CN105130018A - 静电场变频直流脉冲电磁场流体处理方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种静电场变频直流脉冲电磁场流体处理方法，包括：根据预设的目标频率实时产生类超声波频段的模拟变频直流脉冲信号；将所述模拟变频直流脉冲信号输送至电磁换能器上；根据模拟变频直流脉冲信号的频率变化，所述电磁换能器产生变频直流脉冲电磁场；通过所述变频直流脉冲电磁场对流经所述电磁换能器中的流体进行处理。本发明还提供了一种静电场变频直流脉冲电磁场流体处理系统，包括：电磁脉冲发生器和电磁换能器。本发明提供的技术方案在静电环境下持续高效地杀虫杀菌、灭藻去污、除垢、防垢和抗氧化，使用寿命长，避免二次污染、绿色环保，实现在极低功耗下低碳环保的高效、便捷全功能静电场流体处理。

Description

静电场变频直流脉冲电磁场流体处理方法及其系统

技术领域

本发明涉及电磁场技术领域，尤其涉及一种静电场变频直流脉冲电磁场流体处理方法及其系统。

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。

直流电流产生恒定磁场和恒定电场(含静电场)，而交变电流产生交变磁场和交变电场。由于电磁场源于电场中的电荷，因此电磁场存在及感应强度，可以反映周边电场的存在和强度。对于静电场，导体外表在一定的电场方向上分布着电荷。

而现有配电网的换流站是超高压直流输送转换站，其主控室附近一定存在工频电场和工频磁场，同时存在一个较强背景静电场。经测试统计，现有的常用换流站中的冷却塔周边及内部的磁感应强度在4.5-6μT范围内，由此可以判定冷却塔处于一个静电场中。受静电场的影响，其冷却塔中的换热管上均分布有电荷。换热管上的电荷会吸附水中的Ca2+，Mg2+，SI4+等离子而形成结垢，因此，常规的水质控制方法，无法有效解决换流站内冷却塔的结垢问题。

而在流体使用安全方面(如用水安全)，在地表水体普遍受到污染的情况下，水源容易滋生红虫、细菌、藻类等物质，这对水质安全构成了严重的影响。传统方法通常采用化学氧化剂进行水处理，但是存在以下缺点：首先，阻垢剂、缓蚀剂、杀菌剂等化学物增加了出水中的消毒副产物，如三卤甲炕、卤代乙酸等致癌、致突变物质的含量对饮用水安全造成了影响；第二，该方法不能100％杀灭红虫(水中致病生物的中间宿主，传播疾病的一个重要媒介)，有效率低；此外，该方法不能同时地对红虫、细菌、藻类、有机物等多种物质进行有效处理。

而超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。随着人们对超声波的不断了解，超声波技术在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。例如，在水处理过程中，可以通过超声波杀死微生物体，从而实现杀菌、除垢等目的。但是，现有的超声波设备的频率往往是固定的，单一的固定频率工作的超声波清洗设备只能针对特定污染源、特定的污染物进行处理，无法进行全面有效的水处理，这无疑为人们的用水安全落下了很大的安全隐患。

现有的各种电磁场处理技术和超声波处理技术及现行的实施方法各有其优缺点及一定的适用范围，很难做到在低功耗、免维护、易安装、高效率、时效长和功能全这六方面全面兼顾。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种静电场变频直流脉冲电磁场流体处理技术方案，实现在静电场下低碳环保的高效、便捷、极低功耗全功能流体处理。

为解决以上技术问题，一方面，本发明实施例提供一种静电场变频直流脉冲电磁场流体处理方法，包括：

根据预设的目标频率实时产生类超声波频段的模拟变频直流脉冲信号；

将所述模拟变频直流脉冲信号输送至电磁换能器上；

根据模拟变频直流脉冲信号的频率变化，所述电磁换能器产生变频直流脉冲电磁场；

通过所述变频直流脉冲电磁场对流经所述电磁换能器中的流体进行处理。

在一种可实现的方式中，所述根据预设的目标频率实时产生类超声波频段的模拟变频直流脉冲信号，包括：

获取外部输入的变频直流脉冲信息，根据所述变频直流脉冲信息进行现场编程，产生PWM变频调制信号；根据所述PWM变频调制信号进行实时频率调制，产生数字变频直流脉冲信号；对所述数字变频直流脉冲信号进行放大调节；将放大调节后的数字变频直流脉冲信号进行数模转换，获得所述模拟变频直流脉冲信号。

