离子产生器彼此以不同时机导通的情况下，由于使各离子产生器导通时检测的指标的差分大于使一个离子产生器导通/断开时检测的指标的变化量大，所以容易判断有无离子。此外，离子产生装置设置有检测湿度的装置。由于表示离子产生状态的指标的差分随着湿度升高而减�。贾禄谥副甑牟罘帜岩耘卸嫌形蘩胱樱缘奔觳獬龅氖瘸娑ㄊ仁保唤杏形蘩胱拥呐卸�(也可以不进行离子的检测)。由此，可以防止进行精度较低的有无离子的判断。此外，在本发明中，由于因湿度环境的影响，离子产生器的离子产生量和离子检测器的检测精度发生变化，所以根据检测出的湿度来设定与指标的差分进行比较的阈值。例如在高湿环境下，当离子检测器检测的指标的差分减小时，检测出的湿度越高，将阈值设定为越小的值，检测出的湿度越低，将阈值设定为越大的值。由此，即使在高湿环境下，也能够高精度地判断有无离子。此外，在本发明中，当以规定次数连续判断没有离子时，向使用者发出警告。由此，当离子的产生量下降时能够通知使用者，以促使 对离子产生器进行保养，即，促使对离子产生器进行清扫或更换离子产生器。按照本发明，通过在超过规定湿度的高湿环境下，不进行基于离子检测器检测出的指标的差分实施的有无离子的判断，仅当低于规定湿度时进行有无离子的判断，由于在利用离子产生器产生的离子产生量和离子检测器的检测精度容易成为不稳定状态的高湿环境下，不进行有无离子的判断，所以可以防止因湿度影响导致的有无离子的判断精度降低。因此，可以防止例如在高湿环境下，当产生了离子产生量减少或离子检测器的精度降低等时，基于精度较低的有无离子的判断结果使离子产生装置动作。
图I是表示本发明的离子产生装置结构的主剖视图。图2是表示离子产生装置结构的侧剖视图。图3是表示离子产生器结构的主剖视图。图4是从外壳的内侧观察安装在前壁上的离子产生器的示意性立面图。图5是表示离子产生装置的控制系统简要构成的框图。图6是表示离子产生装置处于正常工作状态时向控制输入所输入的驱动信号的时序图。图7是表示离子检测器结构的电路图。图8A是表示离子检测器的电路基板的导体图形的平面图。图SB是表示离子检测器的电路基板的导体图形的平面图。图9是表示判断有无离子时向控制输入所输入的驱动信号的时序图。图10是表示测量部的输出电压的变化量和湿度的一个例子的曲线图。图11是表示正常工作状态下驱动离子产生器的CPU处理步骤的流程图。图12是表示控制输入切换的子程序的CPU处理步骤的流程图。图13是表示基于判断有无离子的结果来发出警告的CPU处理步骤的流程图。图14是表示基于判断有无离子的结果来发出警告的CPU处理步骤的流程图。图15是表示基于判断有无离子的结果来发出警告的CPU处理步骤的流程图。附图标记说明I 外壳2电动机3 叶轮4 箱体5 管道6a、6b、6c、6d 尚子产生器61,62离子产生部66捕集电极(离子检测器的一部分)
67测量部(离子检测器的一部分)80湿度检测部(温度检测装置)81CPU (判断装置、阈值设定装置)82ROM83RAM84计时器85操作部86显示部(发出警告的装置)91离子产生器驱动电路(驱动电路)
具体实施例方式下面基于表示本发明实施方式的附图对本发明进行详细说明。图I是表示本发明的离子产生装置结构的主剖视图，图2是表示离子产生装置结构的侧剖视图。图3是表示离子产生器6a结构的主剖视图，由于其他离子产生器6b、6c、6d的结构与离子产生器6a相同，所以在图3中省略了图示。此外，图4是表示从外壳I的内侧观察安装在前壁5a上的离子产生器6a、6b、6c、6d的不意性立面图。在图中表示了离子产生装置的外壳I。外壳I包括呈大体长方体、隔开间隔且相对的侧壁la、lb，并且在上述侧壁la、lb的下部分别具有吸入口 11、11 ;以及顶壁lc，在其中央部具有两个嵌合孔12、12。在外壳I内的下部配置有电动机2,该电动机2在转动轴方向的两侧具有输出轴21、21，两个叶轮3、3分别安装在该电动机2的输出轴21、21上，且上述两个叶轮3、3分别转动自如地收容在两个箱体4、4内。另外，由电动机2、叶轮3、3和箱体4、4构成送风机。叶轮3、3的上方分别配置有作为筒部的两个管道5、5，上述两个管道5、5使利用各个叶轮3、3的转动而产生的气流单独地向上方流动。在各管道5、5的下部分别上下并列配置有两个离子产生器6a、6b和两个离子产生器6c、6d,各离子产生器6a、6b、6c、6d分别具有两个离子产生部61、62。在配置于上侧的离子产生器6a、6c的上方，从正面观察为大体长方形的捕集电极66和测量部67配置成其长边方向为大体水平方向、且与离子产生器6a、6c相邻,上述捕集电极66捕集产生的离子,上述测量部67测量该捕集电极66的电位。此外，各管道5、5具有风向件7、7，上述风向件7、7能够装拆地配置在嵌合孔12、12中。外壳I还包括俯视呈矩形的底壁Id ；以及与该底壁Id的前后两边相连的前壁Ie和后壁If。