Деловая слава России


Новости


МЕЖОТРАСЛЕВОЙ АЛЬМАНАХ

Свежий номер альманаха, Архив номеров, Подписка на альманах, Реклама в альманахе, Контакты



РАЗВИТИЕ НАУКИ В РОССИИ



Опрос

Нужно ли стремиться вернуть в Россию учёных, уехавших жить и работать за границу?
Да, не стоит упускать умных и талантливых людей
Скорее да, но вряд ли наше государство сможет обеспечить им заграничный уровень жизни
Скорее нет, лучше обеспечить хорошие условия тем, что ещё не уехали
Нет, лучше вложить средства в воспитание и развитие молодых учёных
Другое








Деловая слава России » Наука » Аэроионизатор воздуха

Наука: Аэроионизатор воздуха - 2-08-2012, 15:01

 

 

ФГУП ВНИИФТРИ

АЭРОИОНИЗАТОРЫ. ПРИМЕНЕНИЕ В НАНОТЕХНОЛОГИЯХ

 

Авторский коллектив ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений» (ВНИИФТРИ):

 

Олег Викторович Карпов, начальник научно-исследовательского отделенияфизико-химических и электрических измерений, кандидат физико-математических наук, лауреат Премии Правительства РФ, действительный член Метрологической академии РФ;

Станислав Владимирович Колерский, начальник лаборатории аэроионных измерений, кандидат технических наук;

Алексей Владимирович Журавлёв, заместитель начальника лаборатории аэроионных измерений;

Светлана Станиславовна Колерская, ведущий инженер лаборатории аэроионных измерений;

Павел Николаевич Зубков, инженер лаборатории аэроионных измерений 

 

 

Аэроионизаторами можно назвать устройства, позволяющие получить свободные положительно или отрицательно заряженные ионы в газовой среде. Причем, ионизаторы воздуха могут генерировать как отрицательные ионы (униполярные ионизаторы), так и положительные вместе с отрицательными (биполярные ионизаторы). Ещё в начале ХХ века с помощью прототипа современного аэроионизатора впервые с полной очевидностью было показано, что аэроионы отрицательной полярности оказывают на организм животного благоприятное воздействие. Одним из первых аэроионизаторов, созданных в 20-х годах прошлого века в СССР, был электрический ионизатор А.П. Соколова. Позднее А.Л. Чижевский усовершенствовал это изобретение.


 

С тех пор спектр применения аэроионизаторов значительно расширился: их стали использовать в медицине, животноводстве, сельском хозяйстве и на производстве. Перспективным направлением в свете современных достижений в электронике является ионизация воздуха в нанопроизводствах, значимость которой подтверждена многочисленными исследованиями.

 

 

В зависимости от физического фактора, используемого для получения аэроионов, различают аэроионизаторы электрические (высоковольтные, коронные), гидродинамические (гидроаэроионизаторы), радиоизотопные, термоэлектронные, ультрафиолетовые, комбинированные и другие. В последние годы наи- большее распространение получили различные модификации электрических аэроионизаторов. Довольно широко применяются и гидроаэроионизаторы группового и индивидуального пользования. Радиоизотопные и электроаэроионизаторы позволяют добиться достаточно высокой концентрации аэроионов (около 1 миллиона в 1 см3) при очень высокой степени униполярности. В термоэлектронных аэроионизаторах используется эффект термоэлектронной эмиссии раскаленных металлов. Применяются они в основном для исследовательских целей. Принцип работы данных устройств заключается в образовании ионов под действием высокого напряжения (несколько тысяч вольт) в непосредственной близости от заостренных электродов посредством коронного разряда и электронной эмиссии. Поток ионов достигает зачастую 1 μA, что соответствует миллиардам ионов в секунду.

 

При производстве электронных устройств с размерами элементов, находящимися в нанометровой области, большое значение имеет состояние воздуха в промышленных помещениях. Микрочастицы различного происхождения, находящиеся во взвешенном состоянии, способны привести к серьезным проблемам и, в конечном итоге, браку выпускаемой продукции. Таким образом, электронная промышленность является одним из самых крупных потребителей чистых помещений в мире. Требования к уровню чистоты в этой отрасли являют- ся наиболее жесткими. Тенденция постоянного роста этих требований привела к появлению качественно новых подходов к решению задачи создания чистых сред. Использование чистых помещений в микроэлектронике имеет свои особенности: на первый план выходят требования к чистоте воздушной среды по аэрозольным частицам.

 

Повышенные требования предъявляются также к системе заземления чистого помещения, особенно в части обеспечения отсутствия статического электричества. Для снятия электростатических зарядов также используются аэроионизаторы. Это позволяет снизить пожароопасность.