在一种可实现的方式中，所述根据模拟变频直流脉冲信号的频率变化，所述电磁换能器产生变频直流脉冲电磁场，包括：

通过一个或多个直流输出脉冲端将所述模拟变频直流脉冲信号传输至电线绕组线圈上；所述电磁换能器包括流体金属管和一组或多组电线绕组线圈；所述电线绕组线圈分别缠绕于所述流体金属管上；所述流体金属管设有流体金属管壁；根据所述模拟变频直流脉冲信号的频率变化，所述电线绕组线圈产生电磁感应，获得电磁能；所述电磁能直接作用于所述流体金属管壁与所述流体金属管中的流体之间，产生类超声波频段变频直流脉冲电磁场。

进一步地，所述模拟变频直流脉冲信号在所述电线绕组线圈处还发生电声转换，获得类超声波频段的声能。

优选地，通过所述变频直流脉冲电磁场对流经所述电磁换能器中的流体进行处理，具体为：将待处理流体持续通入至所述流体金属管中，使所述电磁能和所述声能直接作用于流经所述流体金属管的待处理流体，将所述电磁能和声能转化为所述待处理流体的化学能和内能，实现对流体的处理。

另一方面，本发明实施例还提供了一种静电场变频直流脉冲电磁场流体处理系统，包括：电磁脉冲发生器和电磁换能器；

所述电磁脉冲发生器，用于产生类超声波频段的模拟变频直流脉冲信号，并请将所述模拟变频直流脉冲信号输送至电磁换能器上；

所述电磁换能器，用于根据模拟变频直流脉冲信号的频率变化，产生变频直流脉冲电磁场，通过所述变频直流脉冲电磁场对流经所述电磁换能器中的流体进行处理。优选地，所述电磁脉冲发生器为类超声波频段变频直流脉冲发生器。

在一种可实现的方式中，所述电磁脉冲发生器包括：外部连接端口，用于获取外部输入的变频直流脉冲信息；可编程微处理器，用于根据所述变频直流脉冲信息进行现场编程，产生PWM变频调制信号；脉冲频率调制电路，用于根据所述PWM变频调制信号进行实时频率调制，产生数字变频直流脉冲信号；脉冲放大电路，用于对所述数字变频直流脉冲信号进行放大调节；数模转换电路，用于将放大调节后的数字变频直流脉冲信号进行数模转换，获得所述模拟变频直流脉冲信号。

在一种可实现的方式中，所述电磁换能器包括流体金属管和一组或多组电线绕组线圈；所述电线绕组线圈分别缠绕于所述流体金属管上；所述流体金属管设有流体金属管壁；所述电磁脉冲发生器还包括一个或多个直流输出脉冲端，用于将所述模拟变频直流脉冲信号传输至所述电线绕组线圈上；所述电线绕组线圈，用于根据所述模拟变频直流脉冲信号的频率变化，产生电磁感应，获得电磁能；通过所述电磁能直接作用于所述流体金属管壁与所述流体金属管中的流体之间，产生类超声波频段变频直流脉冲电磁场。

进一步地，所述电线绕组线圈，还用于通过所述模拟变频直流脉冲信号作用在所述电线绕组线圈处发生电声转换，获得类超声波频段的声能。

进一步地，所述流体金属管，还用于在持续通入待处理流体时，使所述电磁能和所述声能直接作用于流经所述流体金属管的待处理流体，将所述电磁能和声能转化为所述待处理流体的化学能和内能，实现对流体的处理。

