人工空气负离子与自然空气负离子

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通常,自然空气负离子与正离子以近乎相 同的数量并存,q ≠ 0。在一定的地域和时间 里,分布较均匀,q=1~1.5[5]。负离子浓度最 高的地方是瀑布附近 104 个 /cm3 量级,q<<1; 山林 103 个 /cm3、田野 500~800 个 /cm3,q <1;海边 400~500 个 /cm3、城市 300~500
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(上接 9 Байду номын сангаас)
调制的, 加长光纤的长度可以提高灵敏度; 传 光型又称为非功能型光纤传感器,它是经过被 测对象所调制的光信号输入光纤后,通过在输 出端进行光信号处理而进行测量的,光纤近作 为传光元件,必须附加能够对光纤所传递的光 进行调制的敏感元件才能组成传感元件。( 2 ) 按测量范围可以分为点式光纤传感器、积分 式光纤传感器和分布式光纤传感器。一般分 布式光纤传感器是理想的结构应变分布的监 测器, 它能对结构在无损伤的情况下, 迅速测 定物理量的大小、扰动及其位置。
3 人工空气负离子与自然空气负离子有很 大的差异
现在的人工空气负离子,普遍是采用电场 开放型负离子发生器来产生的,其空间全是负 离子,没有正离子,q=0,负离子浓度可做到大 于 106 个 /cm3,对呼吸道疾病有较好的治疗作 用。但时间长了, 周围物体会积累负电荷, 形 成较高的静电电压, 刚进来的人接触这些物 体, 特别是金属物, 有触电感觉。
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量< 5 P P b 。这只在专利文献上看到, 没有产 品出现。
液体电极型。采用一块纱布裹在一个直 径约 2~3cm、长约 5cm 锥形塑料圆筒上,纱 布锥形塑料圆筒一半浸在水盒里,另一半露在 空间,如附图中 D 所示。约 30kV 负高压加在 纱布圆筒上, 纱布上的水电晕放电使空气电 离,产生空气负离子,如果把水换成药液,就产 生药物空气负离子,用于治疗呼吸道疾病有较 良好效果。负离子浓度 1~2.7 × 107 个 /cm3 数量级, 臭氧含量< 5 P P b 。此产品数年前在 广西出现一段时期, 以后就不见了。
2 自然空气负离子
自然空气负离子是指室外空气自然形成 的负离子,其浓度和 q 值(正离子 n+ 与负离子 n-
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之比 n +/n -),随地理环境因素( 瀑布、山林、 田野、海边、植物、风等)不同差别很大,不因 地域变异, 只要具有相似的地理环境因素, 都 呈现出规律性的分布。如南方广西地区,负离 子浓度土质山林比石质山林高, 山林比平地 高,乡村比城市高,有阵风比无风高,有植物的 地方比无植物的地方高, 田野比海边高, 瀑布 地方最高。详见表 1[4]。
1 人工空气负离子
人们已经研制出多种空气负离子发生器, 有的形成了产品投放市场,有的仍然停留在专 利技术范围内,还未转化为产品,它们归结起 来有以下几种[2]。 1.1 超声波水雾化式空气负离子发生器
超声波水雾化式空气负离子发生器,利用 超声波使水雾化获得空气负离子, 无臭氧产 生。产生的负离子较少(500~800 个 /cm3), 超声波的震动晶片容易损坏,因此已经很少见 用。 1.2 尖端电晕放电式空气负离子发生器
(2)应变模态测量:对应于每一阶位移模 态, 则必有其对应的固有应变分布状态, 这种 与位移模态相对应的固有应变分布状态称之 为应变模态, 也反映了结构的固有特征。
针对桥梁结构损伤,振动模态测量方法是
一种比较好的测量评估方法,而采用应力应变 参数作为结构损伤敏感参数是目前桥梁结构 损伤检测的一种趋势。用应变模态方法进行 实桥结构损伤评估虽然还是存在一定的困难, 但不失为一个值得的探索方向。采用振动位 移检测确定桥梁力学状态的方法,克服了应变 测量系统的弊病,为桥梁结构损伤提供了一种 新的途径。
球状尖端型。一个直径约 4cm 的金属圆 球做负高压电极,金属圆球上有许多均匀分布 且垂直于球面的等高尖端,完全暴露在外面空 间,如图中 C 所示。尖端电压约负 30kV,尖端 对地短路电流极小(<15 μ A),对人体绝对安 全。负离子浓度高达 2 × 107 个 /cm3,臭氧含
图 1 几种负离子发生器原理图 表 1 广西部分景点地面上空气正(n+)、负(n-)离子浓度(个 /cm3)和 q 值(n+/n-)
电场开放型。负高压电极直接对空间电 晕放电, 使空气电离产生负离子。电场开放 型有四种: 数个尖端型、球状尖端型、液体 电极型和环状尖端型。
数个尖端型。其尖端电压负 15~20kV, 在电场力作用下, 负离子从塑料罩的栅口释 出,浓度 102~104 个 /cm3。产生臭氧较少,结 构简单,是近年来较流行的产品,如图中 B 所 示。
(1)动力指纹法:通过分析与结构动力特性 相关的动力指纹法的变化来判断结构的真实 情况。
(2)模型修正法:主要利用直接或间接测得 的资料, 通过条件优化约束, 不断的修正结构 模型的刚度分布,从而得到结构刚度变化的信 息, 实现结构的损伤判别与定位。
