采用靜電技術收集楊絮柳絮的研究

李玉翠+許睿+劉盼盼

【摘 要】針對楊絮柳絮漫天飛舞帶來的麻煩和危險，本文分析了傳統的處理及收集方法，并提出了一種利用靜電技術進行收集的物理方法，詳細介紹了靜電發生裝置電路，以便選擇合適的靜電強度實現對楊絮柳絮的有效收集。

【關鍵詞】楊絮；柳絮；靜電；收集

1.前言

每年的四、五月，隨著氣溫的逐漸升高，楊絮、柳絮開始漫天飛舞，猶如“春雪”一般，紛紛揚揚，雖然漂亮，但也有很多負面影響。一方面，因具有質輕、易漂浮的特點，非常不利于打掃，給環衛工人的工作帶來不小的壓力；另一方面，因為呈大面積的絮狀懸浮，給人們的出行帶來不少的麻煩和危險，容易引發交通事故，容易引起過敏和呼吸道疾病[1-2]。因此，迫切需求一種處理楊絮柳絮的方法，以起到清除空中漂浮物，清潔空氣的作用。

為應對漫天飄舞的飛絮，相關部門目前已經采取了某些方法。譬如，其中一種常用方法是將用于揚塵治理的多功能灑水抑塵車投入到“減絮”工作中，通過高壓噴霧的方式將飄揚的柳絮、楊絮擊落[3]。該方法雖然在一定程度上有效緩解了飄絮的問題，但是環衛工人必須在第一時間對落地的飄絮進行清掃，增加了清掃頻率，加大了清掃力度。另外一種方法是在特定時期給樹注射一種白色的生物干擾素，被吸收后擾亂其正常“內分泌”，使花芽變成葉芽，不開花結果，飛絮也就得到了有效的抑制[4]。目前，該方法對楊絮的抑制已經相對成熟，但對于柳絮的治理還在研究中。

針對已有方法的不足，在節省人力、物力和財力的同時，能更加有效的治理飄絮問題，本文根據靜電可以吸附輕小物體的原理，提出了一種利用靜電技術收集楊絮柳絮的方法。該方法能夠吸附楊絮、柳絮以及灰塵；可以減輕環衛工人的工作強度；另外，還能將收集的飄絮另做他用。

2.靜電發生裝置

利用靜電技術收集楊絮柳絮的核心裝置是靜電發生裝置，其主要作用是將220V的工頻交流電轉換為高壓直流電，然后在極板間形成電場，使飄絮在電場力的作用下發生移動，最終吸附到金屬板上。

靜電發生裝置包括直流電源電路、逆變電路、升壓電路和倍壓整流電路等部分。系統工作時，首先將220V的市電經過直流電源電路轉換為低壓直流電，然后通過逆變電路將低壓直流電逆變為高頻低壓交流電，最后經過升壓變壓器升壓后，再經過倍壓整流電路整流成高壓直流電。

2.1直流電源電路

直流電源電路是將220V的交流電轉換為低壓直流電進行輸出，電路中市電經過降壓變壓器進行降壓，然后經整流、濾波和穩壓，最后輸出直流電。整個電路中整流電路采用單相橋式整流，濾波電路采用電容濾波，穩壓電路采用可調穩壓芯片LM317，電路可輸出1.25-37V的連續可調電壓。電路如圖1所示。

2.2 逆變電路

逆變電路的作用是將低壓直流電逆變為高頻交流電，為變壓器升壓提供交流電源，裝置中逆變電路的主電路采用全橋逆變電路，電路如圖2所示。電路中四個三極管在PWM驅動信號的作用下，Q1、Q4和Q2、Q3輪流導通，輸入電壓Ui為直流，輸出電壓Uo為交變方波。

2.3 升壓及倍壓整流電路

升壓電路由升壓變壓器完成，單純地使用升壓變壓器，輸出電壓很難達到所需的高壓，因此采用8倍壓整流電路將變壓器次級輸出方波電壓整流成高壓直流電進行輸出。電路如圖3所示。

3.結束語

本文提出的楊絮柳絮收集方法采用了靜電技術，靜電具有噪音小，清潔力強的特點，是一種理想的選擇。本文僅對靜電發生裝置的電路設計做出了研究，對于整個楊絮柳絮收集裝置的實現還需進一步探討，電路中沒有控制單元且吸附效率還有很大的優化空間。

參考文獻：

[1]程心杰.楊絮的危害及解決措施[J].現代農業科技， 2014，（16）： 155-156 .

[2]楊明.楊絮的危害和防控對策分析[J].鄉村科技，2016，（30）：92.

[3]周娟.淺談楊柳飛絮抑制方法[J].西藏科技，2013，（06）：70-71.

[4]王建紅，車少臣，邵金麗，仇蘭芬，郭蕾.北京楊柳飛絮治理現狀、問題與展望[J].北京園林，2011，27（01）：48-50.

[5]安緯樂.一種楊絮自動收集裝置設計[J].中國新技術新產品， 2017，（23）：114-115.

[6]郭成英，李吉輝，楊德日，魏浩.基于高壓靜電發生器的靜電吸塵器設計研究[J].電子世界，2015，（24）：45-46.

作者簡介：

李玉翠，女，山東成武人，講師，碩士，研究方向為通信與信息系統。endprint