CN113292044A - 一种高效节能环保的水解氢氧发生装置及方法 - Google Patents

一种高效节能环保的水解氢氧发生装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高效节能环保的水解氢氧发生装置及方法，包括发生模块，用于基于外加能源对目标水进行分解处理，并实时监测分解速率，并根据监测结果反馈调节分解能力，同时，吸附分解后气体中的杂质，得到第一待处理气体；脱水模块，用于对第一待处理气体进行脱水处理得到第二待处理气体，同时，基于回收模块回收脱水处理过程中的产生水，并基于发生模块继续分解；分离模块，用于对所述第二待处理气体进行分离，得到氢气与氧气。本发明具有使用方便，制取效率高，并可大幅度降低能源浪费的优点。

Description

一种高效节能环保的水解氢氧发生装置及方法
技术领域
本发明涉及水解氢氧技术领域，特别涉及一种高效节能环保的水解氢氧发生装置及方法。
背景技术
目前，氢气作为一种可再生、环境友好型的燃料，因具有高燃烧值和良好的燃烧性能，其应用推广对解决当前能源危机具有里程碑的意义。然而，氢气因具有密度小、易爆炸等特点使其存在着存储与运输不便的问题，一直限制着氢气的进一步应用。相比氢气，水更方便运输及储存。因此，根据需要分解水制氢气的技术，直接分解水制作氢气来使用，省略了运输与储存，极大的提高了安全性。目前制取氢气的主流方法是电解法得到氢气和氧气，但是这种方法制取效率低，能源浪费率高，存在较大缺陷。
发明内容
本发明提供一种高效节能环保的水解氢氧发生装置及方法，用以解决目前制取氢气方法效率低能源浪费高等问题。
为达到上述目的，本发明实施例提出了一种高效节能环保的水解氢氧发生装置，包括：
发生模块，用于基于外加能源对目标水进行分解处理，并实时监测分解速率，并根据监测结果反馈调节分解能力，同时，吸附分解后气体中的杂质，得到第一待处理气体；
脱水模块，用于对第一待处理气体进行脱水处理得到第二待处理气体，同时，基于回收模块回收脱水处理过程中的产生水，并基于发生模块继续分解；
分离模块，用于对所述第二待处理气体进行分离，得到氢气与氧气。
优选的，所述的一种高效节能环保的水解氢氧发生装置，其特征在于，所述发生模块，包括：
转换子模块，用于将外加能源转换为电能；
检测子模块，用于检测待分解目标水的质量；
电量计算子模块，用于根据所述质量获取对应的预估产物质量，并根据所述预估产物质量，分析基于所述电能在对所述待分解目标水进行分解时的最佳分解参数，并基于工作对照表，获取与所述最佳分解参数对应的工作方式，并向控制子模块发送对应的工作指令；
控制子模块，用于根据工作指令，控制所述转换子模块按照所述工作方式并基于所述电能为所述待分解目标水提供有效分解动力，并根据所示公式，计算分解处理过程中的分解效率η：
Figure BDA0003083470440000021
其中，m为分解过程中的实际产物质量；m′为基于待分解目标水获取的对应的预估产物质量；r1为提供的有效分解动力，r2为分解过程中的损耗动力；θ为分解过程中电能利用系数，且取值范围[0.8，1]；
所述控制子模块，还用于将所述分解效率与预设效率进行比较，当所述分解效率小于预设效率时控制警示子模块进行警示。
优选的，所述的一种高效节能环保的水解氢氧发生装置，所述回收模块3，还包括：
冷却子模块，用于对脱水处理后的水蒸气进行冷却处理，使水蒸气冷凝；
水回收子模块，用于对水蒸气冷凝后产生的水滴进回收利用；
其中，所述水回收子模块与所述发生模块1连接。
优选的，所述一种高效节能环保的水解氢氧发生装置，还包括：
气体采集模块，用于采集分离后的氧气与氢气；
激光发射模块，用于向采集到的氧气与氢气发射测试光线，对每种气体的测试光线进行分光处理，生成测试光与样本光，并接收到测试光与样本光经反射得到的第一反馈光线与第二反馈光线；
数据处理模块，用于根据第一反馈光线与第二反馈光线，得到相应的波形范围，根据所述第一反馈光线的波形范围的第一调谐宽度与激光发射模块的调谐波长，计算第一修正系数；
对第二反馈光线进行预处理，得到第二修正系数；
