Princípio de funcionamento e seleção do detector de íons de oxigênio negativos

Princípio de funcionamento e seleção do detector de íons de oxigênio negativos

O teor de íons negativos de oxigênio no ar é fundamental para a boa qualidade do ar. No ecossistema natural, florestas e zonas úmidas são locais importantes para a geração de íons negativos (oxigênio) no ar. Esses íons têm um efeito regulador na purificação do ar e no microclima urbano, e seu nível de concentração é um dos indicadores para a avaliação da qualidade do ar urbano.

Na natureza, íons positivos e negativos no ar são gerados pelo impacto de raios cósmicos ultravioleta, materiais radioativos, raios, tempestades, cachoeiras e ondas oceânicas. Eles são constantemente produzidos e eliminados, mantendo um certo estado de equilíbrio dinâmico.

Devido às características dos íons negativos, a geração e o desaparecimento desses íons no espaço vazio mantêm um equilíbrio. Portanto, determinar a concentração de íons negativos no ambiente requer medições precisas com um detector de íons atmosférico específico.

Íons de oxigênio negativos é o termo geral para moléculas de gás individuais e grupos de íons leves com carga negativa; em resumo, íons de oxigênio com carga negativa.

No ecossistema natural, florestas e zonas úmidas são locais importantes para a geração de íons negativos de oxigênio no ar. Seu nível de concentração é um dos indicadores de avaliação da qualidade do ar urbano, sendo denominado de "vitamina do ar".

Princípio de funcionamento:

O instrumento de medição de íons atmosféricos é um instrumento especial para medir íons gasosos na atmosfera. Ele pode medir a concentração de íons no ar, distinguir a polaridade positiva e negativa dos íons e, com base na diferença de mobilidade iônica, determinar o tamanho do íon medido. Geralmente, um coletor capacitivo é usado para coletar a carga transportada pelos íons do ar, e a corrente formada por essas cargas é medida por um microamperímetro. O instrumento de medição é composto principalmente por quatro partes: fonte de alimentação de polarização, coletor de íons, amplificador de microcorrente e fonte de alimentação CC.

O primeiro passo é compreender a finalidade da detecção de ânions. Atualmente, existem detectores de ânions importados, nacionais e falsificados, entre outros. Eles se dividem em detectores portáteis e detectores online. De acordo com o princípio de funcionamento, podem ser classificados em dois tipos: detectores de eletrodos paralelos e detectores de capacitores.

A detecção de íons negativos de oxigênio no ar divide-se em dois princípios: o método da placa plana e o método capacitivo. Dentre eles, o método da placa plana é o mais comum, pois é rápido, econômico e acessível, sendo utilizado por indivíduos, fábricas, laboratórios e outras instituições. O método capacitivo, por sua vez, é um método de detecção de alto desempenho para a medição de íons negativos no ar, com características de resistência à poeira e à umidade. Comparado ao método da placa plana, é mais adequado para a medição de íons negativos no ar, sendo especialmente indicado para florestas e áreas de preservação ambiental. É um instrumento comum em órgãos florestais e unidades de pesquisa científica para a medição da qualidade do ar.

De acordo com a estrutura do coletor, o detector de íons negativos pode ser dividido em dois tipos: tipo de placas paralelas e tipo condensador Gerdien/tipo de eixo cilíndrico duplo.

1. Detector de íons de placa elétrica paralela/tipo Ebert

O detector de íons de placas paralelas é um método comumente usado para detectores de íons de ar de baixo custo. A e B são um conjunto de eletrodos paralelos e mutuamente isolados. Há um eletrodo bipolar em forma de anel no topo do polo B. O ar é aspirado pelo ventilador no canto inferior direito. Os íons negativos no ar atingem o eletrodo A/B, descarregando-se, e a carga é conduzida para E. O eletrodo em forma de anel sofre uma autodescarga, e o sinal de descarga é registrado, permitindo medir o número e o tamanho dos íons positivos e negativos no ar.

Este tipo de detector é tecnicamente maduro e tem um custo relativamente baixo, mas é facilmente afetado pelo ambiente externo. Além disso, a fragilidade dessa estrutura pode facilmente levar a efeitos de borda por eletrólise, que podem causar turbulência no fluxo de ar e resultar em grandes desvios nos resultados da detecção.

2. Tipo condensador Gerdien/tipo de eixo cilíndrico duplo

O detector de íons de eixo cilíndrico duplo é um método consolidado para detectores de íons de ar de gama média a alta. Sua estrutura geral é composta por 3 cilindros concêntricos. O cilindro externo e o eixo interno funcionam como eletrodos. Quando o ar passa pelos cilindros, os íons colidem com o cilindro e o eixo, gerando uma descarga. O sinal dessa descarga é registrado, permitindo a medição da quantidade e do tamanho dos íons positivos e negativos presentes no ar.

Este tipo de detector possui tecnologia bastante consolidada, porém, devido à complexidade de sua estrutura interna e controle, seu custo é elevado. Essa estrutura, por sua vez, resolve eficazmente o efeito de borda eletrolítico inerente à estrutura de placas paralelas. Além disso, a própria estrutura cilíndrica e o método especial de entrada de ar mantêm a fluidez do ar, melhorando significativamente a precisão da detecção em relação ao número e tamanho dos íons.

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