(3)人工神经网格法:是在研究神经网格中 对人脑神经网格的某种简化、抽象和模拟。 它具有集体运算能力、自适应的学习能力、 还有较强的容错性、鲁棒性, 能进行联想、 综合和推广。 6.3 桥梁损伤检测方法
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张燕 韦宏 蒙晋佳 (广西医科大学 南宁 530021)
摘 要:通常自然空气负离子是与正离子同时并存,正离子与负离子的比值 q=1~1.5,q ≤ 1 时,才能给人以舒适感。负离子浓度最高的地
个 /cm3,q>0。 一般认为,q ≤ 1 时,才能给人以舒适感;
负离子浓度在 2 × 104~3 × 105 个 /cm3 时,对 健康呈良好作用;浓度超过 106 个 /cm3 时,对 健康产生不良影响[6]。
参考资料
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( 1 ) 实验模态分析方法( 振动模态测量方 法):通过桥梁动态特性的测试,检测损伤造成 的结构参数变化, 来评估损伤。检测的要素 为: 合适的激振方法、传感器及振动测点网 络、数据采集系统和模态分析软件。常用的 激振方法大概有自振法、共振法和随机激励 法, 即利用行使在桥上的车辆引起的振动, 或 是风及环境因素形成的脉动使桥跨结构产生 振动。
6 无损检测与桥梁损伤识别
6.1 无损检测技术 传统的无损检测技术得到了较大的发展,
目前已有超声检测、红外检测、声发射、自 然电位检测、冲击回波检测、磁试验、或 x 射线检测、光干涉、脉冲雷达、振动试 验分析等。传统的检测方法一般可以对桥梁 的外观及部分结构特性进行监测,虽然可以对
桥梁局部关键构件、节点可以进行较为合理 的损伤的判断,然而难以全面反映桥梁的整体 健康状况, 对于桥梁结构的安全度、剩余寿 命难以作出系统评估。一种比较现实的损伤 检测方法可能是综合整体损伤定位与局部细 化检测两种手段的技术。 6.2 桥梁损伤识别方法
环状尖端型。是近来最新的专利技术产 品,出现在广西高新技术开发区。采用一个塑 料药物杯上安装一个金属环,金属环上面有许 多均匀分布的等高尖端, 构成环状尖端, 完全 暴露在空间电晕放电。药物杯底部开有气孔, 杯内放置棉团等吸水物, 吸附药液, 产生药物 离子,用于治疗呼吸道疾病(如哮喘、咳嗽)有 良好效果[3]。如图 1 中 E 所示。
参考文献
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尖端电晕放电式空气负离子发生器,利用 220V 交流电源经整流振荡器和升压器输出负 直流高电压供给尖端进行电晕放电,使空气电 离产生负离子,如图 1 所示。它有两种类型:电 场封闭型和电场开放型。
电场封闭型。正、负高压电极之间距离 较近, 两电极相互放电, 使空气电离产生负离 子。它采用数排平行尖端,排距约 1cm,两排尖 端之间加 5 ~7 k V 直流高电压, 如图中 A 所 示。产生的负离子被阳极尖端吸引,需用风扇 才把它吹出,负离子浓度 103~104 个 /cm3。产 生臭氧较多,需用活性炭消除,使得仪器结构复 杂,因此早已被淘汰。
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目前用于土木工程的传感器主要有:光纤 B r a g g 光栅传感器、光纤光栅应变传感器、 粘贴式布拉格光栅传感器、Math-Zender 干 涉型光纤传感器、Fabry-peror 腔式光纤传 感器、光纤布喇格光栅传感器等。其中光纤 Bragg光栅传感器比电检测系统传感器具有更 高精度,能绝对数值测量,抗干扰能力强,结构 简单, 长期稳定性高、可实现对工程结构的 适时、在线监测; 光纤光栅应变传感器实际 检测的是被测物受轴向应力所引起的应变,其 灵敏度仅取决于光纤本身特性, 与环境无关; 粘贴式布拉格光栅传感器具有和压电陶瓷加 速度传感器一致的动态响应特征,是一种新的 高灵敏在线监测技术。
7 结语
桥梁检测是一项复杂而细致的工作,虽然 目前已有不少可以应用的检测新技术,但光纤 传感技术和桥梁结构损伤检测技术仍处于初 步探索和应用阶段,相信随着各学科的进一步 交叉与同步发展和桥梁检测工作者们的继续 努力, 必将会注入新的活力, 开辟广阔的前 景。同时还要求桥梁工程师们把理论和实际 充分结合起来, 进一步对其完善、研究与开 发, 才能更好地服务于桥梁事业。
中图分类号: T H 7 7
文献标识码: A
文章编号:1673-0534(2007)10(a)-0010-02
大量的文献表明空气负离子对生命有着 积极意义,有空气“维生素”之称。如可以改 善大脑皮质的功能状态, 使病人精神振奋, 脑 力活动转佳, 提高工作能力, 改善睡眠。而空 气正离子则能使病人疲乏,工作能力降低并致 失眠、头痛、不适感等反应[1]。瀑布、山林、 田野的空气负离子浓度较高,使人感觉特别愉 快。提高环境的空气负离子浓度,最有效的方 法是增多环境的植物数量,最简单的方法是人 工制造空气负离子。
方是瀑布附近 104 个 /cm3 量级,山林 103 个 /cm3、田野 500~800 个 /cm3,q<1;海边 400~500 个 /cm3、城市 300~500 个 /cm3,q>0。
人工空气负离子的浓度可以大于 106 个 /cm3 量级,对呼吸道疾病有较好的治疗作用。
关键词:自然空气负离子 人工空气负离子 离子浓度 健康
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