基于所述第一修正系数与第二修正系数分别对对应的所述第一反馈光线与第二反馈光线进行修正，并根据修正后的第一反馈光线与第二反馈光线得到相应的第一波形图与第二波形图；
对所得第一波形图与第二波形图与预设卷积矩阵进行卷积运算，基于运算结果，获取新卷积矩阵，用新卷积矩阵对第一波形图与第二波形图进行处理，得到相应第一待处理波形图与第二待处理波形图，提取所述第一待处理波形图与第二待处理波形图中的特征数据；
纯度检测模块，用于根据所述特征数据，生成光谱分布图，根据光谱分布图，确定对应气体中杂质元素的分布情况，并计算对应气体的纯度；
中央控制模块，用于将对应气体的纯度与相应预设纯度阈值进行比较；
若氧气纯度低于预设浓度阈值，向报警模块发送第一工作指令；
若氢气纯度低于预设浓度阈值，向报警模块发送第二工作指令；
若氧气与氢气纯度都低于预设浓度阈值，向报警模块发送第三工作指令；
所述报警模块，用于根据相应工作指令，进行相应报警操作。
优选的，所述的一种高效节能环保的水解氢氧发生装置，其工作指令，包括：
所述第一工作指令，为控制所述报警模块发出蓝色灯光警报；
所述第二工作指令，为控制所述报警模块发出黄色灯光警报；
所述第三工作指令，为控制所述报警模块发出红色灯光警报。
优选的，所述的一种高效节能环保的水解氢氧发生装置，还包括：
图像获取模块，用于获取发生模块的内部图像，且所述内部图像与发生模块包括的各部件有关；
图像处理模块，用于获取所述内部图像的灰度图像，对灰度图像进行增强，生成二值化图像，用边缘检测算法对二值化图像进行处理，得到若干条连续边缘以及不连续边缘，将所有边缘进行融合处理，获得所述发生模块的内部整体轮廓；
对所述发生模块内各部件进行功能分类，并根据所述内部整体轮廓，获取发生模块内各部件的边缘轮廓，进而获得各部件对应的子图像；
基于各部件亮度标准对对应子图像进行亮度特征提取，获取各子图像的亮度特征量；
基于所述亮度特征量，判断是否需要对所述发生模块的内部部件进行清洗；
若需要，在各子图像中选取一个像素点作为目标点，判断所选取像素点亮度值是否处于预设范围内；
若否，则重新选取一个像素点作为目标点；
若是，根据预设选取方案在目标点周围选取固定数量的像素点，计算每个固定像素点与目标点的亮度差值，并提取亮度差值的集中范围，并将所述集中范围与预设区域范围进行比较，判断所得亮度差异值是否在预设区域范围内；
若否，则所述子图像去除；
若是，则将所述子图像提取，建立污物子图像集合；
智能分析模块，用于基于污物子图像集合内的所有亮度差异值，确定亮度差异的像素点的像素位置，获取污物分布，同时，基于人工智能技术，对所有亮度差异值进行智能分析，获取与所述污物分布相关的清洁频率，向清洁模块发送相应工作指令；
所述清洁模块，用于根据工作指令，发出相应频率声波对所述发生模块的内部部件进行清洁；
若不需要，控制所述图像获取模块在预设时间间隔后重新获取发生模块的内部图像。
优选的，所述的一种高效节能环保的水解氢氧发生装置，还包括：
处理模块，用于当监测到分解速率小于或等于第一预设速率时，对所述发生模块内部的部件按照分解过程中的权重值进行优先等级划分，获得分解等级；
从检测数据库中，按照分解等级以及对应分解等级中对应部件的部件属性，调取对应的检测方式，对对应部件进行检测，获取检测结果，并构建不同分解等级的检测向量；
所述处理模块，还用于将所有检测向量分别输入到速率影响检测模型中，检测并获取所述发生模块中影响所述检测速率的第一部件；
同时，根据所述第一部件的检测结果，确定对所述分解速率的优化值，若优化之后的分解速率仍小于或等于第一预设速率，对传输模块的传输效率进行判断，其包括：
所述传输模块，用于为所述发生模块传输目标水，其包括：
水泵子模块，用于抽取目标水给所述发生模块；
测量子模块，用于测量水泵子模块抽取水时水泵内部的电机转子旋转角速度与绕阻内的电流；
损耗计算子模块，用于计算水泵子模块抽取水时水泵内部的电机的损耗；
其中，计算水泵子模块抽取水时水泵内部的电机的损耗，包括：
根据所述公式，计算电机的机械损耗Pj：
Figure BDA0003083470440000051
