TWI667047B

TWI667047B - 可自動調整臭氧排放濃度的裝置及其操作方法

Info

Publication number: TWI667047B
Application number: TW107134657A
Authority: TW
Inventors: 黃嘉宏; 王涵遠; 吳建銘; 陳睿麒
Original assignee: 泉康科技有限公司; 藍色絲路股份有限公司
Priority date: 2018-10-01
Filing date: 2018-10-01
Publication date: 2019-08-01
Also published as: TW202014212A; CN110960974A

Abstract

一種可自動調整臭氧排放濃度的裝置及其操作方法。所述裝置包括臭氧感測器、光生臭氧模組、送風模組以及控制電路。臭氧感測器感測空氣中的臭氧濃度。光生臭氧模組藉由光解反應在所述裝置的風流路徑中產生臭氧。送風模組在所述風流路徑中製造風流。控制電路依照所述臭氧濃度對應控制所述光生臭氧模組以調整臭氧產率，或是依照所述臭氧濃度對應控制所述送風模組以調整所述風流的風量，或是依照所述臭氧濃度對應控制所述光生臭氧模組與所述送風模組以調整所述臭氧產率與所述風量。

Description

可自動調整臭氧排放濃度的裝置及其操作方法

本發明是有關於一種臭氧裝置，且特別是有關於一種可自動調整臭氧排放濃度的裝置及其操作方法。

產生臭氧的方法可概分為三類：高壓放電、紫外光光解、電解。因為電解法需要用到液體，在環境淨化的應用上限制較多。高壓放電方式是坊間臭氧機所使用的主流技術，但若使用空氣為原料，或是氧氣純度不高，高壓放電過程中會產生氮氧化物。這些氮氧化物不僅無助於空氣淨化，更是影響人體健康的空氣污染物。紫外光光解法係使用波長在200 nm以下的紫外光照射空氣，因為此類短波長的紫外光具有很高的能量，可以將空氣中的氧氣和水氣解離，形成臭氧以及其他具有活性的物質（active agents，以下稱之為淨化因子）；但此波段的能量卻不足以將氮氣解離，故不會產生氮氧化物，在環境淨化的應用上，紫外光光解的方法相對具有優勢。

短波長（200 nm以下）的紫外光能量可以將空氣中的水氣和氧氣離子化，進而產生臭氧（O ₃）、負氧離子（O ₂ ^-）、氫氧自由基（OH ^‧）和雙氧水（H ₂O ₂）等具氧化活性的淨化因子。這些產生的淨化因子可以與空氣中的污染物（如甲醛、甲苯、氨氣…）或表面污染物（如細菌、黴菌、三手菸…）反應，進而去除污染物，達到淨化效能。

要產生波長在200 nm以下紫外光的方法很多，可以是熱陰極燈管、冷陰極燈管、準分子燈、發光二極體或是其他紫外光源，此類波長的燈管必須使用高純度的石英管，以避免燈管吸收紫外光或是造成玻璃變質，而影響紫外光的穿透率。

不管是以哪種方式產生臭氧，在環境淨化的應用上，都必須面對室內臭氧濃度控制的問題，特別是有人在室內活動時，臭氧濃度必須低於法規的要求。但是坊間會產生臭氧的淨化裝置大多沒有這樣的設計和控制機制，高濃度的臭氧對使用者的健康可能會有潛在的威脅。

為解決臭氧濃度過高的問題，在不少專利文獻中都提出了各自的解決方案，如中國專利公開號CN107543284A、CN107051150A、CN107015578A等。這些既有專利中雖使用了臭氧感測器去量測臭氧濃度並做為控制臭氧產生裝置的依據，但控制的方式都僅僅採用開啟或關閉，這類控制方式容易造成臭氧濃度的劇烈變化，不僅無法有效控制臭氧濃度，更可能因為頻繁的開關，而減損設備的使用壽命。

部分專利雖然也設置了臭氧感測器，但卻是安裝在出風口，重點在控制出風口的臭氧濃度，如中國專利公開號CN205386402U。但即使出風口的臭氧濃度達到標準，若使用空間太小，也可能造成室內臭氧濃度過高，不代表室內的臭氧濃度在安全有效的範圍之內。

