CN1312052C - 微耗智能广谱电子除垢防垢方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种微耗智能广谱电子除垢防垢方法，包括以下步骤：(1)在流体通过的管道表面绕制电磁线圈；(2)向电磁线圈输送频率在一扫频频率范围内、以一定的扫频周期周期变化的电压、电流，使电磁线圈产生一个其频率在扫频频率范围内变化的交变电磁场；所述扫频频率变化的频程为20倍以上，既频率变化的峰顶频率值是谷底频率值的20倍以上；所述扫频频率在150Hz～15000Hz范围内变化。本发明采用扫频原理，能耗低，使用维护方便，对不同材质、不同厚度管道内的流体均具有优秀的除垢防垢效果。
Description
技术领域
本发明涉及对流经管道的液体进行除垢防垢处理的电子方法，特别是一种微耗智能广谱电子除垢防垢方法。
背景技术
目前，液流管道的防垢除垢处理技术虽然有多种选择，如离子交换技术、化学除垢技术、磁化水技术和电子高频技术等，但是，液流管道的防垢除垢一直没有得到很好的解决。现有技术中的电子除垢器虽然利用电子高频振荡电路形成的高频磁场对水或液体进行处理，但存在效果不理想、需要更改管道、结构复杂、安装维护不便等技术缺陷。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种安装维护方便、节省能源、能够对液流管道进行有效防垢除垢的微耗智能广谱电子除垢防垢方法。
本发明的技术方案如下：
一种微耗智能广谱电子除垢防垢方法，包括以下步骤：
(1)在流体通过的管道表面绕制电磁线圈；
(2)向电磁线圈输送电压、电流，所述电压、电流的频率在一扫频频率范围内、以一定的扫频周期连续变化，使电磁线圈产生一个其频率在扫频频率范围内变化的交变电磁场；
所述扫频频率变化的频程为20倍以上，即频率变化的峰顶频率值是谷底频率值的20倍以上。
所述扫频频率变化的频程为80～100倍，即频率变化的峰顶频率值是谷底频率值的80～100倍。
所述扫频频率变化的频程为100倍，即频率变化的峰顶频率值是谷底频率值的100倍。
所述扫频频率的变化范围为150Hz～15000Hz。
所述扫频周期与流体的流速成正比。
所述扫频周期可在1/60秒～1/20秒范围内变化。
所述绕制在流体管道上的电磁线圈由数个分段线圈组成，各分段线圈段间间距为管道直径。
所述分段线圈的数量为4～8个。
所述分段线圈的匝数为10～13匝。
本发明的技术效果如下：
本发明微耗智能广谱电子除垢防垢方法在管道表面的电磁线圈产生交变电磁场的基础上，将现有技术产生固定频率电磁场的方法，通过将输往所述电磁线圈的电压、电流的频率在一扫频频率范围内、以一定的扫频周期连续变化，能够使得电磁线圈产生的电磁场不仅是一个交变电磁场，而且是一个其频率在扫频频率范围内变化的交变电磁场。所述在扫频频率范围内、以一定的扫频周期连续变化的交变电磁场作用于液流管道内的流动液体可以有效防止液体结垢，作用于液流管道内壁上的结垢体，可以将结垢体溶解消除。
本发明设置的扫频频率变化的频程为20倍以上，即频率变化的峰顶频率值为谷底频率值的20倍以上，优选的频程范围为80～100倍，更优选的频程为100倍。也就是说，交变电磁场具有极宽的频率变化范围。具有极宽频率变化的交变电磁场作用于被处理的流体中，使流体中分子结构不同的各种物质“对号入座”，使不同分子结构的物质的偶极矩增大。偶极矩是距离和电荷的乘积，与偶极矩有关的是分子的酸性、分子内的诱导效应等。由于极宽频率变化的交变电磁场存在磁场扰动，流体中的多种分子产生共振，活性加强，使流体的溶解度增大，致使碳酸根离子不能与钙、镁等多种元素的离子结合成垢，即避免形成碳酸盐。经大量实验和现场应用，对于具有极宽频率变化的磁场作用过的物质，如玻璃器皿或金属等，具有较长时间的记忆功能，在记忆时间内，作用过的流体对老污垢仍有除溶作用。
