공기중 음이온에 대해서

공기중 음이온에 대해서

음이온이라는 말이 업계를 비롯한 일반인에게도 생소하면서 이온(하전입자)에 관심이 깊어지고 있습니다.

그러나 그 적당성은 무시되고 한편으로 양이온은 나쁜 경향을 볼 수 있습니다.

이번에는 우리가 생활하는 환경중(공기중)의 음이온 밀도 측정뿐만 아니라 양이온 밀도 및 공간전하밀도(이온벨런스)의 측정에 대해 알아보겠습니다.

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환경중이온(대기이온, 공기이온)이란?

사전에서 찿아보면 아래와 같다

음이온[영불anion] 음이온, 음이온이라고도 하는 부전하를 가진 이온

양이온[영불 cation]카티온, 양이온이라고도 하는 정전하를 가지는 이온.전기분해 때 음해로 방전하는 것으로 패러데이가 명명했습니다.

이렇게 간단한 표기로 기재 되어있습니다.

또, 대기 이온에 대해서는"[atmosherications] 대기중에 존재하는 이온.

크기 또는 역동도에 따라 소이온, 중이온, 대이온 등으로 분류한다.

전자를 음이온에 포함시키는 경우도 많다.

소이온은 분자 1개 정도로 구성되어, 지표에 가까운 공기중의 수는 600~700개/입방 센티미터 정도로, 양이온이 약간 많다.

중이온은 분자가 1000 정도.대이온은 수만 개 정도 모인 것이다.

다이온은 랑주뱅 이온이라고도 불리며 전하가 없는 중성 핵과 함께 응결핵의 작용을 한다.

매연과 먼지가 많은 대도시에 많으며 1m 안에 수만 개가 있다.

양이온이 이렇게 많아지면 소이온은 훨씬 줄어 100개 이하가 된다.

대기의 전기 전도율에는 이온수와 같이 역동도도 관계하고, 소이온이 많은 쪽이 전도율은 크다.

대기 이온은 방사선과 기타 각종 원인에 의한 전리로 생성된다"

조금 자세한 설명을 하자면 역동도(이동도: 전기가동도)의 단위는 평방센티미터/Volt·sec로 전계(Volt/cm)와 속도(cm/sec)의 조합이다.

이동도가 빠른 입자는 입경이 매우 작음을 나타낸다.

소이온은 이동도가 0.4 이상인 빠른 것, 중이온은 0.4~0.04의 범위, 간이온(다이온)은 0.04~0.004의 범위 또는 느린 입자로 생각된다.

게다가 환경중(공기중)에는 여러가지 형태, 크기의 기체, 액체, 고체의 입자가 혼재하고, 그것들에는 하전입자(마이너스이온, 플러스가온)와 비하전입자가 있어, 시간적으로도 변동하고 있다.

널리 혼재하는 입자를 하나의 기기로 측정하는 것은 불가능하다.

입경의 종류에 따라 여러 가지 측정 방법이 이용되고 있습니다.

그 안의 전기가동법을 이용한 대기 가온 측정에 대해 이야기 하겠습니다.

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대기이온의 측정원리

대기이온(정이온, 음이온)을 측정하는 센서에는 평행평판형, 동축원통형 등이 있습니다.

여기에서는 동축원통형에 대해서 이야기하고자함니다.

기본적으로는 동축상에 집전극과 전압을 인가하는 전극으로 구성되어 있습니다.

인가전극에 직류의 부전압을 인가하여 전계(전양)를 만든다.

소이온 판정에서는 작은 전계(낮은 전압)를 만든다.

집전극에는 음이온이 모인다.

그 외는 매우 작으므로 앰프로 증폭한다.

여기에서 대기중(공기중)의 음이온의 소이온 밀도를 n, 대기흡입량을 Φ, 소전하량을 e로 하는 전류계 A의 전류I는

I=enΦ가 된다.

이것보다 n=I/eΦ

되어 음이온 밀도를 측정할 수 있다.

단 공간 전하 밀도는 0으로 한다.

양이온 밀도를 측정할 경우에는 인가전극에 정전압을 인가한다.

공간전하밀도를 측정할 경우는 전압을 0으로 한다.

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실제 측정에 사용하는 측정기의 사양, 구성은 아래와 같습니다.

1. 측정 이온: 정부 소이온, 이동도 0.4cm2/V·sec이상(입경 약 0.002마이크로m이하)

2. 공간전압밀도: 전체 이온수의 정이온수와 음이온수의 차이

3. 측정환경: 일반 대기 중 이온 발생에 의한 고농도 환경

4. 측정레인지에 의한 측정치: MULTIPLIER - 15~9999 (개/cc)

　　-　10　　　500～99990

　　-　100　50000～999900

5. 측정 최소 분해능: 5(개/cc)

6. 샘플링 유량: 60리터/min

7. 전원: AC100V + -10% 50/60Hz 소비 전력 10VA (별매 프린터 사용시 15VA)

8.사용환경: 온도범위 0~40도 습도 80% 이하 형상 320(W)×220(H)×125(D)

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측정 절차로는

a. 측정기는 가능하면 1시간 이상 예열한다.

b. 흡입을 OFF로 하고 영 를 취한다(센서에 캡).

c. 캡을 제거한 후 흡입한다.

d. 측정 환경 중 이온 상태의 3요소(음이온, 양이온, 공간 전하밀도)를 반드시 측정한다

e. 유량에 변화를 주지 않도록 하고, 나아가 오버 스케일도 주의하여 측정물을 흡입구에 접근시킨다.

f. 때때로 0 체크를 한다.

g. 가능한 기기 어스(접지)를 한다.

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측정 데이터의 예시

데이터의 연월일 2020/04/xx 선두 데이터 시각 xx:xx

[5분 동안 300 데이터 보기]

데이터수 300 평균치 - 192 단위(10NS/CC)

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천연석 음이온 계측 결과( 개/CC)

장석 9000 비선(문제 있음) 몸에 좋지 않음

화강석 500 광명석 1000 의왕석 4500 α선(몸에 좋은 효과) 비장탄 1500

흑요석 800　기후 맥반석 800　난징보리밥돌600　용왕석 3400　각섬석 1800　토르말린 2500

 

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