GB-T 47776-2026《家用和类似用途等离子体发生器技术要求和试验方法》

1GB/T47776-2026家用和类似用途等离子体发生器技术要求和试验方法本文件规定了家用和类似用途等离子体发生器的要求，描述了相应的试验方法。本文件适用于家用和类似用途电器用等离子体发生器的设计、生产、使用和检验。本文件不适用于在易燃易爆气体浓度较高的环境下使用的等离子体发生器。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T4214.1—2017家用和类似用途电器噪声测试方法通用要求GB/T4706.45家用和类似用途电器的安全第45部分：空气净化器的特殊要求GB/T18883—2022室内空气质量标准GB/T21551.3—2024家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能第3部分：空气净化器的特殊要求HJ1042环境空气和废气三甲胺的测定溶液吸收-顶空/气相色谱法JJF(轻工)102空气净化器性能试验舱校准规范JJG384光谱辐射照度标准灯检定规程3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。等离子体plasma由离子、电子和中性分子或原子组成的混合体。注：本文件中提到的等离子体为正常大气压环境下电离空气所产生的低温非热平衡等离子体(NTP),也称作空气放电等离子体。[来源：GB27955—2020,3.1,有修改]等离子体活性组分plasma-generatedreactivespecies空气放电等离子体中的强氧化性物质、激发态原子或分子、带电粒子、光子等。注1:也是等离子体发挥作用的主要有效组分。注2:具体包括：强氧化性物质(氧原子、臭氧分子、羟基自由基、氮氧活性基团等)、激发态原子或分子[O(D)原子和单重态氧气分子O₂(al)等]、带电粒子(电子、离子和负离子)、光子等。等离子体发生器plasmagenerator通过电离空气的方式，产生一定强度的等离子体并能利用等离子体活性组分的必要装置组合。2等离子体活性组分相对发光强度relativeluminescenceintensityofplasmaactivecomponentsA等离子体产生区域产生等离子体的光谱中，与活性组分有关的特征光谱经过拍摄和测算后的相对强度。等离子体总功率overallplasmapower用于产生和维持等离子体的电源模组的平均功率。4要求4.1工作温升等离子体发生器的实测工作温升应不大于45K。4.2功能性要求4.2.1等离子体活性组分相对发光强度等离子体活性组分相对发光强度不应低于光谱辐射照度标准灯相对发光强度(A,)的,即满足：4.2.2等离子体总功率等离子体总功率实测值与标称值的允差应小于±10%。4.2.3放电稳定性等离子体活性组分相对发光强度波动值、等离子体总功率波动值应小于20%。4.2.4臭氧累积浓度等离子体发生器的臭氧累积浓度应在标称范围内。4.2.5净化性能4.2.5.1除菌率明示具有除菌功能的等离子体发生器，除菌率不应低于95%。34.2.5.2污染物降解效率明示具有污染物降解功能的等离子体发生器，污染物降解效率不应低于90%。4.2.6工作噪声等离子体发生器的实测声功率级噪声应小于30dB(A)。4.3环境适应性要求4.3.1耐高温试验后等离子体发生器的外观、结构应无异常，且能正常工作，等离子体活性组分相对发光强度变化率、等离子体总功率变化率应低于10%。4.3.2耐低温试验后等离子体发生器的外观、结构应无异常，且能正常工作，等离子体活性组分相对发光强度变化率、等离子体总功率变化率应低于10%。试验后等离子体发生器的外观、结构应无异常，且能正常工作，等离子体活性组分相对发光强度变化率、等离子体总功率变化率应低于10%。试验后等离子体发生器应无外伤、裂纹、变形等，通电后无打火短路，等离子体活性组分相对发光强度与等离子体总功率变化率应低于5%。4.4耐久性试验后等离子体发生器的外观、结构应无异常，且能正常工作，等离子体活性组分相对发光强度变化率、等离子体总功率变化率应低于30%。5试验方法5.1试验条件除对试验环境另做具体规定外，试验应符合下述条件：a)环境温度(23±2)℃;b)相对湿度(50±10)%。5.2工作温升在5.1试验条件下，将等离子体发生器接入1.06倍额定电压连续工作2h,将检测热电偶分别固定在固定结构与高压包的外表面，各设置3个取样点，记录结束时最高温度。5.3功能性5.3.1等离子体活性组分相对发光强度按照附录B规定的方法进行试验，参考附录C描述的图像处理程序，计算出相对发光强度。45.3.2等离子体总功率5.3.2.1仪器设备要求功率计：0.5级。