人工空气负离子与自然空气负离子

（ １ ） 实验模态分析方法（ 振动模态测量方 法）：通过桥梁动态特性的测试，检测损伤造成 的结构参数变化， 来评估损伤。检测的要素 为： 合适的激振方法、传感器及振动测点网 络、数据采集系统和模态分析软件。常用的 激振方法大概有自振法、共振法和随机激励 法， 即利用行使在桥上的车辆引起的振动， 或 是风及环境因素形成的脉动使桥跨结构产生 振动。
（１）动力指纹法：通过分析与结构动力特性 相关的动力指纹法的变化来判断结构的真实 情况。
（２）模型修正法：主要利用直接或间接测得 的资料， 通过条件优化约束， 不断的修正结构 模型的刚度分布，从而得到结构刚度变化的信 息， 实现结构的损伤判别与定位。
（３）人工神经网格法：是在研究神经网格中 对人脑神经网格的某种简化、抽象和模拟。 它具有集体运算能力、自适应的学习能力、 还有较强的容错性、鲁棒性， 能进行联想、 综合和推广。 ６．３ 桥梁损伤检测方法
个 ／ｃｍ３，ｑ＞０。 一般认为，ｑ ≤ １ 时，才能给人以舒适感；
负离子浓度在 ２ × １０４～３ × １０５ 个 ／ｃｍ３ 时，对 健康呈良好作用；浓度超过 １０６ 个 ／ｃｍ３ 时，对 健康产生不良影响［６］。
参考资料
［１］ 郭万学，陈子元，缪鸿石，等．理疗学［Ｍ］．北 京： 人民卫生出版社， １ ９ ８ ４ ： １ ７ ４ － １ ７ ８ ．
参考文献
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［２］ 王建华，孙胜江．桥梁工程试验检测技术． 北京：人民交通出版社，２００４，１１．
［３］ 毕卫红，郎利影．光纤传感技术在桥梁检测 中的应用［Ｊ］．研究与开发，２００２（６）．
［４］ 潘松林，张红阳．公路桥梁检测概述［Ｊ］．城 市道桥与防洪，２００３（５）．
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高 新 技 术
量＜ ５ Ｐ Ｐ ｂ 。这只在专利文献上看到， 没有产 品出现。
液体电极型。采用一块纱布裹在一个直 径约 ２～３ｃｍ、长约 ５ｃｍ 锥形塑料圆筒上，纱 布锥形塑料圆筒一半浸在水盒里，另一半露在 空间，如附图中 Ｄ 所示。约 ３０ｋＶ 负高压加在 纱布圆筒上， 纱布上的水电晕放电使空气电 离，产生空气负离子，如果把水换成药液，就产 生药物空气负离子，用于治疗呼吸道疾病有较 良好效果。负离子浓度 １～２．７ × １０７ 个 ／ｃｍ３ 数量级， 臭氧含量＜ ５ Ｐ Ｐ ｂ 。此产品数年前在 广西出现一段时期， 以后就不见了。
７ 结语
桥梁检测是一项复杂而细致的工作，虽然 目前已有不少可以应用的检测新技术，但光纤 传感技术和桥梁结构损伤检测技术仍处于初 步探索和应用阶段，相信随着各学科的进一步 交叉与同步发展和桥梁检测工作者们的继续 努力， 必将会注入新的活力， 开辟广阔的前 景。同时还要求桥梁工程师们把理论和实际 充分结合起来， 进一步对其完善、研究与开 发， 才能更好地服务于桥梁事业。
２ 自然空气负离子
自然空气负离子是指室外空气自然形成 的负离子，其浓度和 ｑ 值（正离子 ｎ＋ 与负离子 ｎ－
