一、 概述
ai20型大氣離子連續測定儀是我公司精心研製的大氣離子濃度連續測量儀器。可用於大氣離子濃度本地值的連續監測。本儀器採用國際上普遍採用的平行板式空氣離子捕集原理進行設計，具有測量準確、靈敏度高、抗潮能力強、使用方便、自動化程度高等特點。
可作為氣象、環保、旅遊等部門對大氣離子濃度進行長期連續監測，也可以用來對一般室內、賓館酒店、旅遊景點、公共場所等處的大氣離子濃度進行可攜式快速隨機監測。
二、 主要技術指標
1. 離子濃度監測範圍：10~1.999*104（個/cm3）
2. 最高解析度：10（個/cm3）
3. 離子遷移率：0.15（cm2/
4. 取樣流速：180（cm/s）
5. 響應時間：約15s
6. 誤差：離子濃度 ≤±10% ,遷移率 ≤±10%
7. 電源：ac220v 50hz；dc12v/4ah
8. 工作環境： 溫度 —0~+40℃
濕度 ≤90%
工作環境中應盡量避免強大的低頻電磁場，放射性等的干擾因素。連續測量時儀器應放在取樣亭內。
三、 儀器主要特點
1. 自動定時連續進行大氣正負離子濃度的測量
2. 採用大螢幕液晶顯示，直觀清晰。
3. 採用英文選單，操作介面簡單明瞭。
4. 具有掉電記憶功能，可隨時查詢以前148小時儲存的測量資料。內建時鐘晶元，通電後自動顯示當前的日期和時間。在自動取樣過程中， 如掉電，來電後自動恢復工作狀態，繼續取樣。
5. 具有特殊的自動驅潮功能，保證儀器能適應惡劣的工作環境。
6. 具有rs232介面與微機通訊，可方便的向上位機傳輸測量資料。
7. 交直流兩用。選用大容量蓄電池，使用壽命長，採用浮充方式對蓄電池進行充電，設有過壓保護、欠壓保護功能，保證蓄電池長期可靠的使用。
8. 具有手動加熱、調零、測量功能，使儀器成為一台可攜式手動大氣離子濃度測量儀。
9. 模組化設計，並對關鍵模組採取單獨的防潮去溼措施。
四、 工作原理
1. 離子濃度的測量：
空氣離子測量儀採用電容式捕集器捕集空氣離子所攜帶的電荷，並通過乙個微電流計測量這些電荷所形成的電流。其結構圖如下。
接抽氣幫浦
微電 a
流表離子捕集器示意圖
正負離子隨取樣氣流進入捕集器後，在捕集板與極化板之間的極化電場作用下，按不同極性分別向捕集板和極性板偏轉，把各自所攜帶的電荷轉移到捕集板和極化板上。捕集板上捕集到的電荷通過微電流計落地，形成一股電流i；極化板上的電荷通過極化電源（電池組）落地，被復合掉，不影響測量。一般認為：
每個空氣離子只帶乙個單位的電荷。
離子濃度（即每單位體積空氣中離子數目），可以有所測得的電流及取樣空氣流量換算出來，公式：
式中： n 每單位體積空氣中離子數目（個/cm）
i 微電流計讀數（a）
v 取樣空氣流速
q 基本電荷電量（1.6*10-19庫侖）
a 捕集器有效面積（cm2）
2. 離子極性
改變極化電壓的極性可以改變捕集板上捕集到的離子的極性，從而改變所測量的離子的極性。
五、 整機結構
1. 按鍵功能說明
1） 按鍵「f」：具有返回上級選單功能。
2） 按鍵「▼」：：具有滾動條的功能。
3） 按鍵「 」：具有移動游標的作用。
4） 按鍵「+」：在設定時修改資料，從0∽9依次迴圈。
5） 按鍵「-」：有強制加熱功能。
6） 按鍵「 」：有確認功能。
2. 主機前後面板
前面板：
液晶屏按鍵
對比調節
加熱指示
電源開關
後面板：
電源插座
電源指示
rs232介面
極化電池盒
六、 使用說明
取樣前的準備工作：新購買的儀器或長時間未用的儀器在進行測量前，要先對儀器驅潮處理。可用電熱吹風機對準捕集器的進風口吹熱風驅潮，吹熱風的時間一般為2分鐘左右，也可以更長時間，但一般不應超過10分鐘。
驅潮處理後的儀器應等完全冷卻後才能接通電源。如果取樣間隔時間較短，可直接將儀器接通220v交流電通電，按動儀器上面板上的「－」鍵進行加熱去潮，加熱的時間為5～10分鐘，利用儀器本身的驅潮器來驅潮。
