CN1926651A

CN1926651A - 适用于流体流动的静电流体加速控制的方法和装置

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Publication number: CN1926651A
Application number: CNA200480041683XA
Authority: CN
Inventors: I·A·科里奇塔弗维奇; V·L·格罗伯特斯
Original assignee: Kronos Advanced Technologies Inc
Current assignee: Kronos Advanced Technologies Inc
Priority date: 2003-12-15
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2024-12-10
Also published as: AU2004305030A1; JP2007513765A; WO2005060617A2; WO2005060617A3; US20040183454A1; US6963479B2; EP1704575A2; CA2550582A1; CN100552854C; EP1704575A4

Abstract

一种用以控制流体的装置，该装置包括电晕放电装置和一电源。电晕放电装置包括至少一个电晕放电电极和至少一个集电极，集电极设置在电晕放电电极的附近，用以提供在预定范围内的总的电极间电容。电源连接成可向电晕放电和集电极提供电功率信号，从而使电晕电流可在电晕放电和集电极之间流过。电功率信号的电压交流分量的幅值不大于电功率信号的电压恒定分量的幅值的十分之一。电压的交流分量所具有的幅值和频率，为电压最高谐波的交流分量幅值除以电压恒定分量的幅值之比远小于电晕电流的交流分量的最高谐波幅值除以电晕电流恒定分量的幅值之比：即(V_ac/V_dc)≤(I_ac/I_dc)。

Description

适用于流体流动的静电流体加速控制的方法和装置

相关申请

本发明是于2002年6月21日提交的美国专利申请号10/175,947的，并于2003年12月16日颁发的美国专利6,664,741的继续申请部分，也是于1999年10月14日提交的美国专利申请09/419,720并于2003年1月7日颁发的美国专利6,504,308有关，本文通过引用以供参考。

发明背景

技术领域

本发明涉及电晕放电装置，尤其涉及通过使用离子和电场为流体(特别是空气)提供速度和动量的用于流体加速的方法和装置。

背景技术

在一些专利所描述的已有技术中(例如Spurgin的美国专利4,210,847及Shannon等人的美国专利4,231,766)已经认识到电晕放电装置可以用来产生离子及加速流体。这些方法已广泛地用于静电除尘器及电力风机，例如，在Chapman和Hall出版社于1997年出版的《实用静电除尘技术》(Applied Electrostatic Precipitation)中所述。电晕放电装置可以通过将高电压施加到一对电极(例如电晕放电电极和吸引电极)而形成。该电极构成和设置成可产生非均匀的电场，电晕放电电极一般具有尖锐的边缘或具有很小的尺寸。

为了启动及维持电晕放电装置，应该在电极对之间(例如在电晕放电电极及相邻的吸引电极(也称集电极)之间)施加高的电压。至少一个电极，即，电晕放电电极，应该是物理尺寸较小或者包含尖锐的端点或边缘以在电极附近形成一合适的电场梯度。有几种已知的结构可用于在电极之间施加电压以有效地产生用于离字生成的电场。Lee的美国专利4,789,801及Taylor等人的美国专利6,152,146及6,176,977中描述了在电极对之间施加一脉冲电压波形的方法，该波形具有在10％及100％之间的占空比。这些专利描述了这种电压的产生与加一稳态直流电相比可以减少电晕放电装置的臭氧产生。不管这种电压产生对减少臭氧产生的实际效果如何，由于使用低于100％的占空比，空气流的产生被大大降低，而所得到的脉冲空气流是不能令人满意的。

Sherman等人的美国专利6,200,539描述了一种使用高频高压源来产生频率约为20KHz的交流电压的方法。这种高频高电压的产生需要使用体积庞大的、相当昂贵并且一般还会产生高能量损耗的电源。Weinberg的美国专利5,814,135描述了一种能产生非常窄(即，陡峭的、短的脉冲宽度)的电压脉冲的高压电源。这种电压产生方法只能产生相对来说体积较小及流速较低的空气流体，它不适于高的空气流体的加速或运动。