本发明采用电磁线圈在管道上分段绕制，且段间间距为管道直径的技术方案。该技术方案的目的是使磁力线产生有序的断裂，加大磁场扰动，增大电磁场频率变化的复杂性，并与流体中的矿物质产生共振，因此能有效地提高除垢防垢效果。考虑到线圈阻抗、磁场效率等因素，较优选的技术方案是4～8个分段线圈，每分段线圈的匝数为10～13匝。实验研究结果充分证明了上述技术方案的有效性。
众所周知，流体在不同材质的管道内产生的污垢有所不同。本发明采用具有100倍频程频率变化的交变电磁场作用于被处理流体的技术方案，充分考虑到电磁场对不同材质、不同厚度管道的穿透效果，加之采用分段设置电磁线圈的设计，使本发明技术方案对不同材质、不同厚度的管道均具有优秀的除垢防垢效果。
本发明采用扫频原理，节省能源，属于微耗能电子除垢防垢方法。使用时只需在管道方便之处绕线即可，不需要更改管道、结构简单、安装维护方便，是一种能够对液流管道进行有效防垢除垢的微耗智能广谱电子除垢防垢方法。
附图说明
图1为本发明原理示意图。
图2为本发明的电路结构原理框图。
图3为锯齿波电压发生装置的电路原理图。
图4为方波电压发生装置的电路原理图。
图5为工作状态指示电路原理图。
图6为电源电路的的原理图。
图7为手动磁场强度控制电路的原理图。
图8为扫频原理坐标图。
图中标记列示如下：
1-扫频振荡产生电路的壳体；2-液流流速检测电路接线端子；3-扫频振荡产生电路接线端子；4-液流管道；5-电磁线圈；6-液流流速检测传感电路；7-锯齿波电压发生装置；8-方波电压发生装置；9-功率放大装置；10-液流流速检测电路；11-直流电源电路；12-工作指示电路；13-同轴多位切换开关；14-各级电源接口；15-第一稳压块；16-第二稳压块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
图1示出了本发明微耗智能广谱电子除垢防垢方法的工作原理。如图1所示，本发明产生其频率在扫频频率范围内变化的交变电磁场的装置包括扫频振荡产生电路和扫频振荡产生电路的壳体1，以及环绕于液流管道4的电磁线圈5，该图中主要示出了电磁线圈5的结构以及电磁线圈5在管路上的设置状况。在管路上绕制的电磁线圈5，在安匝(AW)一定的情况下，以液流管道4的管径为间距分段绕制，特意使磁力线产生有规律的断裂，形成开放磁场，增强磁场的穿透力，以提高除垢、防垢效果。考虑到线圈阻抗、磁场效率等因素，较优选的技术方案是4～8个分段线圈，每分段线圈的匝数为11匝。扫频振荡产生电路的壳体1上设置有液流流速检测电路接线端子2和扫频振荡产生电路接线端子3，便于现场安装和电磁线圈的绕制。另外，液流流速检测传感电路6的传感器可以内置或外置于液流管道4，只要能够检测或感应到与液流速度相应的电信号参数即可。
图2示出了本发明的电路结构原理框图。如图2所示，电路结构主要包括锯齿波电压发生装置7、方波电压发生装置8和功率放大装置9，锯齿波电压发生装置7、方波电压发生装置8和功率放大装置9依次电连接，功率放大装置9电连接于电磁线圈5。锯齿波电压发生装置和方波电压发生装置均采用无稳态自激多谐振荡器。锯齿波电压的频率控制所述方波电压发生装置的扫频周期(即扫频快慢)。锯齿波的幅度变化控制着方波电压发生装置峰顶～谷底频率的扫频范围。这一技术方案大大突出了本发明频率范围极宽的特点，除垢、防垢效果极为突出，大量实际应用充分证明了这一点。
扫频振荡产生电路还设置有工作指示电路12、液流流速检测电路10和直流电源电路11，液流流速检测电路10附设有根据流体流速数据决定的作用于锯齿波电压频率发生电路的自动频率调整电路AFC和作用于功率放大器的自动增益控制电路AGC。这有利于根据流体不同流速使除垢、防垢达到最佳效果。