其中，π为圆周率，取值为3.14；α为水源与水泵电机转子之间的摩擦因数，且取值范围为[0.7，0.9]；ρ为目标水的密度；r为所述水泵内电机转子的半径；h为所述水泵内电机转子的有效长度；v为所述水泵内电机转子与水源的相对速度；f为所述水泵内电机受到的水源压力；b为所述水源与水泵内电机轴承的摩擦系数，且取范围为[0.8，0.9]；L为所述水泵内电机轴承内径；ω为所述转子旋转角速度；
根据电机的机械损耗Pj，计算水泵内电机的损耗P，计算公式如下所示：
P＝Pj+3I2R+PF+Pq
其中，I为电机内绕阻的电流；R为电机内绕阻的电阻；PF为水泵内电机的铁芯损耗；Pq为水泵内电机的附加损耗；
传输效率计算子模块，用于基于所述损耗P以及所述水泵的额定做功，计算所述水泵的工作效率，并获得所述传输模块的传输效率；
如果传输效率低于第二预设效率，进行第一报警提醒；
否则，对所述传输模块传输的目标水的水质进行检测。
优选的，所述的一种高效节能环保的水解氢氧发生装置，所述测量子模块，还包括：
角速度传感器，用于测量水泵子模块抽取水时水泵内部的电机转子旋转角速度；
电流传感器，测量水泵子模块抽取水时经过绕阻内的电流。
优选的，一种高效节能环保的水解氢氧发生方法，其特征在于，包括：
步骤1：基于外加能源对目标水进行分解处理，并实时监测分解速率，并根据监测结果反馈调节分解能力，同时，吸附分解后气体中的杂质，得到第一待处理气体；；
步骤2：对第一待处理气体进行脱水处理得到第二待处理气体，回收脱水处理过程中的产生水，并基于发生模块继续分解；
步骤3：对所述第二待处理气体进行分离，得到氢气与氧气。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实一施例的一种高效节能环保的水解氢氧发生装置流程图；
图2为本发明实又一施例的一种高效节能环保的水解氢氧发生装置流程图；
图3为本发明又一实施例的一种高效节能环保的水解氢氧发生装置流程图；
图4为本发明又一实施例的一种高效节能环保的水解氢氧发生装置流程图；
图5为本发明又一实施例的一种高效节能环保的水解氢氧发生装置流程图；
图6为本发明实一施例的一种高效节能环保的水解氢氧发生方法的流程图。
图中，1、发生模块；101、转换子模块；102、检测子模块；103、电量计算子模块；104、控制子模块；105、警示子模块；2、脱水模块；3、回收模块；301、冷却子模块；302、水回收子模块；4、分离模块；5、气体采集模块；6、激光发射模块；7、数据处理模块；8、纯度检测模块；9、中央控制模块；10、报警模块；11、图像获取模块；12、图像处理模块；13、智能分析模块；14、清洁模块；15、处理模块；16、传输模块；161、水泵子模块；162、测量子模块；1621、角速度传感器；1622、电流传感器；163、损耗计算子模块；164、传输效率计算子模块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参考图1至图4来描述本发明实施例提出的一种高效节能环保的水解氢氧发生装置。
实施例1：
如图1所示，本发明提供一种高效节能环保的水解氢氧发生装置，包括：
发生模块1，用于基于外加能源对目标水进行分解处理，并实时监测分解速率，并根据监测结果反馈调节分解能力，同时，吸附分解后气体中的杂质，得到第一待处理气体；
脱水模块2，用于对第一待处理气体进行脱水处理得到第二待处理气体，同时，基于回收模块3回收脱水处理过程中的产生水，并基于发生模块继续分解；
分离模块4，用于对所述第二待处理气体进行分离，得到氢气与氧气。
该实施例中，外加能源为风能和太阳能；目标水为需要进行分解的水；分解速率为分解水的效率；分解能力代表分解效率的快慢；吸附为使用液体或固体物质吸附分解后获得气体中的杂质；脱水处理为脱去分解后第一待处理气体中的水蒸气；
上述方案的的有益效果：根据外加能源对目标水进行分解，可以有效得减少能源浪费，并且对脱出的水进行回收利用，有助于节能和环保，可解决现有方法制取效率低，能源浪费率高等缺陷，具有很高的实用性。
实施例2：
基于实施例1的基础上，如图2所示，所述发生模块1，还包括：
转换子模块101，用于将外加能源转换为电能；
