靜電場變頻直流脈沖電磁場流體處理方法及其系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電磁場技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種靜電場變頻直流脈沖電磁場流體處理方法及其系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁場是有內(nèi)在聯(lián)系、相互依存的電場和磁場的統(tǒng)一體和總稱。隨時間變化的電場產(chǎn)生磁場，隨時間變化的磁場產(chǎn)生電場，兩者互為因果，形成電磁場。電磁波頻率低時，主要借由有形的導(dǎo)電體才能傳遞。原因是在低頻的電振蕩中，磁電之間的相互變化比較緩慢，其能量幾乎全部返回原電路而沒有能量輻射出去；電磁波頻率高時即可以在自由空間內(nèi)傳遞，也可以束縛在有形的導(dǎo)電體內(nèi)傳遞。在自由空間內(nèi)傳遞的原因是:在高頻率的電振蕩中，磁電互變甚快，能量不可能全部返回原振蕩電路，于是電能、磁能隨著電場與磁場的周期變化以電磁波的形式向空間傳播出去，不需要介質(zhì)也能向外傳遞能量，這就是一種電磁輻射。
[0003]直流電流產(chǎn)生恒定磁場和恒定電場(含靜電場)，而交變電流產(chǎn)生交變磁場和交變電場。由于電磁場源于電場中的電荷，因此電磁場存在及感應(yīng)強度，可以反映周邊電場的存在和強度。對于靜電場，導(dǎo)體外表在一定的電場方向上分布著電荷。
[0004]而現(xiàn)有配電網(wǎng)的換流站是超高壓直流輸送轉(zhuǎn)換站，其主控室附近一定存在工頻電場和工頻磁場，同時存在一個較強背景靜電場。經(jīng)測試統(tǒng)計，現(xiàn)有的常用換流站中的冷卻塔周邊及內(nèi)部的磁感應(yīng)強度在4.5-6 μ T范圍內(nèi)，由此可以判定冷卻塔處于一個靜電場中。受靜電場的影響，其冷卻塔中的換熱管上均分布有電荷。換熱管上的電荷會吸附水中的Ca2+，Mg2+，SI4+等離子而形成結(jié)垢，因此，常規(guī)的水質(zhì)控制方法，無法有效解決換流站內(nèi)冷卻塔的結(jié)垢問題。
[0005]而在流體使用安全方面(如用水安全)，在地表水體普遍受到污染的情況下，水源容易滋生紅蟲、細(xì)菌、藻類等物質(zhì)，這對水質(zhì)安全構(gòu)成了嚴(yán)重的影響。傳統(tǒng)方法通常采用化學(xué)氧化劑進(jìn)行水處理，但是存在以下缺點:首先，阻垢劑、緩蝕劑、殺菌劑等化學(xué)物增加了出水中的消毒副產(chǎn)物，如三鹵甲炕、鹵代乙酸等致癌、致突變物質(zhì)的含量對飲用水安全造成了影響；第二，該方法不能100%殺滅紅蟲(水中致病生物的中間宿主，傳播疾病的一個重要媒介)，有效率低；此外，該方法不能同時地對紅蟲、細(xì)菌、藻類、有機(jī)物等多種物質(zhì)進(jìn)行有效處理。
[0006]而超聲波是一種頻率高于20000赫茲的聲波，它的方向性好，穿透能力強，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)，可用于測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。隨著人們對超聲波的不斷了解，超聲波技術(shù)在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用。例如，在水處理過程中，可以通過超聲波殺死微生物體，從而實現(xiàn)殺菌、除垢等目的。但是，現(xiàn)有的超聲波設(shè)備的頻率往往是固定的，單一的固定頻率工作的超聲波清洗設(shè)備只能針對特定污染源、特定的污染物進(jìn)行處理，無法進(jìn)行全面有效的水處理，這無疑為人們的用水安全落下了很大的安全隱患。
