Automatic programmable air ozonizer
In this paper we describe a compact, economical, easy to manage auto air ozonator developed at the Institute of Plasma Physics of the NSC KIPT. It is designed for sanitation, disinfection of premises and cleaning the air from foreign odors. A distinctive feature of the developed device is the genera...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Datum: | 2015 |
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | English |
| Veröffentlicht: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2015
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/82246 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Automatic programmable air ozonizer / S.P. Gubarev, A.V. Klosovsky, G.P. Opaleva, V.S. Taran, M.I. Zolototrubova // Вопросы атомной науки и техники. — 2015. — № 1. — С. 280-282. — Бібліогр.: 5 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-82246 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Gubarev, S.P. Klosovsky, A.V. Opaleva, G.P. Taran, V.S. Zolototrubova, M.I. 2015-05-27T09:28:03Z 2015-05-27T09:28:03Z 2015 Automatic programmable air ozonizer / S.P. Gubarev, A.V. Klosovsky, G.P. Opaleva, V.S. Taran, M.I. Zolototrubova // Вопросы атомной науки и техники. — 2015. — № 1. — С. 280-282. — Бібліогр.: 5 назв. — англ. 1562-6016 PACS: 52.70.Ds; 52.70Kz https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/82246 In this paper we describe a compact, economical, easy to manage auto air ozonator developed at the Institute of Plasma Physics of the NSC KIPT. It is designed for sanitation, disinfection of premises and cleaning the air from foreign odors. A distinctive feature of the developed device is the generation of a given concentration of ozone, approximately 0.7 maximum allowable concentration (MAC), and automatic maintenance of a specified level. This allows people to be inside the processed premises during operation. The microprocessor controller to control the operation of the ozonator was developed. Описан разработанный в Институте физики плазмы ННЦ ХФТИ малогабаритный, экономичный, простой в управлении автоматический воздушный озонатор. Он предназначен для санации, дезинфекции помещений и очистки воздуха от посторонних запахов. Отличительной особенностью разработанного прибора является генерация озона заданной концентрации (порядка 0,7 ПДК) и автоматическое поддержание заданного уровня. Это позволяет людям безопасно находиться внутри обрабатываемых помещений во время работы прибора. Управление работой озонатора осуществляется с помощью разработанного в Институте физики плазмы ННЦ ХФТИ микропроцессорного контроллера. Описано розроблений в Інституті фізики плазми ННЦ ХФТІ малогабаритний економічний, простий в управлінні автоматичний повітряний озонатор. Він призначений для санації, дезинфекції приміщень і очищення повітря від сторонніх запахів. Відмінною особливістю розробленого приладу є генерація озону заданої концентрації (порядку 0,7 ГДК) та автоматична підтримка заданого рівня. Це дозволяє людям перебувати безпечно всередині оброблюваних приміщень під час роботи приладу. Управління роботою озонатора здійснюється за допомогою розробленого в Інституті фізики плазми ННЦ ХФТІ мікропроцесорного контролера. en Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Низкотемпературная плазма и плазменные технологии Automatic programmable air ozonizer Автоматический воздушный программируемый озонатор Автоматичний повітряний програмований озонатор Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Automatic programmable air ozonizer |
| spellingShingle |
Automatic programmable air ozonizer Gubarev, S.P. Klosovsky, A.V. Opaleva, G.P. Taran, V.S. Zolototrubova, M.I. Низкотемпературная плазма и плазменные технологии |
| title_short |
Automatic programmable air ozonizer |
| title_full |
Automatic programmable air ozonizer |
| title_fullStr |
Automatic programmable air ozonizer |
| title_full_unstemmed |
Automatic programmable air ozonizer |
| title_sort |
automatic programmable air ozonizer |
| author |
Gubarev, S.P. Klosovsky, A.V. Opaleva, G.P. Taran, V.S. Zolototrubova, M.I. |
| author_facet |
Gubarev, S.P. Klosovsky, A.V. Opaleva, G.P. Taran, V.S. Zolototrubova, M.I. |
| topic |
Низкотемпературная плазма и плазменные технологии |
| topic_facet |
Низкотемпературная плазма и плазменные технологии |
| publishDate |
2015 |
| language |
English |
| container_title |
Вопросы атомной науки и техники |
| publisher |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Автоматический воздушный программируемый озонатор Автоматичний повітряний програмований озонатор |
| description |
In this paper we describe a compact, economical, easy to manage auto air ozonator developed at the Institute of Plasma Physics of the NSC KIPT. It is designed for sanitation, disinfection of premises and cleaning the air from foreign odors. A distinctive feature of the developed device is the generation of a given concentration of ozone, approximately 0.7 maximum allowable concentration (MAC), and automatic maintenance of a specified level. This allows people to be inside the processed premises during operation. The microprocessor controller to control the operation of the ozonator was developed.