锯齿波电压发生装置1，它能够产生30Hz左右的锯齿波电压、电流，可在20-60Hz之间调整，可有效地控制着扫频周期。其具体电路如图3所示，其中示出了同轴多位切换开关13，通过操作同轴多位切换开关控制锯齿波频率在20-60Hz之间变化，从而实现对扫频周期的调整。这一锯齿波电压幅度高低直接控制着主振荡器(VCO)的峰、谷频率的变化范围(20倍以上)，其具体电路如图4所示。该方波电压频率信号由功率放大装置4放大后送往电磁线圈5，进行电磁转换。由上述可知，电磁线圈5产生的电磁场不仅是一个交变电磁场，而且是一个其频率以扫频变化的交变电磁场，该扫频交变电磁场作用于液流管道内的流动液体可以有效防止液体结垢，作用于液流管道内壁上的结垢体，可以将结垢体溶解消除。
流速检测装置10能够根据流速自动调节功率放大装置9的增益(OTL)，从而实现对磁场强度的调节，同理亦能调节锯齿波电压发生装置7的扫频频率，以达到最佳效果。其电路原理如图7所示，图7为手动磁场强度控制电路的原理图，主要示出了可变电阻的手动调节和流速检测装置。直流稳压电源电路11采用集成块稳压，如图6所示。其中有第一稳压块15和第二稳压块16，不仅能够简化电路，而且有利于工作稳定，其电路原理如图6所示，主要示出了变压、整流、稳压和输出端。工作指示电路或者说工作状态指示电路12基本不消耗能量，其电路原理如图5所示，图5为工作状态指示电路，主要示出了发光二极管及连接于功率放大装置的电路。
综上所述，本发明通过独自开发的、以分立元件为主的电子电路实现了具有极宽频率变化范围的微耗智能电子除垢防垢方法，且便于有效地突破现有技术中集成电路或集成块的局限性。
图8为扫频原理坐标图，其纵坐标为扫频频率，在150Hz～15000Hz(100倍)范围内变化；扫频频率由电位器调节获得。其横坐标为时间，以表示1/20秒、1/30秒、1/60秒的扫频周期。横坐标也可以理解为锯齿波的周期，以体现扫频周期的快慢，图中实线为中频率30Hz，虚线为高频率60Hz，点划线为低频率20Hz。
以上所述，仅为本发明的优选实施方式。应当指出，对于本领域的技术人员来说，依据本发明同样的发明创造原理，还可以做出许多变型和改进，但是这些均落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种微耗智能广谱电子除垢防垢方法，包括以下步骤：
(1)在流体通过的管道表面绕制电磁线圈；
(2)向电磁线圈输送电压、电流，所述电压、电流的频率在一扫频频率范围内、以一定的扫频周期连续变化，使电磁线圈产生一个其频率在扫频频率范围内变化的交变电磁场；
其特征在于：所述扫频频率变化的频程为20倍以上，即频率变化的峰顶频率值是谷底频率值的20倍以上。
2.如权利要求1所述的微耗智能广谱电子除垢防垢方法，其特征在于：所述扫频频率变化的频程为80～100倍，即频率变化的峰顶频率值是谷底频率值的80～100倍。
3.如权利要求1所述的微耗智能广谱电子除垢防垢方法，其特征在于：所述扫频频率变化的频程为100倍，即频率变化的峰顶频率值是谷底频率值的100倍。
4.如权利要求1或2或3所述的微耗智能广谱电子除垢防垢方法，其特征在于：所述扫频频率的变化范围为150Hz～15000Hz。
5.如权利要求1所述的微耗智能广谱电子除垢防垢方法，其特征在于：所述扫频周期与流体的流速成正比。
6.如权利要求1或5所述的微耗智能广谱电子除垢防垢方法，其特征在于：所述扫频周期的变化范围为1/60秒～1/20秒。
7.如权利要求1所述的微耗智能广谱电子除垢防垢方法，其特征在于：所述绕制在流体管道上的电磁线圈由数个分段线圈组成，各分段线圈段间间距为管道直径。
8.如权利要求7所述的微耗智能广谱电子除垢防垢方法，其特征在于：所述分段线圈的数量为4～8个。
9.如权利要求7或8所述的微耗智能广谱电子除垢防垢方法，其特征在于：所述分段线圈的匝数为10～13匝。
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