本發明提供一種可自動調整臭氧排放濃度的裝置及其操作方法，其可以維持空氣中的臭氧濃度在有效且安全的範圍內。

本發明的一實施例提供一種可自動調整臭氧排放濃度的裝置。所述裝置包括臭氧感測器、光生臭氧模組、送風模組以及控制電路。臭氧感測器用以感測空氣中的臭氧濃度。光生臭氧模組以紫外光光解的方式在所述裝置的風流路徑中產生臭氧。送風模組用以在所述風流路徑中製造風流。控制電路耦接至所述臭氧感測器、所述光生臭氧模組與所述送風模組。控制電路用以依照所述臭氧濃度對應控制所述光生臭氧模組以調整臭氧產率，或是依照所述臭氧濃度對應控制所述送風模組以調整所述風流的風量，或是依照所述臭氧濃度對應控制所述光生臭氧模組與所述送風模組以調整所述臭氧產率與所述風量。

本發明的一實施例提供一種可自動調整臭氧排放濃度的裝置的操作方法。所述操作方法包括：由臭氧感測器感測空氣中的臭氧濃度；由光生臭氧模組以紫外光光解的方式在所述裝置的風流路徑中產生臭氧；由送風模組在所述風流路徑中製造風流；以及由控制電路依照所述臭氧濃度對應控制所述光生臭氧模組以調整臭氧產率，或是依照所述臭氧濃度對應控制所述送風模組以調整所述風流的風量，或是依照所述臭氧濃度對應控制所述光生臭氧模組與所述送風模組以調整所述臭氧產率與所述風量。

基於上述，本發明諸實施例所述可自動調整臭氧排放濃度的裝置及其操作方法，其利用臭氧感測器感測空氣中的臭氧濃度。依照所感測到的臭氧濃度，控制電路可以對應控制光生臭氧模組與送風模組二者中的一者或多者，以便將空氣中的臭氧濃度維持在有效且安全的範圍內。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

在本案說明書全文(包括申請專利範圍)中所使用的「耦接（或連接）」一詞可指任何直接或間接的連接手段。舉例而言，若文中描述第一裝置耦接（或連接）於第二裝置，則應該被解釋成該第一裝置可以直接連接於該第二裝置，或者該第一裝置可以透過其他裝置或某種連接手段而間接地連接至該第二裝置。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟代表相同或類似部分。不同實施例中使用相同標號或使用相同用語的元件/構件/步驟可以相互參照相關說明。

下述諸實施例將說明一種可自動調整臭氧排放濃度的裝置。透過感測空氣中的臭氧濃度，此裝置可以對應控制光生臭氧模組與送風模組二者中的一者或多者，以便將空氣中的臭氧濃度維持在有效且安全的範圍內。下述諸實施例將以光解反應作為光生臭氧模組的應用範例，並假設光生臭氧模組所產生的光為紫外光。

光生臭氧模組以紫外光光解的方式產生臭氧，可避免高壓放電方式會產生氮氧化物的副作用。光生臭氧模組產生的光解反應在高濕氣的環境下，因為水氣容易被紫外光解離成淨化因子，所以反而可提高淨化效能。其他吸附型淨化器會因濕氣佔據吸附的孔洞，而快速降低效能。習知的臭氧裝置無法隨室內臭氧濃度的變化，而及時調整輸出功率，或僅僅透過開/關的方式來調整臭氧排放濃度，亦即限定了臭氧產率或容易造成臭氧濃度大幅波動。若是室內空間太小或太大，就容易發生室內臭氧濃度過高或過低的現象。現在的法規和國家標準對室內的臭氧濃度和淨化裝置的出口臭氧濃度都有嚴格的規定。以台灣為例，室內臭氧濃度要低於0.06 ppm，而中國大陸對室內臭氧濃度要求須低於0.16 mg/m ³(GB/T 18883-2002，約0.08 ppm)。另外，對淨化裝置出風口的臭氧濃度要求須低於0.10 mg/m ³(GB 21551.3-2010，約0.05 ppm)。若該淨化裝置無法有效控制室內環境累積的臭氧濃度和裝置出口臭氧濃度，就不能在市面上販售。

圖1是依照本發明的一實施例所繪示的一種可自動調整臭氧排放濃度的裝置100的電路方塊（circuit block）示意圖。依照設計需求，裝置100可以是環境淨化器、空氣清淨機、空調箱、新風機或是可以淨化空氣的其他產品。可自動調整臭氧排放濃度的裝置100包括光生臭氧模組110、控制電路120、臭氧感測器130以及送風模組140。控制電路120耦接至光生臭氧模組110、臭氧感測器130與送風模組140。