在前壁Ie的下部设置有操作部85，用于接收对离子产生装置进行的操作；以及显示部86，由显示警告、运转状态等信息的LED构成。在两个侧壁la、lb下部的吸入口11、11上安装有过滤器8、8，上述过滤器8、8使叶轮3、3从吸入口 11、11吸入的空气通过，并且除去该空气中的异物，使其成为净化空气。顶壁Ic的嵌合孔12、12为长方形，俯视其长边方向为前后方向，前侧的内表面相对于铅垂方向朝向前方倾斜、后侧的内表面相对于铅垂方向朝向后方倾斜。此外，外壳I在上下方向的中途被分割为上分割件和下分割件，在下分割件上安装有箱体4、4，在上分割件上安装有管道5、5。叶轮3、3是具有多个叶片3a的多叶片叶轮，各个叶片3a的转动中心一侧相对于外缘向转动方向位移，换句话说，叶轮3、3是圆筒形的西洛克风扇。此外，叶轮3、3在其一、端具有轴承板，在该轴承板的中心开设的轴孔中安装有电动机2的输出轴21、21，把从叶轮3、3另一端的开口向中心部的空洞吸入的空气，从外周部的叶片3a之间送出。箱体4、4包括圆弧形导向壁41、41，用于把利用叶轮3、3的转动而产生的气流导向叶轮3、3的转动方向，并且使气流的速度加快；以及吹出口 42、42，从该圆弧形导向壁41、41的一部分沿圆弧形导向壁41、41的一个切线方向朝上方敞开。吹出口 42、42为方筒形，从圆弧形导向壁41、41的一部分沿圆弧形导向壁41、41的一个切线方向、相对于铅垂方向朝倾斜方向突出。此外，箱体4、4包括箱体主体4a、4a，为深盘子形，具有用于圆弧形导向壁41、41和吹出口 42、42用的敞开部；以及盖板4b、4b，与叶轮3、3的所述开口对应的部位敞开，且封闭箱体主体4a、4a的敞开侧。箱体主体4a、4a各自的相对侧通过隔开用的连接壁43被连接成一体。此外，盖板4b、4b的敞开部和过滤器8、8之间，设置有具有多个通气孔的通气板 9、9。
连接壁43的与电动机2对应的位置具有向一个箱体主体4a —侧凹陷的凹部，该凹部的边缘部上安装有深盘子形的支承板44，在凹部和支承板44的中央部之间，通过橡胶板45、45夹持并保持电动机2。输出轴21、21穿过在凹部和支承板44的中央部开设的轴孔，在输出轴21、21上安装有叶轮3、3。此外，连接壁43的上端比箱体4、4朝上方延伸得更远。管道5、5的下端与吹出口 42、42相连，其上端与嵌合孔12、12相连，构成在上下方向的中途收缩的方筒形筒部。此外，管道5、5分别包括前壁5a、5a(图2中仅表示了一个)，从吹出口 42、42沿圆弧形导向壁41、41的一个切线方向配置；以及后壁5b、5b (图2中仅表示了一个)，从吹出口 42、42沿大体铅垂方向配置。大体铅垂配置的两个侧壁5c、5c、5d、5d分别与前壁5a、5a和后壁5b、5b相连，使从吹出口 42、42吹出的空气沿前壁5a、5a、后壁5b,5b和侧壁5c、5c、5d、5d成为层流，并沿铅垂方向流动。在前壁5a、5a上开设有与保持件60对应的贯通孔，该保持件60保持离子产生器6a、6b、6c、6d、捕集电极66和测量部67，在该贯通孔中以嵌入方式安装有保持件60。在后壁5b、5b上安装有电路基板10，该电路基板10与电动机2、离子产生器6a、6b、6c、6d、测量部67和电源线连接；以及盖20，覆盖该电路基板10。此外，在一个管道5的前壁5a上配置有检测该管道5内湿度的湿度检测器80。湿度检测器80是高分子电阻式湿度传感器，利用伴随由高分子膜吸收和释放水分所产生的电特性(电阻值)的变化，来检测湿度。但是，湿度检测器80并不限于高分子电阻式湿度传感器，也可以采用高分子电容式的湿度传感器、使用陶瓷等金属氧化物的湿度传感器、或利用氯化锂等电解质的湿度传感器等其他湿度传感器。湿度检测器80与电路基板10电连接。此外，管道5、5在上下方向的中途被分割为管道上分割件51和管道下分割件52。管道下分割件52为方筒形，其横向的中央部位被连接壁43隔开。管道上分割件51的横向隔开、且并排配置的方筒部51a、51a的下部被连接部51b连成一体，并且管道上分割件51被连接部51b和连接壁43隔开。此外，在管道上分割件51的上端配置有防护网30、30，上述防护网30、30用于防止手指等异物从外部插入。风向件7、7包括方框架部71、71，其前后方向的剖面形状为倒梯形；以及多个风向板72、72，在该方框架部71、71内沿前后方向隔开间隔且并排配置，并且相对于铅垂方向朝前方或后方倾斜，风向板72、72为相同形状。方框架部71、71的前后壁相对于铅垂方向朝前后方向倾斜。离子产生器6a、6b、6c、6d分别具有两个离子产生部61、62，上述两个离子产生部61、62收纳在大体长方体的盒60a内，并且沿与利用叶轮3、3的转动产生的空气流动方向大体垂直的方向、隔开间隔并排设置。离子产生部61、62分别具有呈尖锐状的放电电极61a、62a，配置在电极基板63上；以及感应电极61b、62b，围绕该放电电极61a、62a，被施加有高电压的放电电极61a、62a分别产生电晕放电。由此，分别朝向各自的感应电极61b、62b的开口侧，由一个离子产生部61产生正离子、由另一个离子产生部62产生负离子。配置有晶体管、电阻等电路元件的电路基板64与电极基板63相对，该电路基板64在与负离子产生部62相对的一侧具有升压变压器65，该升压变压器65产生所述高电压。升压变压器65线圈的缠绕方向为从该线圈泄漏的磁通量在离子产生部62的附近与离子产生部61、62的并排设置方向大体平行(图3虚线所示)。在电极基板63和电路基板64之间以及升压变压器65的周围填充有合成树脂。