检测子模块102，用于检测待分解目标水的质量；
电量计算子模块103，用于根据所述质量获取对应的预估产物质量，并根据所述预估产物质量，分析基于所述电能在对所述待分解目标水进行分解时的最佳分解参数，并基于工作对照表，获取与所述最佳分解参数对应的工作方式，并向控制子模块104发送对应的工作指令；
控制子模块104，用于根据工作指令，控制所述转换子模块101按照所述工作方式并基于所述电能为所述待分解目标水提供有效分解动力，并根据所示公式，计算分解处理过程中的分解效率η：
Figure BDA0003083470440000091
其中，m为分解过程中的实际产物质量；m′为基于待分解目标水获取的对应的预估产物质量；r1为提供的有效分解动力，r2为分解过程中的损耗动力；θ为分解过程中电能利用系数，且取值范围[0.8,1]；
所述控制子模块104，还用于将所述分解效率与预设效率进行比较，当所述分解效率小于预设效率时控制警示子模块105进行警示。
该实施例中，预估产物质量为目标水分解后产生物的质量；最佳分解参数为可使目标水分解效果最好的参数，如分解时的温度、添加的催化剂的量等；工作对照表为分解参数对应工作方式组成的表格；工作方式为分解方式；有效分解动力为使目标水分解的动力，如电能等。
上述方案的有益效果：本发明可将外加能源转换为电能，为分解过程提供电流，并预估产物质量，分析基于所述电能在对所述待分解目标水进行分解时的最佳分解参数与工作方式，使分解效率提高并且避免不必要的能源浪费，并实时计算分解效率，当分解效率不达标时进行警示，进一步避免了能源浪费。
实施例3：
基于实施例1的基础上，所述回收模块3，还包括：
冷却子模块301，用于对脱水处理后的水蒸气进行冷却处理，使水蒸气冷凝；
水回收子模块302，用于对水蒸气冷凝后产生的水滴进回收利用；
其中，所述水回收子模块302与所述发生模块1连接。
上述方案的有益效果：本发明对脱出的水蒸气进行冷凝，使其凝结为水滴，方便采集，避免水资源浪费，有助于节能环保。
实施例4：
基于实施例1的基础上，如图3所示，所述一种高效节能环保的水解氢氧发生装置，还包括：
气体采集模块5，用于采集分离后的氧气与氢气；
激光发射模块6，用于向采集到的氧气与氢气发射测试光线，对每种气体的测试光线进行分光处理，生成测试光与样本光，并接收到测试光与样本光经反射得到的第一反馈光线与第二反馈光线；
数据处理模块7，用于根据第一反馈光线与第二反馈光线，得到相应的波形范围，根据所述第一反馈光线的波形范围的第一调谐宽度与激光发射模块的调谐波长，计算第一修正系数；
对第二反馈光线进行预处理，得到第二修正系数；
基于所述第一修正系数与第二修正系数分别对对应的所述第一反馈光线与第二反馈光线进行修正，并根据修正后的第一反馈光线与第二反馈光线得到相应的第一波形图与第二波形图；
对所得第一波形图与第二波形图与预设卷积矩阵进行卷积运算，基于运算结果，获取新卷积矩阵，用新卷积矩阵对第一波形图与第二波形图进行处理，得到相应第一待处理波形图与第二待处理波形图，提取所述第一待处理波形图与第二待处理波形图中的特征数据；
纯度检测模块8，用于根据所述特征数据，生成光谱分布图，根据光谱分布图，确定的对应气体中杂质元素的分布情况，并计算对应气体的纯度；
中央控制模块9，用于将对应气体的纯度与相应预设纯度阈值进行比较；
若氧气纯度低于预设浓度阈值，向报警模块10发送第一工作指令；
若氢气纯度低于预设浓度阈值，向报警模块10发送第二工作指令；
若氧气与氢气纯度都低于预设浓度阈值，向报警模块10发送第三工作指令；
所述报警模块10，用于根据相应工作指令，进行相应报警。
该实施例中，测试光线为可与所测气体发生反应的光线；分光处理可以是按照一定的空间比例将测试光线分为测试光与样本光，测试光为主要测试光线；样本光为对比光线；反馈光线为测试光、样本光与所测气体发生反应后携带气体信息的光线；调谐波长为激光发射器发射可调节波长的光；修正系数可对反馈光线进行补偿，减小误差；卷积运算为一种数学运算方法；特征数据为代表光谱信息的数据；光谱分布图为光亮度的分布图；波形范围为得到光线的波形范围区间；第一协调谐宽度为第一调谐波形频率下的波形宽度；第一修正系数为对第一反馈光线有增益效果的系数；第二修正系数为对第二反馈光线有增益效果的系数；预处理为与第一反馈光线同样的处理方法；修正为对相应光线进行补偿，减小误差；第一波形图为表示第一反馈光线位移曲线的图；第二波形图为表示第二反馈光线位移曲线的图；