[0007]現(xiàn)有的各種電磁場處理技術(shù)和超聲波處理技術(shù)及現(xiàn)行的實施方法各有其優(yōu)缺點及一定的適用范圍，很難做到在低功耗、免維護(hù)、易安裝、高效率、時效長和功能全這六方面全面兼顧。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種靜電場變頻直流脈沖電磁場流體處理技術(shù)方案，實現(xiàn)在靜電場下低碳環(huán)保的高效、便捷、極低功耗全功能流體處理。
[0009]為解決以上技術(shù)問題，一方面，本發(fā)明實施例提供一種靜電場變頻直流脈沖電磁場流體處理方法，包括:
[0010]根據(jù)預(yù)設(shè)的目標(biāo)頻率實時產(chǎn)生類超聲波頻段的模擬變頻直流脈沖信號；
[0011 ] 將所述模擬變頻直流脈沖信號輸送至電磁換能器上；
[0012]根據(jù)模擬變頻直流脈沖信號的頻率變化，所述電磁換能器產(chǎn)生變頻直流脈沖電磁場；
[0013]通過所述變頻直流脈沖電磁場對流經(jīng)所述電磁換能器中的流體進(jìn)行處理。
[0014]在一種可實現(xiàn)的方式中，所述根據(jù)預(yù)設(shè)的目標(biāo)頻率實時產(chǎn)生類超聲波頻段的模擬變頻直流脈沖信號，包括:
[0015]獲取外部輸入的變頻直流脈沖信息，根據(jù)所述變頻直流脈沖信息進(jìn)行現(xiàn)場編程，產(chǎn)生PffM變頻調(diào)制信號；根據(jù)所述PffM變頻調(diào)制信號進(jìn)行實時頻率調(diào)制，產(chǎn)生數(shù)字變頻直流脈沖信號；對所述數(shù)字變頻直流脈沖信號進(jìn)行放大調(diào)節(jié)；將放大調(diào)節(jié)后的數(shù)字變頻直流脈沖信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，獲得所述模擬變頻直流脈沖信號。
[0016]在一種可實現(xiàn)的方式中，所述根據(jù)模擬變頻直流脈沖信號的頻率變化，所述電磁換能器產(chǎn)生變頻直流脈沖電磁場，包括:
[0017]通過一個或多個直流輸出脈沖端將所述模擬變頻直流脈沖信號傳輸至電線繞組線圈上；所述電磁換能器包括流體金屬管和一組或多組電線繞組線圈；所述電線繞組線圈分別纏繞于所述流體金屬管上；所述流體金屬管設(shè)有流體金屬管壁；根據(jù)所述模擬變頻直流脈沖信號的頻率變化，所述電線繞組線圈產(chǎn)生電磁感應(yīng)，獲得電磁能；所述電磁能直接作用于所述流體金屬管壁與所述流體金屬管中的流體之間，產(chǎn)生類超聲波頻段變頻直流脈沖電磁場。
[0018]進(jìn)一步地，所述模擬變頻直流脈沖信號在所述電線繞組線圈處還發(fā)生電聲轉(zhuǎn)換，獲得類超聲波頻段的聲能。
[0019]優(yōu)選地，通過所述變頻直流脈沖電磁場對流經(jīng)所述電磁換能器中的流體進(jìn)行處理，具體為:將待處理流體持續(xù)通入至所述流體金屬管中，使所述電磁能和所述聲能直接作用于流經(jīng)所述流體金屬管的待處理流體，將所述電磁能和聲能轉(zhuǎn)化為所述待處理流體的化學(xué)能和內(nèi)能，實現(xiàn)對流體的處理。
[0020]另一方面，本發(fā)明實施例還提供了一種靜電場變頻直流脈沖電磁場流體處理系統(tǒng)，包括:電磁脈沖發(fā)生器和電磁換能器；
[0021]所述電磁脈沖發(fā)生器，用于產(chǎn)生類超聲波頻段的模擬變頻直流脈沖信號，并請將所述模擬變頻直流脈沖信號輸送至電磁換能器上；
