CAQI-600 在线式大气负离子浓度监测系统

空气负离子术语和定义

空气负离子具有杀菌、降尘、清洁空气的功效，被誉为“空气维生素和生长素”。空气负离子对人体健康十分有益，可以强身健体、治病，其浓度高低已成为评价一个地方空气清洁程度的指标。一般情况下，空气负离子含量在700个/cm3以上有利于人体健康。人们已经认识到，空气负离子是一种无形的、重要的生态旅游资源。了解空气负离子分布状况，对合理开展生态旅游、指导空气负离子旅游资源开发具有重要的现实意义。

1.      空气负离子定义

空气中气体分子因电离而释放出的电子与其它中性原子或分子相结合而形成负离子，如以O₂^-(H₂O)_n、H₃O₂^- (H₂O)_n、OH^-(H₂O)_n等存在的离子。

2.      空气负离子浓度

单位体积空气中的负离子个数，单位为个/cm³。

3.      空气负离子及其产生条件

环境中的空气负离子主要是由于宇宙射线、雷电、植物的光合作用、土壤中的气体交换以及植物芬多精的作用所形成，在溪流、瀑布跌水、海岸则主要是由于水冲击产生Lenard效应形成空气负离子。森林中空气清新、清洁的主要原因就是因为森林环境中空气负离子浓度较高，且空气负离子具有杀菌、降尘、强身的功效。在森林旅游资源评价中，空气负离子已作为评价森林旅游资源的重要指标。在人类崇尚健康、生态的21世纪，空气负离子资源将成为森林生态旅游地吸引游客的重要手段。

4.      空气负离子功能

空气负离子被喻为“空气维生素”或“生长素”，是森林保健旅游资源的重要组成部分，它对人体健康和环境改善具有重要的积极作用。空气负离子能清洁空气，促进人的新陈代谢，对人体有保健作用，主要体现在：改善呼吸功能，增强免疫系统功能，降低血压，增强心肌功能，促进血液循环，调节神经系统，使人精神振奋等。另外，负离子对一些疾病有辅助治疗作用。空气负离子能吸附、聚集和沉降空气中的污染物和悬浮颗粒，使空气得到净化。

5.      空气负离子区分

负离子很少以单个方式存在于环境中，多是以几个或者多个成团方式存在于环境中。虽然空气负离子对环境及人体健康大有益处，但其中起作用的主要是体积小、活性高的小粒径负离子团，这是因为，小粒径的负离子团的体积小、重量轻、移动快，具有良好的生物活性。

参照清华大学博导、中科院专家林金明教授所著的《环境健康与负氧离子》一书中如下定义：离子迁移率大于0.4cm2/(V`s)为小离子，小于0.04cm2/(V`s)为大离子，介于两者之间则为中离子。接近分子大小的荷电原子团或分子团，都属于小的空气离子。定义中指的离子迁移率是指：负离子在单位强度(V/m)电场作用下的移动速度，离子迁移率是分辨被测离子直径大小的一个重要参数。空气离子直径越小，其迁移速度就越快，同时其移动的距离跟范围也就更大、存在时间也越久，离子迁移率是表达被测离子大小的重要参数。

负离子运动速度与负离子离子直径成反比，而离子迁移率与离子运动速度成正比，故离子迁移率与离子直径成反比。对于我们的居住环境来说，我们的地球外层有一个固定的静电大气电离层（我们的通讯只所以能够远距离传播，实际上要感谢这层电离室对信号层对通讯信号的反射），这个电离层呈正极，与此相反，我们的大地呈负极性，才者保持一个动态平衡状态。因此在这个天然电场环境中，正离子和负离子会呈自由运动状态（布朗运动），而小粒径的负离子由于在这个静电场中具备更佳的迁移率，所以其有更好的活性，更远的迁移距离，因此负离子在形成至*终消失的生命周期中（负离子是氧分子获得自由电子形成的，因此在环境其它因素作用下，获得的自由电子又会随时失去重新变成氧分子，也就是说负离子是有存活时间的）首先能够更远距离的自由移动，其次由于有更久的存活时间，小粒径负离子能更有效的形成一个健康、优质的整体环境空间。

6.      检测对象说明

根据上面空气负离子的区分及特征说明，我们建议只对中、小粒径负离子浓度进行监测！

备注：

以下关于空气负离子的分级评价及空气清新度评价方法均针对中、小粒径负离子

空气质量评级标准及方法

空气负离子浓度高低可以表明环境空气质量水平，尤其与人类健康密切关联。目前，关于空气负离子浓度与空气清新度评价标准尚在完善中，我们提供两种标准参考：

1)     简易空气负离子评级标准

根据空气负离子浓度与人体健康的关系，对空气负离子浓度评级标准进行规定，见下表。

2)     总体空气清新度评价方法

目前国内外对空气负离子的评价还没有统一的标准，我们建议常规采用单极系数和安倍空气质量评价系数这两个应用的评价指标进行分析。

1)     单极系数(q)

在正常大气中，空气正、负离子浓度一般不相等，这种特征被称为大气的单极性。单极性用单级系数来表示，即空气中正离子与负离子的比值，q=n+/n-。

许多学者对不同地区的相关研究表明，通常陆地上q值为1．2左右；大多数学者认为q值等于或小于1时，才能给人以舒适感。单级系数越小，表示空气中负离子浓度比正离子浓度高得越多，对人体越有利。日本学者研究表明，当空气中负离子浓度值大于1000个/cm3，且q值小于1时，空气清洁舒适，对人体健康益。