上述方案的有益效果：本发明可实时采集分离出的氧气与氢气，并发射测试光线进行监测，根据检测结果判断氢气与氧气纯度是否达到标准，当达不到时进行报警提示，可以避免因气体纯度不达标，无法达到使用要求造成的不必要的损失。
实施例5：
基于实施例4的基础上，所示工作指令，包括：
所述第一工作指令，为控制所述报警模块10发出蓝色灯光警报；
所述第二工作指令，为控制所述报警模块10发出黄色灯光警报；
所述第三工作指令，为控制所述报警模块10发出红色灯光警报。
上述方案的有益效果：根据不同工作问题下达不同工作指令，并进行相应报警提示，可以直观的了解到问题原因，便于检修。
实施例6：
基于实施例1的基础上，如图4所示，所述一种高效节能环保的水解氢氧发生装置，还包括：
图像获取模块11，用于获取发生模块的内部图像，且所述内部图像与发生模块包括的各部件有关；
图像处理模块12，用于获取所述内部图像的灰度图像，对灰度图像进行增强，生成二值化图像，用边缘检测算法对二值化图像进行处理，得到若干条连续边缘以及不连续边缘，将所有边缘进行融合处理，获得所述发生模块的内部整体轮廓；
对所述发生模块内各部件进行功能分类，并根据所述内部整体轮廓，获取发生模块内各部件的边缘轮廓，进而获得各部件对应的子图像；
基于各部件亮度标准对对应子图像进行亮度特征提取，获取各子图像的亮度特征量；
基于所述亮度特征量，判断是否需要对所述发生模块的内部部件进行清洗；
若需要，在各子图像中选取一个像素点作为目标点，判断所选取像素点亮度值是否处于预设范围内；
若否，则重新选取一个像素点作为目标点；
若是，根据预设选取方案在目标点周围选取固定数量的像素点，计算每个固定像素点与目标点的亮度差值，并提取亮度差值的集中范围，并将所述集中范围与预设区域范围进行比较，判断所得亮度差异值是否在预设区域范围内；
若否，则所述子图像去除；
若是，则将所述子图像提取，建立污物子图像集合；
智能分析模块13，用于基于污物子图像集合内的所有亮度差异值，确定亮度差异的像素点的像素位置，获取污物分布，同时，基于人工智能技术，对所有亮度差异值进行智能分析，获取与所述污物分布相关的清洁频率，向清洁模块发送相应工作指令；
所述清洁模块14，用于根据工作指令，发出相应频率声波对所述发生模块的内部部件进行清洁；
若不需要，控制所述图像获取模块11在预设时间间隔后重新获取发生模块的内部图像。
该实施例中，灰度图像为每个像素只有一个采样颜色的图像；二值化图像为将整个图像呈现出明显的黑白效果；边缘检测算法为可标识数字图像中亮度变化明显的点得算法；整体轮廓为发生模块内部部件的轮廓信息；特征提取发生模块内部部件的特征；亮度差值为各提取像素点与目标点亮度差。
上述方案的有益效果：本发明可实时获取发生模块内部图像，并对图像进行处理，判断发生模块内部是否需要清洁，并根据内部的污物分布情况，计算超声波清洁所需的评率，本发明可计算清理发生模块内部，减少发生模块内部沉淀过多影响气体纯度。
实施例7：
基于实施例1的基础上，如图5所示，所述一种高效节能环保的水解氢氧发生装置，还包括：
处理模块15，用于当监测到分解速率小于或等于第一预设速率时，对所述发生模块内部的部件按照分解过程中的权重值进行优先等级划分，获得分解等级；
从检测数据库中，按照分解等级以及对应分解等级中对应部件的部件属性，调取对应的检测方式，对对应部件进行检测，获取检测结果，并构建不同分解等级的检测向量；
所述处理模块15，还用于将所有检测向量分别输入到速率影响检测模型中，检测并获取所述发生模块中影响所述检测速率的第一部件；
同时，根据所述第一部件的检测结果，确定对所述分解速率的优化值，若优化之后的分解速率仍小于或等于第一预设速率，对传输模块(16)的传输效率进行判断，其包括：
输送模块16，用于为所述发生模块1传输目标水，其包括：