本发明实施例提供的静电场变频直流脉冲电磁场流体处理技术方案，根据用户预设的目标频率实时产生模拟变频直流脉冲信号，可通过现场可编程器件即时调整模拟变频直流脉冲信号的频率处于类超声波频段；利用处于类超声波频段的模拟变频直流脉冲信号直接作用于电磁换能器上，利用电磁转换原理并结合类超声波频段电磁波变频技术，可以使得电磁换能器根据模拟变频直流脉冲信号的频率变化而产生变频直流脉冲电磁场，当该变频直流脉冲电磁场作用于流经所述电磁换能器中的流体，流体将发生相应的能量转换，将电磁能或声能转换为流体的化学能和内能等，从而通过所述变频直流脉冲电磁场对流体进行相应的处理。设备安装完成接通电源后，即可在饮用水、循环水、燃油及冷媒等各种流体处理行业应用。本发明无需接触流体即可实现静电场流体处理中的杀菌灭藻、防垢除垢和防锈除锈，燃油预处理的节油功能等功能，提高了冷媒的热交换效率和系统运行效率。

本发明提出了一种高效、便捷、环保的类超声波频段的静电场变频直流脉冲电磁场流体处理技术方案，降低了设备及管道的维护成本，提高系统运行效率，节约能源，绿色环保。

附图说明

图1是本发明提供的静电场变频直流脉冲电磁场流体处理方法的一个实施例的步骤流程图。

图2是本发明提供的获取类超声波频段的模拟变频直流脉冲信号的一种可实现方式的步骤流程图。

图3是本发明提供的产生变频直流脉冲电磁场的一种可实现方式的步骤流程图。

图4是本发明提供的静电场变频直流脉冲电磁场流体处理系统的一个实施例的结构示意图。

图5是本发明提供的电磁脉冲发生器的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图1，是本发明提供的静电场变频直流脉冲电磁场流体处理方法的一个实施例的步骤流程图。

在本实施例中，所述的静电场变频直流脉冲电磁场流体处理方法，主要包括：

步骤S101：根据预设的目标频率实时产生类超声波频段的模拟变频直流脉冲信号；

步骤S102：将所述模拟变频直流脉冲信号输送至电磁换能器上。具体实施时，所述电磁换能器包括流体金属管和一组或多组电线绕组线圈；所述电线绕组线圈分别缠绕于所述流体金属管上；所述流体金属管设有流体金属管壁，通过与所述电线绕组线圈相对应的一个或多个直流输出脉冲端将所述模拟变频直流脉冲信号传输至电线绕组线圈上。

步骤S103：根据模拟变频直流脉冲信号的频率变化，所述电磁换能器产生变频直流脉冲电磁场。

步骤S104：通过所述变频直流脉冲电磁场对流经所述电磁换能器中的流体进行处理。

在本实施例中，电磁场产生设备无需接触流体即可实现对流体的处理，例如，对水处理中的杀菌灭藻、防垢除垢和防锈除锈，燃油预处理的节油功能，提高冷媒的热交换效率，延长设备及管道使用寿命，降低设备及管道的维护成本，提高生产系统运行效率，节约能源，绿色环保；且安装简易，实现了不影响生产的在线安装。

参见图2，是本发明提供的获取类超声波频段的模拟变频直流脉冲信号的一种可实现方式的步骤流程图。

在一种可实现的方式中，所述步骤S101包括：

步骤S201：获取外部输入的变频直流脉冲信息，根据所述变频直流脉冲信息进行现场编程，产生PWM(PulseWidthModulation，脉冲宽度调制)变频调制信号。本实施例中将该变频调制信号优选为PWM波，其原因主要为可以利用PWM波灵活可变的占空比来控制次级电路的启动与关闭，从而产生频率即时变化的脉冲信号。用户可以通过改变PWM波的占空比实现对目标模拟变频直流脉冲信号的频率调制。

步骤S202：根据所述PWM变频调制信号进行实时频率调制，产生数字变频直流脉冲信号。在频率调制过程中，可以设计脉冲频率调制电路来驱动开关管的打开或关闭操作，以及其的开/断频率与时长，从而产生所需频率大小的数字变频直流脉冲信号。

步骤S203：对所述数字变频直流脉冲信号进行放大调节。在实际应用过程中，该数字变频直流脉冲信号的幅值和功率较小，为适应各种应用场合，需要进一步对所述数字变频直流脉冲信号进行放大调节，相应地改变了数字变频直流脉冲信号的功率；经过放大调节后的数字变频直流脉冲信号经过数模转换后产生模拟变频直流脉冲信号，用户即可利用一定频率的模拟变频直流脉冲信号实现各流体技术领域的应用。