5.3.2.2试验结果计算将功率计接入等离子体模块升压电路，启动等离子体发生器，待稳定运行5min后，记录功率计示数。在相同的工况下，重复测量三次，取三次测量的平均值作为等离子体总功率。5.3.3放电稳定性等离子体发生器在放电状态达到稳定后开始计时，在10min、20min、30min、40min、50min、60min时分别记录等离子体活性组分相对发光强度与等离子体总功率，并计算各自的平均值，波动值为6个测试数据中最大值与最小值的差值除以平均值得到的百分比。5.3.4臭氧累积浓度按照附录D规定的方法进行试验。5.3.5净化性能5.3.5.1除菌率按照GB/T21551.3—2024中附录A规定的方法进行试验，测试时间为2h。5.3.5.2污染物降解效率按照制造商的规定选择相应体积的试验舱，将待测样机安装至试验舱内；若制造商没有规定，则选择JJF(轻工)102规定的1m³试验舱进行试验，试验步骤如下：a)向试验舱内通入三甲胺，边通气边进行搅拌，通气完成后，继续搅拌5min;b)搅拌结束后，按照HJ1042的方法测定舱内三甲胺浓度，初始浓度需在4mg/m³~12mg/m³;c)开启等离子发生器，运行2h后，按照与步骤b)相同的方法测试结束时三甲胺浓度；d)按公式(1)计算2h三甲胺降解率：p——三甲胺降解率；C₁——试验前三甲胺浓度，单位为毫克每立方米(mg/m³);C₂——试验后三甲胺浓度，单位为毫克每立方米(mg/m³)。5.3.6工作噪声按照GB/T4214.1—2017规定的方法，在半消音室内进行测试，以确定A计权声功率级噪声值。等离子体发生器以额定电压供电，噪声测试前至少运行2h,以保证等离子体发生器充分磨合且无异常噪声。按照GB/T4214.1—2017中7.1.4规定的带有十个测点的半球面测量表面，等离子体发生器以额定电压供电，开启额定模式，取稳定运行阶段的至少30s的A计权时间平均声压级。按照GB/T4214.1—2017中第8章的规定进行声压级和声功率级的计算。55.4环境适应性5.4.1耐高温按照以下步骤进行试验。a)在5.1试验条件下，测试等离子体活性组分相对发光强度与等离子体总功率，记为初始值。b)在标称工作温度最高值+10℃的温度条件下，连续运行1h后，5.1试验条件断电等待1h,观察等离子体发生器的外观、结构及通电能否正常工作。c)在5.1试验条件下，再次测量等离子体活性组分相对发光强度与等离子体总功率，记为测量值。d)用测量值与初始值的差值，除以初始值得到变化率。5.4.2耐低温按照以下步骤进行试验。a)在5.1试验条件下，测试等离子体活性组分相对发光强度与等离子体总功率，记为初始值。b)在标称工作温度最低值一5℃的温度条件下，连续运行72h后断电，5.1试验条件下恢复1h后，观察等离子体发生器的外观、结构及通电能否正常工作。c)在5.1试验条件下，再次测量等离子体活性组分相对发光强度与等离子体总功率，记为测量值。d)用测量值与初始值的差值，除以初始值得到变化率。按照以下步骤进行试验。a)在5.1试验条件下，测试等离子体活性组分相对发光强度与等离子体总功率，记为初始值。b)将等离子体发生器放置在(40±2)℃,相对湿度90%～95%的恒温恒湿箱中72h,5.1试验条件下恢复1h后，观察等离子体发生器的外观、结构及通电能否正常工作。c)在5.1试验条件下，再次测量其等离子体活性组分相对发光强度与等离子体总功率，记为测量值。5.4.4振动按照以下步骤进行试验。a)在标准工作温湿度条件下，测试等离子体活性组分相对发光强度与等离子体总功率，记为初始值。b)将等离子体发生器固定在夹具上，用振动测试机，在三个垂直方向以振幅0.5mm,振动频率为5Hz～30Hz,加振时间2h后，观察等离子体发生器的外观、结构及通电能否正常工作。c)在标准工作温湿度条件下，再次测量等离子体活性组分相对发光强度与等离子体总功率，记为测量值。d)用测量值与初始值的差值，除以初始值得到变化率。5.5耐久性按照以下步骤进行试验。a)在5.1试验条件下，测试等离子体活性组分相对发光强度与等离子体总功率，记为初始值。6b)等离子体发生器在1.1倍额定功率下连续运行100h后，5.1试验条件断电2h后，观察等离子体发生器的外观、结构及通电能否正常工作。c)在5.1试验条件下，再次测量等离子体活性组分相对发光强度与等离子体总功率，记为测量值。等离子体发生器铭牌，应清晰地标出：——发生器类型：电晕放电/介质阻挡放电；注1:例如：额定功率1W。———标准工作温度范围；注2:例如：标准工作温度10℃~40℃。——臭氧累积浓度；注3:例如：臭氧累积浓度2μmol/mol——净化能力描述；——规格代号及厂名；——导线表面应有相应的认证标志。