专利名称：静电离子空气发射装置的制作方法
在本发明的一般形式中，本发明涉及一种被均匀化的静电离子发射装置，用于在具有相同等级的直径的流体内的多个悬浮微粒的表面上沉积具有相同电荷的准均匀数量的离子。按照本发明的静电离子发射装置是一种下述类型的离子发射装置，其由以下部件之间的组合构成在一方面，导电放电电晕电极，其上施加有放电电位因而发射离子流，以及，在另一方面，导电的非电晕接受器电极，其上施加有不同的接受器电位。所述接受器电极具有准平面有效表面，位于电晕电极的对面并远离其放电区。使接受器电极的有效表面和电晕电极分开的自由空间是空的。多个流体通路横跨所述接受器电极。所述通路按照基本上垂直于所述有效表面的所谓的流动轴线，通过多个准圆形孔终止在其有效表面上。这些通路确保在有效表面的附近流体按照跨过接受器电极的细管流动，并且基本上全部平行于具有悬浮微粒的流体的流动轴线。所述装置还包括用于对流体加压的装置，用于确保流体基本上沿着所述流动轴线并沿着细管运动(特别是跨过接受器电极的厚度)。所述装置配备有电流源，包括至少两个金属端子，其间具有足够高的电位差(约5000V)，以及至少两个导体，每个导体的一端和一个电位端子与/或地相连，另一端分别和电晕电极和接受器电极相连，使得所述两个电极之间具有足以保证在电晕电极的放电区进行离子发射的电位差。按照本发明的静电离子发射装置的特征在于以下的组合在一方面，设置许多流体通路，它们用这种方式跨过接受器电极，使得它们的许多孔沿着有效表面的两个几何方向准均匀地分布在有效表面上。并且，在另一方面，接受器电极的准平面的有效表面被许多被弄成尖端、具有尖的边沿的与/或尖钉状的区域覆盖着。所述区域从所述有效表面以浮雕的形式凸现。它们局部地并在其端部具有最小的表面弯曲半径。这些尖的区域也沿着所述表面的两个几何方向并围绕所述的孔准均匀地分布在所述有效表面上。这种接受器电极的特定局部几何结构的组合，使得源自电晕电极的并沿着接受器电极的准平面的有效表面的方向的表面离子流，具有在有效表面的邻近的点呈现的点状的(punctual)离子强度，相对于空间距离的改变，具有离子强度的均匀的空间分布，所述空间距离是在相应于接受器电极的有效表面的投影的点和包围着所述电晕电极的放电区在准平面的有效表面上的直的投影形成的形状的几何中心的所谓的主要离子作用区之间的距离。所述离子均匀性在包围着几何中心的宽的有效区域被建立。用这种方式，使得在所述大的有效区内，在由流体通过所述的孔输送的悬浮微粒(相同等级的直径的)的表面上沉积准均匀数量的离子。图1a，1b分别以截面图和透视图示意地表示静电离子发射装置的现有技术的状态；图2a，2b分别以截面图和透视图示意地表示最接近的现有技术，其是配备有美国专利5474600公开的细菌生物净化系统的静电离子发射装置；
图3a，3b分别以截面图和透视图示意地表示按照本发明的用于离子的流量均化和离子沉积的静电离子发射装置的原理结构；图4，5，和6以透视图表示按照本发明的静电离子发射装置的3种改型；图7分别以截面图和透视图表示由带有悬浮微粒的流体横切的按照本发明的双离子发射系统；图8-12表示由本发明推荐的用于构成静电离子发射装置的多孔接受器电极的导电材料的成分的特有特征；图13以截面图示意地表示由本发明推荐的静电离子发射装置的改型，其中接受器电极利用图8-12所示的材料来实现；图14以截面图示意地表示由本发明推荐的双离子发射系统的另一种改型，其中接受器电极利用图8-12所示的材料制成；图15以截面图表示按照本发明的双离子发射系统的改型，具有串联和并联设置的电晕电极；以及图16和17分别以截面图和透视图表示例如图14所示的双离子发射系统对于运动的流体中的悬浮微粒的作用。

图1a和图1b以截面图(图1a)和透视图(图1b)示意地表示按照现有技术的静电离子发射装置(11)。按照现有技术的静电离子发射装置(11)包括电晕放电导电电极(EC)，其上施加有负的放电电位(VI)，发射一个负离子(iq)的整体流(I)。其还包括非电晕导电的接受器电极(ER)，其上施加有正的接受器电位(V2)。接受器电极(ER)具有位于电晕电极(EC)对面的有效表面(SA)。其离开其负离子(iq)放电区(D)一个距离(di)。分开电晕电极(EC)的有效表面(SA)的空间(H)是空着的。接受器电极(ER)是多孔的，其具有多个流体通道(C1，C2，...，Cn)，所述通道按照基本上垂直于有效表面(SA)的所谓的流动轴线(xx’)穿过接受器电极(ER)，终止在其有效表面(SA)上的多个孔(O1，O2，...，On)内。用于对液体加压的装置(未示出)确保流体F基本上沿着流动轴线(xx’)跨过接受器电极(ER)的厚度运动。