步骤S204：将放大调节后的数字变频直流脉冲信号进行数模转换，获得所述模拟变频直流脉冲信号。在流体处理技术领域中，由于需要将脉冲信号应用至电磁场的电感元件中以产生变频电磁场，因此需要获取模拟的变频直流脉冲信号而非数字的变频直流脉冲信号。模拟变频直流脉冲信号可以直接作用于电磁换能器；根据模拟变频直流脉冲信号的频率变化，所述电磁换能器根据电磁感应原理即可产生变频直流脉冲电磁场，从而实现通过所述变频直流脉冲电磁场对流经所述电磁换能器中的流体进行相应的处理。

参见图3，是本发明提供的产生变频直流脉冲电磁场的一种可实现方式的步骤流程图。

在一种可实现的方式中，所述步骤S103，包括：

步骤S301：通过一个或多个直流输出脉冲端将所述模拟变频直流脉冲信号传输至电线绕组线圈上；

步骤S302：根据所述模拟变频直流脉冲信号的频率变化，所述电线绕组线圈产生电磁感应，获得电磁能；

步骤S303：所述电磁能直接作用于所述流体金属管壁与所述流体金属管中的流体之间，产生类超声波频段变频直流脉冲电磁场。

优选地，该模拟变频直流脉冲信号可产生的电磁场频率范围为800Hz～60KHz。具体地，所述变频直流脉冲电磁场的低频频率范围可为800Hz～1KHz；变频直流脉冲电磁场的高频频率范围可为12KHz～60KHz，从而可以利用频率可变的电磁场对流体处理中的不同物质(如各种微生物)进行处理。具体地，所述模拟变频直流脉冲信号在所述电线绕组线圈处还发生电声转换，获得类超声波频段的声能。当电磁场频率范围超出20KHz时，电线绕组线圈即可产生超声波，即获得类超声波频段的声能。

进一步地，所述步骤S104，即通过所述变频直流脉冲电磁场对流经所述电磁换能器中的流体进行处理，具体为：将待处理流体持续通入至所述流体金属管中，使所述电磁能和所述声能直接作用于流经所述流体金属管的待处理流体，将所述电磁能和声能转化为所述待处理流体的化学能和内能，实现对流体的处理。

在本实施例中，静电场变频直流脉冲电磁场流体处理方法的基本原理是(以类超声波频段的模拟变频直流脉冲信号为例)：当该模拟变频直流脉冲信号可产生的电磁场频率处于超声波频段时，可以利用频率扫描对流体(例如，水)进行杀菌、灭藻和防垢、除垢。

在杀菌、灭藻方面，电磁感应对生物作用的机理主要是共振效应、非热效应和累积效应以及磁化水作用和磁记忆机理等。其中，共振效应是指本实施例产生的变频直流脉冲电磁场中的部分频率与微生物、藻物等的细胞频率相近，从而使随水流过管道的微生物出现细胞膜的共振，导致微生物细胞膜振破死亡；非热效应的机理是指由于生物器官和组织部存在微弱的电磁场，并且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，因而可以采用处于超声波频段的电磁脉冲信号对流体中的部分微生物进行杀灭；而累积效应主要是指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。因此，微生物、细菌、红虫、藻物在本实施例产生的超声波频段变频直流脉冲电磁场的作用下，产生非热效应使其正常循环机能会遭受破坏，再加上累积效应使其伤害程度就会发生累积，从而达到去除微生物、红虫，杀菌灭藻的目的。

此外，本实施例还可以利用磁化水的作用和磁记忆机理，当流体流经线圈形成的磁场时，流体将会与磁场磁力线形成切剖，改变了水分子间的氢键，水的大分子团结构被打破，形成小分子团水；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无法形成紧密堆积，只能形成一定结构的短链，而由于小水分子簇结构的团水更容易被藻类、红虫、微生物等过量吸收而造成生物细胞水肿死亡，因此达到去除微生物、红虫，杀菌灭藻的目的。而且，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，一般在水中可保持十几分钟到120小时的记忆时间。因此，在一段时间内的变频电磁波作用下，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。因此，本发明实施例提高的可编程(变频)的电磁脉冲发生器的用途非常广泛，且环保效率高。

