CN103588264A - 一种电磁换能方法及一种电磁换能器 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种电磁换能方法，通过电子脉冲发生器和脉冲放大器产生电子脉冲；将所述电子脉冲通入绕组线圈，所述绕组线圈缠绕于金属管上；所述电子脉冲在所述绕组线圈处发生电磁转换，得到磁场能；将待处理水持续通入至所述金属管中，使所述磁场能直接作用于流经所述金属管的待处理水。本发明实施例还公开了一种电磁换能器。采用本发明，可将电能转化磁场能和声能，继而转化为水的化学能和内能，能有效杀灭和降解水中的红虫、藻类和有机物，实现水处理的功能，而且需要的输入功率低，成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及水处理领域，尤其涉及一种电磁换能方法及一种电磁换能器。
背景技术
电磁场是有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体和总称。随时间变化的电场产生磁场 ，随时间变化的磁场产生电场，两者互为因果，形成电磁场。
电磁波频率低时，主要借由有形的导电体才能传递。原因是在低频的电振荡中，磁电之间的相互变化比较缓慢，其能量几乎全部返回原电路而没有能量辐射出去；电磁波频率高时即可以在自由空间内传递，也可以束缚在有形的导电体内传递。在自由空间内传递的原因是在高频率的电振荡中，磁电互变甚快，能量不可能全部返回原振荡电路，于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去，不需要介质也能向外传递能量，这就是一种电磁辐射。
在污水处理领域中，常用电磁波和超声波对水体中的藻类、红虫、有机物等进行杀灭和降解处理。但是，由于通常需要处理的水体容积较大，使用开放式的电磁波发射方式对水体的处理效果较差，而且需要非常大的功率。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种电磁换能方法及一种电磁换能器。可将电能转化磁场能和声能，继而转化为水的化学能和内能，从而杀灭和降解水中的红虫、藻类和有机物，实现水处理的功能，而且需要的输入功率低，水处理效果明显。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电磁换能方法，包括：
通过电子脉冲发生器和脉冲放大器产生电子脉冲；
将所述电子脉冲通入绕组线圈，所述绕组线圈缠绕于金属管上；
所述电子脉冲在所述绕组线圈处发生电磁转换，得到磁场能；
将待处理水持续通入至所述金属管中，使所述磁场能直接作用于流经所述金属管的待处理水。
所述电子脉冲在所述绕组线圈处还发生电声转换，得到声能。
将待处理水持续通入至所述金属管中，使所述磁场能和所述声能直接作用于流经所述金属管的待处理水，所述磁场能和声能转化为所述待处理水的化学能和内能。
作为上述方案的改进，所述声能为超声波。
作为上述方案的改进，还包括使所述磁场能作用于所述待处理水，在所述待处理水中产生共振效应、非热效应、积累效应、磁化水作用和磁记忆机理，从而转化为所述待处理水的化学能和内能。
作为上述方案的改进，所述电磁换能方法还包括使所述声能所用于所述待处理水，使所述待处理水产生空化反应。
相应地，本发明实施例还提供了一种电磁换能器，其特征在于，包括第一电子脉冲输入端、第二电子脉冲输入端、第一共鸣线圈、第二共鸣线圈和金属管，所述第一共鸣线圈与所述第一电子脉冲输入端连接，所述第二共鸣线圈与所述第二电子脉冲输入端连接，所述第一共鸣线圈和所述第二共鸣线圈依照预先设定的间隔缠绕在所述金属管上。
作为上述方案的改进，所述第一共鸣线圈和所述第二共鸣线圈的缠绕匝数相同，缠绕方向相同。
作为上述方案的改进，所述第一共鸣线圈和所述第二共鸣线圈为带有绝缘层的导线，所述导线的导体截面面积为1-6mm2。
作为上述方案的改进，所述金属管包括内层的防锈层和外层的金属层。
作为上述方案的改进，所述第一共鸣线圈和所述第二共鸣线圈的缠绕匝数为15-50圈。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：通过电子脉冲发生器和脉冲放大器产生电子脉冲，使产生的电子脉冲有足够大的功率，保证水处理效果。将电子脉冲通入绕组线圈，使电能转换为磁场能和声能，两种能量各自作用于待处理水，两种不同的水处理功能结合在一起，实现互补和互相促进的效果。
其中，所述磁场能作用于所述待处理水，在所述待处理水中产生共振效应、非热效应、积累效应、磁化水作用和磁记忆机理，从而转化为所述待处理水的化学能和内能。