7(资料性)等离子体发生器工作原理等离子体发生器一般通过施加足够高电压的方式电离空气，产生非热平衡等离子体(NTP),通过将电能转化成具有化学活性的等离子体活性组分并加以利用，实现净化、消毒、除味等功能。对等离子体发生器施加的电能首先被转移到电子上，用于在放电区之间产生高能电子。这些高能电子与放电间隙中的气体分子发生碰撞后，将其部分能量传递给气体分子，最终导致气体分子发生激发，解离或电离反应，形成初级自由基和带电物质。这些自由基可能会重新结合并形成其他活性物质，并导致激发的气体分子发射光子。更确切地说，等离子体放电区域内或区域之间发生的解离电离反应会产生短寿命(1<t<100μs)和长寿命(t>1h)的反应物种。随着载气的不同，短寿命反应物种可以是：O(3P)、O(1D)、N(4S)、反应物种可与其他稳定物种进一步反应，例如分解VOC分子，杀灭细菌与病毒等。NTP产生的最重要的长寿命反应物种之一是臭氧，它是一种强氧化剂，广泛应用于净味、灭菌、水处理和等离子体催化氧化。为了在大气压下获得NTP,需要限制电离度以维持非平衡状态。一般采用以下几种方法。——通过串联大电阻，将放电功率保持在较低水平，以避免气体过热，例如，静电场电晕放电。——将脉冲持续时间限制在很短的时间内，即纳米(ns)到微米(μs)的范围，以避免气体的加热效——在电极之间施加电介质以阻止电流，从而限制气体的加热效应，例如，介质阻挡放电(DBD)。8(规范性)等离子体活性组分相对发光强度测试方法B.1试验原理等离子体发生器正常工作时电离空气产生辉光，其中产生等离子体活性自由基过程中所产生的光谱主要分布在波长200nm～400nm之间。通过特殊成像设备(紫外相机和滤光片)将其他波段光线过滤，仅对200nm～400nm内光谱进行拍照，并进行数据处理和量化，即可获得等离子体活性组分相对发光强度。B.2试验设备B.2.1试验暗箱试验暗箱应能容纳等离子体发生器，且相机观测孔与相机镜头之间的空隙应密封完全不透光。暗箱温度为(25±2)℃,暗箱相对湿度为40%～60%。尽可能让暗箱不透光，使得用于测等离子体活性组分相对发光强度相同的方法测得的暗箱背景光强度A0<100。B.2.2试验相机使用工业相机，需能捕捉弱光环境下200nm～400nm紫外特征谱线的光子信号，相关参数如下：——焦距：25mm(在可调范围内选择25mm);——光谱响应范围：200nm～400nm[覆盖SPS280nm～400nm、FNS300nm～40Onm及可见光区，感光曲线在200nm～400nm之间的相对响应(relativeresponse)大于0.45,如图B.1所示];——分辨率：不低于2048×2048;——像元尺寸：(2～3)μm×(2～3)μm;——增益：1dB(在可调范围内选择1dB);注：此处的曝光时间为待测等离子体活性组分相对发光强度测试时的曝光时间，在光谱辐射照度标准灯相对发光强度测定时，曝光时间见B.3.4。波长/nm图B.1某款工业相机感光曲线(波长-相对响应)9B.2.3滤波片选用紫外扩展型短波通滤光片(SPF400UV):透过波长不大于400nm,于337.1nm、391.4nm处透过率不小于85%,用于SPS与FNS光谱检测。滤波片能完全覆盖相机镜头，通过夹具夹在镜头前方。B.2.4标准紫外光源光谱辐射照度标准灯：经过JJG384的检定的1000W柱形标准灯。B.2.5衰减片为避免标准紫外光源拍摄过程中发生过曝现象，应在试验相机镜头前加载衰减片，衰减系数为B.2.6数据处理方法和软件相机拍照完成输出的.bmp格式的图像文件，经仿真计算软件(例如：MATLAB)数据处理后可获得等离子体活性组分相对发光强度值，以及相对应的紫外成像照片。数据处理代码见附录C。运行附录C的数据处理代码，是对拍摄后的图像文件做了以下处理。a)图像处理：将拍摄图像每一个像素区域内的亮度数据转化为灰度值(无量纲)。b)灰度归一化：对紫外相机拍摄的图像(格式为.bmp)进行数据归一化处理。核心函数：mat2gray-实现图像像素值的线性映射到[0,1]的标准区间。c)去噪处理：使用sym4小波进行2级小波去噪。核心函数：wdenoise2-基于小波变换的二维信号去噪。d)输出强度数值(无量纲):所有像素点的灰度值相加，得到的数值即发光强度值。e)输出可视化图像：采用灰度值-彩色阶映射方法，将紫外图像转换为伪彩色图像，以可视化呈现发光强度的空间分布特征，视角为顶视图。B.3试验步骤B.3.1试验准备将待测等离子体发生器固定在暗箱内试验台上，将等离子体发生器电源连接至功率计，调整相机镜头中心与等离子体发生器的放电中心位置对齐，镜头与拍摄位置距离d为固定距离10cm,曝光时间设定为0.05s,增益设定为1dB,滤波片紧贴镜头安装固定，如图B.2所示。