按照现有技术，有效表面(SA)的表面的几何形状是随机的。在孔(O1，O2，...，On)的周围未提供用于使负离子(iq)均质化的有效表面(SA)的特定的局部几何结构。
图1a的左侧表示在表面(SA)附近的平面(uu’)内的离子(iq)的表面流动(Is(r))的强度(J(Q))的曲线12。这些是由电晕电极(EC)沿着接受器电极(ER)的准平面的有效表面(SA)的方向发出的离子(iq)。离子的强度(J(Q))被按照轴线(xx’)示出了。在有效表面(SA)附近的点(Q(r))，离子的点表面强度(J(Q))呈现离子强度(J(Q))的高度的不均匀的空间分布。应当注意，当离开装置(11)的中心流动轴线(xx’)时，即，随着按照轴线(yy’)表示的空间距离(r)的增加，所述强度被急剧减小，所述空间距离是接受器电极(ER)的有效表面(SA)的相应的投影点(P(r))和在准平面的有效表面(SA)上的电晕电极(EC)的投影点的几何中心(O)之间的距离。
图1a表示在两个电极(EC，ER)之间由离子束形成的离子流(Is(r))的局部强度。所示的离子数表明在径向上的沿这个方向的离子流的强度。应当注意，当点(Q(r))及其投影(P(r))离开几何中心(O)时，由同一表面流(Is(r))引起的在(Q(r))达到表面(SA)的离子的数量急剧减小。
图1b用透视图示意地表示装置11的结构。
图2a和2b以截面图(2a)和透视图(2b)示意地表示现有技术的一种改型，其基于本申请人的美国专利5474600中所述的那种类型的离子发射静电装置(21)。应当注意，放电电极(EC)由位于垂直于有效表面(SA)的针(23)的端部的电晕尖端(22)组成。电晕尖端(22)被具有最小壁厚(26，ep)的和针(23)的尖端的轴线共直线的空心的金属管(25)包围着。接受器电极(ER)由多孔的蜂窝状的金属制成。管(25)和电极(ER)相连，并施加有相同的正电位(V2)。放电电晕导电电极(EC)被施加负的放电电位(Vi)。在放电电极的放电区(D)，放电电极发出负离子(iq)的整体流(I)。所述离子流借助于表示沿不同方向的离子的强度的不同厚度的虚线示出了。此外，在处理中插入的不同的微观图(尤其是离子和粒子)被放大了。应当注意，由于接受器电极(ER)的存在，沿着管(25)的内壁方向的离子流(iq)非常弱(细线)。曲线(27)表示在垂直于轴线(xx’)的并基本上在管(25)的中心切割管(25)的平面(tt’)内的离子表面强度(J(r))的改变。在管(25)的内部并且在其中心部分，离子强度(Is(r))随着到电晕电极(EC)的轴线的距离(r)迅速减弱。容易理解，在平面(tt’)内离子强度(J(r))按照1/r改变。在曲线(28)上还示出了在接受器电极(ER)的区域内在平行于接受器电极(ER)的有效表面(SA)的平面(uu’)内的离子强度(J(r))的改变。离子强度(J(r))也随着到电晕电极(EC)的轴线(xx’)的距离(r)而快速减弱。
接受器电极(ER)的有效表面(SA)没有特定的局部几何形状。如图2b所示，这可以在其有效表面(SA)上具有多个孔(O1，O2...On)的并位于管(25)的端部的保持板附近被吸收。
图2a表示流体(F)的流(K)，其通过接受器电极(ER)穿入管子(25)。流体(F)被充以多个悬浮微粒粒子(p1)。可以认为，这些粒子在穿过装置(21)以前是中性的。在跨过接受器电极(ER)之后，粒子面对着离子流(iq)。由于上述的离子流的不均匀性的原因，应当理解，靠近轴线(xx’)行进的悬浮微粒粒子(p2)接收大量的负离子(iq)。图中示出了4个。与此相反，离开轴线(xx’)一个距离通行的粒子(p3)接收较少的负离子。图中示出了1个。
结果，应当理解，按照现有技术的这个系统(21)不能使得在接受器电极(ER)附近的离子流均匀，也不能满意地使在从一侧到另一侧穿过系统(21)的悬浮微粒粒子(p1，p2，p3，...)上沉积的离子流均匀化。