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之比 ｎ ＋／ｎ －），随地理环境因素（ 瀑布、山林、 田野、海边、植物、风等）不同差别很大，不因 地域变异， 只要具有相似的地理环境因素， 都 呈现出规律性的分布。如南方广西地区，负离 子浓度土质山林比石质山林高， 山林比平地 高，乡村比城市高，有阵风比无风高，有植物的 地方比无植物的地方高， 田野比海边高， 瀑布 地方最高。详见表 １［４］。
电场开放型。负高压电极直接对空间电 晕放电， 使空气电离产生负离子。电场开放 型有四种： 数个尖端型、球状尖端型、液体 电极型和环状尖端型。
数个尖端型。其尖端电压负 １５～２０ｋＶ， 在电场力作用下， 负离子从塑料罩的栅口释 出，浓度 １０２～１０４ 个 ／ｃｍ３。产生臭氧较少，结 构简单，是近年来较流行的产品，如图中 Ｂ 所 示。
［５］ 余天庆，陈开利，彭苗．桥梁结构的损伤现 代检测与评估［Ｊ］．世界桥梁，２００４（２）．
［６］ 王毅娟．桥来检测与监测技术的开发与应 用．北京建筑工程学院学报，２００３，６（２）．
科技咨询导报 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ Ｈｅｒａ位移模 态， 则必有其对应的固有应变分布状态， 这种 与位移模态相对应的固有应变分布状态称之 为应变模态， 也反映了结构的固有特征。
针对桥梁结构损伤，振动模态测量方法是
一种比较好的测量评估方法，而采用应力应变 参数作为结构损伤敏感参数是目前桥梁结构 损伤检测的一种趋势。用应变模态方法进行 实桥结构损伤评估虽然还是存在一定的困难， 但不失为一个值得的探索方向。采用振动位 移检测确定桥梁力学状态的方法，克服了应变 测量系统的弊病，为桥梁结构损伤提供了一种 新的途径。
６ 无损检测与桥梁损伤识别
６．１ 无损检测技术 传统的无损检测技术得到了较大的发展，
目前已有超声检测、红外检测、声发射、自 然电位检测、冲击回波检测、磁试验、或 ｘ 射线检测、光干涉、脉冲雷达、振动试 验分析等。传统的检测方法一般可以对桥梁 的外观及部分结构特性进行监测，虽然可以对
桥梁局部关键构件、节点可以进行较为合理 的损伤的判断，然而难以全面反映桥梁的整体 健康状况， 对于桥梁结构的安全度、剩余寿 命难以作出系统评估。一种比较现实的损伤 检测方法可能是综合整体损伤定位与局部细 化检测两种手段的技术。 ６．２ 桥梁损伤识别方法
尖端电晕放电式空气负离子发生器，利用 ２２０Ｖ 交流电源经整流振荡器和升压器输出负 直流高电压供给尖端进行电晕放电，使空气电 离产生负离子，如图 １ 所示。它有两种类型：电 场封闭型和电场开放型。
电场封闭型。正、负高压电极之间距离 较近， 两电极相互放电， 使空气电离产生负离 子。它采用数排平行尖端，排距约 １ｃｍ，两排尖 端之间加 ５ ～７ ｋ Ｖ 直流高电压， 如图中 Ａ 所 示。产生的负离子被阳极尖端吸引，需用风扇 才把它吹出，负离子浓度 １０３～１０４ 个 ／ｃｍ３。产 生臭氧较多，需用活性炭消除，使得仪器结构复 杂，因此早已被淘汰。
环状尖端型。是近来最新的专利技术产 品，出现在广西高新技术开发区。采用一个塑 料药物杯上安装一个金属环，金属环上面有许 多均匀分布的等高尖端， 构成环状尖端， 完全 暴露在空间电晕放电。药物杯底部开有气孔， 杯内放置棉团等吸水物， 吸附药液， 产生药物 离子，用于治疗呼吸道疾病（如哮喘、咳嗽）有 良好效果［３］。如图 １ 中 Ｅ 所示。