2)     安倍空气质量评价系数(CI)

日本学者安倍通过对城市居民生活区空气离子的研究，建立了安倍空气离子评价指数 。安培空气质量评价系数反映了空气中离子浓度接近自然界空气离子化水平的程度，见公式：

CI=( n-/1000)x(1/q)

公式中CI为空气质量评价指数；n-为空气负离子浓度(个/cm3)；q为单极系数；1000为满足人体生物学效应*需求的空气负离子浓度(个/cm3)。

空气质量评价指数把空气负离子作为指标，同时又考虑了正、负离子的构成比，较为全面和客观，因此在国外的城市空气离子评价中已经得到了广泛的应用，其评价标准见下表1。

在线式大气负离子监测系统说明：

1)     方案说明：

我们的方案基于日本COM SYSTEM ,INC.公司的生产空气负离子监测仪。COM SYSTEM ,INC.为业的空气离子检测设备设计、制造商，其设计制造的COM系列空气正/负离子检测仪代表了业界的水准。COM SYSTEM ,INC.公司目前也是:空气中的离子密度测定方法-JIS B 9929：2006（JACA/JSA）标准的参与制订者，同时也是日本负离子产品检定机构：日本机能性离子协会的主要创始成员,其COM-3800高精度业型空气负离子检测仪也是目前日本机能性离子协会正在使用和*使用的空气离子测定标准设备。

COM SYSTEM ,INC.公司的空气负离子监测仪性能稳定、适应范围广，目前在国内有大量应用，良好的性能获得了客户的高度认可，因此我们将其负离子监测仪做为核心探测模块，根据国内实际情况而设计了此方案，该系统可以满足复杂环境下长时间监测的需要，数据实时上传到云端服务器，使用者可直接在数据中心远程下载数据进行分析，整个系统支持远程控制操作，可以一键实现待机、远程清零校正及设备维护，大大减少人工操作机会，有效提高整个系统的运作稳定性及提高工作效率。

2)     系统组成：

l  空气负离子监测仪主机及数据采集模块

l  安装基座及立柱（含配电）

l  设备安装箱

l  GPRS数据通讯模块

l  LED信息发布屏

l  其它订制模块（PM2.5、紫外强度、温/湿度、风向/风速、照度、噪声）

l  其它订制附件

3)     系统特点：

l  核心空气负离子检测仪采用日本*产品，提供多种型号空气负离子监测仪选择，满足纯负离子指数监测或者安倍系数法空气清新度检测。

l  支持远程实时控制负离子检测仪工作状态（模式切换、调零、待机）

l  集成度高，方案灵活：系统可集成扬尘（PM2.5/PM10、TSP），噪声，气象要素（温度湿度，风速风向，大气压，降雨量，太阳辐射等）其它气象指数，可以满足不同场合使用需求

l  良好的抗外界环境因素影响性能（防乱流、结露保护、自动除湿等），可满足复杂环境中*工作要求

l  系统稳定，当前所有做过的案例中，数据稳定，系统具有自检与自我恢复功能。

l  多媒体显示：可配单色，双色，三色，全彩，液晶屏，可对显示界面进行定制，附 加显示时间日期，新闻滚筒播出广告内容

l  网络功能：RS-485 通讯接口。GPRS无线传输、AC220V 或 DC24V 供电

l  可扩展的功能：提供其它气体传感器选择，提供不同规格的显示屏接口，预留了可扩展气体监测显示的接口

l  标配LED 无线信息发布平台：操作专业简捷、管理方便，传输稳定，可靠性高；可以传输文字等节目信息，不受距离限制，应用广泛；终端掉线上线后可以实现续传，节省流量

互联网端云平台实时数据采集系统

4)     负离子监测仪选型说明

我们提供两种型号的空气负离子检测仪选择：

l   日本COM-3600空气负离子检测仪，检测迁移率设定为0.7，测量范围：1~500万个负离子/cm³,内置温度、湿度传感器

l   日本COM-3800空气负离子检测仪(双探测器），正离子和负离子同时监测，检测迁移率设定为0.7，测量范围：1~500万个负离子/cm³,内置温度、湿度传感器

我们提供的负离子检测仪均采用冷凝管式结构（或电容式）的负离子检测仪，这是目前中空气离子检测仪成熟的一种方法，技术上已非常成熟，可以有效解决其它结构固有的电解边缘效应，冷凝管圆筒本身的结构在保持气流通过的平顺性的时间，可以非常有效的收集负离子，具备非常好的稳定性及精确性，对中、小粒径负离子（特别是环境中的自然负离子）具备很好的检测效果，非常适合环境中的自然负离子浓度监测。

COM-3600型号是单通道型号，内置大规格的传感器以及强化的主机内部结构，具备完整的远程控制功能，具备手动模式及自动模式功能，满足纯负离子指数评价和安倍指数评价要求，可适合于复杂环境中使用，满足专业用户大数量量采集需求。

COM-3800型号是COM-3600的双探头版本，内置两个大规格传感器，可同时对空气正离子浓度和负离子浓度进行监测，完美满足纯负离子指数评价和安倍指数评价，具备完整的远程控制功能，适合于复杂环境中使用，满足专业用户大数量量采集需求。

备注：

根据客户预算需要，我们也提供其它型号的负离子传感器型号选择，具体可直接跟我们技术工程人员咨询！

设备满足标准

l  日本 JIS B 9929-2006 空气中离子密度测定方法

l  中国 GB/T 18809-2002 空气离子测量仪通用规范

主要技术参数：