在防垢、除垢方面(以水处理为例)，换流站冷却塔受静电场影响在换热管上均分布有电荷，该电荷吸附水中的Ca2+、Mg2+、SI4+等离子后形成结垢。而由于水中离子受静电场影响会加速结垢，常规的水质控制方法，无法有效解决换流站内冷却塔的结垢问题。因此去除补水中的引起结垢的各类离子，是防止快速结垢的最有效方案。当应用本实施例提供的技术方案时，流经线圈形成的磁场的流体(水)将会与磁场磁力线形成切剖，改变了水分子间的氢键，水的大分子团结构被打破，形成小分子簇，同时游离出H+、OH-、O-等离子，经过电磁场的水流由于感应会产生许多电荷，其中负离子OH-、O-为强氧化离子，可与Ca2+、Mg2+、SI4+等正离子发生化学反应，水中分布的正电荷中和了金属管壁上的负电荷，防止了水中钙镁离子的吸附，从而破坏静电场中的结垢过程。

综上所述，本发明实施例提供的静电场变频直流脉冲电磁场流体处理方法进行杀菌、灭藻和防垢、除垢的作用机理主要包括：

(1)、通过产生与流体(以水处理为例)中各分子相近似的频率，通过频率共振产生扰流，破坏结垢和微生物生存环境，起到杀菌灭藻等作用；金属导管中的流体通过所述变频直流脉冲电磁场，当微生物体细胞频率与所述模拟变频直流脉冲信号的频率相接近，可以使微生物体的细胞膜产生共振，导致细胞膜破裂而微生物体死亡；同时，微生物体的器官及组织存在微弱的电磁场，变频直流脉冲电磁场作用于微生物的微弱电磁场时可使该微弱电磁场遭到破坏，从而导致所述微生物体的正常循环机能会遭到破坏而死亡；而频率共振同样可以破坏结垢的结构，从而起到防垢除垢的目的；

(2)、水流过金属管道中的电磁场被磁力线形成切割，处理前的水在自然界中以大分子团方式存在，经磁场打散后，变成短分子链，从而提升流体水的溶解度，达到溶垢、抑垢的效果；

(3)、水流过金属管道中的电磁场，因水分子团被打断，会产生出O-、OH-等强氧化物，具有杀菌、灭藻、除垢效果；

(4)、水经过电磁场会感应出相应的电场，使水中充满电荷，与金属管道中的电子形成动平衡，阻止原电池原理的形成，从而减缓金属管道的腐蚀。

本发明实施例提供的静电场变频直流脉冲电磁场流体处理技术方法，根据用户预设的目标频率实时产生模拟变频直流脉冲信号，可即时调整模拟变频直流脉冲信号的频率处于类超声波频段；利用处于类超声波频段的模拟变频直流脉冲信号直接作用于电磁换能器上，利用电磁转换原理并结合类超声波频段电磁波变频技术，可以使得电磁换能器根据模拟变频直流脉冲信号的频率变化而产生变频直流脉冲电磁场，当该变频直流脉冲电磁场作用于流经所述电磁换能器中的流体，流体将发生相应的能量转换，将电磁能或声能转换为流体的化学能和内能等，从而通过所述变频直流脉冲电磁场对流体进行相应的处理。本发明应用独有的干扰算法结合电磁感应技术，杀菌、灭藻、除垢和防垢效果明显，设备维护安装简便、节能环保，成本相对更优。需要说明的是，本发明实施例还可以应用至包括但不限于水处理领域，例如，还可以应用至燃油等方面。