水泵子模块161，抽取目标水给所述发生模块1；
测量子模块162，用于测量水泵子模块161抽取水时水泵内部的电机转子旋转角速度与绕阻内的电流；
损耗计算子模块163，用于计算水泵子模块161工作时水泵内部的电机的损耗；
其中，计算水泵子模块161抽取水时水泵内部的电机的损耗，包括：
根据所述公式，计算电机的机械损耗Pj：
Figure BDA0003083470440000141
其中，π为圆周率，取值为3.14；α为水源与水泵电机转子之间的摩擦因数，且取值范围为[0.7，0.9]；ρ为目标水的密度；r为所述水泵内电机转子的半径；h为为所述水泵内电机转子的有效长度；v为所述水泵内电机转子与水源的相对速度；f为所述水泵内电机受到的水源压力；b为所述水源与水泵内电机轴承的摩擦系数，且取范围为[0.8，0.9]；L为所述水泵内电机轴承内径；ω为所述转子旋转角速度；
根据电机的机械损耗Pj，计算水泵内电机的损耗P，计算公式如下所示：
P＝Pj+3I2R+PF+Pq
其中，I为电机内绕阻的电流；R为电机内绕阻的电阻；PF为水泵内电机的铁芯损耗；Pq为水泵内电机的附加损耗；
传输效率计算子模块164，用于基于所述损耗P以及所述水泵的额定做功，计算所述水泵的工作效率，并获得所述传输模块16的传输效率；
如果传输效率低于第二预设效率，进行第一报警提醒；
否则，对所述传输模块16传输的目标水的水质进行检测。
该实施例中，由于在分解过程中，发生模块内部的每个部件在分解过程中所起到的分解作用不一样，因此，按照分解作用对其进行优先等级划分，比如，A部件与B件是分解过程中最主要的两个部分，可以将部件A与B划分为一个分解等级，且部件属性是指的部件本身在分解过程中的一个分解功能，调取检测方式，是为了更好的对部件进行检测，提高检测效率，且检测向量是由同等级的不同部件所采用的检测方式对应的检测参数等来构成的。
该实施例中，转子为由轴承支撑的旋转体；绕阻为电机内的线圈；权重值为分解过程中，各部件所占工作量的大小及影响整体能力重要程度；分解等级为基于权重值划分的分解重要性等级；检测数据库为存储检测数据的数据库；检测向量为根据检测结果获得的不同的检测阈值；速率影响检测模型为预先训练好的检测模型；优化值为对分解速率起到增益效果的值；检测方式预先设置好对各个部件的检测方式；
上述方案的有益效果：本发明可由处理模块对分解速率进行优化，当优化达不到要求时囧，检测水泵子模块工作时水泵内部的电机转子旋转角速度与绕阻内的电流，并根据所测数据计算电机的损耗，计算传输效率，当传输效率低于预设阈值时进行报警，可以在传输效率不达标时及时发现，计算对机器维修，防止损失扩大，并避免传输效率过低影响工作效率。
与上述装置对应的方法，如图6所示，包括：
步骤1：基于外加能源对目标水进行分解处理，并实时监测分解速率，并根据监测结果反馈调节分解能力，同时，吸附分解后气体中的杂质，得到第一待处理气体；；
步骤2：对第一待处理气体进行脱水处理得到第二待处理气体，回收脱水处理过程中的产生水，并基于发生模块继续分解；
步骤3：对所述第二待处理气体进行分离，得到氢气与氧气。
上述方案的的有益效果：根据外加能源对目标水进行分解，可以有效得减少能源浪费，并且对脱出的水进行回收利用，有助于节能和环保，可解决现有方法制取效率低，能源浪费率高等缺陷。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种高效节能环保的水解氢氧发生装置，其特征在于，包括：
发生模块(1)，用于基于外加能源对目标水进行分解处理，并实时监测分解速率，并根据监测结果反馈调节分解能力，同时，吸附分解后气体中的杂质，得到第一待处理气体；
脱水模块(2)，用于对第一待处理气体进行脱水处理得到第二待处理气体，同时，基于回收模块(3)回收脱水处理过程中的产生水，并基于发生模块继续分解；
分离模块(4)，用于对所述第二待处理气体进行分离，得到氢气与氧气。
2.如权利要求1所述的一种高效节能环保的水解氢氧发生装置，其特征在于，所述发生模块(1)，包括：
转换子模块(101)，用于将外加能源转换为电能；
检测子模块(102)，用于检测待分解目标水的质量；