图3a和图3b以最简单的形式以截面图和透视图示出了由本发明提出的对离子发射装置(1)的改进。和在上面参照图1a到2b所述的现有技术的装置(11、21)相同按照本发明的所述装置(1)的一般结构利用相同的标号由装置(1)表示，并且不再重复。
静电离子发射装置(1)旨在在相同直径等级(dp)的流体(F)流(K)中的多个悬浮微粒粒子(p1)的表面(sp)上沉积准均匀数量(q)的带电的离子(iq)。这种静电装置(1)通过施加有放电电位(V1)的发射整个离子(iq)流(I)的放电电晕导电电极(EC)和施加有接受器电位(V2)的非电晕导电接受器电极(ER)之间的组合构成。接受器电极(ER)具有准平面有效表面(SA)，其位于电晕电极(EC)的对面，并离开电晕电极的放电区(D)一个距离(di)。使接受器电极的有效表面(SA)和电晕电极(EC)的尖端(22)分开的空闲空间(H)是空着的。多个流体通路(C1，C2...Cn)穿过接受器电极(ER)。它们按照基本上垂直于有效表面(SA)的所谓的流动轴线(xx’)通过在其有效表面(SA)上的准圆形的多个孔(O1，O2...On)终止。在有效表面(SA)的区域内，它们确保流体(F)按照横跨接受器电极(ER)的细管(未示出)流动，并在总体上基本平行于流体流动的所述轴线(xx’)。
具有电晕尖端(22)的电极(EC)由具有最小壁(26)厚(sp)的空管(25)包围着。所述空管(25)和针(23)的尖端轴线(x1，x’1)共直线，其符合流体流动的轴线(xx’)，并位于接受器电极(ER)的有效表面(SA)的对面。这个空管(25)相对于有效表面(SA)并在针(23)的周围沿纵向包围着流体(F)的细管。最好是，空管(25)由特定的金属导电材料(34)制成。空管(25)具有和接受器电极(ER)相同的正电位，以便实现对于电晕电极(EC)的负电位(V1)的电保护。
图13表示按照本发明的装置(1)的附加的特定的细节。用于加压流体的装置(2)(尤其是通风机)确保流体(F)的运动，尤其是通过接受器电极(ER)的厚度(er)，并基本上沿着所述流动轴线(xx’)并沿着所述细管(未示出)。装置(1)具有电流源(3)，包括至少两个金属端子(B+，B-)，在所述端子之间具有足够高的电位差(约5000V)。两个导体(4，5)的每个的一端(6，7)和电位端子(B+，B-)之一与/或地(8)相连，而另一端(9，10)分别和电晕电极(EC)和接受器电极(ER)之一相连。这是为了使两个电极(EC，ER)受到一个电位差(V1)＜＞(V2)，足以保证在放电区(D)进行离子(iq)发射。
应当注意，参见图3b，静电离子发射装置(1)配备有接受器电极(ER)的表面(SA)的局部表面几何结构的特定的组合。在一方面，其多个流体通路(C，C2...Cn)跨过接受器电极被设置，使得多个孔(O1，O2，...，Oi，...On)沿着两个几何方向(yy’，zz’)准均匀地分布在有效表面(SA)上，并且在另一方面，接受器电极(ER)的准平面有效表面(SA)由多个被形成尖端(尖的边沿的与/或尖钉状的)(Ai)的区域覆盖。它们显著地从有效表面(SA)出现，并局部地具有最小表面弯曲半径(ra)。它们沿着两个几何方向(yy’，zz’)准均匀地分布在其有效表面(SA)上。它们包围着所述的孔(O1，O2...On)。
图3a表示由电晕电极(EC)的放电区(D)沿不同方向发出的离子(iq)流，其中用不同厚度的虚线表示其离子强度(J(r))。应当注意，由于多个被形成尖端(具有尖的边沿的与/或尖钉状的)的区域的存在，所述区域显著地从所述有效表面(SA)上出现，并且均匀地分布在所述表面上，沿接受器电极的有效表面(SA)的方向的离子流具有增加的均匀度(虚线具有类似的宽度)。
位于图3a的左边的曲线32表示在垂直于轴线(xx’)并且基本上在管子(25)的中心切割管子(25)的平面(tt’)内的离子的表面强度(J(r))的改变。离子表面强度在管子的内部作为到电极(ER)的轴线的距离(r)的函数快速变弱。此外，注意到，相对于在没有尖的区域(Ai)时看到的(图2a曲线27)，尖端(具有尖的边沿的与/或尖钉状的)的存在使得沿着管子(25)的内壁的方向的离子流的总的大小变弱。有效表面(SA)的尖端(Ai)(具有尖的边沿的与/或尖钉状的)比管子(25)的内壁具有占优势的静电作用。
