驻电极过滤器是什么

1. 空气过滤器的原理

空气过滤器的结构如左图所示 从进口流入的压缩空气，被引进导流板（2），导流板上有均匀分布的类似风扇扇叶的斜齿，迫使高速流动的压缩空气沿齿的切线方向产生强烈的旋转，混杂在空气中的液态水油和较大的杂质在强大的离心力作用下分离出来，甩到水杯（7）的内壁上，流到水杯的底部。除去液态水油和较大杂质的压缩空气，再通过滤芯（3）的进一步过滤，清除微小的固态颗粒，然后从出口输出清洁的压缩空气。伞形挡水板⑸将水杯分隔成上下两部分，下部保持压力静区，可以防止高速旋转的气流吸起杯底的水油。聚集在杯底的水油从排水阀（8）放掉。空气过滤器必须竖直水杯向下安装。 空气中颗粒物去除技术主要有机械过滤、吸附、静电除尘、负离子和等离子体法及静电驻极过滤等。
机械过滤一般主要通过以下3种方式捕获微粒：直接拦截，惯性碰撞，布朗扩散机理，其对细小颗粒物收集效果好但风阻大，为了获得高的净化效率，滤芯需要致密并定期更换。
吸附是利用材料的大表面积及多孔结构捕获颗粒污染物，很容易堵塞，用于气体污染物去除效果更显著；
静电除尘是利用高压静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法，其风阻虽小但对较大颗粒和纤维捕集效果差，会引起放电，且清洗麻烦费时，易产生臭氧，形成二次污染。
负离子和等离子体法去除室内颗粒污染物的工作原理类似，都是通过使空气中的颗粒物带电，聚结形成较大颗粒而沉降，但颗粒物实际上并未移除，只是附着于附近的表面上，易导致再次扬尘。
静电驻极过滤以3M（）“高效静电空气过滤网”为代表,采用突破性携带永久静电滤材，有效阻隔空气中大于0.1微米的颗粒污染物，如粉尘、毛屑、花粉、细菌等，同时超低阻抗确保空调稳定运行及制冷效果。此外，深度容尘设计确保使用寿命更长。在家庭及车载空调(如上汽、大众、通用等知名品牌畅销车型)以及一些商用建筑领域(如鸟巢、北京饭店、首都机场三期)得到广泛应用。
传统的标准过滤介质能非常有效地去除10微米以上的颗粒物。当颗粒物的粒径除至5微米，2微米甚至亚微米的范围时，高效的机械式过滤系统就会变得比较昂贵，且风阻会显著增加。通过静电驻极空气过滤材料过滤,能以较低的能源消耗达到很高的捕获效率，同时兼具静电除尘低风阻的优点，但无需外接上万伏的电压，故不会产生臭氧,且由于其组成为聚丙烯材质，很方便抛弃处理。 空气中的尘埃粒子，随气流作惯性运动或无规则布朗运动或受某种场力的作用而移动，当微粒运动撞到其它物体，物体间存在的范德华力（是分子与分子、分子团与分子团之间的力）使微粒粘到纤维表面。进入过滤介质的尘埃有较多撞击介质的机会，撞上介质就会被粘住。较小的粉尘相互碰撞会相互粘结形成较大颗粒而沉降，空气中粉尘的颗粒浓度相对稳定。室内及墙壁的退色就因为这原因。
把纤维过滤器像筛子一样看待是错误的。 颗粒粉尘在气流中作惯性运动，当遇到排列杂乱的纤维时，气流改变方向，粒因惯性偏离方向，撞到纤维上而被粘结。粒子越大越容易撞击，效果越好。
小颗粒粉尘作无规则的布朗运动。颗粒越小，无规则运动越剧烈，撞击障碍物的机会越多，过滤效果也会越好。空气中小于0.1微米的颗粒主要作布朗运动，粒子小，过滤效果好。大于0.3微米的粒子主要作惯性运动,粒子越大效率越高。扩散和惯性都不明显得粒子最难过滤掉。测量高效过滤器性能时，人们经常规定测量最难测量的粉尘效率值。 由于某种原因，纤维和微粒可能带上电荷，产生静电效应。带静电的过滤材料过滤效果可以明显改善。原因：静电使粉尘改变运动轨迹并撞上障碍物，静电使粉尘在介质上粘的更牢。
能长期带静电的材料也称作驻极体材料。材料带静电后阻力不变，过滤效果会明显改善。静电在过滤效果中不起决定作用，只起辅助作用。 化学过滤器主要有选择性的吸附有害气体分子。
活性碳材料中有大量看不见的微孔，有较大的吸附面积。米粒大小的活性碳中，微孔内面积有十几平方米大。
游离分子接触活性碳后，在微孔中凝聚成液体因毛细管原理呆在微孔中，有的与材料和而为一体。没有明显化学反应的吸附称为物理吸附。
有的对活性碳进行处理，被吸附的颗粒与材料进行反应，生成固体物质或无害气体，称为化学吸附。
活性碳在使用过程中材料的吸附能力不断减弱，当减弱到某一程度，过滤器将报废。如果仅为物理吸附，用加热或水蒸汽熏可使有害气体脱离活性碳，使活性碳再生。 微粒通过纤维层时，在重力作用下，发生脱离气流流线的位移而沉降在纤维表面上，这种作用只有在微粒较大（>0.5um)时存在，这是微粒重力作用太小，当它还没有沉降到纤维上时已随气流通过纤维层。因而，对粒径小于0.5um的微粒的过滤，重力沉降完全可以忽略。