舉例來說（但不限於此），控制電路120可以是控制器、微控制器、微處理器、特殊應用積體電路（Application-specific integrated circuit, ASIC）、數位訊號處理器（digital signal processor, DSP）、場可程式邏輯閘陣列（Field Programmable Gate Array, FPGA）及/或其他處理單元中的各種邏輯區塊、模組和電路。在一些實施例中，控制電路120可以是包含了微處理器的一個控制模組。臭氧感測器130可以耦接至控制電路120的類比訊號輸入端口，以提供臭氧感測訊號。送風模組140可以耦接至控制電路120的風量控制訊號輸出端口，以接收風量控制訊號。光生臭氧模組110可以耦接至控制電路120的功率控制訊號輸出端口，以接收功率控制訊號。

圖2是依照本發明的一實施例所繪示的一種可自動調整臭氧排放濃度裝置的操作方法流程示意圖。請參照圖1與圖2。於步驟S210中，送風模組140可以在裝置100的風流路徑中製造風流，而光生臭氧模組110可以在裝置100的風流路徑中以紫外光光解的方式產生臭氧。本實施例並不限制光生臭氧模組110的實現方式。舉例來說，光生臭氧模組110可以是包含了紫外光源（例如紫外線熱陰極燈管、冷陰極燈管、準分子燈管、發光二極體或是可以進行光解反應的其他紫外光源）的光生臭氧模組。本實施例並不限制送風模組140的實現方式。舉例來說，送風模組140可以包含習知的風扇與電路模組或是可以製造風流的其他機電裝置。

於步驟S220中，臭氧感測器130可以感測空氣中的臭氧濃度（此為環境中累積的臭氧濃度）。本實施例並不限制臭氧感測器130的實現方式。舉例來說，臭氧感測器130可以是習知的感測器或是可以感測臭氧的其他感測器。本實施例所述裝置100可搭配各種類型的臭氧感測器，例如半導體式臭氧感測器、電化學式臭氧感測器、紫外光吸收法臭氧感測器或其他具再現性的感測器。臭氧感測器130所測得的濃度訊號可以透過有線（或無線）的方式被傳送至控制電路120。依照設計需求，在一些實施例中，臭氧感測器130可以被配置在裝置100內的風流路徑的入風段。舉例來說，臭氧感測器130可以被配置在裝置100的入風口附近，以便感測裝置100所處場域的空氣中的臭氧濃度。在另一些實施例中，臭氧感測器130可以被配置在裝置100外部，以便感測裝置100所處場域（例如房間）的空氣中的臭氧濃度。舉例來說，臭氧感測器130與裝置100都被配置在同一個場域中，但是臭氧感測器130的位置可以不同於裝置100的位置。

於步驟S230中，控制電路120可以依照所述臭氧濃度來對應控制光生臭氧模組110，以調整臭氧產率。舉例來說，在控制電路120判斷後，控制電路120可以調整光生臭氧模組110中的紫外光源的輸出功率，以改變光生臭氧模組110釋放出的臭氧量。當空氣中的臭氧濃度過低時，控制電路120可以調升紫外光源的輸出功率，以便加大臭氧產率。當空氣中的臭氧濃度過高時，控制電路120可以調降紫外光源的輸出功率，以便減小臭氧產率。因此，裝置100可確保空氣中的臭氧濃度在安全範圍以內，並維持最佳且安全的環境淨化效能。

圖3是依照本發明的另一實施例所繪示的一種可自動調整臭氧排放濃度裝置的操作方法流程示意圖。圖3所示步驟S210與步驟S220可以參照圖2所示步驟S210與步驟S220的相關說明，故不再贅述。請參照圖1與圖3。於步驟S330中，控制電路120可以依照空氣中的臭氧濃度來對應控制送風模組140，以調整所述風流的風量。舉例來說，在控制電路120判斷後，控制電路120可以調整送風模組140中的扇葉的轉速，以改變在所述風流路徑中的臭氧濃度。當臭氧濃度過低時，控制電路120可以調降扇葉的轉速，以便加大在所述風流路徑中的臭氧濃度。當臭氧濃度過高時，控制電路120可以調升扇葉的轉速，以便減小在所述風流路徑中的臭氧濃度。因此，裝置100可確保排放的臭氧濃度在安全範圍以內，並維持最佳且安全的環境淨化效能。

圖4是依照本發明的又一實施例所繪示的一種可自動調整臭氧排放濃度裝置的操作方法流程示意圖。圖4所示步驟S210與步驟S220可以參照圖2所示步驟S210與步驟S220的相關說明，故不再贅述。請參照圖1與圖4。於步驟S430中，控制電路120可以依照空氣中的臭氧濃度來對應控制光生臭氧模組110與送風模組140，以調整所述臭氧產率與所述風流的風量。因此，裝置100可確保空氣中的臭氧濃度在安全範圍以內，並維持最佳且安全的環境淨化效能。