所有上述技术方案都集中于特定电压波形的产生。因此，需要一种可以考虑到所有因素及所有加速步骤的最佳的离子引发流体加速的系统和方法。

发明内容

已有技术没有认识到这样一个事实：离子产生过程要比仅仅在两个电极之间施加一个电压复杂得多。相反，已有技术的系统和方法通常难以生成较大的空气流体并同时限制臭氧的产生。

与电晕有关的过程具有三个方面。第一，在流体媒体中产生离子。第二，流体分子及外来的粒子被发射的离子充电。第三，被充电的粒子向另一电极(集电极)加速(即沿着电力线加速)。

由离子所引起的空气或其他流体的加速同时取决于离子的量(即离子的数目)以及对附近流体粒子感应电荷并因此将流体粒子推向另一电极的能力。同时，臭氧的产生基本上正比于施加在电极上的电功率。当离子被引入流体中时，它们趋向于吸附于粒子以及中性电的流体分子。每一个粒子根据具体粒子的大小只接受有限量的电荷。按照下面的公式，最大的电荷量(也称之为饱和电荷)可表示为：

Q_p＝{(1+2λ/d_p)²+[1/(1+2λ/d_p)]*[(ε_r-1)/(ε_r+2)]*πε_od_p ²E，

式中，d_p＝粒子大小，ε_r是电极对之间的介电材料的介电常数，ε_o是在真空中的介电常数。

从此式可以看出，进入流体的一定数量的离子可对附近的分子及周围的粒子充电到某一最大程度。此离子的数目代表从一个电极流到另一个电极的电荷的数目，并且决定了在两个电极之间流动的电晕电流。

一旦充电以后，流体分子就以电场的方向吸引到另一集电极上。这一存在着力F的有向空间使得具有电荷Q的分子移动，由于所具有的电荷Q取决于电场强度E，因此也正比于加到电极上的电压：

F＝-Q*E。

如果电晕电流将最大数目的离子引入了流体，且所产生的电荷只被所施加的电压所加速，则就会产生较大的空气流体而其平均功率消耗则有较大的减小。这可以通过控制电晕电流的值如何从某一最小值改变到某一最大值而同时保持在电极之间的电压基本恒定的方法来实施。换句话说，被发现最为有利的方法是加到电极上的电源电压的高电压的脉动(或交流分量)降低到最小(与所施加的平均高电压成比例)，而同时使电流脉动保持相当高并且理想的是可以和电流的总平均或RMS幅值相比。在这除非另有说明，“脉动”一词及“交流分量”一词是指信号的时间变化分量，包括所有的时间变化信号波形，例如，正弦波，矩形，锯齿形，不规则波形和复合波形等等，并且还包括双向波形(也称之为“交流电流”或“a.c.”)以及单向波形，例如脉冲直流或“脉冲d.c.”。此外，除非另有说明，这里与包括但并不限于“脉动”、“a.c.分量”、“交流分量”等术语一起使用的形容词“小”、“大”等等描述了诸如信号电势(或电压)以及信号流速(或“电流”)的某一具体参数的相对或绝对幅值。这种在电压和电流波形之间的区别在与电晕有关的技术及装置中是可能的，这是由于电晕和吸引电极的电晕生成阵列的电抗(电容)分量的缘故。所述的电容性分量使得相对较低幅度的电压交流分量可产生相对较大的对应的电流交流分量。例如，在电晕放电装置中有可能使用可产生具有小脉动高电压的电源。这些脉动应该具有比较高的频率“f”(例如，高于1KHz)。电极(即，电晕电极和集电极)可设计成其相互间的电容C足够高，使得当施加上高频电压时呈现相当小的阻抗X_c：

X_{c} = \frac{1}{2 πfC}

该电极可以看作非电抗性的d.c.电阻和电抗性a.c.容抗的并联。欧姆电阻使电晕电流从一电极流向另一电极。此电流的幅值近似与所加电压的幅值成比例并且是基本恒定的(d.c.)。容性阻抗与电极之间电流的a.c.电流部分相对应。此部分与所加电压的a.c.分量的幅值(“脉动”)成正比，而与电压交流分量的频率成反比。根据脉动电压的幅值及其频率，电极之间电流的交流分量的幅值可以小于或大于电流的d.c.分量。