在曲线33上还示出了在接受器电极(ER)附近在平行于接受器电极(ER)的有效表面(SA)的平面(uu’)内离子表面强度J(r)的改变。注意到，和曲线28相比，一方面，离子表面强度(J(r))随着到电晕电极的轴线(xx’)的距离略微变弱，在另一方面，当离开接受器电极(ER)时，总的强度大于在图2a的曲线32上观察到的强度。上述的几何结构的结果是使离子流均匀化。
实际上，沿着接受器电极(ER)的准平面有效表面(SA)的方向来自电晕电极(EC)的离子的表面离子流(Is(r))具有点状的(punctual)离子表面强度J(Q(r))，相对于相应于在接受器电极ER的有效表面的投影点(P(r))和包围着在准平面有效表面(SA)上的电晕电极(EC)的放电区(D)的直的投影的图(G)的几何中心的主要离子作用区(A)之间的空间距离(r)的改变，在有效表面(SA)附近的点(Q(r))具有离子强度的空间分布的增加的均匀性。这在包围着占据管子(25)的整个截面的几何中心(O)的宽有效区(S)被注意到。均匀性的增加到这样的程度，以至在所述有效区(S)因而在管子(25)的整个截面，在接受器电极(ER)附近，在通过孔(O1，O2，...On)由流体输送的相同等级的直径(dp)的悬浮微粒的表面上沉积准均匀数量的离子。此外，在中心部分(tt’)的离子沉积的不均匀性的影响由于上述原因而非常弱。所述不均匀性被减弱到这样的程度，以至在从系统(1)的一侧跨过到达另一侧的悬浮微粒(p1)的表面上离子的沉积，相对于通过按照现有技术的装置(11，21)时的离子沉积是相当均匀的。由本申请人在按照本发明的装置(1)上进行的实验室试验的结果证实了这个物理特征。借助于按照本发明的教导修改例如美国专利5474600所述的装置的接受器电极，并通过测量离子沉积的均匀化的物理结果，本发明人能够用实验证实上述的结果。
本发明可以有利地利用几种类型的电晕电极(EC)。
因而，按照在图3a，3b中所示的改型，装置(1)包括在以下部件之间的特有的组合接受器电极(ER)的准平面有效表面(SA)，以及放电电极(EC)；所述有效表面由准均匀地分布的多个弄尖的出射(emerging)区(Ai)覆盖着，所述弄尖的出射区包围着也是准均匀地分布的孔(O1，O2，...On)；所述放电电极由位于针(23)的端部的电晕尖端(22)构成；所述的针的方位和垂直于准平面有效表面(SA)的尖端的轴线(x1，x1’)一致，其沿着弄尖的出射区(Ai)的方向，并离开对着的有效表面(SA)一个距离。
按照图6所示的改型，装置(1)包括以下部件之间的特有的组合其接受器电极(ER)的准平面有效表面(SA)，以及放电电极(EC)；所述有效表面由准均匀地分布的多个弄尖的出射(emerging)区(Ai)覆盖着，所述弄尖的出射区包围着也是准均匀地分布的孔(O1，O2，...On)；所述放电电极由导线(41)构成；所述的导线的方位和基本上平行于准平面有效表面(SA)的轴线(x2，x2’)一致。所述导线(41)基本上垂直于弄尖的出射区(Ai)，并离开对着的有效表面(SA)一个距离。
本发明推荐几种类型的弄尖的出射区(Ai)的几何结构。按照图3a，3b所示的改型，接受器电极(ER)的准平面有效表面(SA)由准均匀分布的多个弄尖的出射区(Ai)覆盖着，所述弄尖的出射区成均匀分布的弄尖的尖钉尖端(42)的形状，局部地具有一个最小表面弯曲半径(ra)，它们包围着均匀分布的孔(O1，O2...On)。这些弄尖的尖钉尖端(42)指向有效表面(SA)的外部，沿着放电区(D)的方向和基本上垂直的轴线(xx’)一致。
按照图4，5和6所示的一种改型，接受器电极(ER)的准平面有效表面(SA)被准均匀分布的多个火山口状的部分(43)覆盖着，所述火山口状的部分具有呈准圆形闭合的尖的边沿(Ai)。它们在其最边沿上具有最小弯曲半径(ra)的部分，包围着孔(O1，O2，...，On)，并沿着放电区(D)的方向按照基本上垂直的轴线(xx’)朝向有效表面(SA)的外部终止。
图13表示由用于使离子发射均匀的本发明的静电装置(1)的一种推荐的改型的实施例。接受器电极(ER)由多孔结构(51)构成。其被弄成尖端(具有尖的边沿与/或尖钉状)(Ai)的区域准均匀地分布在其有效表面(SA)上，并借助于所述多孔结构(51)相互连接。