2. 驻极体材料是什么

—.驻极体及其制备
常见的电介质在外电场作用下发生极化,当去除外电场,电介质的极化现象也随之消失.驻极体是具有长久电荷的电介质,它的电荷可以是因极化而被“冻结”的极化电荷,也可以是陷入表面或体内“陷阱” 中的正、负电荷.与钢棒经磁化后具有剩磁成为永磁体类似,人们也把具有长久保留电荷的电介质叫永电体,习惯上称为驻极体。
1919年日本海军大学的江口元太郎甚首次人工制成驻极体.当时用巴西棕榈蜡与松香的等量混合,再加些蜂蜡,熔融至130摄氏度,加上15千伏每厘米的电场,冷却凝固后,去掉电场,便制成驻极体.这种制备方法热极化法.
随着人们对驻极体的研究和应用,制备的材料不再用天然材料的混合物,而是大量使用人工制造的聚合物资料,如聚四氟乙烯(PTFE),聚偏二氟乙烯(PVDF)等,聚合物驻极体具有更好荷电能力优良的机械性能,可制成微米量级的薄膜.用热极化法制备时,加热温度应稍高于聚合物的玻璃化温度(聚四氟乙烯约150~200摄氏度),所用电场约0.1~1千伏每厘米,极化时间约几分钟到1小时,此期间保持恒温.而制备方法除热极化法之外,还有电晕法,电子射线法和液体接触法等。
二 驻极体电荷情况
驻极体荷电情况是比较复杂的,包括有表面电荷、极化电荷和体电荷.表面电荷是由于介质表面存在杂质、氧化物、被切断的分子链等形成聚合物的表面陷阱,可能捕捉正、负电荷成为表面电荷;在电介质中,偶极子的每一个平衡位置对应着位能的极小值,当获得附加能(如加热)或在外电场作用下使位阱偏斜,就有可能超出原来的位阱,而沿外电场方向整齐排列,冷却后,偶极子就被“冻结”在电场方向上,形成永久极化电荷;在聚合物体内往往有杂质离子及各种缺陷,形成了正、负电的陷阱,在外电场的作用下,正负离子将向两极分离,并可能被陷阱捕获,外界电荷也可能注入介质内的陷阱中,形成永久性电荷,这种电荷称体电荷.
在实际应用中,多数情况下不必详细了解驻极体具体的荷电情况,只要了解介质表面或它与电极之间气隙的电场,这时,可用等效表面电荷的概念来描述驻极体的荷电特性.设想驻极体的全部电荷折合成一定数量集中在表面,而内部好象没有电荷,如果这种折合表面电荷在表面及气隙中所产生的场强与实际场强相等,这种折合表面电荷就叫做等效表面电荷。
三. 驻极体的场强和表面电位
在研究应用中,驻极体通常处在平行板电极之中,电极与驻极体表面相互平行.最简单的如由一面蒸镀金属的驻极体薄膜,与另一金属板构成, 如图7-1所示.设驻极体的厚度为L,相对介电常数为 ,等效表面电荷面密度为,驻极体表面与另一电极间夹有空气层，厚度为d,为简便起见，只讨论两电极短路的情况。 根据静电场的高斯定理有 (1) 根据静电场的环路定理有 (2) 解得： （3） 上式E表示气隙中的场强.由于两电极短路,驻极体两表面间的电位差应等于驻极体表面与电极间气隙两端的电位差,即为驻极体的表面电位,其绝对值可表示为 (4) 在实际测量中,有L< ,则用 表示在这一条件下的表面电位,有 (5) 上式表明,驻极体表面电位只决定于其等效表面电荷面密度及自身是厚度.驻极体的表面电位可用特制的表面电位计测量(测时电极接地),从而便可计算出等效表面电荷面密度。
驻极体在工业技术、医学、生物学等领域都有应用,下面介绍驻极体传声器、驻极体空气过滤器和传真图像记录等几种。 四.驻极体传声器
驻极体传声器是驻极体换能器的一种,它是依据静电效应进行工作的,它的结构如图7-1所示,再稍加改造便可,将对着驻极体裸露面的极板穿了少数小孔,并用气隙垫圈隔开,即成为充以驻极体和空气双层介质的电容器.两极板之间用电阻器R连接,R便上传声器的前置放大器的输入电阻。