Описан разработанный в Институте физики плазмы ННЦ ХФТИ малогабаритный, экономичный, простой в управлении автоматический воздушный озонатор. Он предназначен для санации, дезинфекции помещений и очистки воздуха от посторонних запахов. Отличительной особенностью разработанного прибора является генерация озона заданной концентрации (порядка 0,7 ПДК) и автоматическое поддержание заданного уровня. Это позволяет людям безопасно находиться внутри обрабатываемых помещений во время работы прибора. Управление работой озонатора осуществляется с помощью разработанного в Институте физики плазмы ННЦ ХФТИ микропроцессорного контроллера.
Описано розроблений в Інституті фізики плазми ННЦ ХФТІ малогабаритний економічний, простий в управлінні автоматичний повітряний озонатор. Він призначений для санації, дезинфекції приміщень і очищення повітря від сторонніх запахів. Відмінною особливістю розробленого приладу є генерація озону заданої концентрації (порядку 0,7 ГДК) та автоматична підтримка заданого рівня. Це дозволяє людям перебувати безпечно всередині оброблюваних приміщень під час роботи приладу. Управління роботою озонатора здійснюється за допомогою розробленого в Інституті фізики плазми ННЦ ХФТІ мікропроцесорного контролера.
|
| issn |
1562-6016 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/82246 |
| citation_txt |
Automatic programmable air ozonizer / S.P. Gubarev, A.V. Klosovsky, G.P. Opaleva, V.S. Taran, M.I. Zolototrubova // Вопросы атомной науки и техники. — 2015. — № 1. — С. 280-282. — Бібліогр.: 5 назв. — англ. |
| work_keys_str_mv |
AT gubarevsp automaticprogrammableairozonizer AT klosovskyav automaticprogrammableairozonizer AT opalevagp automaticprogrammableairozonizer AT taranvs automaticprogrammableairozonizer AT zolototrubovami automaticprogrammableairozonizer AT gubarevsp avtomatičeskiivozdušnyiprogrammiruemyiozonator AT klosovskyav avtomatičeskiivozdušnyiprogrammiruemyiozonator AT opalevagp avtomatičeskiivozdušnyiprogrammiruemyiozonator AT taranvs avtomatičeskiivozdušnyiprogrammiruemyiozonator AT zolototrubovami avtomatičeskiivozdušnyiprogrammiruemyiozonator AT gubarevsp avtomatičniipovítrâniiprogramovaniiozonator AT klosovskyav avtomatičniipovítrâniiprogramovaniiozonator AT opalevagp avtomatičniipovítrâniiprogramovaniiozonator AT taranvs avtomatičniipovítrâniiprogramovaniiozonator AT zolototrubovami avtomatičniipovítrâniiprogramovaniiozonator |
| first_indexed |
2025-11-25T09:37:36Z |
| last_indexed |
2025-11-25T09:37:36Z |
| _version_ |
1850509149669949440 |
| fulltext |
ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2015. №1(95)
280 PROBLEMS OF ATOMIC SCIENCE AND TECHNOLOGY. 2015, №1. Series: Plasma Physics (21), p. 280-282.
AUTOMATIC PROGRAMMABLE AIR OZONIZER
S.P. Gubarev, A.V. Klosovsky, G.P. Opaleva, V.S. Taran, M.I. Zolototrubova
Institute of Plasma Physics of the NSC KIPT, Kharkov, Ukraine
E-mail :gubarev@kipt.kharkov.ua
In this paper we describe a compact, economical, easy to manage auto air ozonator developed at the Institute of
Plasma Physics of the NSC KIPT. It is designed for sanitation, disinfection of premises and cleaning the air from
foreign odors. A distinctive feature of the developed device is the generation of a given concentration of ozone,
approximately 0.7 maximum allowable concentration (MAC), and automatic maintenance of a specified level. This
allows people to be inside the processed premises during operation. The microprocessor controller to control the
operation of the ozonator was developed.
PACS: 52.70.Ds; 52.70Kz
INTRODUCTION
In recent years in many countries an increase of
interest to use ozone technologies is observed, and
Ukraine is not exclusion in this regard. The antiseptic
properties of ozone allows to process objects five times
more effectively than ultraviolet disinfection. Besides,
ozone can penetrate cavities closed for UV radiation.
Particularly relevant are devices based on air ozonators.
Earlier in the IPP NSC KIPT the air ozonator was
developed based on the principle of barrier discharge
[1]. The disadvantages of that device were the lack of
automatic mode and program control. Continuing the
work on perfection of the device, a new air ozonator
with program control was designed, which has no
disadvantages mentioned above. Below the work of
device is described in detail. It can be used for cleaning
of air in clinics and hospitals, where there are a large
number of infected patients, and also in surgical
premises for continuously maintaining sterility of air
during surgery. Maximum continuous cycle operation of
the device is 2 hours and is does not have a time limit of
use. The photo of ozonator is shown in Fig. 1.