上述諸實施例所述裝置100使用臭氧感測器130量測入風處或環境中的臭氧濃度，並即時將濃度訊號以有線或無線方式傳送至控制器，控制器內置的處理單元可以依據濃度高低，適時調整可調式光源驅動器（例如可調式安定器）的輸出功率（例如調整電壓、電流和/或頻率），以改變光生臭氧模組中紫外光源的輸出功率，可避免環境中累積臭氧濃度過高的問題或濃度過低造成效率不佳的困擾。

圖5是依照本發明的一實施例說明圖1所示光生臭氧模組110、臭氧感測器130以及送風模組140的配置位置的示意圖。於圖5所示實施例中，臭氧感測器130被配置在裝置100內的風流路徑的入風段。舉例來說，臭氧感測器130可以被配置在裝置100的入風口附近。臭氧感測器130可以感測風流路徑的空氣中臭氧濃度。臭氧感測器130所測得的濃度訊號可以透過有線（或無線）的方式被傳送至控制電路120。當裝置100被應用於有濃度較高的懸浮微粒的場所，或被應用於有較高濃度的其他揮發性有機污染物的場所時，裝置100可以依照設計需求而將高效濾網（High-Efficiency Particulate Air filter，即HEPA濾網）和/或活性碳濾網配置在裝置100的入風口。在裝置100配置有濾網的情況下，臭氧感測器130可以位於HEPA濾網之後。

光生臭氧模組110被配置在裝置100內的風流路徑的中段。依照控制電路120的臭氧產率控制，光生臭氧模組110可以在裝置100的風流路徑中產生臭氧。送風模組140被配置在裝置100內的風流路徑的出風段。依照控制電路120的風量控制，送風模組140可以在裝置100的風流路徑中製造風流。於本實施例中，臭氧感測器130以及光生臭氧模組110皆安裝在送風模組140之前。

圖6是依照本發明的另一實施例說明圖1所示光生臭氧模組110、臭氧感測器130以及送風模組140的配置位置的示意圖。於圖6所示實施例中，臭氧感測器130被配置在裝置100內的風流路徑的入風口附近，以便感測風流路徑的空氣的臭氧濃度。臭氧感測器130所測得的濃度訊號可以透過有線（或無線）的方式被傳送至控制電路120。在裝置100配置有濾網的情況下，臭氧感測器130可以位於濾網之後。送風模組140被配置在裝置100內的風流路徑的中段。依照控制電路120的風量控制，送風模組140可以在裝置100的風流路徑中製造風流。光生臭氧模組110被配置在裝置100內的風流路徑的出風段。依照控制電路120的臭氧產率控制，光生臭氧模組110可以在裝置100的風流路徑中產生臭氧。於本實施例中，光生臭氧模組110安裝在送風模組140之後。因此，光生臭氧模組110所產生的淨化因子（例如臭氧）可不經過送風模組140而直接排出。因此，進入到環境之中的淨化因子可以維持較高的濃度。

圖7是依照本發明的又一實施例說明圖1所示光生臭氧模組110、臭氧感測器130以及送風模組140的配置位置的示意圖。於圖7所示實施例中，臭氧感測器130被配置在裝置100外部。舉例來說，臭氧感測器130與裝置100都被配置在同一個場域（例如房間）中，但是臭氧感測器130的位置可以不同於裝置100的位置。在另一應用情境中，臭氧感測器130可以被貼附於裝置100的外表面。臭氧感測器130可以感測所述房間的空氣中臭氧濃度。臭氧感測器130可以經由無線通訊通道（或導線通道）將所述臭氧濃度相關的偵測結果回傳給控制電路120。送風模組140被配置在裝置100內的風流路徑的中段。依照控制電路120的風量控制，送風模組140可以在裝置100的風流路徑中製造風流。光生臭氧模組110被配置在裝置100內的風流路徑的出風段。依照控制電路120的臭氧產率控制，光生臭氧模組110可以在裝置100的風流路徑中產生臭氧。

圖8是依照本發明的一實施例說明圖1所示光生臭氧模組110當使用熱陰極燈管112為紫外光源的電路方塊示意圖。圖8所示電源10可以供電給光生臭氧模組110。電源10可以是任何電源電路/元件。舉例來說，電源10可以是習知電力供應電路或是其他電源電路/元件。再舉例來說，電源10可以是提供小直流電壓（小於50伏特）的電源適配器、市電整流器、車載直流電源供應器或是其他直流電源電路。