离子产生器6a、6b、6c、6d被保持件60保持,并且安装在各管道5、5的前壁5a、5a上。两个离子产生器6a、6c和两个离子产生器6b、6d分别使离子产生部61、62的并排设置方向相同，并且沿该并排设置方向使两个离子产生器6a、6c和两个离子产生器6b、6d分别并列设置，该并列设置方向与所述流动方向大体垂直。离子产生器6a、6c和离子产生器6b、6d分别使离子产生部61、62的并排设置方向朝向相反方向，并且使离子产生器6a、6c和离子产生器6b、6d分别沿所述流动方向并排设置。各离子产生器6a、6b、6c、6d的离子产生部61、62从所述贯通孔面向管道5、5内。在沿所述流动方向成列的离子产生部61、62的两侧设置有肋60b、60b，该肋60b、60b用于防止使用者直接接触放电电极61a、62a。捕集电极66由捕集离子的大体矩形的板状电极构成，为了重点检测离子产生器6a的离子产生部62和离子产生器6c的离子产生部61分别产生的负离子和正离子，捕集电极66配置在所述离子产生部62、61的附近，并且使其电极表面在管道5、5内露出。捕集电极66的电极表面与离子产生器6a、6c的并列设置方向大体平行，当捕集电极66捕集到正(或负)离子时，捕集电极66的电位上升(或下降)。由后述的测量部67测量捕集电极66的电位，作为相对于接地电位的电压值。另外，虽然捕集电极66配置在离子产生器6a的离子产生部62和离子产生器6c的离子产生部61的附近，但是并不限定于此，捕集电极66例如也可以配置在嵌合孔12内表面的任意位置，或者是配置在外壳I的侧壁la、lb、顶壁lc、前壁Ie或后壁If的任意位置上。上述结构的离子产生装置被放置在居室内。利用送风机的电动机2的驱动使叶轮
3、3转动，将室内的空气从两侧的吸入口 11、11吸入到两个箱体4、4内，利用过滤器8、8除去被吸入的空气中的尘埃等异物。此时，被吸入到箱体4、4内的空气利用叶轮3、3周围的圆弧形导向壁41、41成为层流，该层流空气沿圆弧形导向壁41、41向吹出口 42、42流动，并从该吹出口 42、42向管道5、5内送出。图5是表示离子产生装置的控制系统简要构成的框图。控制系统的中枢是CPU81，CPU81通过总线相互连接有存储程序等信息的R0M82，存储临时产生的信息的RAM83以及用于计时的计时器84。CPU81按照预先存储在R0M82中的控制程序，执行输入输出、运算等处理。CPUS I还通过总线连接有操作部85，用于接收改变离子产生装置的风量的操作；显示部(发出警告的装置)86，由显示警告、运转状态等信息的LED构成；送风机驱动电路87，用于驱动安装有叶轮3、3的电动机2 ;A/D转换电路89，用于将测量捕集电极66电位的测量部67测量出的模拟电压转换成数字电压并进行读�。灰约笆燃觳獠�80，检测管道5内的湿度。操作部85具有蜂鸣器(发出警告的装置)，该蜂鸣器用于使报警声鸣响。另外，捕集电极66和测量部67构成离子检测器。通过总线与CPU81连接的各输出接口 88、88、88、88的输出端子与具有两个输出端子的各离子产生器驱动电路91、91、91、91的控制输入PCI、PC2、PC3、PC4连接。各离子产生器驱动电路91、91、91、91的输出端子的一端与14V的直流电源El的阳极连接，其另一端与各尚子产生器6a、6b、6c、6d的电源输入V1、V2、V3、V4连接。各尚子产生器6a、6b、6c、6d的接地输入Gl、G2、G3、G4和直流电源El的阴极与接地电位连接。 在离子产生装置处于正常工作状态的情况下，每当计时器84对规定时间进行计时，CPU81都通过输出接口 88、88、88、88，使各离子产生器驱动电路91、91、91、91的控制输入PC1、PC2、PC3、PC4的导通/断开进行转换(切换)。由此，各离子产生器驱动电路91、91、91、91每隔规定时间使离子产生器6a、6b、6c、6d的电源输入VI、V2、V3、V4与直流电源El的阳极之间的连接导通/断开。图6是表示离子产生装置处于正常工作状态时向控制输入PCl、PC2、PC3、PC4输入的驱动信号的时序图。图中横轴表示时间(秒)，纵轴表示导通/断开的状态。