业已发现，在电极间可产生具有小幅值脉动的高电压(即，滤波后的d.c.电压)却在电极间提供具有较大a.c.分量(即，大幅值电流脉动)的电流的电源能够增强离子的产生和流体的加速，同时，在空气的情况下，能够使臭氧的产生明显降低或达到最小的程度。于是，可表示为电晕电流的a.c.分量的幅值除以电晕电流的d.c.分量的幅值的比率(即，I_a.c./I_d.c.)的电流脉动，应该远远大于电压脉动(即，至少两倍)，较佳地至少10倍，100倍甚至更佳地达到1000倍。电压脉动可类似地定义为施加于电晕放电电极的电压的时间变化或a.c.分量的幅值除以d.c.分量的幅值(即，V_a.c./V_d.c.)。

另外，还发现，当输出电压具有与平均电压幅值相比较小的幅值的电压交流分量以及通过电极和中间电介质(即，待加速的流体)的电流至少是两倍，较佳的是10倍(相对于d.c.电流分量)大于电压交流分量(相对于d.c.电压)，即，电流的a.c./d.c.比与所加电压的a.c./d.c.比相比较远大于2、10甚至更大时，就可以实现最佳的电晕放电装置的性能。这也就是说，在施加于诸如静电流体加速器的电晕放电装置上的电功率是由一恒定的电压/电流分量(即，时不变直流或d.c.分量)和时变分量(即，脉冲或交流电流(a.c.)分量)所组成并表示的V_t＝V_d.c+V_a.c.和I_t＝I_d.c.+I_a.c.的条件下，就能够较佳地在电晕放电电极之间产生电压，使得所产生的电流可满足下列关系：

V_a.c.＜＜V_d.c.且I_a.c.～I_d.c.

或：V_a.c./V_d.c.＜＜I_a.c./I_d.c.

或：V_a.c.＜V_d.c.且I_a.c.＞I_d.c.

或：V_RMsV_MEAN且I_RMs＞I_MEAN

如果任一上述要求得到满足，则相对于电流和电压的a.c./d.c.之比近似相等的电源，电晕放电装置每立方英尺流体移动消耗较少的功率并(在空气流体的情况下)产生较少的臭氧。

为了满足这些要求，应该恰当地设计和构造电源及电晕生成装置。具体地说，电源应该生成具有最小的且同时具有相对较高频率的脉动的高电压输出。电晕生成装置本身应该具有预定值的、经设计的杂散或寄生电容，其提供流过电极(即，从一个电极流到另一电极)的较高频率的电流。如果电源产生低频脉动，则X_C将相对较大，并且交流分量电流的幅值将无法与电流的直流电流分量的幅值相比。如果电源产生很小的脉动或不产生脉动，则交流电流将无法与直流电流相比。如果电晕生成装置(即，电极阵列)具有很小的容抗(包括电极之间的寄生电容和/或杂散电容)，则交流电流的幅值也将无法与直流电流相比。如果在电源和电极阵列之间设置一个大的电阻(参见，例如Lee的美国专利4,789,801，图1和图2)，则a.c.电流脉动的幅值可被降低，并且无法与电流的d.c.(恒定)分量的幅值相比。因此，只有在某些条件得到满足时，即，使得预定的电压及电流关系存在时，电晕生成装置才能提供足够的空气流体、增强的工作效率以及所希望的臭氧水平，还可以降低最终的电源成本。

特别是，产生脉动的电源不要求实质上的输出滤波，因此也就不需要提供连接在电源输出端的较为昂贵、体积较大的高压电容器。仅凭这一点也可以使电源的成本降低。此外，这样的电源具有较小的“惯性”，也就是说，它具有较少的会抑制输出中的幅值变化的存储能量，从而可比没有或可忽略的脉动的高惯性电源能更快地改变输出电压。