Fig. 1. Photo of ozonator
HARDWARE AND SOFTWARE
PRINCIPLES OF AIR OZONATOR
Ozonator has the following specifications:
1. Ozone productivity – 6 mg / min.
2. Maximum area of treated premise – 99 m
2
.
3. Supported ozone concentration – 0.7 MAC.
4. Power – 5 watts (generation regime).
5. Power consumption – 0.5 watts (ventilation).
6. Weight – 0.5 kg.
7. Dimensions 170x100x50 mm.
The control of the ozonator operation is realized by
means microprocessor controller developed in IPP NSC
KIPT. It is implemented on the basis of microcontroller
PIC18F series designed by Microchip company [2, 3].
The controller provides control of the ozone generator,
the operational configuration of the application of the
working gas injection, selection of work modes and
timing of the process. The input value of the premise
area is indicated on the dynamic display. The device
structural scheme is shown in Fig. 2.
Fig. 2. The device structural scheme:
CPU – central processing unit;
TMR0…TMR3 – timer module;
Primary Osc. – Primary Oscillator;
Second Osc. – Secondary Oscillator;
PWM – Pulse Width Modulation Module;
M – Motor
Ozonator operates in a cyclic mode. The period of
continued operation of the device is 2 hours. The
number of two-hour cycles is unlimited.
The device can operate in two modes:
- the continuous ozone injection (with a ozone generator
productivity of 6 mg/min) without automatically aintain
the concentration ofozone gas to stop after 2 hours;
ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2015. №1(95) 281
- automatic maintenance of the ozone concentration on
the given level in the room 0.7 maximum allowable
concentration (MAC).
The device OCM-4 (Ozon Concentration monitoring)
has been used for the calibration of the new ozonator.
The OCM-4 is a modification of the OCM-3 device [4]
constructed on the basis of a semiconductor sensor MQ-
131 and calibrated by means of 2 methods:
chemical;
spectrometric.
Chemical calibration of the ozone generator was
performed in IPP NSC KIPT by experts of Sanitary
Epidemiological Station of specialized medical unit
№13 of Kharkov city. A series of measurements was
conducted of ozone concentration in the air; the ozone
was produced by the test generator. The spectrometer
calibration was performed by the use of the software
developed in IPP and the hardware complex [5]. The
measurement results are decorated by protocol.
For correct operation of the device OCM-4 it is
necessary to obtain such parameters as ozone decay rate
and the purge time of ozonated premises. With that end
in view, an experiment was conducted and some results
are presented graphically in Fig. 3.
Fig. 3. Graph of the ozone decay rate in the room in
different modes (with a purge premises without purging
and at different ozone concentrations)
Fig. 4. Theoretical graph of the ozone concentration
changes at ozonator work in automatic mode
The times of ozone half-life and purge obtained from
the experiment are used to construct a theoretical graph
of the ozone concentration change indoors at ozonator
operating in automatic mode (Fig. 4).
Fig. 5 presents the experimental graph of the ozone
concentration changes, measured by the device OCM-4.
The device operates in the mode of automatic
maintenance of the ozone concentration.
Fig. 5. Experimental graph of the ozone concentration
changes at ozonator work in automatic mode
The operational mode is selected by entering the
values of the ozonated premise area S (m
2
). If S = 0, the
device will operate in a mode of continuous ozone
injection. If S> 0, the device will operate in the
automatic mode to maintain the constant concentration
of ozone. The period of continued operation of the
device does not depend on the selected mode and equals
2 hours. For the countdown of time the module “Timer
0” is used.
When one selects a continuous ozone injection mode
(S = 0) and press the start button, the “Timer 0”, ozone
generator and fan will start automatically and will be
continuously running throughout the period of operation
of the device (2 hours), and then will be automatically
turned off. Further the device will wait for one of the
following user action:
entering the new value of premise area and start of
the ozonation process;
next start of ozonation process (without changing
the value of the ozonated premise area).
If the mode of automatically maintaining the
concentration of ozone in the room (S> 0) is selected
and the start button is pressed, the “Timer 0”, ozone
generator and fan will start as well as in continuous
ozone injection mode. However ozone generator will be
turned on for the time Tf (minute), equals to the time of
filling the room with ozone. After this time the ozone
generator and the fan will be turned off automatically
and will remain off during 6 minutes.
Then ozone generator and the fan will be turned on at
the time of the ozone injection Ti. Such actions will be
repeated periodically until the set time of the device
work (2 hours) has elapsed. Further all operations will
stop automatically and the program will wait for user
directives. The work of ozone generator is provided by
the Pulse Width Modulation module output signal.