向控制输入PCUPC3输入的驱动信号以占空比50%的方式交替反复进行I秒导通/I秒断开，并且分别向两个控制输入PCI、PC2以及两个控制输入PC3、PC4输入的驱动信号以相同相位反复导通/断开。由此，各离子产生器驱动电路91、91、91、91使向离子产生器6a、6b以及离子产生器6c、6d的电源供给每隔I秒交替导通/断开。因此，每隔I秒交替驱动离子产生器6a、6b和尚子产生器6c、6d。图7是表示离子检测器结构的电路图。离子检测器具有分别配置在电路基板的元件侧(表面)和检测侧(背面)的测量部67和捕集电极66。测量部67具有电阻R4，该电阻R4将捕集电极66上拉至5V的直流电源，电阻R4的两端与电容器Cl并联。捕集电极66通过测量部67的保护电阻Rl与运算放大器ICl的非反相输入端子(IN+) 68连接。此外，在运算放大器ICl的反相输入端子(IN-)和输出端子(OUT)之间连接有电阻R2。运算放大器ICl的输出端子与电阻R3和电阻R5连接，上述电阻R3与连接于接地电位的电容器C2串联，上述电阻R5与同样连接于接地电位的电容器C4串联。电容器C2和电阻R3的接点与保护电极69连接，电容器C4和电阻R5的接点与连接器CN5的输出端子连接。连接器CN5用于将测量部67测量出的电位提供给A/D转换电路89。除了捕集电极66的一部分以外，保护电极69包围捕集电极66的周围，并且包围保护电阻Rl和分别与该保护电阻Rl的两端连接的部分。上述电路中，在捕集电极66捕集到正(或负)离子的情况下，正离子所具有的正电荷(或负离子所具有的负电荷)流入与捕集电极66连接的电容器C I接地侧的电极。由此，上升(或下降)后的电容器Cl和保护电阻Rl接点的电位通过保护电阻Rl被提供到运算放大器ICl的非反相输入端子68。另一方面，运算放大器ICl的输出端子向反相输入端子反�。纬煞糯舐饰狪的阻抗转换器，所述输出端子的电位成为与被提供到非反相输入端子68的电位相同的电位。该电位作为相对于接地电位的模拟电压值，通过电阻R5从连接器CN5的输出端子输出。此外，运算放大器IC I的输出阻抗成为与电阻R3的电阻值相比十分小的值，保护电极69通过电阻R3 (IOkQ)被保持成与捕集电极 66为相同的电位，该电阻R3具有上拉捕集电极66的电阻R4 (IGQ)的1/10万的电阻值。因此，捕集电极66捕集到的离子所具有的电荷从捕集电极66到达运算放大器ICl的期间，在电路基板的表面传导，从而抑制了所述电荷向保护电极69所包围部分的外侧移动。另外，保护电阻Rl并不限定于电阻，例如作为保护以外的目的，也可以是具有电阻、线圈等电路元件的串、并联电路。图8A和图8B是表示离子检测器的电路基板的导体图形的平面图，图8A中表示安装有电路元件的表面的导体图形，图8B中表示形成有捕集电极66和保护电极69的背面的导体图形。捕集电极66通过贯通孔66a、66b与表面的导体图形电连接，所述导体图形分别与保护电阻R1、电阻R4和电容器Cl的一端连接。包围背面的捕集电极66的保护电极69俯视为大体-形，在大体矩形的电路基板长边方向的一边具有缺欠部K，并且通过贯通孔69a、69b与包围表面的电路元件周围的保护电极69电连接。此外，表面的保护电极69包围所述导体图形以及连接保护电阻Rl和非反相输入68的导体图形。由于包围上述导体图形和保护电阻Rl的保护电极69所形成的平面与捕集电极66所形成的平面大体平行，所以从升压变压器65泄漏的磁通量与所述保护电极69最小限度地交链。在此，如果着眼于离子产生器6a、6b、6c、6d产生的负离子，则测量部67的捕集电极66主要捕集离子产生器6a的负离子产生部62产生的负离子。未产生离子时的测量部67的输出电压利用电阻Rl的上拉而约为5V,如果使离子产生器6a、6b动作,则由于利用捕集电极66捕集负离子，所以测量部67的输出电压逐渐降低，从而饱和于固定电压。例如在本申请发明人的实验中，当使离子产生器6a、6b动作时，从动作开始起9秒或9秒以上时间，测量部67的输出电压下降IV而饱和。但是，该实验结果是在常温常湿环境下得到的，而在高湿的环境下，测量部67的输出电压从5V下降得不多。在此，本申请发明人着眼于使沿离子产生部61、62并排设置方向并排设置的离子产生器6a、6c交替导通/断开，在捕集电极66交替捕集负离子和正离子时的测量部67输出电压的差分。当使离子产生器6a、6b同时导通/断开时，即使在测量部67的输出电压几乎不变化的环境下，通过使离子产生器6a、6c交替导通/断开，伴随放电次数增加，测量部67输出电压的变化量(这种情况为交替导通时的差分)具有增大的倾向。当使离子产生器6a、6b和离子产生器6c、6d交替导通/断开时，测量部67的捕集电极66主要交替捕集离子产生器6a的负离子产生部62产生的负离子、以及离子产生器6c的正离子产生部61产生的正离子。在常温常湿的环境下，如果使离子产生器6a、6b和离子产生器6c、6d交替导通/断开，则能够使测量部67输出电压的波形从+5V大幅变化到接近接地电位。