非热效应：生物器官和组织都存在微弱的电磁场，它们是稳定和有序的，一旦受到外界电磁波的干扰，处于平衡状态的微弱电磁场即遭到破坏，其正常循环机能会遭受破坏。
累积效应：非热效应作用于生物体后，机体伤害尚未来得及自我修复之前再次受到不同频率电磁波辐射的话，其伤害程度就会发生累积，久之会成为永久性病态或危及生存。
磁化水的作用和磁记忆机理：水流过线圈形成的磁场会与磁场磁力线形成切割，改变了水分子间的氢键，水的大分子团结构被打破;同时水分子氢角的改变会形成新的水分子簇，这些水分子簇因氢角方向性问题不会做到紧密堆积，只能形成一定结构的短链。在不同作用频率的影响下，会产生不同结构和长短的水分子链，这种水分子链具有一定的记忆时间，在水中可保持十几分钟到120小时的记忆时间。其中的部分结构水分子链会与微生物体或藻类细胞产生异化作用，从而抑制微生物和藻类的生长。
在一段时间内电磁波作用下，即使功率很小，微生群体、红虫、藻类也无法生长，从而达到抑制和杀灭的功效。
所述声能所用于所述待处理水，使所述待处理水产生空化反应，从而转化为所述待处理水的化学能和内能。所述声能为超声波。
空化反应原理：一定频率和声强的超声波辐照溶液时, 在声波负压相作用下产生空化泡, 在随后声波正压相作用下迅速崩溃, 空化泡崩溃产生冲击波和射流, 使-OH 和H2O2进入整个溶液中, 为化学反应提供了一个极特殊的物理化学环境。声化学反应包含热解反应和氧化反应两种类型: 对于易挥发的有机物主要参加前者反应, 即类似燃烧化学反应使其彻底降解, 因它们在空化崩溃过程中, 存在空化泡内; 不易或难挥发的有机物, 主要发生氧化反应, 因空化产生的强氧化剂H2O2和具有高度化学活性的游离基-OH 在空化泡崩溃瞬间使气液界面上和溶液中有机物氧化。
而对于所述电磁换能器，电子脉冲通过所述第一共鸣线圈和所述第二共鸣线圈转换为电磁波和超声波，由于所述第一共鸣线圈和所述第二共鸣线圈的缠绕匝数相同，缠绕方向相同，因而产生互感作用，大大加强了电磁波和超声波的转换效率。产生的电磁波和超声波对所述金属管中流过的水进行处理，将大量的水体分批处理，使流过的水得到足够大功率的电磁波和超声波影响，保证水处理效果。
因此，使用所述电磁换能方法和电磁换能器能够有效地将电能转化为对待处理水拥有处理能力的电磁波和超声波，实现在极小功率的支持下即可实现杀灭和降解待处理水中的红虫、藻类和有机物的功能。
附图说明
图1是本发明一种电磁换能方法的流程简图。
图2是本发明一种电磁换能器的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种电磁换能方法及一种电磁换能器。可将电能转化磁场能和声能，继而转化为水的化学能和内能，从而杀灭和降解水中的红虫、藻类和有机物，实现水处理的功能，而且需要的输入功率低，水处理效果明显。
如图1所示，为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电磁换能方法，包括：
通过电子脉冲发生器11和脉冲放大器12产生电子脉冲；
将所述电子脉冲通入绕组线圈13，所述绕组线圈13缠绕于金属管上；
所述电子脉冲在所述绕组线圈13处发生电磁转换，得到磁场能；
将待处理水14持续通入至所述金属管中，使所述磁场能直接作用于流经所述金属管的待处理水14。
所述电子脉冲在所述绕组线圈13处还发生电声转换，得到声能。
优选地，所述声能为超声波。
需要说明的是，通过电子脉冲发生器11和脉冲放大器12产生电子脉冲，使产生的电子脉冲有足够大的功率，保证水处理效果。将电子脉冲通入绕组线圈13，使电能转换为磁场能和声能，两种能量各自作用于待处理水14，两种不同的水处理功能结合在一起，实现互补和互相促进的效果。
将待处理水14持续通入至所述金属管中，使所述磁场能和所述声能直接作用于流经所述金属管的待处理水14，所述磁场能和声能转化为所述待处理水的化学能和内能。具体如下：
一、所述磁场能作用于所述待处理水14，在所述待处理水14中产生共振效应、非热效应、积累效应、磁化水作用和磁记忆机理，从而转化为所述待处理水14的化学能和内能。
需要说明的是，上述各种效应的作用原理是：
非热效应：生物器官和组织都存在微弱的电磁场，它们是稳定和有序的，一旦受到外界电磁波的干扰，处于平衡状态的微弱电磁场即遭到破坏，其正常循环机能会遭受破坏。
累积效应：非热效应作用于生物体后，机体伤害尚未来得及自我修复之前再次受到不同频率电磁波辐射的话，其伤害程度就会发生累积，久之会成为永久性病态或危及生存。