Parameters of the output signal (the period and duty
cycle) are given by setting the corresponding registers
of the programmable “Timer 2”. The “Timer 2” module
incorporates the readable and writable (both registers)
8-bit timer and period registers. The module also
includes:
software programmable prescaler (1:1, 1:4 and 1:16);
programmable postscaler (1:1 through 1:16).
282 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2015. №1(95)
The fan is activated by setting of high level on the
appropriate port of the controller PIC18F2550.
Times of filling the room with ozone Tf and ozone
injection Ti depend on an area of ozonated premise and
were calculated by the formulas (1) and (2):
Tf= F(S), (1)
Ti= ·F(S). (2)
Concentration of ozone in the mode of continuous
ozone injection is defined by the formula (3):
С= , (3)
where :
S - area of premise (m
2
); H - height of the room (m);
C0 - allowable concentration of ozone for long-term
stay (0.07 mg / m
3
); P - productivity of ozone generator
(6 mg / min); Tpj - ozone injection period (6 min);
Thl - the half-life of ozone.
CONCLUSIONS
The use of a microcontroller allowed to create a
compact and easy-to-use air ozonator for industrial and
domestic purposes. When operating, the device is not a
threat to life and health of people being in the room. A
sophisticated algorithm for inclusion of the ozonizer
eliminates any unauthorized exploitation of the device.
The use of such kind microcontroller can
significantly improve the safe application of ozone
technology within human-aided activity.
REFERENCES
1. S.P. Gubarev, V.V. Krasnyj, A.V. Klosovskyj,
R.M. Muratov, G.P. Opaleva, O.M hvets, V.S. Taran,
M.I. Zolototrubova. Ozone generation characteritics of
superposed discharge with surface and DBD // III
Central European Symposium on Plasma Chemistry,
Taras Shevchenko National University of Kyiv, p. 51.
2. http:// www.microchip.com/wwwproducts /Devices.
aspx? product=PIC18F2550.
3. Muhammad Ali Mazidi, Rolin D. McKinlay, Danny
Causey. "PIC microcontrollers and embedded systems.
The use of the assembler and C for PIC18". Publisher:
Crown-Print. Year. 2009.
4. S.P. Gubarev, G.P. Opaleva, V.S. Taran, M.I. Zolo-
totrubova. Devices for ozone concentration monitoring
// Problems of Atomic Science and Technology.
Series “Plasma Physics” (19). 2013, № 1, p. 234-236.
5. S.P. Gubarev, V.V. Krasnyi, G.P. Opaleva,
V.S. Taran, M.I. Zolototrubova. The Software-
Apparatus Complex for Diagnostics of the Ozone
Sterilizers // Proceedings of the XXXI International
Scientific Conference ELNANO. 2011 April 12-14,
Kyiv, Ukraine, p. 59.
Article received 21.12.2014
АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВОЗДУШНЫЙ ПРОГРАММИРУЕМЫЙ ОЗОНАТОР
С.П. Губарев, А.В. Клосовский, Г.П. Опалева, В.С. Таран, М.И. Золототрубова
Описан разработанный в Институте физики плазмы ННЦ ХФТИ малогабаритный, экономичный,
простой в управлении автоматический воздушный озонатор. Он предназначен для санации, дезинфекции
помещений и очистки воздуха от посторонних запахов. Отличительной особенностью разработанного
прибора является генерация озона заданной концентрации (порядка 0,7 ПДК) и автоматическое
поддержание заданного уровня. Это позволяет людям безопасно находиться внутри обрабатываемых
помещений во время работы прибора. Управление работой озонатора осуществляется с помощью
разработанного в Институте физики плазмы ННЦ ХФТИ микропроцессорного контроллера.
АВТОМАТИЧНИЙ ПОВІТРЯНИЙ ПРОГРАМОВАНИЙ ОЗОНАТОР
С.П. Губарєв, А.В. Клосовський, Г.П. Опалєва, В.С. Таран, М.І. Золототрубова
Описано розроблений в Інституті фізики плазми ННЦ ХФТІ малогабаритний економічний, простий в
управлінні автоматичний повітряний озонатор. Він призначений для санації, дезинфекції приміщень і
очищення повітря від сторонніх запахів. Відмінною особливістю розробленого приладу є генерація озону
заданої концентрації (порядку 0,7 ГДК) та автоматична підтримка заданого рівня. Це дозволяє людям
перебувати безпечно всередині оброблюваних приміщень під час роботи приладу. Управління роботою
озонатора здійснюється за допомогою розробленого в Інституті фізики плазми ННЦ ХФТІ
мікропроцесорного контролера.
http://www.microchip.com/wwwproducts
|