附图说明

图1A是可产生直流d.c.电压和d.c.+a.c.电流的电源的电路图。

图1B是分别显示电压和当前幅度随时间而变化的电源的输出波形。

图2A是电晕放电装置的电路图，它具有不足的极间电容以便于(i)使空气的流动最佳化，(ii)降低功率消耗，和/或(iii)使臭氧的产生最小化。

图2B是与图3所示的电源一起使用以便于实现最佳化电晕放电装置的电路图。

图3是可产生具有低幅值高频电压脉动的高幅值d.c.电压的电源的电路图。

图4是施加到电晕放电装置上的高电压以及所产生的电晕电流的示波器波形图。

具体实施方式

图1A是适于根据本发明的电晕放电装置供电的电源的示意图。高电压电源(HVPS)105产生具有变化幅值V_ac+dc的电源电压101(图1B)。电压101在V_dc的平均d.c.电压上叠加幅值为V_ac的a.c.或交流分量，其中V_ac所具有的瞬时值可由距离103(即，电压的交流分量)来表示。电压101的典型平均d.c.分量(V_dc)在10KV到25KV的范围内，较佳的等于18KV。脉动频率“f”一般在100KHz左右，应予指出的是，诸如60Hz商用电源线频率的倍数(包括120Hz)可能出现在电压波形之中。下面的计算只考虑最重要的谐波，即，最高的谐波，在这种情况下，最重要的谐波是100KHz的谐波。脉动的峰-峰幅值103(V_ac是电压101的a.c.分量)是在0-2000伏的(峰到峰)范围内，较佳的是低于或等于900V，其RMS值是640伏左右。电压101被施加于电极对(即，电晕放电电极和吸引电极)。电阻器106表示HVPS 105的内电阻以及HVPS 105与电极相连接的引线的电阻，此电阻器一般只具有较小的数值。电容器107表示两电极之间的寄生电容。请注意，电容器107的值不是恒定的，但可粗略地估计约在10pF的水平左右。

电阻器108表示在电晕放电装置和吸引电极之间空气隙特征的非电抗性d.c.欧姆负载电阻R。此电阻R取决于所加的电压，其典型值一般在10兆欧姆。

由HVPS 105输出的d.c.分量流过电阻108而a.c.分量主要流过电容器107，这表示在100KHz工作范围内的阻抗要比电阻器108小得多。具体地说，电容器107的阻抗Xc是脉动频率的函数，在这种情况下，它近似等于：

Xc＝1/(2πfC)＝1/(2*3.14*100,000*10*10^-12)＝160KΩ

流过电容器107的电流的a.c.分量I_a.c.等于：

I_a.c.＝V_a.c./Xc＝640/160,000＝0.004A＝4mA

流过电阻器108的d.c.分量I_dc等于：

I_dc＝V_dc/R＝18kV/10MΩ＝1.8mA

因此，在电极之间所形成的电流的a.c.分量I_ac大约比电流的d.c.分量I_dc大2.2倍。

装置100的工作可以参照图1B的时序图来进行叙述。当电离电流达到某个最大幅值(I_max)时，离子从电晕放电电极发射出去，从而对流体附近的分子及流体粒子(即，空气分子)进行充电，此时，产生最大功率并且产生最大的臭氧(在空气或氧气中)。当电流下降到I_min时，产生的功率较小，基本上没有臭氧产生。

与此同时，充了电的分子和粒子向另一电极(吸引电极)加速，其力与最大电流情况相同(因为电压基本上是保持恒定的)。因此，流体加速率基本上不受影响并且没有随着臭氧下降而达到同样的程度。

