مبدأ عمل واختيار كاشف أيونات الأكسجين السالبة

مبدأ عمل واختيار كاشف أيونات الأكسجين السالبة

يُعدّ تركيز أيونات الأكسجين السالبة في الهواء عاملاً أساسياً في جودة الهواء. ففي النظم البيئية الطبيعية، تُشكّل الغابات والأراضي الرطبة مصادر مهمة لتوليد هذه الأيونات. ولها دورٌ هام في تنظيم تنقية الهواء والمناخ المحلي في المدن، ويُعتبر مستوى تركيزها أحد مؤشرات تقييم جودة الهواء في المدن.

في الطبيعة، تتولد الأيونات الموجبة والسالبة في الهواء تحت تأثير الأشعة الكونية فوق البنفسجية، والمواد المشعة، والبرق، والعواصف، والشلالات، وأمواج المحيط. وتستمر هذه الأيونات في التكوّن والاختفاء، محافظةً على حالة توازن ديناميكي معينة.

بسبب خصائص الأيونات السالبة، فإن توليدها واختفائها في الفراغ يحافظ على توازن. لذلك، يتطلب تحديد تركيز الأيونات السالبة في البيئة قياسًا دقيقًا باستخدام كاشف أيونات هواء خاص.

أيونات الأكسجين السالبة هي المصطلح العام لجزيئات الغاز المفردة المشحونة سلباً ومجموعات الأيونات الخفيفة، باختصار، أيونات الأكسجين المشحونة سلباً.

في النظام البيئي الطبيعي، تُعد الغابات والأراضي الرطبة أماكن مهمة لتوليد أيونات الأكسجين السالبة في الهواء. ويُعد مستوى تركيزها أحد مؤشرات تقييم جودة الهواء في المدن، ويُطلق عليها اسم "فيتامين الهواء".

مبدأ العمل:

جهاز قياس أيونات الهواء هو جهاز متخصص لقياس أيونات الغاز في الغلاف الجوي. يقيس هذا الجهاز تركيز أيونات الهواء، ويميز بين قطبيتها الموجبة والسالبة، ويعتمد على اختلاف حركتها لتحديد حجم الأيون المقاس. يستخدم الجهاز عادةً جامعًا سعويًا لجمع الشحنة التي تحملها أيونات الهواء، ويقيس التيار الناتج عن هذه الشحنات بواسطة مقياس تيار دقيق. يتكون جهاز القياس بشكل أساسي من أربعة أجزاء: مصدر طاقة الاستقطاب، وجامع الأيونات، ومضخم التيار الدقيق، ومصدر طاقة التيار المستمر.

أول ما يجب فهمه هو تحديد الغرض من جهاز كشف الأنيونات. يوجد حاليًا أجهزة كشف أنيونات مستوردة، وأجهزة محلية الصنع، وأجهزة مقلدة، وغيرها. وتنقسم هذه الأجهزة إلى أجهزة محمولة وأجهزة متصلة بالإنترنت. أما من حيث المبدأ، فتنقسم إلى نوعين: أجهزة كشف أنيونات ذات أقطاب متوازية وأجهزة كشف أنيونات ذات مكثف يوانتونغ.

ينقسم الكشف عن أيونات الأكسجين السالبة في الهواء إلى مبدأين: "طريقة الصفيحة المسطحة لقياس أيونات الأكسجين السالبة في الهواء" و"طريقة السعة الكهربائية لقياس أيونات الأكسجين السالبة في الهواء". وتُعد طريقة "الصفيحة المسطحة" الأكثر شيوعًا، إذ تتميز بالسرعة والاقتصادية والتكلفة المنخفضة، وتُستخدم في المنازل والمصانع والمختبرات وغيرها. أما طريقة السعة الكهربائية، فهي طريقة عالية الأداء لقياس أيونات الأكسجين السالبة في الهواء، وتتميز بمقاومتها للغبار والرطوبة. وبالمقارنة مع طريقة الصفيحة المسطحة، فهي أكثر ملاءمة لقياس أيونات الأكسجين السالبة في الهواء، وخاصة في الغابات والمناطق ذات المناظر الطبيعية الخلابة. وتُعد هذه الطريقة من الأدوات الشائعة لقياس جودة الهواء في مكاتب الغابات ووحدات البحث العلمي.