与上述的静电场变频直流脉冲电磁场流体处理方法相对应，本发明实施例还提供了静电场变频直流脉冲电磁场流体处理系统。

参见图4，是本发明提供的静电场变频直流脉冲电磁场流体处理系统的一个实施例的结构示意图。

在本实施例中，所述的静电场变频直流脉冲电磁场流体处理系统主要包括：电磁脉冲发生器41和电磁换能器42。

所述电磁脉冲发生器41，用于产生类超声波频段的模拟变频直流脉冲信号，并请将所述模拟变频直流脉冲信号输送至电磁换能器42上；

所述电磁换能器42，用于根据模拟变频直流脉冲信号的频率变化，产生变频直流脉冲电磁场，通过所述变频直流脉冲电磁场对流经所述电磁换能器中的流体进行处理。

在本实施例中，所述电磁脉冲发生器41优选为可编程的变频直流脉冲发生器。

参看图5，是本发明提供的电磁脉冲发生器的一个实施例的结构示意图。

具体实施时，所述电磁脉冲发生器41包括：

外部连接端口411，用于获取外部输入的变频直流脉冲信息；优选地，该外部连接端口411为USB接口，以兼容多种外部设备。

可编程微处理器412，用于根据所述变频直流脉冲信息进行现场编程，产生PWM变频调制信号；

脉冲频率调制电路413，用于根据所述PWM变频调制信号进行实时频率调制，产生数字变频直流脉冲信号；

脉冲放大电路414，用于对所述数字变频直流脉冲信号进行放大调节，使流体得到足够大功率的电磁波和超声波影响，保证流体处理效果。

数模转换电路415，用于将放大调节后的数字变频直流脉冲信号进行数模转换，获得所述模拟变频直流脉冲信号。

具体实施时，电磁脉冲发生器41还包括驱动电路418，用于在脉冲频率调制电路413的控制下，驱动所述开关管根据PWM变频调制信号的占空比执行打开或关闭操作，以产生数字变频直流脉冲信号；

电磁脉冲发生器41还包括脉冲强度调节电路419，用于对变频直流脉冲的电压信号强度进行调节。优选地，所述脉冲强度调节电路419输出的脉冲信号强度范围为12V～96V。需要说明的是，本实施例提供的脉冲强度调节电路419可以根据用户需求产生不限于上述强度范围的其他脉冲信号，如0.5V～0.6V、1V～2V、或9.5V～10V等。本领域技术人员可以根据实际应用场合对脉冲信号强度进行调节。因此，本发明实施例不仅可以通过脉冲放大电路414进行功率调节，还可以通过脉冲强度调节电路419实现对电磁脉冲信号的电压强度调节，实现在极低功率(如100瓦左右)下低碳环保的全功能、长效流体处理。

进一步地，如图4所示，本实施例中的电磁换能器42包括流体金属管421和一组或多组电线绕组线圈；所述电线绕组线圈分别缠绕于所述流体金属管421上；所述流体金属管设有流体金属管壁4211。所述电磁脉冲发生器41还包括一个或多个直流输出脉冲端，用于将所述模拟变频直流脉冲信号传输至所述电线绕组线圈上；所述电线绕组线圈，用于根据所述模拟变频直流脉冲信号的频率变化，产生电磁感应，获得电磁能；通过所述电磁能直接作用于所述流体金属管壁4211与所述流体金属管421中的流体之间，产生类超声波频段变频直流脉冲电磁场。

优选地，所述电磁脉冲发生器41包括第一直流输出脉冲端416和第二直流输出脉冲端417；所述电磁换能器42包括第一电线绕组线圈422和第二电线绕组线圈423；所述第一直流输出脉冲端416与所述第一电线绕组线圈422连接；所述第二直流输出脉冲端417与所述第二电线绕组线圈423连接。具体实施时，第一电线绕组线圈422和第二电线绕组线圈423形成共鸣线圈，能在流体金属管壁4211与金属管道内部腔体4212中的流体之间构成类超声波频段变频直流脉冲电磁场的实际作用区域，电磁场产生的磁力线与金属管道内部腔体4212中的流体垂直切割，促使流体发生化学变化，将电磁能转换为化学能和流体内能。

优选地，所述第一电线绕组线圈422和第二电线绕组线圈423的缠绕匣数相同，缠绕方向相同。类超声波频段变频直流脉冲信号通过所述第一电线绕组线圈422和第二电线绕组线圈423时转换为电磁波和超声波，由于第一电线绕组线圈422和第二电线绕组线圈423缠绕的匣数相同且缠绕方向相同，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。

在本实施例中，优选地，外部连接端口411、可编程微处理器412、脉冲频率调制电路413和数模转换电路415均为数字电路而集成在一个数字电路板上；脉冲放大电路414作为模拟电路而独立集成。其优点包括：一方面，可以避免模拟电路中的脉冲放大电路与数字电路中的各种元件产出相互干扰，从而影响所述变频直流脉冲除垢器的性能；另一方面，还可以避免数字变频直流脉冲信号与模拟变频直流脉冲信号之间的相互干扰。