於圖8所示實施例中，光生臭氧模組110包括可調式光源驅動器111（例如可調式安定器）以及熱陰極燈管112（紫外光源）。電源10可以供電給可調式光源驅動器111。可調式光源驅動器111耦接至熱陰極燈管112。可調式光源驅動器111可以提供電能EE，以驅動熱陰極燈管112來產生光能EL。

熱陰極燈管112被配置在裝置100內的風流路徑中。熱陰極燈管112可以產生光能EL，以便在所述風流路徑中產生臭氧。依照設計需求，熱陰極燈管112可以包括紫外線燈管或是其他類型燈管。短波長紫外光源除可應用於殺菌外，其產生光解反應的作用也可應用於室內環境品質的改善。依照設計需求，在一些應用例中，所述紫外光源所輻射出的光線波長主要集中在UVC範圍（波長為100-280 nm）。當輸出功率可以依操作條件或應用場景而改變時，可以擴大使用範圍、有效降低操作費用。

當紫外光源所輻射出的光線的波長範圍低於200 nm時，不僅具有殺菌的效能，還能驅動光解反應。光解反應可以分為直接光解反應(direct photolysis)與間接光解反應(indirect photolysis)兩部分。直接光解反應是藉由短波長（波長小於200 nm）的紫外光的能量直接破壞污染物的分子鍵結。間接光解反應則是透過短波長的紫外光的能量將空氣中的水氣和氧氣離子化後，產生如臭氧、雙氧水、氫氧自由基、超氧離子…等對污染物具有氧化還原能力的淨化因子，再由此類淨化因子和污染物反應，達到淨化空氣與表面污染物的目的。

直接光解反應係透過波長小於200 nm的紫外光來驅動。依據浦朗克-愛因斯坦方程式（Planck-Einstein equation，式(1)）與光波長及頻率的關係式（式(2)），可以獲得式(3)。在式(1)、式(2)與式(3)中， E為光線的能量（ eV或k J/mol）， h為浦朗克常數，為光線的頻率（ s ^-1）， C為光速，為光波長（nm）。浦朗克常數為4.1357 * 10 ^-15（ eV ×s）或6.63 * 10 ^-34（ J ×s），其中1 eV= 1.6 * 10 ^-19 J 。光速為3 x 10 ⁸ m/s 。由式(3)算出185 nm波長的紫外光具有6.7 eV的能量（相當於646 k J/ mol）。

………………………….…………………. 式(1)

……………………………….…………… 式(2)

…………………………………….……. 式(3)

當分子間的鍵能小於紫外光所放射的能量（646 k J/ mol）時，分子鍵結就可能被破壞而崩解。反之，當分子鍵能大於紫外光的能量時，分子鍵結就不容易被破壞。依此推論，舉凡下述表1的分子鍵都有可能被光解反應破壞。表1涵括了絕大部分的室內污染物或是異臭味。

表1：分子鍵與鍵能分子鍵鍵能(kJ/mol) 分子鍵鍵能(kJ/mol) H-O 459 C-S 272 H-C 411 C=S 573 H-H 432 O-O 142 H-N 386 O=O 494 H-S 363 O-F 190 C-C 346 O=S 522 C=C 602 S=S 425 C-O 358 S-S 226 C-F 485 N-O 201 C-Cl 327 N=O 607

空氣中的氮氣因為N≡N的鍵能高達940 kJ/mol，此波長（185 nm）的紫外光不足以分解氮氣而產生氮氧化物。氮氧化物一般是在高溫（燃燒）或高電場（如臭氧產生器的電暈放電）才可能產生。

間接光解反應也是透過波長小於200 nm的紫外光來驅動。參照下述式(4)至式(10)所示反應式，紫外光的強大能量可將空氣中的氧氣和水氣加以離子化，以產生臭氧、水合氫離子、氫氧自由基、過氧化氫、超氧離子（或稱負氧離子，O ₂ ^-）等淨化因子。此類淨化因子都具有很強的氧化/還原能力，特別是氫氧自由基，其強氧化力會迅速與空氣中的污染物反應。由於此類淨化因子的壽命小於1 ms，等於是一出反應室就反應耗盡或是還原為水，故對人體造成傷害的機會極低。

………… 式(4)

……………………...... 式(5)

……………………………………. 式(6)

……………………………………… 式(7)

…………………………………………… 式(8)

……………………………………………. 式(9)

…………………………………. 式(10)