接受器电极(ER)由多孔结构(51)构成，所述多孔结构具有蜂窝状的网孔(52)，所述网孔由具有长的直线部分(57)的呈翼片的阵列的组合体(Ai，an)构成。其许多被弄成尖端(具有尖的边沿与/或尖钉状)的准均匀地分布在其有效表面(SA)上的区域(Ai)借助于垂直于(au droitde)有效表面(SA)把多孔结构(51)的蜂窝状网孔的结构分成段来限定。
按照本发明的接受器电极(ER)的一种优选的改型的实施例如图8-12所示。支撑着准平面的有效平面(SA)的接受器电极(ER)利用多孔的导体块(55)构成。这由准重复的多孔结构(51)构成，所述多孔结构具有蜂窝状网孔(52)，所述网孔由多个具有长的直线部分(57)的翼片(...，an，...)构成，所述翼片由特定的金属导电材料(58)构成。
如图8和图9所示，所述翼片(an)具有细的横截面(st)，其厚度(ea)比其纵向尺寸(la)小得多。它们包括至少一个横向的尾沿(bn)，其是细长的并且呈锥形，(即其中最小局部横向弯曲半径(ra)的方位沿翼片(an)的长度的方向(xn，x’n)。
如图8可以清楚地看出，翼片(.，.，a13，a14，a15，a16，...，an，...)在物理上和电气上由其每个端部(en1，en2)互连，从而构成三维的导电阵列(R’xyz)。它们在几何上被联结并被分成组，从而形成繁多的单元栅格(c1，...c16，c17，...)，它们相互之间连通，从而形成流体的通路。在多孔块(55)上的内部翼片(a13)大部分由若干个单元栅格(...，c1，...，c17，...)共用。在多孔块(55)上属于相同的内部栅格(c1)的大部分联结的翼片(a13，a14，...)包围着实际的单元表面(62，63)，并借助于其至少一个横向纵表面(s1)沿切向连接所述表面到封闭的几何结构的每个单元栅格(c1，c17)上，所述实际的单元表面对于每个单元栅格是特有的和内部的，从而包含一个紧凑的、空的单元蜂窝状的容积(59，60)。这意味着，其横向尺寸(dx1，dy1，dz1)在三个方向(x，y，z)上具有相同的数量级。所述位于多孔块(55)的中心的大部分栅格(c1)的单元蜂窝容积(59)借助于至少4个(最好12个)跨过其单元表面(62)的火山口状的部分(e16)终止，其和相邻栅格(c16，c17...)的所述空的单元容积相对。每个火山口状的部分被属于其栅格(c16)的并对于相邻栅格(...，c1，...)是共用的翼片的横向边沿(b16)包围着。
图10放大地示意地表示表面(SA)的表面特征。参看图10和图13，注意到，多孔块(55)通过把均匀地分布在有效表面(SA)上的三维阵列(R’xyz)的端壁的单元栅格分成段被切割成和所谓的有效表面(SA)一致的准平面。三维阵列(R’xyz)被垂直于每个外部栅格(Ca)分割为多个金属喷嘴(71)，具有尖的边沿和与有效表面(SA)相似的基本上为圆形的形状。
通过参看图8可以注意到，多孔块(55)的栅格(c16，c17，...)的位置和其具有较大密度的分布一致，并具有12个相邻的栅格。它们被钻成12个火山口状的部分。栅格(c16，c17...)具有12面体的几何结构。
图11和图12用透视图表示多孔块(55)的内部。
图13所示的装置(1)的接受器电极(ER)由基本上是平面的板(64)构成，其具有两个基本上平行的准平面的横向表面第一个所谓的有效表面(SA)位于电晕电极(EC)的对面，并且离开放电区(D)以及第二表面(S’A)一个距离(di)。注意到，被分割的外部栅格(CA，c’A)分布在两个横向表面(SA，S’A)的表面上。如图10所示，它们对每个分割的外部栅格(cA，c’A)提供多个喷嘴(72)，具有被弄尖的边沿(71)，所述边沿具有和接受器电极(ER)的相应的横向支撑表面(SA，S’A)相似的基本上是圆形的形状。通过内部栅格提供流体的多个通槽(Cn)，所述通槽横跨构成接受器电极(ER)的板(64)。它们连接接受器电极的两个表面(SA)和(S’A)。它们终止在第一有效表面(SA)上的多个孔(On)内，和所谓的流动轴线(xx’)一致，基本上垂直于所述第一有效表面(SA)。它们还终止在第二表面(S’A)上的多个孔(O’n)内，和基本上垂直于第二表面的轴线(xx’)一致。