周围流体的加速起源于离子从电晕放电电极到吸引电极的力矩。这是因为在电压101的影响下，离子从电晕放电电极发射出去并在电晕放电电极周围产生“离子云”。此离子云根据电场强度移向另一端的吸引电极，该电场强度正比于所加电压101的值。电源105所施加的功率近似地正比于输出电流102(假定电压101基本上保持恒定)。因此，电流102的脉动性质会产生比同样幅值的纯d.c.电流更小的能量消耗。这样的电流波形和电流的a.c.和d.c.分量之间的关系由于输出电压具有小的内阻106以及小的幅值交流分量103而得到保持。实验证明，当电流102交流分量的相对幅值(即I_ac/I_dc)大于电压101交流分量的相对幅值(即V_ac/V_dc)时，可以实现最有效的静电流体加速。此外，随着这些比率分散，还可以实现另外的一些改进。因此，如果V_ac/V_dc远小于I_ac/I_dc(不超过一半)，较佳地不高于1/10，1/100或甚至1/000(其中，V_ac和I_ac采用类似的测量方法，例如两者都是RMS，峰-峰或相似的值)，则可以更有效地实现液体加速。可用数学来进行不同的阐述，电晕电流的恒定分量和所加电压的时变分量的乘积除以电晕电流的时变分量和所加电压的恒定分量的积应该使之最小化，在某些初始步骤的值中的每一离散步骤可以提供显著的改进：

\frac{I_{dc} \times V_{ac}}{I_{ac} \times V_{dc}} \leq 1; . 01; . 001; . 0001; . . . . . .

图2A显示了不满足上述方程式的电晕放电装置。它包括针状的电晕放电电极200，该形状可提供在该针尖附近产生电晕放电所需的电场。另一集极电极201要大得多，它采用光滑杆的形状。高电压电源202通过高电压引线203和204连接着两电极。然而，由于放电电极200的相对取向垂直于收集电极201的中心轴线，因此该结构不会在电极200及201之间形成大的电容。一般来说，任何电容都是直接正比于电极之间相对的有效面积的。在图2A所示的装置中，此面积是很小的，因为电极之一是具有最小截面积的针尖状的。所以，从电极200流向电极201的电流没有大的a.c.分量。已经证明了类似于图2A所示的电晕放电装置结构的气体加速能力是很低的，而臭氧的产生则比较多。

图2B显示了另一种电晕放电装置。其中，多个电晕放电电极的形状是长而细的电晕放电引线205，而另一收集电极206的形状则是粗得多的杆，它们与电晕电线205相平行。高电压电源207通过高电压引线209和210连接着电晕放电线205和集电极206。这种设置可在电极之间提供大得多的面积，因此在两者之间形成了大得多的电容。因此从电晕线205流到收集电极206的电流将有明显的a.c.分量，从而为高压电源207提供了足够的电流供应能力。类似于图2B所示的电晕放电装置的结构，当采用具有较高频率的电流脉动和较小的电压脉动(即交流分量)的高压电源供电时，可具备较大的气体加速及较小的臭氧的能力。

图3是高压电源电路300的电路图，它能够产生具有小的高频脉动的高电压。电源电路300包括具有主线圈307和副线圈308的高电压双线圈变压器306。主线圈307通过半桥逆变器(功率晶体管304、313和电容器305、314)连接着d.c.电压源301。栅极信号控制器311通过电阻器303及317在晶体管304，313的栅极处产生控制脉冲。这些脉冲的工作频率可取决于电阻器310和电容器316所选择数值。变压器306的副线圈308连接着包括4只高压高频功率二极管的桥式电压整流器309。电源300在终端320和地之间产生一高压输出，该高电压输出连接着电晕放电装置的诸电极。

图4显示了在电晕放电装置处的高电压401以及所产生和流过电极阵列的电流402的输出电流和电压波形的示波器轨迹。从中可以看到，电压401具有约15,300伏的相对恒定的幅值，只具有很少或没有交流分量。另一方面，电流402具有超过2mA相对较大的交流电流分量(脉动)，远远超过电流平均值(1.189mA)。

对系统性能的测量证实了效率的提高以及增强了经过系统处理的空气中颗粒的去除及消除。具体地说，业已发现，使用本发明的种种实施例的系统对去除0.1μm及更大的尘埃颗粒的效率超过99.97％。因此，本发明的系统能保证大多数颗粒获得最大的电荷，即，再也没有电荷(即，离子)可以加到各个颗粒上。这就可以得出如下的结论：本发明的电晕技术可以使所有颗粒充满电荷，以致任何电流的增加都不会进一步提高系统的性能，尤其是当系统主要用于空气清洁与流体加速及控制的情况下。