并且，在高湿的环境下，如上所述，测量部67的输出电压从+5V起下降得不多。本申请发明人通过实验认识到即使在上述情况下，当使离子产生器6a、6b和离子产生器6c、6d交替导通/断开时，在刚使离子产生器6a、6b导通后，测量部67的输出电压也会一度急剧下降。通过检测上述输出电压的下降，即使在高湿的环境下，也能够判断有无离子。由此，使离子产生器6a、6b和离子产生器6c、6d在短时间(例如每隔I秒)内交替导通/断开，能够以将要使离子产生器6a、6b导通之前的测量部67的输出电压为基准，基于刚导通后的输出电压向极小值的变化量，来判断有无离子。图9是表示判断有无离子时向控制输入PC 1、PC2、PC3、PC4输入的驱动信号的时序图。图中横轴表示时间(秒)，纵轴表示驱动信号的导通/断开的状态。在本实施方式的离子产生装置中，通过离子判断方法I和离子判断方法2两种方法，来判断有无离子。离子判断方法I是设想在常温常湿环境下进行判断，使离子产生器6a、6b和离子产生器6c、6d每隔10秒交替导通/断开，当将要切换导通/断开之前测量到的测量部67输出电压的变化量比阈值大时，判断有离子。此外，离子判断方法2是设想在高湿环境下进行判断，使离子产生器6a、6b和离子产生器6c、6d每隔I秒交替导通/断开，并把将要使离子产生器6a、 6b导通之前的测量部67的输出电压作为基准，当导通之后的输出电压向极小值的变化量比阈值大时，判断有离子。另外，离子判断方法I时的切换时间(10秒)、离子判断方法2时的切换时间(I秒)，并不限定于上述时间，可以比上述时间长，也可以比上述时间短。在离子判断方法I中，以10秒为周期使各驱动信号的导通/断开切换6次，当判断有离子时，在该时点正常结束判断。当不能判断出有离子时，转移至离子判断方法2，以I秒为周期使各驱动信号的导通/断开切换10次，当判断有离子时，在该时点正常结束判断。当由离子判断方法I和离子判断方法2都不能判断出有离子时，判断为没有离子，并对规定的计数值进行加法计数。离子产生装置每隔3小时重复进行上述判断，当上述计数值到达规定值时，发出规定的警告。在离子判断方法I的各周期内，首先使向控制输入PC1、PC2输入的驱动信号导通，并且使向控制输入PC3、PC4输入的驱动信号断开，在10秒后切换上述驱动信号的导通/断开。并且，在下一个10秒后结束一个周期。由此，在最初的10秒期间，仅离子产生器6a、6b导通，由各离子产生部62产生的负离子生成的负电荷累积在捕集电极66上。在后续的10秒期间，仅离子产生器6c、6d导通，由各离子产生部61产生的正离子生成的正电荷中和累积在捕集电极66上的负离子。因此，测量部67的输出电压在20秒期间的前半段向接地电位下降，而在后半段向直流电源(5V)的电源电压上升。在用离子判断方法I判断有无离子的情况下，当采用离子判断方法I期间的输出电压的最大值和最小值之间的差分大于预先确定的阈值时，判断有离子。在离子判断方法2的各周期内，向控制输入PCl PC4输入的驱动信号仅使各驱动信号导通/断开的周期(2秒)与离子判断方法I的周期(20秒)不同。在由离子判断方法2判断有无离子的情况下，当采用离子判断方法2期间的输出电压的最大值和最小值之间的差分大于预先确定的阈值时，判断有离子。图10是表示测量部67输出电压的变化量和湿度的一个例子的曲线图。图中横轴是湿度(％)，纵轴是测量部67输出电压的变化量(V)。此外，图中实线表示测量部67输出电压的变化量，虚线表示用于离子判断方法I和离子判断方法2的阈值。按照图示的曲线图，当湿度为30% 60%时，测量部67的输出电压的变化量大体固定(即，由测量部67测量的离子量大体固定)，湿度对测量部67测量精度产生的影响较小。如果湿度超过60%，则测量部67输出电压的变化量减少，特别是湿度在90%以上的高湿环境下，测量部67输出电压的变化量小于IV，难以测量。因此，本实施方式的离子产生装置由湿度检测部80检测管道5内的湿度，当检测出的湿度在90%以上时，不进行由测量部67实施的离子测量。由此，在难以测量的高湿环境下，可以防止误判断有无离子。此外，虽然当湿度检测部80检测出的湿度小于90%时，本实施方式的离子产生装置进行离子测量，但当判断有无离子时，根据湿度来设定与测量部67输出电压的变化量进行比较的阈值。具体地说，如图10的虚线所示，当处于湿度影响较小的、湿度在60%以下的环境下，使阈值大体固定，当湿度超过60%时，湿度越高，阈值设定为越低的值。在离子产生装置的R0M82中，将湿度和阈值之间对应关系作为表来进行存储，CPU81可以根据湿度检测部80检测出的湿度，通过参照R0M82中的表，来得到用于判断有无离子的阈值。由于相对于湿度的阈值根据离子产生器6a 6d和捕集电极66之间位置关系等，最佳值不同，所以在离子产生装置的设计阶段等，设计者等预先确定适当的值，在离子产生装置的制造阶段等，将湿度和阈值的对应关系做成表并存储在R0M82中。