Искусственная ионизация воздуха аэроионами осуществляется для восполнения недостатка отрицательных ионов заданной концентрации в ограниченном объеме воздушной среды. По данным исследований [2] даже вентилятор приточной вентиляции и обычная москитная сетка на окне полностью лишают поступающий воздух отрицательно заряженных ионов. Также следует отметить, что отрицательные ионы это, как правило, атомарный кислород или более крупные агломераты молекул и аэрозолей воздуха, которые имеют ограниченный срок существования – срок «жизни». При встрече с положительно заряженным ионом отрицательный заряд нейтрализуется [3].
О положительном влиянии отрицательных ионов на живые организмы известно уже давно. Многими исследователями выявлены факты благотворного влияния различных концентраций отрицательных аэроионов [2, 3, 8, 9]. Однако искусственная ионизация не получила достаточно широкого распространения в современных средствах улучшения жизнедеятельности организма. Одна из причин этого – техническая сложность измерения уровня концентрации аэроионов. В настоящее время в России имеются несколько сертифицированных счетчиков аэроионов. Одним из них является Сапфир-3М (производитель НПФ «Янтарь») [7]. Этот прибор регистрирует как отрицательные, так и положительные аэроионы. Заявляемая производителем погрешность измерений составляет от 30 до 50 процентов от диапазона измерений. Разброс показаний получается довольно внушительный.
При применении в опытах по подсчету аэроионов разных приборов «Сапфир-3М» зачастую возникает проблема, что показания результатов испытаний одного прибора при одних и тех же условиях значительно отличаются от показаний другого прибора. Методики по измерению количества аэроинов приборами «Сапфир-3М» заводом-изготовителем не предлагается. Возникает вопрос, насколько верны измерения и в чем причина допущений в точности? В таких условиях возникла потребность провести испытания на нескольких однотипных приборах и сравнить полученные результаты.
Целью проводимых опытов было сравнение показаний счетчиков «Сапфир-3М» с применением методов математической статистики [1, 7]. В качестве источника аэроионов использовался генератор аэроионов «Габи-01» (производитель НТМ-Защита) [6]. Он позволяет генерировать аэроионы положительной и отрицательной полярности, как одновременно, так и поочередно, до 50000 ион/см3 с регулируемой градацией в процентном отношении. Показания каждого из счетчиков сравнивали при замерах одинаковой концентрации аэроионов при неизменных параметрах окружающей среды (температура, влажность и др.). В процессе проведения измерений было исключено движение воздуха как один из факторов, влияющих на результаты подсчетов. Для этого счетчик и генератор аэроионов помещались в воздуховод (рисунок).
Измерения проходили при разных расстояниях между генератором и счетчиком, а режимы работы счетчика настраивались на различные усреднения (8, 16 и 32 секунды). Методика проведения экспериментальных работ заключалась в сравнении получаемых показаний счетчиков, при прочих равных условиях, а также анализе результатов с последующей корректировкой дальнейших измерений. Накоплен большой дискретный материал, который позволил применить математический аппарат к обработке результатов. Опыты проводились при следующих параметрах окружающей среды: температура воздуха 22 градуса, влажность 25 %, атмосферное давление 755 мм рт.ст. В табл. 1–5 приведены результаты пяти серий замеров отрицательных аэроионов, выполненных при помощи прибора «Сапфир-3М» № 14060.