上述淨化因子可對環境中的異味和附著在表面的細菌、病毒、黴菌和三手菸等污染物，起到良好的除菌去味作用，以達到環境淨化的目的。理論上，淨化因子濃度越高，除菌去味效果越好。但實際應用上，必須考量在環境中生活的人的安全性，過高的淨化因子濃度有可能造成健康上的風險。這些淨化因子的產生量與光生臭氧模組的輸出功率息息相關。藉由調控光生臭氧模組的輸出功率，可以調控淨化因子的產生量。

可調式光源驅動器111可以對熱陰極燈管112的輸出功率進行調整，使出口的臭氧濃度可以控制在安全範圍內。濃度在安全範圍內的臭氧不僅具有除菌去味的環境淨化功效，且不會危害人體健康。由於熱陰極燈管112是負電阻的特性，其啟動電流（電壓）與工作電流（電壓）相差甚多。當要調整其工作功率時，熱陰極燈管112的工作電流與頻率需要被調整於容許範圍內。本實施例所示可調式光源驅動器111運用可程式化控制器（例如微處理器等）和內建脈波寬度調變功能來偵測熱陰極燈管112之特性，並據以調整熱陰極燈管112的工作電流與頻率。因此，本實施例所示可調式光源驅動器111可點亮燈管，並在一定的控制範圍內，對輸出功率加以調整。

請參照圖8，在啟動熱陰極燈管112時，可調式光源驅動器111先升高管電壓以便導通熱陰極燈管112的兩端電極，進而激發氣體放電以產生光能（例如紫外光）EL。當熱陰極燈管112被導通後，可調式光源驅動器111即時降壓以免燒毀燈管，並且可調式光源驅動器111以高頻諧振方式來驅動熱陰極燈管112以維持穩定的光能EL。

控制電路120耦接至可調式光源驅動器111。控制電路120可以從熱陰極燈管112獲得相關於光能EL的回饋資訊。控制電路120依據所述回饋資訊去控制可調式光源驅動器111，以調整可調式光源驅動器111所輸出的電能EE的頻率與電流。亦即，控制電路120可以響應於熱陰極燈管112的光能EL來動態調整熱陰極燈管112的驅動電能EE的頻率與電流。因此，可調式光源驅動器111可以回饋調整熱陰極燈管112的輸出功率。

圖8所示可調式光源驅動器111包括諧振電路111a以及逆變器（inverter）電路111b。本實施例並不限制諧振電路111a的實施方式。舉例來說，諧振電路111a可以是習知的諧振電路或是其他諧振電路/元件。在一些實施例中，諧振電路111a可以是串聯諧振串並聯負載（Series resonant series-parallel load, SRSPL）電路。逆變器電路111b耦接至諧振電路111a。逆變器電路111b可以提供電能EE以驅動熱陰極燈管112。舉例來說，逆變器電路111b負責提升電壓，以提供工作電壓給熱陰極燈管112。

回饋電路121負責偵測並傳回負載（熱陰極燈管112）的功耗給控制電路120。詳而言之，回饋電路121耦接至熱陰極燈管112，以獲得相關於光能EL的回饋資訊FB。舉例來說，回饋資訊FB可以包括負載（熱陰極燈管112）的目前功耗。回饋電路121將回饋資訊FB輸出給控制電路120。於圖8所示實施例中，臭氧感測器130將臭氧感測訊號提供給控制電路120。

控制電路120依據回饋資訊FB與臭氧感測訊號運算出目標功率所需之電流值與頻率值，並依照運算結果去控制可調式光源驅動器111的諧振電路111a和/或逆變器電路111b，以調整電能EE的頻率與電流。舉例來說，控制電路120依據回饋資訊FB與臭氧感測訊號去調整在諧振電路111a內部的至少一個電感值與至少一個電容值其中一者或多者，以調整電能EE的頻率與電流。在另一些實施例中，控制電路120依據回饋資訊FB與臭氧感測訊號去調整送風模組140的風量。在其他實施例中，控制電路120依據回饋資訊FB與臭氧感測訊號去調整送風模組140的風量，同時去控制諧振電路111a以調整電能EE的頻率與電流。

換句話說，控制電路120以動態感應方式即時得知熱陰極燈管112的目前功耗。控制電路120可以響應於熱陰極燈管112的目前功耗（或光能EL）來動態調整熱陰極燈管112的驅動電能EE的頻率與電流。因此，控制電路120與光生臭氧模組110可以回饋調整熱陰極燈管112的輸出功率。

