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臭氧發(fā)生器

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臭氧發(fā)生器

詳細(xì)介紹

臭氧發(fā)生器是用于制取臭氧氣體(O3)的裝置。臭氧易于分解無(wú)法儲(chǔ)存，需現(xiàn)場(chǎng)制取現(xiàn)場(chǎng)使用(特殊的情況下可進(jìn)行短時(shí)間的儲(chǔ)存)，所以凡是能用到臭氧的場(chǎng)所均需使用臭氧發(fā)生器。臭氧發(fā)生器在飲用水，污水，工業(yè)氧化，食品加工和保鮮，醫(yī)藥合成，空間滅菌等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧氣體可以直接利用，也可以通過(guò)混合裝置和液體混合參與反應(yīng)。

一、原理

利用高壓電離(或化學(xué)、光化學(xué)反應(yīng))，使空氣中的部分氧氣分解聚合為臭氧，是氧的同素異形轉(zhuǎn)變過(guò)程;亦可利用電解水法獲得。臭氧的不穩(wěn)定性使其很難實(shí)現(xiàn)瓶裝貯存，一般只能利用臭氧發(fā)生器現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)，隨產(chǎn)隨用。臭氧發(fā)生器的分類按臭氧產(chǎn)生的方式劃分，臭氧發(fā)生器主要有三種:一是高壓放電式，二是紫外線照射式，三是電解式。

臭氧發(fā)生器電路由三極管VT1、VT2與電感線圈L1一13、脈沖變壓器T、限流電阻器R1、充電電容器C3,雙向觸發(fā)二極管叨5等組成推挽振蕩電路;濾波電感線圈L0,整流二極管VD1與濾波電容器C1、C2等組成半波整流濾波電路。接通電源，交流220V電壓經(jīng)LO濾波，VD1整流后，在C1兩端產(chǎn)生十280V左右的電壓，供給推挽振蕩電路。在開(kāi)機(jī)瞬間，VT1導(dǎo)通。由于C3的充電作用，雙向觸發(fā)二極管VD5截止。當(dāng)C3兩端的充電電壓升至32V時(shí)，VD5被觸發(fā)而導(dǎo)通，使VT2導(dǎo)通。在VT2導(dǎo)通期間，C3逐漸放電，又使VT2截止。VTl導(dǎo)通后，在脈沖變壓器T的作用下，L1、L2上產(chǎn)生正反饋電壓，此電壓分別加至VTl和VT2的基極，使VTl和VT2交替導(dǎo)通與截止(即VTl導(dǎo)通時(shí)，VT2截止;VT2導(dǎo)通時(shí)，VTl截止)，推挽振蕩電路振蕩工作。推挽振蕩電路工作后，在脈沖變壓器T的二次側(cè)繞組L6上產(chǎn)生脈沖高壓，使臭氧發(fā)生片VG工作，產(chǎn)生臭氧。

同時(shí)，發(fā)光二極管VD7也點(diǎn)亮工作。元器件選擇 VTl、VT2選用2SC2653或BU406型硅NPN高反壓三極管。要求電流放大系數(shù)β>100。 VDl一VD4、VD6選用1 N4007型整流二極管;VD5選用DB3型雙向觸發(fā)二極管。 R1一R6全部選用RJ一1/8W型金屬膜電阻器。 L0為5mH的磁心電感線圈，可用Φ0.25mm的漆包線在骨架上繞210匝;L1一璐用Φ0.2mm的單心塑銅線在同一磁環(huán)上繞制而成，其中L1、L2分別繞3匝，L3繞9匝。脈沖變壓器T可使用14in(英寸)黑白電視機(jī)行輸出變壓器改制，改制時(shí)用高壓包作為L(zhǎng)6，在低壓包骨架上用Φ0.45mm的漆包線繞168匝作為L(zhǎng)4，用Φ0.23mm的漆包線繞4匝作為L(zhǎng)5(在最外層繞制)。臭氧發(fā)生片VG選用Z二10或Z一15、Z一20等型號(hào)。制作與調(diào)試除臭氧發(fā)生片VG外所有電子元器件安裝在一塊自制的印制電路板上，并將其裝人大小合適的塑料或木制盒內(nèi)。在盒面開(kāi)孔固定發(fā)光二極管VD7，接上臭氧發(fā)生片VG，只要元器件良好、接線無(wú)誤，通電即能正常工作。

二、發(fā)生器與放電管

臭氧系統(tǒng)的核心技術(shù)和設(shè)備是發(fā)生器中的放電管，直接影響設(shè)備的運(yùn)行效率和可靠性。臭氧發(fā)生器采用微間隙介質(zhì)阻擋放電設(shè)計(jì)，不僅大大提高了運(yùn)行的效率，而且增加了系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行的安全可靠性。設(shè)備的技術(shù)參數(shù)已經(jīng)達(dá)到水平。

由于采用微間隙放電技術(shù)，使系統(tǒng)運(yùn)行電壓降低為6-8 kV，遠(yuǎn)低于玻璃管絕緣介質(zhì)的耐壓水平，有效地避免了介質(zhì)擊穿短路故障的發(fā)生，提高了運(yùn)行可靠性。