[0022]所述電磁換能器，用于根據(jù)模擬變頻直流脈沖信號的頻率變化，產(chǎn)生變頻直流脈沖電磁場，通過所述變頻直流脈沖電磁場對流經(jīng)所述電磁換能器中的流體進(jìn)行處理。優(yōu)選地，所述電磁脈沖發(fā)生器為類超聲波頻段變頻直流脈沖發(fā)生器。
[0023]在一種可實現(xiàn)的方式中，所述電磁脈沖發(fā)生器包括:外部連接端口，用于獲取外部輸入的變頻直流脈沖信息；可編程微處理器，用于根據(jù)所述變頻直流脈沖信息進(jìn)行現(xiàn)場編程，產(chǎn)生PffM變頻調(diào)制信號；脈沖頻率調(diào)制電路，用于根據(jù)所述PffM變頻調(diào)制信號進(jìn)行實時頻率調(diào)制，產(chǎn)生數(shù)字變頻直流脈沖信號；脈沖放大電路，用于對所述數(shù)字變頻直流脈沖信號進(jìn)行放大調(diào)節(jié)；數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，用于將放大調(diào)節(jié)后的數(shù)字變頻直流脈沖信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，獲得所述模擬變頻直流脈沖信號。
[0024]在一種可實現(xiàn)的方式中，所述電磁換能器包括流體金屬管和一組或多組電線繞組線圈；所述電線繞組線圈分別纏繞于所述流體金屬管上；所述流體金屬管設(shè)有流體金屬管壁；所述電磁脈沖發(fā)生器還包括一個或多個直流輸出脈沖端，用于將所述模擬變頻直流脈沖信號傳輸至所述電線繞組線圈上；所述電線繞組線圈，用于根據(jù)所述模擬變頻直流脈沖信號的頻率變化，產(chǎn)生電磁感應(yīng)，獲得電磁能；通過所述電磁能直接作用于所述流體金屬管壁與所述流體金屬管中的流體之間，產(chǎn)生類超聲波頻段變頻直流脈沖電磁場。
[0025]進(jìn)一步地，所述電線繞組線圈，還用于通過所述模擬變頻直流脈沖信號作用在所述電線繞組線圈處發(fā)生電聲轉(zhuǎn)換，獲得類超聲波頻段的聲能。
[0026]進(jìn)一步地，所述流體金屬管，還用于在持續(xù)通入待處理流體時，使所述電磁能和所述聲能直接作用于流經(jīng)所述流體金屬管的待處理流體，將所述電磁能和聲能轉(zhuǎn)化為所述待處理流體的化學(xué)能和內(nèi)能，實現(xiàn)對流體的處理。
[0027]本發(fā)明實施例提供的靜電場變頻直流脈沖電磁場流體處理技術(shù)方案，根據(jù)用戶預(yù)設(shè)的目標(biāo)頻率實時產(chǎn)生模擬變頻直流脈沖信號，可通過現(xiàn)場可編程器件即時調(diào)整模擬變頻直流脈沖信號的頻率處于類超聲波頻段；利用處于類超聲波頻段的模擬變頻直流脈沖信號直接作用于電磁換能器上，利用電磁轉(zhuǎn)換原理并結(jié)合類超聲波頻段電磁波變頻技術(shù)，可以使得電磁換能器根據(jù)模擬變頻直流脈沖信號的頻率變化而產(chǎn)生變頻直流脈沖電磁場，當(dāng)該變頻直流脈沖電磁場作用于流經(jīng)所述電磁換能器中的流體，流體將發(fā)生相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)換，將電磁能或聲能轉(zhuǎn)換為流體的化學(xué)能和內(nèi)能等，從而通過所述變頻直流脈沖電磁場對流體進(jìn)行相應(yīng)的處理。設(shè)備安裝完成接通電源后，即可在飲用水、循環(huán)水、燃油及冷媒等各種流體處理行業(yè)應(yīng)用。本發(fā)明無需接觸流體即可實現(xiàn)靜電