依照設計需求，在一些實施例中，控制電路120還可以從使用者介面電路（未繪示）接收功率調節指令（臭氧濃度調整指令）。控制電路120可以響應於所述功率調節指令來動態調整熱陰極燈管112的驅動電能EE的頻率與電流，以便調整熱陰極燈管112的輸出功率。舉例來說，當接受到所述功率調節指令時，控制電路120可以運算所需調整之功率後，去調整諧振電路111a的頻率和/或逆變器電路111b的輸出電流，以改變熱陰極燈管112的輸出功率。控制電路120還可以依照臭氧感測器130的臭氧感測訊號（臭氧濃度）對應控制可調式光源驅動器111，以動態調整熱陰極燈管112的驅動電能EE的頻率與電流，進而調整熱陰極燈管112的輸出功率。舉例來說，控制電路120還可以依照臭氧感測器130的臭氧感測訊號對應地控制諧振電路111a的頻率和/或逆變器電路111b的輸出電流，進而調整熱陰極燈管112的輸出功率。

在一些實施例中，控制電路120還可以依據使用者介面電路（未繪示）的風量指令去控制送風模組140的轉速。控制電路120還可以依據送風模組140的轉速來對應控制可調式光源驅動器111，以調整電能EE的輸出功率（例如頻率與電流）。當送風模組140的轉速增加（亦即風量增加）時，控制電路120可以調整電能EE的輸出功率（例如頻率與電流），以增加熱陰極燈管112的輸出功率。當送風模組140的轉速減少（亦即風量減少）時，控制電路120可以調整電能EE的輸出功率（例如頻率與電流），以減少熱陰極燈管112的輸出功率。因此，在一些應用範例中，控制電路120可以即時調整紫外線燈管（紫外光源112）的臭氧產率，維持裝置出口臭氧濃度在有效且安全的範圍內，不會因風量改變造成出風口的臭氧濃度過高或過低。

綜上所述，本發明諸實施例所述可自動調整臭氧排放濃度的裝置100及其操作方法，其利用臭氧感測器130感測空氣中的臭氧濃度。依照所感測到的臭氧濃度，控制電路120可以對應控制光生臭氧模組110與送風模組140二者中的一者或多者，以便將空氣中的臭氧濃度維持在有效且安全的範圍內。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧電源

100‧‧‧可自動調整臭氧排放濃度的裝置

110‧‧‧光生臭氧模組

111‧‧‧可調式光源驅動器

111a‧‧‧諧振電路

111b‧‧‧逆變器電路

112‧‧‧熱陰極燈管

120‧‧‧控制電路

121‧‧‧回饋電路

130‧‧‧臭氧感測器

140‧‧‧送風模組

EE‧‧‧電能

EL‧‧‧光能

FB‧‧‧回饋資訊

S210～S230、S330、S430‧‧‧步驟

圖1是依照本發明的一實施例所繪示的一種可自動調整臭氧排放濃度的裝置的電路方塊（circuit block）示意圖。圖2是依照本發明的一實施例所繪示的一種可自動調整臭氧排放濃度的裝置的操作方法的流程示意圖。圖3是依照本發明的另一實施例所繪示的一種可自動調整臭氧排放濃度的裝置的操作方法的流程示意圖。圖4是依照本發明的又一實施例所繪示的一種可自動調整臭氧排放濃度的裝置的操作方法的流程示意圖。圖5是依照本發明的一實施例說明圖1所示光生臭氧模組、臭氧感測器以及送風模組的配置位置的示意圖。圖6是依照本發明的另一實施例說明圖1所示光生臭氧模組、臭氧感測器以及送風模組的配置位置的示意圖。圖7是依照本發明的又一實施例說明圖1所示光生臭氧模組、臭氧感測器以及送風模組的配置位置的示意圖。圖8是依照本發明的一實施例說明圖1所示光生臭氧模組的電路方塊示意圖。