暗箱暗箱相机等离子体发生器透光片图B.2等离子体活性组分相对发光强度试验装置示意图B.3.2背景光强采集等离子体发生器不通电，保持暗箱全黑，连续拍照3次，间隔不低于3s,相机输出三个背景光强像素灰度图像文件：背景光强1.bmp,背景光强2.bmp,背景光强3.bmp。上述三个文件分别用B.2.4数据处理的方法和软件计算出三个光强值A01,A02,A03,平均值即为背景光强A0。B.3.3等离子体活性组分相对发光强度测定等离子体发生器通电稳定运行后，连续读取功率计读数3次，计算平均值P即为等离子体总功率值；连续拍照3次，间隔不低于3s,相机输出三个自由基发光强度像素灰度图像文件：强度1.bmp,强度2.bmp,强度3.bmp,如图B.3所示。上述三个文件分别用B.2.4数据处理的方法和软件计算出三个光强值A1、A2、A3,三者平均值减去A0,即为等离子体活性组分相对发光强度值A。从输出的三张可视化紫外照片中，挑选最接近平均光强值的测试所对应的照片作为在测试报告中的呈现结果。强度等高线图(:轴最大值：17.0)强度等高线图(:轴最大值：17.0)X位置(像素)3D强度分布(z轴最大值：17.0)5X位置(像素)Y位置(像素)图B.3某张经过软件处理后的等离子体活性组分相对发光强度分布图B.3.4光谱辐射照度标准灯相对发光强度测定将等离子体发生器换成光谱辐射照度标准灯，调整相机镜头中心与光谱辐射照度标准灯中心位置对齐，保持镜头与拍摄位置距离d为固定距离10cm,修改曝光时间设定为0.004s,增益设定为1dB,将衰减片安装固定于镜头前方。根据B.3.2和B.3.3中的测试方法进行试验，得到标准紫外光源相对发光强度A。B.3.5测试报告输出等离子体活性组分相对发光强度测试报告需包含以下信息：——样品名称；——等离子体总功率值P;——等离子体活性组分相对发光强度A;———标准紫外光源相对发光强度A.;——相机型号。(资料性)等离子体活性组分相对发光强度相机图像数据处理软件代码相机拍照完成输出的.bmp格式的图像文件，经仿真计算软件(例如：MATLAB)数据处理后可获得等离子体活性组分相对发光强度值，以及相对应的紫外成像照片。数据处理代码如下：clear;%清空工作区变量closeall;%关闭所有图形窗口%询问用户选择处理模式choice=questdlg('请选择处理模式：’,’选择处理模式’,’文件夹’,’多个文件’,’取消’,’文case’文件夹’process_folder_mode(case’多个文件’process_multiple_files_modecase’取消’fprintf('用户选择了取消，程序退出。\n’);functionprocess_foldifisequal(folder_path,0)fprintf('用户取消了文件夹选择，程序退出。\n’);%获取文件夹内所有支持的图像文件file_patterns={’*.bmp’,’*.jpg’,’*.jpeg’,’*.png’,’*.tif’,’*.tiff'};files=dir(fullfile(folder_path,filifisempty(all_files)fprintf('所选文件夹中没有找到支持的图像文件，程序退出。\n’);filenames={all_firun_batch_analysis(filenames,filefunctionprocess_multiple_fi%使用GUI让用户选择多个图像文件[filenames,filepath]=uigetfile(’*.bmp;*.jpg;*.jpeg'MultiSelect','on’,...’选择要处理的图像文件(可多选)');%如果用户取消了选择，则退出程序ifisequal(filenames,0)Ilisequal(filepath,0)fprintf('用户取消了文件选择，程序退出。\n’);%确保filenames是单元格数组ifischar(filenames)run_batch_analysis(filenames,filefunctionrun_batch_analysis(filenames,filepath)normalize_L=10;%归一化低阈值%归一化高阈值，修改为255%创建一个总的分析结果文件夹results_dir=fullfile(filepath,'all_analysis_resif～exist(results_di%循环处理每个选择的文件[～,name,～]=fileparts(filenamefprintf(’正在处理第%d/%d个文件：%s\n’,i,length(filenames),filename);full_path=fullfile(fi%读取图像bmp_data=imread(full%转换为灰度图像ifsize(bmp_