1. 儀器開機螢幕顯示如下,按「 f」鍵返回主選單。
按「 f 」鍵
圖1圖2
2. 設定
1） setup1:日期和時間設定
按「▼」鍵時滾動條在[setup1]上，按「 」鍵進入日期和時間的設定。用按鍵「 」和「+」來修改設定時間。操作流程及螢幕顯示如下：
按「 」鍵
圖3圖4
按「 」鍵data
2004-08-08
time
14:20:20
圖5此時，按「＋」鍵和「 」鍵修改當前時間為北京時間。
修改完當前時間後，按「▼」鍵，「＋」鍵和「 」鍵可修改當前日期。
修改完成後按「f」鍵退回主選單。
2） setup2:引數設定
同樣按「 ▼」和「 」鍵進入[setup2],引數設定。操作流程及螢幕顯示如下：
按「 」鍵
圖6圖7
螢幕中的[zero1]表示負離子的零點測量值，[kp1]表示負離子的修正係數。
注：因零點值是自動測量出來的，在實際應用中，一般不用修改零點來修正測量值，而通過修正係數來完成對測量值進行修正。
同樣[zero2]和[kp2]分別表示正離子的零點測量值和修正係數。
按「f」鍵回到主選單
3. 自動連續測量
在主選單圖1下選[clock]項，按 「 」鍵，進入圖9所示的自動連續測量狀態
按「 」鍵
圖8圖9
其中ivc1,ivc2表示上一次正點時間自動測量時所測得的負離子、正離子濃度值。
本儀器具有整點（如1:00、2:00）自動測量功能，以方便在無人值守情況下進行大氣離子濃度的連續測量。
取樣由微控制器自動控制。整點測量過程為：整點開始，先加熱1min左右，冷卻穩定2min左右，然後對負離子校零1min。
校零完成後抽氣風扇自動開啟，開始測量負離子濃度1min ；接著風扇關閉，1min後，進行正離子的零點校準，時間為1min。然後抽氣風扇再次自動開啟，開始測量正離子濃度1min ；最後風扇關閉，完成本次自動測量。資料自動儲存在儀器的資料儲存器內。
最多可儲存7天的每小時測量正負離子濃度資料。使用者可通過rs232介面將資料傳輸到微機上，也可以通過儀器上的按鍵操作查詢。
這裡需要注意的是，只有儀器進入圖9所示的狀態時，儀器才進行24小時的整點連續自動測量。在其它狀態時，則退出自動連續測量狀態
4. 手動測量
主選單的最後一項[handle]即為手動測量，這也是根據使用者實際應用而設計的測量方式。在取樣前一般先進行加熱驅潮，時間不要超過1min，等冷卻穩定2分鐘後即可進行校零和測量。
按「 」鍵
圖10圖11
1) 校零
在測量離子濃度時要先進行校零，一般不要超過1min，只要數值穩定即可。操作流程及螢幕顯示如下：
按「 」鍵
圖12圖13
校零完畢後按「f」鍵返回上一級選單。
2) 測量
校零結束後在圖12所示的選單下選擇[measure1]選單按「 」鍵進行負離子濃度測量，抽氣時間不要超過1min。等穩定後讀取資料即為所測的負離子的濃度。
3）同理可完成大氣正離子濃度的校零和測量。
5. 資料查詢
按住「f」鍵，同時按住「＋」鍵，螢幕顯示需要查詢資料的日期。此時，輸入你所需要查詢資料的年、月、日，按「 」鍵，儀器顯示所查詢日期的零點時的負、正離子濃度值；按「▼」鍵，依次查詢1點、2點……的負、正離子濃度數值。
6. 資料清除
按住「f」鍵，同時按住「－」鍵，就可以把以前儲存的所有資料清除。
此項功能應慎重使用。
7. 電池充電
為了滿足使用者的連續測量方式，選用了對蓄電池進行浮動充電的方式。只要接通220v交流電即可對電池充電，一旦電池充滿電就自動切斷充電電源，停電時儀器立即切換到蓄電池供電方式進行工作，依次迴圈。這樣即可保證了連續取樣，又有利於便攜及野外取樣。
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