由于阵列(R’xyz)的重复的几何结构，流体的多个通槽(Cn)用这种方式构成并和所述接受器电极(ER)交叉，使得所述多个孔(On)准均匀地分布在第一有效表面(SA)上，并且所述多个孔(O’n)也准均匀地分布在第二有效表面S’A上。接受器电极的两个准平面有效表面(SA，S’A)因而都被多个被弄成尖端(具有尖的边沿与/或尖钉状)(Ai，A’i)的区域覆盖着。它们和浮雕那样凸现，包括有效表面(SA)的一些(Ai)以及有效表面(SA)的另一些(A’i)。它们局部地具有一个最小表面弯曲半径(ra)。它们准均匀地分布在第一有效表面(SA)上和第二表面(S’A)上，并包围着所述的孔(On)和(O’n)。
按照本发明的接受器电极(ER)的推荐的制造方法包括首先形成初始的绝缘的或者半导体的阵列。所述初始阵列的几何结构和阵列(R’xyz)的几何结构相同。
为了制造初始阵列，如图8所示，所述方法最好包括横断多个(最好12个)闭合的材料表面，所述表面具有最小厚度(ea)的包络，基本上均匀地沿3个方向(x，y，z)设置，并且由第一绝缘材料制成(尤其是由聚氨酯制成)。
接着，在所述初始阵列上电淀积第二金属材料，特别是镍。用这种方式，形成具有外部金属表面的三维的初始阵列。
本发明推荐通过在聚氨酯的初始阵列上电淀积镍来生产接受器电(ER)。
所述方法首先包括制造作为由聚氨酯制成的翼片的初始多孔阵列的板。然后通过使聚氨酯的初始阵列在以下类型的敏感性溶液中浸渍使其具有导电性Sn Cl1-25g/l；HCl-40ml/l。使初始阵列在溶液中保持10分钟，然后在温水中清洗10分钟。然后在含有以下类型的活化溶液的容器中使所述初始阵列浸渍5分钟Pd C11-0.5g/l HCl-10ml/l。然后在温水中清洗10分钟。
然后在初始阵列上涂镀镍的化学层。为此，把初始阵列浸渍在以下类型的溶液(en ml/l)中NiSO4·7H2O 25NaH2PO2·H2O25NaP2O7·10H2O 50NH4OH(28％sol) 23使初始阵列在所述溶液中保持30分钟。然后在水中清洗10分钟。然后进行镍的电淀积。为此，两个镍阳极被置于电解液槽中。把初始阵列扎在槽中的两个阳极之间，然后在槽中充满具有以下成分(g/l)的溶液NiSO4·7H2O 250 1，4丁烷二醇0.15NiCl250 酞胺0.12H3BO330 pH 4.3-5.1把阳极和初始阵列连接到电流发生器的不同的极上。(阳极连接正极，初始阵列连接负极)。把淀积电流的强度调节到0.5A/dm2，维持7-10分钟。然后进行连续的淀积循环。
在金属淀积导电材料(58)之后，由下面的绝缘材料构成的骨架借助于在初始阵列的外部金属表面上进行热作用或化学作用被取出。这使得有效地形成整个的金属阵列(R’xyz)。优选的是，通过热效应抽出下面的聚氨酯结构。为此，把被镍覆盖的阵列置于1100℃的还原环境中4个小时。此时便制备成接受器电极ER的阵列(R’xyz)。
图13的装置1的接受器电极(ER)由多孔结构(51)制成，具有蜂窝状的网孔(52)，所述蜂窝状网孔由具有长的直线部分(57)的翼片的阵列组合体构成。其多个准均匀地分布在第一有效表面(SA)上的被弄成尖端(具有尖的边沿与/或尖钉状)(Ai)的区域通过垂直于第一有效表面(SA)分割阵列(R’xyz)的多孔结构(51)的蜂窝状网孔(52)的结构来实现。类似地，其多个准均匀地分布在第二有效表面(S’A)上的被弄成尖端(具有尖的边沿与/或尖钉状)(A’i)的区域通过垂直于第二有效表面(S’A)分割多孔结构(51)的蜂窝状网孔(52)的结构来实现。
图14表示按照本发明的一种双离子静电发射系统(111)，用于在流体(F)中的多个悬浮微粒(P1，P2，...)的相同等级的直径(dp)的表面上沉积每种符号的准均匀数量的离子(iq1)和(iq2)。这种双离子静电系统(111)独特地通过组合上述类型的串联链接的反极性的两个静电离子发射装置(101，102)构成。静电装置(101，102)按照流体流动的公共轴线(xx’)串联地设置。注意到，两种静电装置(101，102)的每个装置的对(V11，V12)和(V21，V22)的极性的符号是相反的，所述对在一方面，相应于导电的电晕电极(EC1，EC2)的电位，在另一方面，相应于导电的非电晕接受器电极(ER1，ER2)的电位。装置(2)用于加压对于两个装置(1，1’)的公共的流体，确保流体基本上沿着流体流动的公共轴线(xx’)通过装置(101)的接受器电极(ER1)和装置(102)的接受器电极(ER2)运动。