还进一步证实了不管所加的高电压与地的关系如何，本发明的种种实施例都可以有效地工作。例如，在某一实施例中，电晕电极可以连接着例如正高电压电势而对应的集电极可以连接着地。而在另一实施例中，电晕电极可以连接到地而集电极可以连接到高的负电势，而不会影响电晕放电装置的效率。因此，例如，图1B所示的实施例包括连接着高正电压的电晕电极，而图3所示实施例中的电晕电极连接的是负电压。因此，有关的考虑是加在电晕和收集之间的相对电势差而不是相对于任一或固定地电势的电压差。本发明的种种实施例都包括了这样的结构，其中，电晕电极，集电极，或没有一个电极是维持在或接近于地电势的(即，在地电位的±50伏内，较佳的在±10V内和更佳的在±5V内，地电势是基准电势，它通常考虑是0伏)、

业已发现，本发明的较佳实施例，当高电压及电流脉动至少是超声波频率时，即，当电晕电压(V_a.c.)和电流(I_a.c.)的交流(即a.c.)分量的频率远超过20KHz时，呈显出改进的效率。其优点包括至少两个因素，第一个因素中是考虑到装置运行所产生的声音噪声在可听频率或近可听频率的范围内。即，即使是超声频率也会对宠物产生干扰，因为宠物往往能听得出这样的高频率声音(即，对人类来说是超声的声音)。第二因素是考虑与颗粒通过根据本发明实施例的静电空气清洁装置的距离相比的运行频率。也就是说，基于相对较高流体(例如，气体)速度，流体(例如，空气)分子及其中存在的颗粒可能穿过收集元件的大多数或所有重要部分(例如，集电极的前部或前边缘)却因为脉动频率低而没有被充分充电。因此，这就再次说明了装置工作电压和电流的电压或电流变化(即，交流或脉动)分量使用某个最小频率。具体地说，这些变化(即，a.c.)分量应该具有至少是超声的频率，尤其是在20～25KHz以上的频率，并且较佳的是在50+KHZ范围内的频率。频率的特征也可以这样来限定，使得主要频率和幅度电平的组合将不需要的声音的产生减小到难以察觉到的水平，例如人和/或动物都听不到，即要求电压V_a.c.的交流分量所具有的主频率远超过可听得见的声音的范围。

总而言之，本发明包括一些实施例，其中，低惰性电源与电晕放电元件阵列相结合，而电晕放电元件阵列对电源显现出高的电抗性负载。即，此阵列的电容性负载大大超过了电源输出中的任何电抗性分量。此关系提供了恒定的低脉动电压和高脉动电流，从而产生高能效的静电流体加速器而臭氧的产生大为减少。

应予指出和理解的是，所有在本说明书中提到的出版物，专利和专利申请都表明了本技术的现有水平。所有出版物，专利，专利申请都通过适当的引用，以使每个出版物，专利或专利申请都明确地和一个个地就其全文引用以供参考之用。

Claims

1.一种用于控制流体的装置，该装置包括：

电晕放电装置，它包括至少一个电晕放电电极和至少一个集电极；以及，

电源，它连接着所述电晕放电和集电极以通过在所述电极之间施加电压V_t来提供电功率信号，从而使电晕电流I_t在所述电晕放电和集电极之间流动，所述电压V_t和电晕电流Ic都是各自恒定d.c.和交流a.c.分量相互叠加之和，即，V_t＝V_d.c.+V_a.c.及I_t＝I_d.c.+I_a.c.电流脉动值I_a.c/I_d.c.与电压脉动值V_a.c./V_d.c.的关系是：

\frac{I_{a . c .}}{I_{d . c .}} = \frac{C \cdot V_{a . c .}}{V_{d . c .}},

式中C≥2。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述C≥10。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述C≥100。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述C≥1000。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压V_a.c.的交流分量的频率具有远远超过可听声音级别的主频率。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压V_a.c.的交流分量的频率在30KHz之上的范围之内。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压V_a.c.的交流分量的频率在50kHz到1MHz的范围之内。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压V_a.c.的交流分量的频率近似为100KHz。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电功率信号的电压恒定分量的幅值是在10KV到25KV之间的范围内。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压V_d.c.的恒定分量的幅值大于1KV。