臭氧發(fā)生器放電單元所采用的模塊化設(shè)計(jì)方法，使設(shè)備的安裝，檢修和維護(hù)工作更加容易。在保證進(jìn)氣氣源質(zhì)量的條件下，臭氧發(fā)生器放電單元連續(xù)運(yùn)行的免維護(hù)時(shí)間可以長(zhǎng)達(dá)5年。

三、高頻高壓電源

與傳統(tǒng)的臭氧中頻 (<1kHz) 電源不同，高頻高壓臭氧系統(tǒng)采用3-6kHz的高頻電源技術(shù)，結(jié)合微放電間隙設(shè)計(jì)可以有效提高臭氧生成的效率，減小發(fā)生器的體積和占地空間，從而減少土建設(shè)計(jì)及投資費(fèi)用。逆變電源系統(tǒng)采用成熟的高頻電源技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)期運(yùn)行證明可以保證系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行的穩(wěn)定性。高頻輸出經(jīng)升壓系統(tǒng)后產(chǎn)生正弦波高電壓，經(jīng)電纜與發(fā)生器相連，在高頻高壓的作用下，放電間隙產(chǎn)生冷態(tài)等離子體放電生成臭氧。

四、折疊冷卻系統(tǒng)

雖然現(xiàn)代臭氧發(fā)生器的效率與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比已經(jīng)明顯提高，但有90%左右的電能不是用來(lái)生成臭氧而是轉(zhuǎn)變成熱量，如果這部分熱量得不到有效的散失，臭氧發(fā)生器放電間隙的溫度會(huì)持續(xù)升高甚至超過(guò)設(shè)計(jì)的運(yùn)行溫度。高溫不利于臭氧的產(chǎn)生但利于臭氧的分解，導(dǎo)致臭氧產(chǎn)量和濃度下降。我們?cè)O(shè)計(jì)單循環(huán)冷卻水單元;當(dāng)冷卻水溫度超過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)溫度或水量不足時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

五、分類

臭氧發(fā)生器工作原理按臭氧產(chǎn)生的方式劃分，臭氧發(fā)生器主要有三種:高壓放電式、紫外線照射式、電解式。

1、按發(fā)生器的高壓電頻率劃分，有工頻(50-60Hz)、中頻(400-1000Hz)和高頻(>1000Hz)三種。工頻發(fā)生器由于體積大、功耗高等缺點(diǎn)，已基本退出市場(chǎng)。中、高頻發(fā)生器具有體積小、功耗低、臭氧產(chǎn)量大等優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)在的產(chǎn)品。

2、按使用的氣體原料劃分，有氧氣型和空氣型兩種。氧氣型通常是由氧氣瓶或制氧機(jī)供應(yīng)氧氣?？諝庑屯ǔＪ鞘褂脻崈舾稍锏膲嚎s空氣作為原料。由于臭氧是靠氧氣來(lái)產(chǎn)生的，而空氣中氧氣的含量只有21%，所以空氣型發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧濃度相對(duì)較低，而瓶裝或制氧機(jī)的氧氣純度都在90%以上，所以氧氣型發(fā)生器的臭氧濃度較高。

3、按冷卻方式劃分，有水冷型和風(fēng)冷型。臭氧發(fā)生器工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱能，需要冷卻，否則臭氧會(huì)因高溫而邊產(chǎn)生邊分解。水冷型發(fā)生器冷卻效果好，工作穩(wěn)定，臭氧無(wú)衰減，并能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本稍高。風(fēng)冷型冷卻效果不夠理想，臭氧衰減明顯?？傮w性能穩(wěn)定的高性能臭氧發(fā)生器通常都是水冷式的。風(fēng)冷一般只用于臭氧產(chǎn)量較小的中低檔臭氧發(fā)生器。在選用發(fā)生器時(shí)，應(yīng)盡量選用水冷型的。

4、按介電材料劃分，常見(jiàn)的有石英管(玻璃的一種)、陶瓷板、陶瓷管、玻璃管和搪瓷管等幾種類型。使用各類介電材料制造的臭氧發(fā)生器市場(chǎng)上均有銷售，其性能各有不同，玻璃介電體成本低性能穩(wěn)是人工制造臭氧使用的材料之一，但機(jī)械強(qiáng)度差。陶瓷和玻璃類似但陶瓷不宜加工特別在大型臭氧機(jī)中使用受到限制。搪瓷是一種新型介電材料，介質(zhì)和電極于一體機(jī)械強(qiáng)度高、可精密加工精度較高，在大中型臭氧發(fā)生器中廣泛使用，但制造成本較高。

5、按臭氧發(fā)生器結(jié)構(gòu)劃分，介質(zhì)阻擋放電式(DBD)和開(kāi)放式兩種。

6、按臭氧發(fā)生器放電室結(jié)構(gòu)劃分，管式和板式兩種。

六、通電

其反應(yīng)的化學(xué)方程式為3O2====2O3

關(guān)鍵詞：臭氧發(fā)生器變壓器電阻器電容器電子元器件

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