Claims

一種可自動調整臭氧排放濃度的裝置，包括：一臭氧感測器，用以感測空氣中的一臭氧濃度；一光生臭氧模組，用以以紫外光光解的方式在所述裝置的一風流路徑中產生臭氧，所述光生臭氧模組包括一紫外光源及一可調式光源驅動器；一送風模組，用以在所述風流路徑中製造一風流；以及一控制電路，耦接至所述臭氧感測器、所述光生臭氧模組與所述送風模組，所述控制電路從所述紫外光源獲得相關於所述紫外光源產生的一光能的一回饋資訊，用以依照所述臭氧濃度及所述回饋資訊對應控制所述可調式光源驅動器以調整一臭氧產率，或是依照所述臭氧濃度對應控制所述送風模組以調整所述風流的一風量，或是依照所述臭氧濃度及所述回饋資訊對應控制所述可調式光源驅動器與所述送風模組以調整所述臭氧產率與所述風量。
如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中所述臭氧感測器被配置在所述風流路徑中。
如申請專利範圍第2項所述的裝置，其中所述臭氧感測器被配置在所述風流路徑的一入風段。
如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中所述裝置被配置在一場域中，所述臭氧感測器被配置在所述場域中且在所述裝置外。
如申請專利範圍第4項所述的裝置，其中所述臭氧感測器經由一導線通道或一無線通訊通道將所述臭氧濃度相關的一偵測結果回傳給所述控制電路。
如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中所述紫外光源被配置在所述風流路徑中，用以產生所述光能，在所述風流路徑中產生臭氧，並且所述可調式光源驅動器耦接至所述紫外光源，用以提供一電能以驅動所述紫外光源來產生所述光能。
如申請專利範圍第6項所述的裝置，其中所述紫外光源包括一熱陰極燈管、一冷陰極燈管、一準分子燈或一發光二極體，或是所述熱陰極燈管、所述冷陰極燈管、所述準分子燈以及所述發光二極體中的部分或全部的組合。
如申請專利範圍第6項所述的裝置，其中所述控制電路依照所述臭氧濃度對應控制所述可調式光源驅動器，以調整所述紫外光源的一輸出功率，進而改變所述裝置的出口臭氧濃度。
如申請專利範圍第6項所述的裝置，其中所述控制電路更依據所述送風模組的所述風流的所述風量來控制所述可調式光源驅動器以調整所述電能的一輸出功率。
如申請專利範圍第9項所述的裝置，其中當所述送風模組的所述風量增加時，所述控制電路調整所述電能的所述輸出功率以使所述紫外光源的一輸出功率增加；以及當所述送風模組的所述風量減少時，所述控制電路調整所述電能的所述輸出功率以使所述紫外光源的所述輸出功率減少。
一種可自動調整臭氧排放濃度的裝置的操作方法，包括：由一臭氧感測器感測空氣中的一臭氧濃度；由一光生臭氧模組以紫外光光解的方式在所述裝置的一風流路徑中產生臭氧，其中所述光生臭氧模組包括一紫外光源及一可調式光源驅動器；由一送風模組在所述風流路徑中製造一風流；以及由一控制電路從所述紫外光源獲得相關於所述紫外光源產生的一光能的一回饋資訊，並依照所述臭氧濃度及所述回饋資訊對應控制所述可調式光源驅動器以調整一臭氧產率，或是依照所述臭氧濃度對應控制所述送風模組以調整所述風流的一風量，或是依照所述臭氧濃度及所述回饋資訊對應控制所述可調式光源驅動器與所述送風模組以調整所述臭氧產率與所述風量。
如申請專利範圍第11項所述的操作方法，其中所述臭氧感測器被配置在所述風流路徑中。
如申請專利範圍第11項所述的操作方法，其中所述臭氧感測器被配置在所述風流路徑的一入風段。
如申請專利範圍第11項所述的操作方法，其中所述裝置被配置在一場域中，所述臭氧感測器被配置在所述場域中且在所述裝置外。
如申請專利範圍第14項所述的操作方法，其中所述臭氧感測器經由一導線通道或一無線通訊通道將所述臭氧濃度相關的一偵測結果回傳給所述控制電路。
如申請專利範圍第11項所述的操作方法，其中所述產生臭氧的步驟包括：配置所述紫外光源在所述風流路徑中；由所述可調式光源驅動器提供一電能以驅動所述紫外光源；由所述紫外光源產生所述光能，以在所述風流路徑中產生臭氧。
如申請專利範圍第16項所述的操作方法，其中所述產生臭氧的步驟還包括：由所述控制電路依照所述臭氧濃度及所述回饋資訊對應控制所述可調式光源驅動器，以調整所述電能的一輸出功率。
如申請專利範圍第17項所述的操作方法，其中所述產生臭氧的步驟更包括：由所述控制電路依據所述送風模組的所述風流的所述風量來控制所述可調式光源驅動器，以調整所述電能的所述輸出功率。
如申請專利範圍第18項所述的操作方法，其中依據所述送風模組的所述風流的所述風量來控制所述可調式光源驅動器的步驟包括：當所述送風模組的所述風量增加時，所述控制電路調整所述電能的所述輸出功率以使所述紫外光源的一輸出功率增加；以及當所述送風模組的所述風量減少時，所述控制電路調整所述電能的所述輸出功率以使所述紫外光源的所述輸出功率減少。