在实际应用过程中，所述的静电场变频直流脉冲电磁场流体处理系统还包括供电装置(图中未示出)，用于对电磁脉冲发生器41进行供电。在本实施例中，由于电磁脉冲发生器41内部可同时存在数字电路和模拟电路，因此，供电装置同样需要独立设计有数字电源和模拟电源，以便于对上述数字电路和模拟电路进行独立供电。具体地，供电装置可以为标准220V交流电源。

在本实施例中，进一步地，所述电线绕组线圈(包括第一电线绕组线圈422和第二电线绕组线圈423)，还用于通过所述模拟变频直流脉冲信号作用在所述电线绕组线圈处发生电声转换，获得类超声波频段的声能。优选地，所述声能为超声波(其频率大于20KHz)。

进一步地，所述流体金属管421，还用于在持续通入待处理流体时，使所述电磁能和所述声能直接作用于流经所述流体金属管421的待处理流体，将所述电磁能和声能转化为所述待处理流体的化学能和内能，实现对流体的处理。

本发明实施例提供的静电场变频直流脉冲电磁场流体处理系统与图1～图3实施例所提供的静电场变频直流脉冲电磁场流体处理方法的工作原理对应相同，在此不再一一赘述。

需要说明的是，本实施例可以将大量的流体进行分批处理，以使流体金属管421的流体得到足够大功率的电磁波和超声波影响，保证流体处理效果。

进一步地，第一电线绕组线圈422和第二电线绕组线圈423为带有绝缘层的导线，所述导线的导体截面面积优选为1-6mm²。

由于需要处理的水可能含有腐蚀性，对流体金属管421的腐蚀较大，因而与流体直接接触的流体金属管421还包括内层的防锈层和外层的金属层。更佳地，所述金属层为含碳金属层。这样，防锈层能够防止流体对金属管421的腐蚀。

需要说明的是，第一电线绕组线圈422和第二电线绕组线圈423所产生的电磁波辐射到流体金属管421时，所述流体金属管421必须能被电磁场穿过，因而所述流体金属管421必须为铁管等能被磁化的金属管。

进一步地，电磁脉冲发生器41还可以设置与数字电路板(包括可编程微处理器412、脉冲频率调制电路413、数模转换电路415和驱动电路418等数字电路)和功率放大板(脉冲放大电路414)分别连接的工作显示板。工作显示板主要用于显示数字电路板和脉冲放大电路414的工作状态。

本发明利用处于类超声波频段的模拟变频直流脉冲信号直接作用于电磁换能器上，利用电磁转换原理并结合类超声波频段电磁波变频技术，可以使得电磁换能器根据模拟变频直流脉冲信号的频率变化而产生变频直流脉冲电磁场，当该变频直流脉冲电磁场作用于流经所述电磁换能器中的流体，流体将发生相应的能量转换，将电磁能或声能转换为流体的化学能和内能等，从而通过所述变频直流脉冲电磁场对流体进行相应的处理。设备安装完成接通电源后，即可在饮用水、循环水、燃油及冷媒等各种流体处理行业应用，可在静电环境中持续高效地杀虫杀菌、灭藻去污、除垢、防垢和抗氧化，使用寿命长，可减少化学药剂，避免二次污染、绿色环保，实现在极低功耗下低碳环保的高效、便捷全功能的静电场流体处理。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种静电场变频直流脉冲电磁场流体处理方法，其特征在于，包括：