 

На данный момент посредством аэроионизаторов возможно удовлетворить требования по чистоте помещений в части нейтрализации электрического заряда. Аэроионы способствуют очищению воздуха любого объема в присутствии человека от микрофлоры и пыли, доводя число бактерий или пылинок до некоторого минимума, а при определенных условиях – до нуля.


 

Известно, что при работе электрических аэроионизаторов (полевая зарядка) образуются не только легкие аэроионы размерами от 0,3 до 0,7 нм, но и средние и тяжелые аэроионы, имеющие размеры от 2 до 55 нм. Проведенные нами исследования ионизации воздуха показали, что при диффузионной биполярной и диффузионной униполярной зарядке, так же как и при полевой зарядке, наряду с легкими аэроионами образуются средние и тяжелые аэроионы.

 

 

Ионизация осуществлялась радионуклидными биполярно-униполярными аэроионизаторами, измерения проводились универсальным счетчиком аэроионов на установках ГЭТ 177 2010 [2]. Получено, что полярная объемная плотность электрического заряда как легких, так и средних аэроионов увеличивалась с фоновых значений 0,03–0,05 нКл・м-3 до 60–90 нКл・м-3, а тяжелых аэроионов с 0,20 нКл・м-3 до 9,4 (для биполярных) и 26 нКл・м-3 (для униполярных). Таким образом, увеличение плотностей электрического заряда легких и средних аэроионов относительно фоновых значений составляло в (3–9)103 раз, а тяжелых – в 40–130 раз.


 

Применяемые при испытаниях аэроионизирующего оборудования стандарты ЕС и США [3] регламентируют определение только двух параметров – скорость нейтрализации электростатического заряда (время разрядки, Discharge Time) ибаланс ионизатора (напряжение смещения, Offset Voltage). В РФ имеется аналогичный стандарт ГОСТ Р 53734.5.1 2009.

 

 

Японский промышленный стандарт [4] определяет производительность аэроионизаторов и классифицирует помещения, в которых располагается оборудование нанопроизводств, по классам в зависимости от концентрации легких аэроионов в воздухе этих помещений. Эти стандарты не охватывают полностью весь спектр необходимых при испытаниях аэроионизаторов параметров.

 

 

Во ФГУП  ВНИИФТРИ ведется разработка стандартов и методов измерений параметров аэроионизаторов и аэроионизирующего оборудования, проводятся поверка и испытания с целью утверждения типа средств измерений параметров ионизированного воздуха и внесения их в Государственный реестр средств измерений.

 

Литература

 

1. ANSI/ESD STM 3.1-2006. “For the Protection of Electrostatic Discharge Susceptible Items – Ionization.”

2. Карпов, О.В. Государственный первичный эталон единиц объемной

плотности электрического заряда ионизированного воздуха и счетной концентрации аэроионов/ О.В. Карпов, С.В. Колерский, А.В. Журавлев, С.С. Колерская//Измерительная тех-

ника, 2011, № 1, с. 3-7.

3. ANSI/ESD SP 3.3-2006. “Periodic Verification of Air Ionizers.”

4. JIS B 9929:2006. “Standard for measuring methods of airborne ion density.”

 

 

“All-Russia Research Institute of Physicotechnical and Radio Engineering Measurements”.

In contemporary conditions additional demands to aero-ionizing equipment arise. It is known that at electric aero-ionizers` functioning (“field charging”) not only light aero-ions (0,3–0,7 nm) are generated, but also medium and heavy ones with dimensions from 2 to 55 nm. The standards of EC and the USA, applied at testing aero-ionizing equipment, regulate identifying only two kinds of indices – the velocity of electrostatic neutralization (discharge time) and the ionizer balance (offset voltage). In Russia there is an analogous standard – ГОСТ Р 53734.5.1 2009. The Japanese industry standard identifies the productivity of aero-ionizers and classifies the premises where nano-equipment is placed. The standards mentioned do not cover the whole range of the indices indispensable while testing the indices of aero-ionizers. “All-Russia Research Institute of Physicotechnical and Radio Engineering Measurements” develops standards and methods of measuring the indices of aero-ionizing equipment.

 

(Межотраслевой альманах ДСР №36/2012г.)


 



 

Другие новости по теме:


Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.


АКТУАЛЬНО

ПРИОРИТЕТНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ НАУКИ

» Замороженная выпечка в ресторанном бизнесе

Календарь событий:

«    Январь 2021    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

Архив новостей:

Декабрь 2020 (2)
Ноябрь 2020 (1)
Сентябрь 2020 (1)
Август 2020 (2)
Июль 2020 (1)
Май 2020 (1)