11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电功率信号的电压V_d.c.的恒定分量幅值近似为18KV。

12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述电功率信号的电晕电流I_a.c.的交流分量幅值不大于所述电功率的恒定电流分量I_d.c.幅值的10倍，以及，

所述电功率信号的恒定电流分量I_d.c.的幅值不大于所述电功率信号的电晕电流的交流分量I_a.c.的幅值的10倍。

13.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电功率信号的电压V_a.c.的交流分量的幅值不大于所述电压V_d.c.的恒定分量的幅值的十分之一。

14.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电功率信号的电压V_a.c.的交流分量的幅值不大于1KV。

15.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电晕电流的恒定分量I_d.c.至少是100μA。

16.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电晕电流的恒定分量I_d.c.至少是1mA。

17.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电晕放电电极之间的电抗性电容具有对应于所述电压的交流分量频率的最高谐波且不大于10MΩ的容性阻抗。

18.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电晕电势的电势接近于地电势。

19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述电晕放电电极的电势在所述地电势的±50伏之内。

20.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述集电极的电势接近于地电势。

21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述集电极的电势在地电势的±50V之内。

22.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电晕放电电极和所述集电极的电势都不接近于地电势。

23.如权利要求22所述的装置，其特征在于，所述电晕放电电极和所述集电极两者电势至少与地电势相差10伏。

24.如权利要求23所述的装置，其特征在于，所述电晕电极和集电极的两者电势至少与地电势相差50伏。

25.一种控制流体的装置，该装置包括：

电源，它连接于所述电晕放电和集电极，通过在所述电极之间施加V_t来提供电功率信号，从而使电晕电流I_t在所述电晕放电和集电极之间流过，所述电压V_t和电晕电流I_t是各自恒定d.c.和交流a.c.的分量相互叠加之和；即：V_t＝V_d.c.+V_a.c.和I＝I_d.c.+I_a.c.，其中V_a.c.＜＜V_d.c.以及I_a.c.～I_d.c.。

26.一种控制流体的装置，该装置包括：

电晕放电装置，它包括至少一个电晕放电电极和至少一个集电极，以及，

电源，它连接着所述电晕放电和集电极，通过在所述电极之间施加电压V_t来提供电功率信号，从而使电晕电流I_t在所述电晕放电和集电极之间流过，所述电压V_t和电晕I_t是各自恒定d.c.和交流a.c.的分量相互叠加之和；即，V_t＝V_d.c.+V_a.c.和I_t＝I_d.c.+I_a.c.，其中，V_a.c.＜V_d.c.且I_a.c.＞I_d.c.。

27.一种控制流体的装置，该装置包括：

电晕放电装置，它包括至少一个电晕放电电极和至少一个集电极；以及

电源，它连接着所述电晕放电和集电极，通过在所述电极之间施加电压V_t来提供电功率信号，从而使电晕电流I_t在所述电晕放电和集电极之间流过，所述电压V_t和电晕电流I_t是各自恒定d.c.和交流a.c.的分量相互叠加之和；即，V_t＝V_d.c.+V_a.c.和I_t＝I_d.c.+I_a.c.，其中，V_RMSV_MEAN且I_RMS＞I_MEAN。

28.一种控制流体的方法，该方法包括：

将流体引入到电晕放电装置，所述电晕放电装置包括至少一个电晕放电电极和至少一个集电极，所述集电极设置在所述电晕放电电极附近，从而提供在预定范围内的总的电极间电容；以及，

通过在所述电晕放电和集电极之间施加电压V_t来向所述电晕放电装置提供电功率信号，从而使电晕电流I_t在所述电极之间流过，所述电压V_t和电晕电流I_t是各自恒定d.c.和交流a.c.的分量相互叠加之和；即V_t＝V_d.c.+V_a.c.和I_t＝I_d.c.+I_a.c.，电流脉动值I_a.c./I_d.c.与电压脉动值V_a.c./V_d.c.的关系为：