１ 人工空气负离子
人们已经研制出多种空气负离子发生器， 有的形成了产品投放市场，有的仍然停留在专 利技术范围内，还未转化为产品，它们归结起 来有以下几种［２］。 １．１ 超声波水雾化式空气负离子发生器
超声波水雾化式空气负离子发生器，利用 超声波使水雾化获得空气负离子， 无臭氧产 生。产生的负离子较少（５００～８００ 个 ／ｃｍ３）， 超声波的震动晶片容易损坏，因此已经很少见 用。 １．２ 尖端电晕放电式空气负离子发生器
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张燕 韦宏 蒙晋佳 （广西医科大学 南宁 ５３００２１）
摘 要：通常自然空气负离子是与正离子同时并存，正离子与负离子的比值 ｑ＝１～１．５，ｑ ≤ １ 时，才能给人以舒适感。负离子浓度最高的地
球状尖端型。一个直径约 ４ｃｍ 的金属圆 球做负高压电极，金属圆球上有许多均匀分布 且垂直于球面的等高尖端，完全暴露在外面空 间，如图中 Ｃ 所示。尖端电压约负 ３０ｋＶ，尖端 对地短路电流极小（＜１５ μ Ａ），对人体绝对安 全。负离子浓度高达 ２ × １０７ 个 ／ｃｍ３，臭氧含
图 １ 几种负离子发生器原理图 表 １ 广西部分景点地面上空气正（ｎ＋）、负（ｎ－）离子浓度（个 ／ｃｍ３）和 ｑ 值（ｎ＋／ｎ－）
方是瀑布附近 １０４ 个 ／ｃｍ３ 量级，山林 １０３ 个 ／ｃｍ３、田野 ５００～８００ 个 ／ｃｍ３，ｑ＜１；海边 ４００～５００ 个 ／ｃｍ３、城市 ３００～５００ 个 ／ｃｍ３，ｑ＞０。
人工空气负离子的浓度可以大于 １０６ 个 ／ｃｍ３ 量级，对呼吸道疾病有较好的治疗作用。
关键词：自然空气负离子 人工空气负离子 离子浓度 健康
目前用于土木工程的传感器主要有：光纤 Ｂ ｒ ａ ｇ ｇ 光栅传感器、光纤光栅应变传感器、 粘贴式布拉格光栅传感器、Ｍａｔｈ－Ｚｅｎｄｅｒ 干 涉型光纤传感器、Ｆａｂｒｙ－ｐｅｒｏｒ 腔式光纤传 感器、光纤布喇格光栅传感器等。其中光纤 Ｂｒａｇｇ光栅传感器比电检测系统传感器具有更 高精度，能绝对数值测量，抗干扰能力强，结构 简单， 长期稳定性高、可实现对工程结构的 适时、在线监测； 光纤光栅应变传感器实际 检测的是被测物受轴向应力所引起的应变，其 灵敏度仅取决于光纤本身特性， 与环境无关； 粘贴式布拉格光栅传感器具有和压电陶瓷加 速度传感器一致的动态响应特征，是一种新的 高灵敏在线监测技术。
［５］ 虞昊，臧庚媛，张勋文等． 现代防雷技术 基础［Ｍ］．北京： 清华大学出版社，１９９５： ８５，８３．
［６］ 蔡宏道，孙棉龄，王黎华等．现代环境卫生 学［Ｍ］．北京：人民卫生出版社，１９９５：８７０．
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调制的， 加长光纤的长度可以提高灵敏度； 传 光型又称为非功能型光纤传感器，它是经过被 测对象所调制的光信号输入光纤后，通过在输 出端进行光信号处理而进行测量的，光纤近作 为传光元件，必须附加能够对光纤所传递的光 进行调制的敏感元件才能组成传感元件。（ ２ ） 按测量范围可以分为点式光纤传感器、积分 式光纤传感器和分布式光纤传感器。一般分 布式光纤传感器是理想的结构应变分布的监 测器， 它能对结构在无损伤的情况下， 迅速测 定物理量的大小、扰动及其位置。