这样，在管道5内设置湿度检测部80，并通过根据湿度检测部80检测出的湿度，设定用于判断有无离子的阈值，可以进行考虑了湿度对测量部67的影响后的、精度较高的有无离子的判断。另外，虽然图10所示的例子中相对于测量部67输出电压的变化量将低IV的值作为阈值(即，测量部67输出电压的变化量下降了 IV以上时，判断为没有离子)，但并不限定于此，也可以例如像低O. 5V的值或低I. 5V的值等那样、将其他值作为阈值。此外，图10所示的例子中，湿度每变化10%设定阈值，但并不限定于此，可以根据判断有无离子所需要的精度，湿度每变化5%或2%等就设定阈值。下面，利用流程图对上述结构的离子产生装置的动作进行说明。图11是表示正常工作状态下驱动离子产生器6a、6b、6c、6d的CPU81处理步骤的流程图，图12是表示控制输入PCl 4切换的子程序的CPU81处理步骤的流程图。按照预先存储在R0M82中的控制程序执行图11和图12的处理。此外，图11的处理在每次处理结束后都被再次执行。 另外，表示处于判断有无离子的测量中的“测量标志”和表示导通/断开的相位的“触发标志”存储在RAM83中。当开始图11的处理时，CPU81使计时器84开始I秒的计时(步骤S11)。另外，计时的时间并不限定于I秒，例如可以是0.5秒、1.5秒等时间。此后，CPU81判断计时器84是否结束了计时(步骤S12)。当判断未结束计时的情况下(步骤S12 :否)，CPU81直到计时器84结束计时为止处于待机状态。当判断结束了计时的情况下(步骤S12 :是)，CPU81判断“测量标志”是否被设置为1(步骤S13)。当判断“测量标志”被设置为I时(步骤S13 :是)，CPU81直接使处理结束。由此，有无离子的判断中，在本处理中不使离子产生器6a、6b、6c、6d导通/断开。当判断“测量标志”未被设置为I时(步骤S13 :否)，CPU81调用并执行控制输入PCl 4切换的子程序(步骤S14 )，并使处理结束。当调用图12所示的控制输入PCl 4切换的子程序时，CPU81判断“触发标志”是否被设置为I (步骤S21)。当判断“触发标志”被设置为I时(步骤S21 :是)，CPU81将“触发标志”清零(步骤S22)，此外，通过输出接口 88使离子产生器驱动电路91的控制输入PCl导通(步骤S23)。同样，CPU81使控制输入PC2导通(步骤S24)、使控制输入PC3断开(步骤S25)，并且使控制输入PC4断开(步骤S26)，并使处理结束。在步骤S21中，当判断“触发标志”未被设置为I时(步骤S21 :否)，CPU81将“触发标志”设置为I (步骤S27)，此外，通过输出接口 88使离子产生器驱动电路91的控制输入PCl断开(步骤S28)。同样，CPU81使控制输入PC2断开(步骤S29)、使控制输入PC3导通(步骤S30)，并且使控制输入PC4导通(步骤S31)，并使处理结束。由此，CPU81切换离子产生器驱动电路91的控制输入PCl、PC2和控制输入PC3、PC4的导通/断开。
图13 图15是表示基于判断有无离子的结果来发出警告的CPU81处理步骤的流程图。按照预先存储在R0M82中的控制程序、并且在由CPU81进行初始化处理的30秒后执行以下处理，此后每3小时重复执行本处理。该重复周期并不限定于3小时。另外，“循环计数(C)”和“错误计数”是存储在RAM83中的变量。由CPU81进行的初始化处理中，在“错误计数”中写入O。当开始图13 图15的处理时，作为初始设定，CPU81将“测量标志”设置为I (步骤S41)，并将“触发标志”设置为I (步骤S42)，接着，CPU81将6置换到离子判断方法I的存储控制输入PCl 4切换次数的“循环计数(C)”中(步骤S43)。此后，CPU81读取湿度检测部80检测的湿度(步骤S44)，并判断检测出的湿度是否低于规定湿度(例如90%)(步骤S45)。当检测出的湿度在规定湿度以上时(S45 :否)，CPU81将“测量标志”清零(步骤S46)，不进行有无离子的判断并使处理结束。当由湿度检测部80检测出的湿度低于规定湿度时(步骤S45 :是)，CPU81通过参照存储在R0M82中湿度对阈值的表，来确定用于判断有无离子的阈值(步骤S47)。接着，CPU81通过A/D转换电路89开始读取测量部67输出电压的电压值(V)(步骤S48)。此后，读取到的电压值(V)被依次存储到CPU81的寄存器或RAM83中。接着，CPU81调用并执行控制输入PCl 4切换的子程序(参照图12)(步骤S49)，使计时器84开始10秒的计时(步骤S50)。此后，CPU81判断计时器84是否结束了计时(步骤S51)。当判断未结束计时的情况下(步骤S51 :否)，CPU81直到计时器84结束计时为止处于待机状态。