\frac{I_{a . c .}}{I_{d . c .}} = \frac{{C \cdot V}_{a . c .}}{V_{d . c .}}

其中C≥2。

29.如权利要求28所述的装置，其特征在于，所述C≥10。

30.如权利要求28所述的装置，其特征在于，所述C≥100。

31.如权利要求28所述的装置，其特征在于，所述C≥1000。

32.如权利要求28所述的方法，其特征在于，还包括提供所述功率信号的步骤，以使所述电压V_a.c.的交流分量所具有的主频率远远超过可听见声音的级别。

33.如权利要求28所述的方法，其特征在于，还包括提供所述功率信号的步骤，以使所述电晕电流的交流分量的频率是在30KHz以上的范围内。

34.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述电压的交流分量的频率是在50KHz到1MHz。

35.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述电压的交流分量的频率近似为100KHz。

36.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述电压V_d.c.的恒定分量的幅值是在10KV～25KV的范围之内。

37.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述电压V_d.c.的恒定分量的幅值大于1KV。

38.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述电压V_d.c.的恒定分量的幅值近似为18KV。

39.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述电晕电流I_a.c.的交流分量的幅值不大于所述电晕电流I_d.c.的恒定分量的幅值的10倍；以及，

所述电晕电流I_d.c.的恒定分量的幅值不大于所述电晕电流I_a.c.的交流分量的幅值的10倍。

40.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述电压V_a.c.的交流分量的幅值不大于所述电压V_d.c.的恒定分量的幅值的十分之一。

41.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述电功率信号的所述电压V_a.c.的交流分量的幅值不大于1KV。

42.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述电晕电流I_d.c.的恒定分量至少是100μA。

43.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述电晕电流V_d.c.的恒定分量至少是1mA。

44.如权利要求28所述的方法，其特征在于，在所述电晕放电电极和所述集电极之间的电抗电容具有对应于所述电压的交流分量频率的最高谐波并且不大于10MΩ的容性阻抗。

45.一种控制流体的方法，该方法包括：

将流体引入电晕放电装置，所述装置包括至少一个电晕放电电极和至少一个集电极，所述集电极设置在所述电晕放电电极从而提供在预定范围内的总的电极间电容；以及，

通过在所述电晕放电和集电极之间施加电压V_t来提供电功率信号给所述电晕放电装置，从而使电晕电流I_t在所述电极之间流过，所述电压V_t和电晕电流I_t是各自恒定d.c.和交流a.c.的分量相互叠加之和；即，V_t＝V_d.c.+V_a.c.和I_t＝I_d.c.+I_a.c.；其中，V_a.c.＜＜V_d.c.和I_a.c.～I_d.c.。

46.一种控制流体的方法，该方法包括：

将流体引入电晕放电装置，所述电晕放电装置包括至少一个电晕放电电极和至少一个集电极，所述集电极设置在所述电晕放电电极附近，从而提供在预定范围内的总的电极间电容；以及，

通过在所述电晕放电和集电极之间施加电压V_t来提供电功率信号给所述电晕放电装置，从而使电晕电流I_t在所述电极之间流过，所述电压V_t和电晕电流I_t是各自恒定d.c.和交流a.c.的分量相互叠加之和；即，V_t＝V_d.c.+V_a.c.和I_t＝I_d.c.+I_a.c.；其中V_a.c.＜V_d.c.和I_a.c.＞I_d.c.。

47.一种控制流体的方法，该方法包括：

通过在所述电晕放电和集电极之间施加电压V_t来提供电功率信号给所述电晕放电装置，从而引起电晕放电电流I_t在所述电极之间流过，所述电压V_t和电晕电流I_t是各自恒定d.c.和交流a.c.的分量相互相叠加之和；即，

V_t＝V_d.c.+V_a.c.和I_t＝I_d.c.+I_a.c.；其中，V_RMSV_MEAN且I_RMS＞I_MEAN。