电量计算子模块(103)，用于根据所述质量获取对应的预估产物质量，并根据所述预估产物质量，分析基于所述电能在对所述待分解目标水进行分解时的最佳分解参数，并基于工作对照表，获取与所述最佳分解参数对应的工作方式，并向控制子模块(104)发送对应的工作指令；
控制子模块(104)，用于根据工作指令，控制所述转换子模块(101)按照所述工作方式并基于所述电能为所述待分解目标水提供有效分解动力，并根据所示公式，计算分解处理过程中的分解效率η：
Figure FDA0003083470430000011
其中，m为分解过程中的实际产物质量；m′为基于待分解目标水获取的对应的预估产物质量；r1为提供的有效分解动力，r2为分解过程中的损耗动力；θ为分解过程中电能利用系数，且取值范围[0.8,1]；
所述控制子模块(104)，还用于将所述分解效率与预设效率进行比较，当所述分解效率小于预设效率时控制警示子模块(105)进行警示。
3.如权利要求1所述的一种高效节能环保的水解氢氧发生装置，其特征在于，所述回收模块(3)，还包括：
冷却子模块(301)，用于对脱水处理后的水蒸气进行冷却处理，使水蒸气冷凝；
水回收子模块(302)，用于对水蒸气冷凝后产生的水滴进回收利用；
其中，所述水回收子模块(302)与所述发生模块(1)连接。
4.如权利要求1所述的一种高效节能环保的水解氢氧发生装置，其特征在于，还包括：
气体采集模块(5)，用于采集分离后的氧气与氢气；
激光发射模块(6)，用于向采集到的氧气与氢气发射测试光线，对每种气体的测试光线进行分光处理，生成测试光与样本光，并接收到测试光与样本光经反射得到的第一反馈光线与第二反馈光线；
数据处理模块(7)，用于根据第一反馈光线与第二反馈光线，得到相应的波形范围，根据所述第一反馈光线的波形范围的第一调谐宽度与激光发射模块的调谐波长，计算第一修正系数；
对第二反馈光线进行预处理，得到第二修正系数；
基于所述第一修正系数与第二修正系数分别对对应的所述第一反馈光线与第二反馈光线进行修正，并根据修正后的第一反馈光线与第二反馈光线得到相应的第一波形图与第二波形图；
对所得第一波形图与第二波形图与预设卷积矩阵进行卷积运算，基于运算结果，获取新卷积矩阵，用新卷积矩阵对第一波形图与第二波形图进行处理，得到相应第一待处理波形图与第二待处理波形图，提取所述第一待处理波形图与第二待处理波形图中的特征数据；
纯度检测模块(8)，用于根据所述特征数据，生成光谱分布图，根据光谱分布图，确定对应气体中杂质元素的分布情况，并计算对应气体的纯度；
中央控制模块(9)，用于将对应气体的纯度与相应预设纯度阈值进行比较；
若氧气纯度低于预设浓度阈值，向报警模块(10)发送第一工作指令；
若氢气纯度低于预设浓度阈值，向报警模块(10)发送第二工作指令；
若氧气与氢气纯度都低于预设浓度阈值，向报警模块(10)发送第三工作指令；
所述报警模块(10)，用于根据相应工作指令，进行相应报警操作。
5.如权利要求4所述的一种高效节能环保的水解氢氧发生装置，其特征在于：
所述第一工作指令，为控制所述报警模块(10)发出蓝色灯光警报；
所述第二工作指令，为控制所述报警模块(10)发出黄色灯光警报；
所述第三工作指令，为控制所述报警模块(10)发出红色灯光警报。
6.如权利要求1所述的一种高效节能环保的水解氢氧发生装置，其特征在于：还包括：
图像获取模块(11)，用于获取发生模块的内部图像，且所述内部图像与发生模块包括的各部件有关；
图像处理模块(12)，用于获取所述内部图像的灰度图像，对灰度图像进行增强，生成二值化图像，用边缘检测算法对二值化图像进行处理，得到若干条连续边缘以及不连续边缘，将所有边缘进行融合处理，获得所述发生模块的内部整体轮廓；
对所述发生模块内各部件进行功能分类，并根据所述内部整体轮廓，获取发生模块内各部件的边缘轮廓，进而获得各部件对应的子图像；
基于各部件亮度标准对对应子图像进行亮度特征提取，获取各子图像的亮度特征量；
基于所述亮度特征量，判断是否需要对所述发生模块的内部部件进行清洗；
若需要，在各子图像中选取一个像素点作为目标点，判断所选取像素点亮度值是否处于预设范围内；