当判断结束了计时的情况下(步骤S51 :是)，CPU81从“循环计数(C)”中减去I (步骤S52)，并判断“循环计数(C)”是否为O (步骤S53)。当判断“循环计数(C)”不为O时(步骤S53 :否)，CPU81使处理返回到步骤S49。由此，重复控制输入PCl 4的切换。在步骤S53中，当判断“循环计数(C)”为O时(步骤S53 :是)，CPU81结束读取测量部67输出电压的电压值(V)(步骤S54)。此后，CPU81计算存储在寄存器或RAM83中的电压值(V)的最大值和最小值之间的差分(电压值的变化量)(步骤S55)，并判断计算出的差分是否大于在步骤S47中确定的阈值(步骤S56)。当判断差分大于阈值时(步骤S56 :是)，即，当判断有离子时，CPU81将“错误计数”清零(步骤S57)，并且为了表示有无离子的判断已结束，将“测量标志”清零(步骤S58)，并使处理结束。由此，清除判断没有离子的历史记录。在步骤S56中，当判断差分小于阈值时(步骤S56 :否)，即，当不能判断有离子时，CPU81把10置换到存储离子判断方法2的控制输入PCl 4切换次数的“循环计数(C)”中(步骤S61)。接着，CPU81通过A/D转换电路89开始读取测量部67输出电压的电压值(V)(步骤S62)。此后，读取到得电压值(V)被依次存储到CPU81的寄存器或RAM83中。接着，CPU81调用并执行控制输入PCl 4切换的子程序(步骤S63)，并使计时器84开始I秒的计时(步骤S64)。此后，CPU81判断计时器84是否结束了计时(步骤S65)，当判断未结束计时的情况下(步骤S65 :否)，CPU81直到计时器84结束计时为止处于待机状态。当判断计时器84结束了计时的情况下(步骤S65 :是)，CPU81从“循环计数(C)”中减去I (步骤S66)，并判断“循环计数(C)”是否为O (步骤S67)。当判断“循环计数(C)”不为O时(步骤S67 :否)，CPU81使处理返回到步骤S63。在步骤S67中，当“循环计数(C)”为O时(步骤S67 :是)，CPU81结束读取测量部67输出电压的电压值(V)(步骤S68)。此后，CPU81计算存储在寄存器或RAM83中的电压值(V)的最大值和最小值之间的差分(步骤S69)，并判断计算出的差分(变化量)是否大于在步骤S47中确定的阈值(步骤S70)。当判断差分大于阈值时(步骤S70 :是)，即，当判断有离子时，CPU81使处理返回到步骤S57。
在步骤S70中，当判断差分小于阈值时(步骤S70 :否)，即，当在离子判断方法I和离子判断方法2中都不能判断有离子时，CPU81在“错误计数”中加上I (步骤S71)，并判断“错误计数”是否到了 60 (步骤S72)。当判断没有到60时(步骤S72 :否)，CPU81使处理结束。当判断“错误计数”到了 60时(步骤S72 :是)，即，当判断没有离子时，CPU81将“错误计数”清零(步骤S73)，并且为了通知没有离子，使显示部86的绿灯熄灭(步骤S74)，且使表示警告的红灯点亮(步骤S75)。此外，为了通过声音来发出警告，CPU81使操作部85所具有的蜂鸣器鸣响(步骤S76)，并且进行其他必要的停止运转的处理(步骤S77)，并使处理结束。另外，“错误计数”的判断次数并不限定于60，可以是任意值。如上所述，按照本实施方式，在使相对于捕集电极主要分别产生正、负离子的离子产生器彼此以不同时机导通的情况下，当测量部输出电压的差分大于(或小于)阈值时，判断有(或没有)离子。此外，在管道5内设置湿度检测部80，并根据湿度检测部检测出的湿度来设定判断的阈值，并且当湿度在90%等规定湿度以上时，不进行有无离子的判断。由此，在难以判断有无离子的高湿环境下，可以防止误判断有无离子，从而能够不受湿度的影响，高精度地判断有无离子。此外，使正、负离子产生部的并排设置方向相同的离子产生器彼此偏移，以使在所述并排设置方向上恰好不重合，并且使流过各离子产生部附近的气流方向与所述并排设置方向为大体直角。由此，捕集电极捕集一个离子产生器的正离子产生部和另一个离子产生器的负离子产生部分别产生的离子。因此，由于使各离子产生器以不同时机导通时的测量部输出电压的差分大于使一个离子产生器导通/断开时的输出电压的变化量，所以能够容易地判断有无离子。此外，沿离子产生部的并排设置方向、彼此紧贴地并排设置离子产生器，并且各离子产生部的开口侧朝向与所述并列设置方向大体垂直的相同方向。因此，由于可以使捕集电极和并排设置的离子产生器之间的间隔距离为大体最�。允垢骼胱硬饕圆煌被纪ㄊ钡牟饬坎渴涑龅缪沟牟罘执筇逦畲螅佣芄豢煽康嘏卸嫌形蘩胱印４送猓芄皇垢骼胱硬糠直鹣蛲ǚ缤ǖ啦睦胱佑胪ǚ缤ǖ赖钠饕黄鹩行У亓鞫�。此外，使相对于捕集电极主要分别产生正、负离子的离子产生器在20秒周期内(每10秒)彼此交替导通，来判断有无离子。因此，由于离子产生器彼此导通的时机不会产生重合，所以使各离子产生器以不同时机导通时的测量部输出电压的差分为大体最大，从而能够可靠地判断有无离子。