系统(111)包括三个非电晕导电接受器电极(ER1，ER2，ER3)，它们串联连接，并在不同的电位(V21，V22，V23)下操作。它们按照上述的制造方法被制成。它们具有如图8-12所示的几何结构。它们每个具有两个基本上平行的准平面横向表面第一表面(SA1，SA2，SA3)和第二表面(S’A1，S’A2，S’A3)。多个流体的通槽(Cni)(1＜＝i＜＝3)跨过每个接受器电极(ERi)(1＜＝i＜＝3)，并连接每个接受器电极(ERi)(1＜＝i＜＝3)的两个表面(SAi)和(S’Ai)的每一个。它们沿着垂直于第一个相应的有效表面(SAi)(1＜＝i＜＝3)的轴线(xx’)终止在第一有效表面(SA)上的准圆形的多个孔(Oni)内。它们还沿着垂直于第二表面(S’Ai)(1＜＝i＜＝3)的轴线(xx’)终止在第二有效表面(S’A)上的准圆形的多个孔(O’ni)内。
推荐所述系统包括至少两个导电电晕放电电极(EC1，EC2)，它们被施加有不同的放电电位(V11，V12)，发射相反符号的总离子(iq1)流(I1)和离子(iq2)流(I2)。第一电晕电极(EC1)被置于第一对接受器电极(ER1，ER2)之间。其放电区(D1)位于第一对的两个接受器电极(ER1，ER2)之一的有效表面(SA1)的对过。第二电晕导电电极(EC2)被置于第二对接受器电极(ER2，ER3)之间。其放电区(D2)位于第二对的两个接受器电极(ER2，ER3)之一的有效表面(SA2)的对过。
由于电极(ER1，ER2，ER3)的上述的制造方法，在一方面，每个接受器电极(ERi)的多个通槽(Cni)(1＜＝i＜＝3)跨过所述接受器电极，使得多个孔(Oni)在第一有效表面(SAi)上沿两个方向(yy’，zz’)准均匀地分布。类似地，多个孔(O’ni)在第一有效表面(S’Ai)上沿两个方向(yy’，zz’)准均匀地分布。
推荐中心接受器电极(ER2)的两个准平面表面(SA2，S’A2)的每一个被多个被弄成尖端(具有尖的边沿与/或尖钉状)(A2，A’2)的区域覆盖，它们和浮雕那样凸现，包括第一表面(SA2)的一些(A2)以及第二有效表面(SA’2)的另一些(A’2)。它们局部地具有一个最小表面弯曲半径(ra)。它们沿两个方向(yy’，zz’)准均匀地分布。在第一表面(SA2)上，它们包围着相应的孔(Oni)。在第二表面(S’A2)上，它们包围着相应的孔(O’ni)。实际上图14所示的系统(111)的3个接受器电极是相同的，并且其两个表面的结构相似。
参见图15，该图表示图14所示的双离子静电发射系统(111)的一种改型。静电系统(131)具有串联设置的两个离子发射级(121，122)。每个级(121，122)由上述类型(1)的多个离子发射静电装置(123，124，125)，(126，127，128)的并联的特有组合构成。同一级(121)的静电装置(123，124，125)相对于流体(F)的总的流动轴线xx’横断地并排地设置。相同级(121)的对(V1，V’1，V”1)和(V2，V’2，V”2)的极性的符号相同，它们分别相应于导电电晕电极的电位和非电晕导电接受器电极的电位，或者两个静电装置(123，124，125)的一个都相同。静电装置(123，124，125)的接受器电极(ER1，ER’1，ER”1)由公共的多孔板(640构成，所述多孔板由上述那种翼片(an)的阵列(R’xyz)构成，其方位横断流体(F)的流动轴线(xx’)。
下面参照图16和图17说明图14所示的双离子发射静电系统(111)的总体操作。利用加压装置(2)(在这些图中未示出)使带有微粒(p1)的流体流入双离子系统(111)内。在装置(101)的内部，由于上述的特有的功能特征(和按照本发明的静电装置(1)共同的)，并且由于按照本发明的电晕电极(EC1)和接受器电极(ER1)的组合作用，在按照流动轴线xx’通过装置(101)时，在流体(F)通路中遇到的正离子(iq1)流在其管子(25)的整个截面内是准均匀的。当通过第一装置(101)时，微粒(p2)因而带上准均匀数量的正离子(iq1)的电荷。图中示出了在微粒(p2)上的4个正离子(iq1)。