磁化水的作用和磁记忆机理：水流过线圈形成的磁场会与磁场磁力线形成切割，改变了水分子间的氢键，水的大分子团结构被打破;同时水分子氢角的改变会形成新的水分子簇，这些水分子簇因氢角方向性问题不会做到紧密堆积，只能形成一定结构的短链。在不同作用频率的影响下，会产生不同结构和长短的水分子链，这种水分子链具有一定的记忆时间，在水中可保持十几分钟到120小时的记忆时间。其中的部分结构水分子链会与微生物体或藻类细胞产生异化作用，从而抑制微生物和藻类的生长。
在一段时间内电磁波作用下，即使功率很小，微生群体、红虫、藻类也无法生长，从而达到抑制和杀灭的功效。
二、所述声能作用于所述待处理水14，使所述待处理水14产生空化反应，从而转化为所述待处理水14的化学能和内能。
空化反应的原理是：一定频率和声强的超声波辐照溶液时, 在声波负压相作用下产生空化泡, 在随后声波正压相作用下迅速崩溃, 空化泡崩溃产生冲击波和射流, 使-OH 和H2O2进入整个溶液中, 为化学反应提供了一个极特殊的物理化学环境。声化学反应包含热解反应和氧化反应两种类型: 对于易挥发的有机物主要参加前者反应, 即类似燃烧化学反应使其彻底降解, 因它们在空化崩溃过程中, 存在空化泡内; 不易或难挥发的有机物, 主要发生氧化反应, 因空化产生的强氧化剂H2O2和具有高度化学活性的游离基-OH 在空化泡崩溃瞬间使气液界面上和溶液中有机物氧化。
相应地，如图2所示，本发明还提供了一种电磁换能器，包括第一电子脉冲输入端1、第二电子脉冲输入端2、第一共鸣线圈4、第二共鸣线圈5和金属管3，所述第一共鸣线圈4与所述第一电子脉冲输入端1连接，所述第二共鸣线圈5与所述第二电子脉冲输入端2连接，所述第一共鸣线圈4和所述第二共鸣线圈5依照预先设定的间隔缠绕在所述金属管3上。
优选地，金属管3为含碳金属管。
需要说明的是，所述第一共鸣线圈4和所述第二共鸣线圈5产生的电磁波和超声波对所述金属管3中流过的水进行处理，将大量的水体分批处理，使流过的水得到足够大功率的电磁波和超声波影响，保证水处理效果。
优选地，所述第一共鸣线圈4和所述第二共鸣线圈5的缠绕匝数相同，缠绕方向相同。
需要说明的是，电子脉冲通过所述第一共鸣线圈4和所述第二共鸣线圈5转换为电磁波和超声波，由于所述第一共鸣线圈4和所述第二共鸣线圈5的缠绕匝数相同，缠绕方向相同，因而产生互感作用，大大加强了电磁波和超声波的转换效率。
优选地，所述第一共鸣线圈4和所述第二共鸣线圈5为带有绝缘层的导线，所述导线的导体截面面积为1-6mm2。
优选地，所述金属管3包括内层的防锈层6和外层的金属层5。
更佳地，金属层5为含碳金属层。
需要说明的是，由于需要处理的水可能含有腐蚀性，对金属管3的腐蚀较大，因而与水直接接触的管体内层为防锈层6，能够防止流入的水对管体的腐蚀。由于所述电磁换能器需要将所述第一共鸣线圈4和所述第二共鸣线圈5产生的电磁波辐射到流过所述金属管3，所述金属管3必须能被磁场穿过，因而所述金属管3必须为铁管等能被磁化的金属管。
优选地，所述第一共鸣线圈4和所述第二共鸣线圈5的缠绕匝数为15-50圈。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (9)
1.一种电磁换能方法，其特征在于，包括：
通过电子脉冲发生器和脉冲放大器产生电子脉冲；
将所述电子脉冲通入绕组线圈，所述绕组线圈缠绕于金属管上；
所述电子脉冲在所述绕组线圈处发生电磁转换，得到磁场能；
将待处理水持续通入至所述金属管中，使所述磁场能直接作用于流经所述金属管的待处理水。
2.如权利要求1所述的电磁换能方法，其特征在于，所述电子脉冲在所述绕组线圈处还发生电声转换，得到声能。
3.如权利要求2所述的电磁换能方法，其特征在于，将待处理水持续通入至所述金属管中，使所述磁场能和所述声能直接作用于流经所述金属管的待处理水，所述磁场能和声能转化为所述待处理水的化学能和内能。
4.如权利要求2所述的电磁换能方法，其特征在于，所述声能为超声波。
5.一种电磁换能器，其特征在于，包括第一电子脉冲输入端、第二电子脉冲输入端、第一共鸣线圈、第二共鸣线圈和金属管，所述第一共鸣线圈与所述第一电子脉冲输入端连接，所述第二共鸣线圈与所述第二电子脉冲输入端连接，所述第一共鸣线圈和所述第二共鸣线圈依照预先设定的间隔缠绕在所述金属管上。
6.如权利要求5所述的电磁换能器，其特征在于，所述第一共鸣线圈和所述第二共鸣线圈的缠绕匝数相同，缠绕方向相同。
7.如权利要求5所述的电磁换能器，其特征在于，所述第一共鸣线圈和所述第二共鸣线圈为带有绝缘层的导线，所述导线的导体截面面积为1-6mm2。
8.如权利要求5所述的电磁换能器，其特征在于，所述金属管包括内层的防锈层和外层的金属层。
9.如权利要求5所述的电磁换能器，其特征在于，所述第一共鸣线圈和所述第二共鸣线圈的缠绕匝数为15-50圈。
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