此外，由于周期性地进行判断，所以通过反复进行相同的处理，能够降低误判断为没有离子的几 率。此外，当通过在20秒周期内进行的离子判断方法I判断为没有离子时，在使相对于捕集电极主要产生负离子的离子产生器以2秒为周期导通后，再次判断有无离子。因此，由于着眼于使一个离子产生器导通时的测量部输出电压的变化量来判断有无离子，所以捕捉从正离子切换为负离子时的输出电压的急剧变化来判断有无离子。因此，当需要判断有无离子的空气湿度极高时，即使一度变化后的测量部的输出电压在离子产生器导通期间向反方向变化时，也能够准确地判断有无离子。此外，当连续60次判断没有离子时，通过显示部的LED和操作部的蜂鸣器向使用
者发出警告。因此，当离子的产生量下降时，能够通知使用者以促使对离子产生部进行清扫或更换离子产生器。另外，在本实施方式中，将湿度检测部80配置在管道5的前壁5a上，但并不限定于此。湿度检测部80的配置位置不限定于图I和图2所示的位置，例如可以配置在箱体4的内部或外壳I的外部等其他位置上。此外，当湿度检测部80检测出的湿度在规定湿度以上时，不进行由测量部67实施的测量和有无离子的判断，但并不限定于此，即使当湿度在规定湿度以上时，也可以由测量部67进行测量，并且当判断没有离子时，使错误计数增加。此外，在本实施方式中，把使显示部86的红灯点亮并通过蜂鸣器发出警告声作为警告，但并不限定于此，例如，也可以具有声音合成电路和扬声器来发出报警声音。此外，在离子判断方法I中，把将要对离子产生器6a、6b和离子产生器6c、6d的导通/断开进行切换前的测量部67输出电压的差分与规定阈值进行比较，但并不限定于此，例如，可以在使离子产生器6a、6b导通10秒并断开10秒的期间，对每I秒进行采样的测量部的输出电压分别确定最小值和最大值，将确定后的最大值和最小值的差分与阈值进行比较。此外，虽然通过电阻将捕集电极66上拉至DC5V，并着眼于负离子来判断有无离子，但并不限定于此，例如，也可以通过电阻下拉至接地电位，着眼于正离子来判断有无离子。
权利要求
1.一种离子产生装置，其包括 多个离子产生器，产生正、负离子； 驱动电路，使所述离子产生器导通或断开； 离子检测器，检测表示所述离子产生器产生的离子的产生状态的指标；以及 判断装置，基于所述离子检测器检测出的指标，判断有无离子， 所述离子产生装置的特征在于， 所述离子产生装置还包括检测湿度的湿度检测装置， 在所述驱动电路使一部分离子产生器和其它的离子产生器以不同时机周期性地导通的情况下，当所述离子检测器检测出的指标的差分大于规定阈值时，所述判断装置判断有离子， 当所述湿度检测装置检测出的湿度超过规定湿度时，所述判断装置不进行判断。
2.根据权利要求I所述的离子产生装置，其特征在于，所述离子产生装置还包括阈值设定装置，所述阈值设定装置根据所述湿度检测装置检测出的湿度，来设定所述阈值。
3.根据权利要求2所述的离子产生装置，其特征在于，所述湿度检测装置检测出的湿度越高，所述阈值设定装置将所述阈值设定为越小的值，所述湿度检测装置检测出的湿度越低，所述阈值设定装置将所述阈值设定为越大的值。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的离子产生装置，其特征在于，所述离子产生装置还包括当所述判断装置以规定次数连续判断没有离子时发出警告的装置。
5.一种有无离子的判断方法，利用离子检测器检测表示由产生正、负离子的多个离子产生器产生的离子的产生状态的指标，并基于由所述离子检测器检测出的指标，判断有无离子， 所述有无离子的判断方法的特征在于， 对湿度进行检测， 在使一部分离子产生器和其它的离子产生器以不同时机周期性地导通的情况下，当由所述离子检测器检测出的指标的差分大于规定阈值时，判断有离子，并且， 当检测出的湿度超过规定湿度时不进行判断。
全文摘要
本发明提供离子产生装置和有无离子的判断方法，可以防止因湿度影响导致的有无离子的判断精度降低。以不同时机使离子产生器(6a、6b)和离子产生器(6c、6d)导通，测量部(67)测量捕集产生的离子的捕集电极(66)的电位，当测量部(67)输出电压的差分大于(或小于)阈值时，判断有(没有)离子。此外，在管道(5)内配置湿度检测部(80)，根据湿度检测部检测出的湿度来设定判断的阈值，并且当检测出的湿度在规定湿度以上时不进行有无离子的判断。当判断没有离子的次数到达了规定次数时，通过显示部的LED和操作部的蜂鸣器等向使用者发出警告。
文档编号G01R29/24GK102762979SQ20108006408
公开日2012年10月31日 申请日期2010年11月2日 优先权日2010年2月19日
发明者西野真史 申请人:夏普株式会社
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