Счётчик и генератор аэроионов внутри воздуховода
Таблица 1
Опыт A1. Результаты измерения счетчика в ион/см3. Расстояние между счетчиком и генератором – 0,25 м. Выработка ионов – 10000 ион/см3 (мощность 20 %)
|
Без усреднения 4 с |
Усреднение 8 с |
Усреднение 16 с |
Усреднение 32 с |
|
|
1 |
45,5 |
46,4 |
42 |
52,9 |
|
2 |
41,4 |
57,1 |
53,9 |
43,4 |
|
3 |
41,8 |
38 |
47,5 |
44,9 |
|
4 |
46,8 |
45,9 |
44 |
46,7 |
|
5 |
47,8 |
45,3 |
45,5 |
41,3 |
|
6 |
42,5 |
29,8 |
44,7 |
42,9 |
|
7 |
45,6 |
56,8 |
43,2 |
47,2 |
|
8 |
42,1 |
46,2 |
42,1 |
43,1 |
|
9 |
43,1 |
38,8 |
40,1 |
45,5 |
|
10 |
44,5 |
53,6 |
38,1 |
44,2 |
Таблица 2
Опыт A2. Результаты измерения счетчика в ион/см3. Расстояние между счетчиком и генератором – 0,5 м. Выработка ионов – 30000 ион/см3 (мощность 60 %)
|
Без усреднения 4 с |
Усреднение 8 с |
Усреднение 16 с |
Усреднение 32 с |
|
|
1 |
106 |
89,6 |
95,4 |
119 |
|
2 |
106 |
98,4 |
85 |
110 |
|
3 |
104 |
91,5 |
100 |
108 |
|
4 |
95,7 |
110 |
90,7 |
106 |
|
5 |
97,8 |
95 |
98,7 |
113 |
|
6 |
115 |
109 |
93,6 |
101 |
|
7 |
98,7 |
93 |
97,5 |
102 |
|
8 |
96,8 |
101 |
96,5 |
97,4 |
|
9 |
103 |
91,7 |
105 |
102 |
|
10 |
101 |
96,6 |
108 |
100,9 |
Таблица 3
Опыт A3. Результаты измерения счетчика в ион/см3. Расстояние между счетчиком и генератором – 0,75 м. Выработка ионов – 50000 ион/см3 (мощность 100 %)
|
Без усреднения 4 с |
Усреднение 8 с |
Усреднение 16 с |
Усреднение 32 с |
|
|
1 |
45,3 |
45,6 |
46,1 |
45,6 |
|
2 |
43,1 |
45,7 |
46,7 |
41,2 |
|
3 |
36,4 |
42,3 |
44,7 |
42,7 |
|
4 |
46,4 |
45,3 |
44,9 |
41,7 |
|
5 |
43,5 |
41,4 |
45,1 |
43,4 |
|
6 |
46,7 |
43,7 |
41,4 |
47,7 |
|
7 |
47,5 |
42,5 |
42,1 |
45,1 |
|
8 |
42,3 |
41,6 |
44,8 |
41 |
|
9 |
46,6 |
41,7 |
46,4 |
39,9 |
|
10 |
47,1 |
43,9 |
44,4 |
40 |
Таблица 4
Опыт A4. Результаты измерения счетчика в ион/см3. Расстояние между счетчиком и генератором – 1,0 м. Выработка ионов – 30000 ион/см3 (мощность 60 %)
|
Без усреднения 4 с |
Усреднение 8 с |
Усреднение 16 с |
Усреднение 32 с |
|
|
1 |
9,9 |
9,5 |
8,7 |
9,1 |
|
2 |
10 |
9,4 |
8,6 |
9,6 |
|
3 |
11,5 |
7,8 |
7,9 |
8,9 |
|
4 |
8,7 |
10,6 |
9,1 |
8,7 |
|
5 |
4,9 |
8,4 |
11 |
8,4 |
|
6 |
11,1 |
11 |
10,8 |
9,4 |
|
7 |
10,7 |
8,6 |
10,6 |
9,3 |
|
8 |
9,7 |
9,3 |
11,2 |
9,4 |
|
9 |
8,7 |
9,6 |
9,7 |
10,3 |
|
10 |
8,9 |
9,7 |
9,4 |
10,4 |
Таблица 5
Опыт A5. Результаты измерения счетчика в ион/см3. Расстояние между счетчиком и генератором – 0,25 м. Выработка ионов – 30000 ион/см3 (мощность 60 %)
|
Без усреднения 4 с |
Усреднение 8 с |
Усреднение 16 с |
Усреднение 32 с |
|
|
1 |
121,3 |
122,3 |
121 |
128,2 |
|
2 |
130,4 |
124,5 |
131,4 |
127,4 |
|
3 |
125,6 |
126,2 |
129,9 |
124,1 |
|
4 |
125,7 |
130,3 |
119,9 |
122,3 |
|
5 |
127,1 |
131,1 |
123,4 |
123,4 |
|
6 |
128,4 |
127,3 |
124,7 |
120,3 |
|
7 |
130 |
129,3 |
126,8 |
121,4 |
|
8 |
122,2 |
126,8 |
123,1 |
124 |
|
9 |
124,5 |
121 |
131,1 |
123,7 |
|
10 |
126,1 |
120,9 |
129,2 |
126,1 |
Далее, опыты проводились на приборе «Сапфир-3м» № 14066 при тех же параметрах температуры воздуха, влажности и атмосферного давления. Результаты занесены в табл. 6–9.
Таблица 6
Опыт B1. Результаты измерения счетчика в ион/см3. Расстояние между счетчиком и генератором – 0,25 м. Выработка ионов – 10000 ион/см3 (мощность 20 %).