类似地，在装置(102)的内部，由于按照本发明的电晕电极(EC2)和接受器电极(ER2)的组合作用，在按照流动轴线(xx’)通过装置(102)时，在流体通路中遇到的负离子流在其管子(25)的整个截面内是准均匀的。当通过第二装置(102)时，先前带有准均匀正离子(iq1)的微粒(p3)因而带上准均匀数量的负离子(iq2)的电荷。图中示出了在微粒(p3)上的4个正离子(iq1)和4个负离子(iq2)。
因而，当所述微粒从双离子系统(111)出来时，这些微粒(p3)便由具有相反符号(iq1，iq2)的均匀质量的离子覆盖。
所获得的物理结果(由微粒p3的星形表示)包括释放已经相继通过双离子系统(111)的两个静电装置(101，102)的微粒(p3)内部的能量。应当理解，按照工业应用，这种能量的释放能够使得借助于离子的再组合减少微粒(p3)的机械的、物理的、化学的、能量方面的强度。
按照本发明的双离子系统(111)的特有的特征在于，首先借助于通过装置(101)带上正电荷(q1)，在通过电极(ER2)并面对电晕电极(EC2)之后，在装置(102)内发生两个效应的组合-沿相反电荷(负电荷)的电晕电极(EC2)的放电区的方向的其轨道的集中效应，-以及在装置(102)的分开两个电极(EC2，ER2)的区域H内，按照和微粒(p3)的运动相反的基本上共直线的射线定向的负离子(iq2)的冲击波效应。
这出现在图16和图17中，由沿着接受器电极(ER2)的方向由装置(102)的电晕电极(EC2)发出的箭头的射线表示。这引起在微粒(p3)和负离子(iq2)之间的撞击的“导向目标”的效果，这在一方面，提高负离子(iq2)在微粒(p3)上沉积的效率(数量)，在另一方面，提高了负离子(iq2)在微粒(p3)上的沉积的均匀性，(这是由于微粒(p3)在具有相等的离子强度的径向上通过)。
本发明人通过实验确定，按照本发明的双离子系统(111)的组合导致正离子和负离子在微粒(p3)上沉积的均匀性(按照不同的类型表示)，经过测量大约是+-10％。其中使用具有5厘米的管径的装置(101，102)进行测量，每个具有距离接受器电极2.5厘米放电尖端，具有+-5000V的电位差。测试在颗粒的直径范围从0.01微米到3微米的等级进行。当利用按照现有技术的相同尺寸的离子发射装置进行相同的测试时，在相同的条件下，离子沉积的均匀性(按照不同的类型表示)大约是+-80％。
和现有技术相比本发明的优点已经确定，按照本发明的装置1能够使对着接受器电极ER的有效表面的离子流被均匀化。
同样，已经确定，按照本发明的装置1能够使运动流体内的多种悬浮微粒(例如灰尘、生物悬浮微粒或者特殊的分子，...)当通过管子25时受到从电晕放电电极EC发出的离子流的作用，所述离子流在位于管子25的内部的任何流体细管内部的总的强度是准均匀的。
还可以确定，根据本发明的装置，使将被沉积在多个悬浮微粒的表面的众多离子(iq)均匀化。
还已经确定，按照本发明的装置1通过减少沿管子25的壁26的方向的径向效率低的和不均匀的流动，能够使沿着电极ER方向因而沿着流动细管方向的离子流的效率增加。
最后，已经确定，按照本发明的双离子系统111能够使均匀数量的相反符号的离子(iq1，iq2)沉积在微粒的表面上。
本发明的工业应用本发明在许多领域找到了应用，尤其是在物理、化学、能源和生物领域，其中本发明用于在悬浮微粒上沉积均匀数量的离子，具有减少的物理的以及准均匀的效果。
一种直接的应用涉及静电电镀领域。其它的应用在静电过滤领域是明显的，使得通过静电过滤器的所有微粒都预先带上准均匀的电荷。本发明人已经在生物领域实施了本发明，用于使微生物的外壁受到减少的能量的作用，从而准均匀地修改它们的结构和它们的内部配置。
虽然上面的说明包含大量的特定的细节，但是这些不构成对本发明的限制，而是用于提供实施本发明的某种优选的方式的说明。
本发明的范围只由所附的权利要求及其法律等效物限定，而不由上述的例子限定。


本发明涉及一种静电离子发射装置(1)，用于在流体(F)内的多个悬浮微粒(p1，p2，pn)的表面(sp)上沉积准均匀数量的离子(I


吉恩－玛丽亚·比洛特, 亚历山大·弗拉第米洛维奇·纳戈尔凯恩, 弗雷德里克·巴赛特, 埃利纳·弗拉第米洛维纳·沃洛德纳,