根据预设的目标频率实时产生类超声波频段的模拟变频直流脉冲信号；

将所述模拟变频直流脉冲信号输送至电磁换能器上；

根据模拟变频直流脉冲信号的频率变化，所述电磁换能器产生变频直流脉冲电磁场；

通过所述变频直流脉冲电磁场对流经所述电磁换能器中的流体进行处理。

2.如权利要求1所述的静电场变频直流脉冲电磁场流体处理方法，其特征在于，所述根据预设的目标频率实时产生类超声波频段的模拟变频直流脉冲信号，包括：

获取外部输入的变频直流脉冲信息，根据所述变频直流脉冲信息进行现场编程，产生PWM变频调制信号；

根据所述PWM变频调制信号进行实时频率调制，产生数字变频直流脉冲信号；

对所述数字变频直流脉冲信号进行放大调节；

将放大调节后的数字变频直流脉冲信号进行数模转换，获得所述模拟变频直流脉冲信号。

3.如权利要求2所述的静电场变频直流脉冲电磁场流体处理方法，其特征在于，所述根据模拟变频直流脉冲信号的频率变化，所述电磁换能器产生变频直流脉冲电磁场，包括：

通过一个或多个直流输出脉冲端将所述模拟变频直流脉冲信号传输至电线绕组线圈上；所述电磁换能器包括流体金属管和一组或多组电线绕组线圈；所述电线绕组线圈分别缠绕于所述流体金属管上；所述流体金属管设有流体金属管壁；

根据所述模拟变频直流脉冲信号的频率变化，所述电线绕组线圈产生电磁感应，获得电磁能；

所述电磁能直接作用于所述流体金属管壁与所述流体金属管中的流体之间，产生类超声波频段变频直流脉冲电磁场。

4.如权利要求3所述的静电场变频直流脉冲电磁场流体处理方法，其特征在于，所述模拟变频直流脉冲信号在所述电线绕组线圈处还发生电声转换，获得类超声波频段的声能。

5.如权利要求4所述的静电场变频直流脉冲电磁场流体处理方法，其特征在于，通过所述变频直流脉冲电磁场对流经所述电磁换能器中的流体进行处理，具体为：

将待处理流体持续通入至所述流体金属管中，使所述电磁能和所述声能直接作用于流经所述流体金属管的待处理流体，将所述电磁能和声能转化为所述待处理流体的化学能和内能，实现对流体的处理。

6.一种静电场变频直流脉冲电磁场流体处理系统，其特征在于，包括：电磁脉冲发生器和电磁换能器；

所述电磁脉冲发生器，用于产生类超声波频段的模拟变频直流脉冲信号，并请将所述模拟变频直流脉冲信号输送至电磁换能器上；

所述电磁换能器，用于根据模拟变频直流脉冲信号的频率变化，产生变频直流脉冲电磁场，通过所述变频直流脉冲电磁场对流经所述电磁换能器中的流体进行处理。

7.如权利要求6所述的静电场变频直流脉冲电磁场流体处理系统，其特征在于，所述电磁脉冲发生器包括：

外部连接端口，用于获取外部输入的变频直流脉冲信息；

可编程微处理器，用于根据所述变频直流脉冲信息进行现场编程，产生PWM变频调制信号；

脉冲频率调制电路，用于根据所述PWM变频调制信号进行实时频率调制，产生数字变频直流脉冲信号；

脉冲放大电路，用于对所述数字变频直流脉冲信号进行放大调节；

数模转换电路，用于将放大调节后的数字变频直流脉冲信号进行数模转换，获得所述模拟变频直流脉冲信号。

8.如权利要求7所述的静电场变频直流脉冲电磁场流体处理系统，其特征在于，所述电磁换能器包括流体金属管和一组或多组电线绕组线圈；所述电线绕组线圈分别缠绕于所述流体金属管上；所述流体金属管设有流体金属管壁；

所述电磁脉冲发生器还包括一个或多个直流输出脉冲端，用于将所述模拟变频直流脉冲信号传输至所述电线绕组线圈上；

所述电线绕组线圈，用于根据所述模拟变频直流脉冲信号的频率变化，产生电磁感应，获得电磁能；通过所述电磁能直接作用于所述流体金属管壁与所述流体金属管中的流体之间，产生类超声波频段变频直流脉冲电磁场。

9.如权利要求8所述的静电场变频直流脉冲电磁场流体处理系统，其特征在于，所述电线绕组线圈，还用于通过所述模拟变频直流脉冲信号作用在所述电线绕组线圈处发生电声转换，获得类超声波频段的声能。

10.如权利要求9所述的静电场变频直流脉冲电磁场流体处理系统，其特征在于，所述流体金属管，还用于在持续通入待处理流体时，使所述电磁能和所述声能直接作用于流经所述流体金属管的待处理流体，将所述电磁能和声能转化为所述待处理流体的化学能和内能，实现对流体的处理。