如图7-2所示,因此,这种传声器叫做驻极体电容传声器(实际上气隙和驻极体薄膜的总厚度与传声器的直径相比是微不足道的)。由于驻极体薄膜带有电荷,在气隙中产生电场,使得气隙两端有一定的电压 ,这就提供了固有偏压,另一方面驻极体薄膜也是传声器的振膜.当声波以振幅l 、圆频率 的正弦波作用在振膜上时，振膜便按正弦规律振动起来，通过严格的数学运算，可求出在R上产生的与声波同频率的交流信号电压为 (6) 其中C为传声器的电容,其它各量均与上设相同.这样,就实现了声电转换过程,声频电信号经放大后,可推动扬声器,也可以激励录音机磁头,将声音的电信号再转换成磁信号储存在磁带中。
驻极体电容传声器有较好的声学特性,其工作频率可从10 ~10 赫,有低的谐波失真,低的机振灵敏度和好的瞬态响应,对磁场不敏感,对水汽造成的短路也不敏感,且易于设计.目前使用极为广泛的无线话筒,便是驻极体电容传声器的一种。
五.驻极体空气过滤器
用聚丙稀纤维制成的空气过滤器,可以高效率地从污染的空气中除去粒径为微米级的尘埃,这种过滤器已用于超级净化工房。
将聚丙稀拉伸的薄膜用电晕法充电,随后切纤维,由于纤维间的静电斥力,混乱堆放的纤维之间将保持着比较均匀但不规则的空隙,把这些纤维装入清理空气通道中,便能除去漂浮在空气中的尘埃。
< 驻极体纤维是靠静电吸力除去尘埃的.由于静电吸力作用距离较长,过滤器中驻极体纤维之间的空隙可以比较大,故流过过滤器后气流的压力降落比非驻极体过滤器要小;而且潮湿和电离的空气不会使过滤器中的驻极体纤维显著放电.因此,驻极体空气过滤器是受欢迎的节能高效过滤器。
六.传真图像记录
商用传真图像记录是电子束将电荷像沉积在绝缘介质表面,经显影而成,其装置如图7-3所示.在阴极射线管屏幕上穿通地镶嵌着许多彼此平行而绝缘的细短导线,导线一端在管内,另一端在管外,分别整齐地排列在射线管屏幕内、外两个平面上,涂有高电阻率的介质膜的纸带紧贴在射线管的屏幕上,当被图像调制的电子束扫描时,落在屏幕的导线端上的电荷便传到纸带的介质膜上,在纸带上形成一个电荷潜像,再用带异种电荷的色粉与具有潜像的纸带接触,由于静电效应,潜像便变成可见的图像。
如果扫描电子束的直径为0.5微米,能量为10keV.可以直接在氟朔料薄膜上写字作图,生成的图像可以保存许多年。
此外,值得一提的,用驻极体可制成医用材料,如我A国首创的消炎止痛膜用于治疗某种类型的伤痛，已取得良好的疗效，获得国际尤里卡发明金奖，并已批量生产；驻极体薄膜的电场有阻止血栓形成作用，有希望成为人造血管的材料等等。

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3. 净化器的具体工作内容是什么

活性炭是一种多孔性的含炭物质, 它具有高度发达的孔隙构造, 活性炭的多孔结构为其提供了大量的表面积，能与气体（杂质）充分接触，从而赋予了活性炭所特有的吸附性能，使其非常容易达到吸收收集杂质的目的。就象磁力一样，所有的分子之间都具有相互引力，HEPA(High efficiency particulate air Filter)，中文意思为高效空气过滤器，达到HEPA标准的过滤网，对于0.3微米的有效率达到99.998%，HEPA网的特点是空气可以通过，但细小的微粒却无法通过。HEPA过滤网由一叠连续前后折叠的亚玻璃纤维膜构成，形成波浪状垫片用来放置和支撑过滤界质。