وفقًا لبنية المجمع، يمكن تقسيم كاشف الأيونات السالبة إلى نوعين: نوع الألواح المتوازية ونوع مكثف جيردين / نوع العمود الأسطواني المزدوج.

1. كاشف أيونات من نوع إيبرت/اللوحة الكهربائية المتوازية

يُعدّ كاشف الأيونات ذو الألواح الكهربائية المتوازية طريقة شائعة الاستخدام في كواشف أيونات الهواء منخفضة التكلفة. يتكون الكاشف من قطبين كهربائيين متوازيين ومعزولين عن بعضهما البعض (A وB). يوجد قطب ثنائي القطب حلقي الشكل في أعلى القطب B. يتم سحب الهواء بواسطة مروحة في الزاوية السفلية اليمنى. تصطدم الأيونات السالبة الموجودة في الهواء بالقطب A/B لتفريغ شحنتها، ثم تنتقل الشحنة إلى القطب E. يُحدث القطب الحلقي تفريغًا ذاتيًا، ويتم تسجيل إشارة التفريغ، مما يسمح بقياس عدد وحجم الأيونات الموجبة والسالبة في الهواء.

هذا النوع من أجهزة الكشف متطور تقنيًا، وتكلفته منخفضة نسبيًا، ولكنه يتأثر بسهولة بالبيئة الخارجية. إضافةً إلى ذلك، قد يؤدي ضعف هذا التصميم إلى تأثيرات حافة التحليل الكهربائي، مما قد يتسبب في اضطراب تدفق الهواء ويؤدي إلى انحراف كبير في نتائج الكشف.

2. نوع مكثف جيردين / نوع عمود أسطواني مزدوج

يُعدّ كاشف الأيونات ذو العمود الأسطواني المزدوج طريقةً راسخةً في أجهزة كشف أيونات الهواء متوسطة إلى عالية الجودة. يتكون هيكله من ثلاث أسطوانات متحدة المركز، حيث تمثل الأسطوانة الخارجية والعمود الداخلي قطبين كهربائيين. عند مرور الهواء عبر الأسطوانات، تصطدم الأيونات بالأسطوانة والعمود مُولِّدةً تفريغًا كهربائيًا، ويتم تسجيل إشارة هذا التفريغ، مما يسمح بقياس عدد وحجم الأيونات الموجبة والسالبة في الهواء.

يتميز هذا النوع من الكواشف بنضج تقني كبير، إلا أن تكلفته مرتفعة نظرًا لتعقيد بنيته الداخلية ونظام التحكم فيه. يُمكن لهذا التصميم حل مشكلة تأثير الحافة الإلكتروليتية المتأصلة في بنية الألواح الكهربائية المتوازية. في الوقت نفسه، يُحافظ تصميم الأسطوانة وطريقة سحب الهواء الخاصة على انسيابية تدفق الهواء، مما يُحسّن بشكل كبير دقة الكشف عن عدد وحجم الأيونات.

بالإضافة إلى ذلك، تخطط شركة هونان ريكا للتكنولوجيا الإلكترونية المحدودة لإطلاق بعض الميزات الجديدة في التطبيق لتوفير المزيد من الراحة والخيارات لعملائنا.

نسعى في شركة هونان ريكا للتكنولوجيا الإلكترونية المحدودة إلى تعزيز قيمة عملائنا من خلال تقديم منتجات وخدمات وحلول عالية الجودة بطرق مبتكرة وفعّالة من حيث التكلفة. وسنحقق هذه المهمة من خلال وضع أعلى معايير الخدمة والموثوقية والسلامة والتحكم في التكاليف في قطاعنا.

إلى جانب ذلك، تُظهر أنظمة مراقبة البيئة فوائد لا حصر لها، مثل منع تلف مستشعرات الشركات المصنعة الأصلية من خلال تحسين أنظمة مراقبة البيئة.