|
Без усреднения 4 с |
Усреднение 8 с |
Усреднение 16 с |
Усреднение 32 с |
|
|
1 |
45,6 |
46,9 |
42,1 |
52,78 |
|
2 |
41,8 |
57,2 |
53,4 |
43,7 |
|
3 |
41,1 |
38,4 |
47,1 |
44,8 |
|
4 |
46,9 |
45,5 |
44,5 |
46,4 |
|
5 |
47,2 |
45,5 |
45,1 |
41,1 |
|
6 |
42,5 |
29,1 |
44,8 |
42,6 |
|
7 |
45,1 |
56,7 |
43,5 |
47,1 |
|
8 |
42,8 |
46,6 |
42,6 |
43,6 |
|
9 |
42,5 |
45,6 |
40,1 |
43,7 |
|
10 |
39,1 |
45,7 |
44,1 |
43 |
Таблица 7
Опыт B2. Результаты измерения счетчика в ион/см3. Расстояние между счетчиком и генератором – 0,5 м. Выработка ионов – 30000 ион/см3 (мощность 60 %)
|
Без усреднения 4 с |
Усреднение 8 с |
Усреднение 16 с |
Усреднение 32 с |
|
|
1 |
106,1 |
89,7 |
95,1 |
118 |
|
2 |
104 |
98,6 |
81 |
111 |
|
3 |
101 |
91,4 |
101 |
107 |
|
4 |
95,4 |
110,1 |
90,4 |
101 |
|
5 |
97,5 |
95,7 |
98,3 |
114 |
|
6 |
116 |
104 |
93,2 |
101,1 |
|
7 |
98,9 |
94 |
97,7 |
104,4 |
|
8 |
96,1 |
104 |
96,3 |
97,4 |
|
9 |
103 |
91,6 |
105,1 |
102 |
|
10 |
101 |
96,7 |
108 |
100,9 |
Таблица 8
Опыт B3. Результаты измерения счетчика в ион/см3. Расстояние между счетчиком и генератором – 0,75 м. Выработка ионов – 50000 ион/см3 (мощность 100 %)
|
Без усреднения 4 с |
Усреднение 8 с |
Усреднение 16 с |
Усреднение 32 с |
|
|
1 |
45,5 |
45,1 |
46,1 |
45,6 |
|
2 |
43,1 |
45,4 |
46,7 |
41,2 |
|
3 |
36,32 |
42,6 |
44,7 |
42,7 |
|
4 |
46,3 |
45,8 |
44,9 |
41,7 |
|
5 |
43,6 |
41,9 |
45,1 |
43,4 |
|
6 |
46,7 |
43,4 |
41,4 |
47,7 |
|
7 |
47,8 |
42,6 |
42,1 |
45,1 |
|
8 |
42,5 |
41,1 |
44,8 |
41,0 |
|
9 |
44 |
41,7 |
46,4 |
39,9 |
|
10 |
44,1 |
43,9 |
44,4 |
40 |
Таблица 9
Опыт B4. Результаты измерения счетчика в ион/см3. Расстояние между счетчиком и генератором – 1,0 м. Выработка ионов – 30000 ион/см3 (мощность 60 %)
|
Без усреднения 4 с |
Усреднение 8 с |
Усреднение 16 с |
Усреднение 32 с |
|
|
1 |
9,6 |
9,2 |
8,1 |
9,6 |
|
2 |
10,4 |
9,1 |
8,3 |
9,2 |
|
3 |
12,1 |
8,2 |
7,7 |
8,4 |
|
4 |
7,9 |
9,61 |
9,5 |
8,23 |
|
5 |
4,6 |
8,12 |
10,5 |
8,2 |
|
6 |
11,6 |
11,2 |
10,4 |
9,6 |
|
7 |
10,85 |
8,8 |
11 |
9,5 |
|
8 |
9,9 |
9,6 |
11,5 |
9,56 |
|
9 |
8,9 |
8,4 |
9,45 |
10,5 |
|
10 |
8,19 |
9,4 |
9,9 |
10,5 |
В качестве оценки полученных дискретных распределений в опытах A1–B4 был вычислен коэффициент асимметрии As [6]. Полученные значения коэффициента асимметрии занесены в табл. 10. Результаты опытов A5 показывают, что при расстоянии между приборами 0,25 м увеличение мощности генератора в три раза практически не меняет значение коэффициента асимметрии As. Более того, для одного и того же прибора коэффициент As уменьшается почти в два раза (в опыте A1). Это говорит о том, при расстоянии между приборами от 0,25 м до 0,5 м распределение (табл. 1, 2, 5, 6, 7) близко к нормальному [6]. При увеличении расстояния (в опытах A4 и B4), или одновременного увеличения расстояния и мощности генератора (в опытах A3 и B3), знак коэффициента асимметрии меняется на противоположный. Это еще раз подчеркивает тот факт, что увеличение мощности генератора аэроионов не ведет к такому же увеличению количества регистрируемых частиц. При увеличении расстояния между источником и приемником аэроионы превращаются в нейтральные частицы, не достигнув счетчика «Сапфир-3М». Поэтому необходимо применение приборов ионизации в совокупности с методами поддержания достаточного уровня концентрации аэроионов в воздухе.
Таблица 10
Значения коэффициента асимметрии As в зависимости от расстояния S между приборами и мощности генератора
|
W, % S, м |
20 % 0,25 |
60 % 0,25 |
60 % 0,5 |
100 % 0,75 |
60 % 1,0 |
||||
|
Опыт |
A1 |
B1 |
A5 |
A2 |
B2 |
A3 |
B3 |
A4 |
B4 |
|
As |
0,227 |
0,111 |
0,122 |
0,336 |
0,169 |
–0,64 |
–0,657 |
–1,183 |
–0,765 |
Таким образом, в результате проведенных исследований были получены устойчивые результаты дискретных данных по концентрации аэроионов в воздухе. Разработана методика использования прибора «Сапфир-3М», при которой можно измерять количество аэроионов в воздухе с минимальной погрешностью измерения.