若否，则重新选取一个像素点作为目标点；
若是，根据预设选取方案在目标点周围选取固定数量的像素点，计算每个固定像素点与目标点的亮度差值，并提取亮度差值的集中范围，并将所述集中范围与预设区域范围进行比较，判断所得亮度差异值是否在预设区域范围内；
若否，则所述子图像去除；
若是，则将所述子图像提取，建立污物子图像集合；
智能分析模块(13)，用于基于污物子图像集合内的所有亮度差异值，确定亮度差异的像素点的像素位置，获取污物分布，同时，基于人工智能技术，对所有亮度差异值进行智能分析，获取与所述污物分布相关的清洁频率，向清洁模块发送相应工作指令；
所述清洁模块(14)，用于根据工作指令，发出相应频率声波对所述发生模块的内部部件进行清洁；
若不需要，控制所述图像获取模块(11)在预设时间间隔后重新获取发生模块的内部图像。
7.如权利要求1所述的一种高效节能环保的水解氢氧发生装置，其特征在于：还包括：
处理模块(15)，用于当监测到分解速率小于或等于第一预设速率时，对所述发生模块内部的部件按照分解过程中的权重值进行优先等级划分，获得分解等级；
从检测数据库中，按照分解等级以及对应分解等级中对应部件的部件属性，调取对应的检测方式，对对应部件进行检测，获取检测结果，并构建不同分解等级的检测向量；
所述处理模块(15)，还用于将所有检测向量分别输入到速率影响检测模型中，检测并获取所述发生模块中影响所述检测速率的第一部件；
同时，根据所述第一部件的检测结果，确定对所述分解速率的优化值，若优化之后的分解速率仍小于或等于第一预设速率，对传输模块(16)的传输效率进行判断，其包括：
所述传输模块(16)，用于为所述发生模块(1)传输目标水，其包括：
水泵子模块(161)，用于抽取目标水给所述发生模块(1)；
测量子模块(162)，用于测量水泵子模块(161)抽取水时水泵内部的电机转子旋转角速度与绕阻内的电流；
损耗计算子模块(163)，用于计算水泵子模块(161)抽取水时水泵内部的电机的损耗；
其中，计算水泵子模块(161)抽取水时水泵内部的电机的损耗，包括：
根据所述公式，计算电机的机械损耗Pj：
Figure FDA0003083470430000051
其中，π为圆周率，取值为3.14；α为水源与水泵电机转子之间的摩擦因数，且取值范围为[0.7，0.9]；ρ为目标水的密度；r为所述水泵内电机转子的半径；h为所述水泵内电机转子的有效长度；v为所述水泵内电机转子与水源的相对速度；f为所述水泵内电机受到的水压力；b为水与水泵内电机轴承的摩擦系数，且取范围为[0.8，0.9]；L为所述水泵内电机轴承内径；ω为所述转子旋转角速度；
根据电机的机械损耗Pj，计算水泵内电机的损耗P，计算公式如下所示：
P＝Pj+3I2Rt+PF+Pq
其中，I为电机内绕阻的电流；R为电机内绕阻的电阻；PF为水泵内电机的铁芯损耗；Pq为水泵内电机的附加损耗；t为电机的通电时间；
传输效率计算子模块(164)，用于基于所述损耗P以及所述水泵的额定做功，计算所述水泵的工作效率，并获得所述传输模块(16)的传输效率；
如果传输效率低于第二预设效率，进行第一报警提醒；
否则，对所述传输模块(16)传输的目标水的水质进行检测。
8.如权利要求7所述的一种高效节能环保的水解氢氧发生装置，其特征在于：所述测量子模块(162)，还包括：
角速度传感器(1621)，用于测量水泵子模块(161)抽取水时水泵内部的电机转子旋转角速度；
电流传感器(1622)，用于测量水泵子模块(161)抽取水时经过绕阻的电流。
9.一种高效节能环保的水解氢氧发生方法，其特征在于，包括：
步骤1：基于外加能源对目标水进行分解处理，并实时监测分解速率，并根据监测结果反馈调节分解能力，同时，吸附分解后气体中的杂质，得到第一待处理气体；
步骤2：对第一待处理气体进行脱水处理得到第二待处理气体，同时，基于回收模块(3)回收脱水处理过程中的产生水，并基于发生模块继续分解；
步骤3：对所述第二待处理气体进行分离，得到氢气与氧气。
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