data,3)==3gray_img=rgb2gray(bm%使用Stdtext.m中的归一化方法I=mat2gray(gray_img,[normalize_L,normadenoised_img=wdenoise2(full_img,wavelet_level,'Wavelet’,'sy%计算总强度total_intensity=sum(denoise%保存等高线图像到总结果文件夹save_combined_plot(denoised_img,resu%存储结果(只保留总强度)%使用cell数组存储混合类型数据results=[results;{i,name,total_intensity}];fprintf('处理文件%s时出错：%s\n’,filename,ME.message);%保存结果到文件save_results_to_file(resugenerate_html_report(results,resufprintf(’======:====functionsave_combined_plot(denoised_img,result_dir,base_name)%创建图像：只保存强度等高线图fig=figure('Visible’,'off'’,'Color’,'white’,'Position’,[100,100%检查去噪后的图像是否为常数矩阵ifrange(denoised_img(:))==0%如果所有值都是相同的%创建一个只有一个等级的等高线图%翻转图像矩阵以校正方向flipped_img=flipud(denocontourf(flipped_img,[min(denoised_img(:)),max(denoised_img(:))],'%使用原方法绘制等高线图，保持正确的方向%翻转图像矩阵以校正方向flipped_img=flipud(denocontourf(flipped_img,50,'LineColor','none');%直接传递图像矩阵以确保方向正确colorbar('Location'xlabel('X位置(像素)’,'FontSize',10);ylabel('Y位置(像素)’,'FontSize',10);%调整图形以优化显示效果set(fig,’PaperPositionMo%保存等高线图像contour_path=fullfile(result_dir,sprintf('%s_contour.jpg’,base_name));functionsave_results_to_file%使用与图片相同的文件夹results_dir=fullfile(filepath,'all_analysis_res%生成时间戳文件名timestamp=datestr(now,'yyyymmdd-HHMresults_filename=sprintf('intensity_results_%s.xlsx',timestamp);results_path=fullfile(results_dir,results_file%准备写入的数据header=('序号’,’文件名’,’总强度'};%准备Excel文件内容excel_data=cell(size(results,1)+1,length(header)fori=1:size(resulexcel_data(i+1,1)={num2str(results{i,1})};%序号excel_data(i+1,2)={results{i,2};excel_data(i+1,3)tbl=cell2table(excel_data(2:end,:),'VariableNames’,excel_dawritetable(tbl,results_pfprintf('处理结果已保存至：%s\n’,results_path);%生成HTML报告functiongenerate_html_report(re%生成时间戳文件名timestamp=datestr(now,'yyyymmdd-HHMreport_filename=sprintf('image_analysis_report_%s.html’,timestamp);report_path=fullfile(results_dir,report_%提取所有总强度值用于统计intensities=zeros(size(resuavg_intensity=mean(imax_intensity=max(intmin_intensity=min(intensities);%打开文件准备写入iffid==-1fprintf(fid,’<!DOCTYPEhtml>\n’);fprintf(fid,’<html>\nfprintf(fid,’<metacharset="UTF-fprintf(fid,’<title>图像处理分析报告</title>\n’);fprintf(fid,'body{font-family:Arial,sans-serif;margin:40px;backgfprintf(fid,'table{border-collapse:collapse;width:100%%;margin:20px0;}fprintf(fid,'th,td{border:lpxsolid#ddd;padding:12px;text-alfprintf(fid,'th{background-color:#4CAF50;color:fprintf(fid,'tr:nth-child(even){background-color:#ffprintf(fid,'.header{text-align:center;border-bottom:2pxsolid#4Ctom:20px;margin-bottom:30px;fprintf(fid,'.report-info{background-color:#eef7ff;padding:15px;bofprintf(fid,'.image-section{margin:40px0;padding:20px;border:1pxborder-radius:8px;background-color:white;}\fprintf(fid,'.image-title{font-size:18px;font-weight:bold;color:#2c3efprintf(fid,'.contour-image{max-width:100%gin:20pxfprintf(fid,'.stats-box{background-color:#f1f8e9;padding:15px;bor#4CAF50;margin-top:15px;fprintf(fid,'.summary-section{margin:40px0;padding:20p4CAF50;border-radius:8px;background-color:#e8f5e9fprintf(fid,'.summary-title{font-size:20px;font-weight:bold;color:#2c3e50;bottom:15px;text-align:center;}\fprintf(fid,'.summary-stats{display:grid;grid-template-columns:repeat((200px,1fr));gap:15px;margin-top:fprintf(fid,'.stat-card(background-color:white;padding:15px;bordetext-align:center;box-shadow:02px4pxrgba(0,0,0,0.fprintf(fid,'.stat-value{font-size:24px;font-weight:bold;cofprintf(fid,'.stat-label(font-size:14px;color:#7f8c8d;margin-tfprintf(fid,'.footer(text-align:center;margin-top:40px;padding-top:20plpxsolid#eee;color:#78c8d;font-size:12px;}\n’);fprintf(fid,’</head>\nfprintf(fid,’<divclfprintf(fid,’<h1>图像处理分析报告</h1>\n’);fprintf(fid,’<p>生成时间：%s<%添加报告信息fprintf(fid,’<divclass="fprintf(fid,’<p><strong>摘要：</strong>本次分析共处理了%d张图像，以下是详细的分析结果。</p>\n’,size%为每个图像添加详细信息fprintf(fid,’<divclass="im%原始文件名fprintf(fid,’<divclass="image-title">原始文件名：%s</div>\n’,resultscontour_path_relative=sprintf('%s_contour.jpg’,results{i,contour_full_path=fullfile(results_dir,contour_path_relative);ifexist(contour_full_path,'file')\n’,contour_path_relative,results{i,fprintf(fid,’<pstyle="color:red;">等高线图未找到!