CN202099125U - 电子方式软化硬水的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电子技术与水处理技术领域，是关于一种电子方式软化硬水的装置。该装置由12V直流电源DC、无稳态多谐振荡器、方波振荡器、交变电磁场形成电路和工作状态指示电路组成。当水的硬度大于450毫克/升时，如不及时进行软化处理将影响工业生产和人们的日常生活。水的硬度过高，容易在容器内形成水垢，如不及时清除，反复饮用这样容器内水后将会引起健康问题。为了解决硬水的软化问题，本实用新型借助电子方式产生的交变电磁场，即在给水系统或热水器具的入口处给硬水施加适当的电磁场，用于重组或干扰水中的钙、镁等离子，改变水中绝大部分的碳酸钙镁、碳酸钙镁及汞、镉、铅、砷离子的原有特性，使硬水达到软化的目标。用电子方式软化硬水远比应用化学方法成本低，且环保无任何污染。

Description

电子方式软化硬水的装置

技术领域

本实用新型属于电子技术与水处理技术领域，是关于一种电子方式软化硬水的装置。

背景技术

水的硬度取决于水中钙、镁、铁、铝、锰的碳酸盐、硫酸盐及硝酸盐等盐类的含量。水有软、硬之分，水的硬度单位通常是将水中的全部盐类换算为碳酸钙来计量，当水的碳酸钙计量小于150毫克/升时，称为软水；150-450毫克/升时，称为硬水；450-714毫克/升时为高硬水；大于714毫克/升时为特硬水。国家生活饮用水硬度的卫生标准为小于450毫克/升。

当水的硬度大于450毫克/升时，如不及时进行软化处理将直接影响工业生产和人们的日常生活。在工业上，硬水将影响造纸、制药、电子、化工、食品饮料等行业的化学试验结果和产品的质量，甚至会导致严重的后果；在生活上，水的硬度过高，用来洗涤可使肥皂不起泡沫而造成浪费；用硬水洗衣物易使纺织物纤维变硬发脆而损坏；用硬水洗澡、洗头时有发涩发黏的感觉；水的硬度过高，非常容易在容器内形成水垢，一旦形成水垢将使烧开水浪费1/3以上的燃料。不仅如此，水壶或电热水器使用一段时间后，其内壁就会结满一层白色的水垢，如不及时清除，反复用来烧水、装水后，有害元素的积累会越来越多，并可能再次溶于水中，饮用这样水后将会引起人体的健康问题。

为了解决硬水的软化问题，人们在实践中摸索了一些趋利避害的措施，如：借助电子方式产生的交变电磁场，重组或干扰水中的钙、镁等离子，改变水中绝大部分的碳酸钙镁、碳酸钙镁及汞、镉、铅、砷离子的原有特性。试验结果表明：硬水在电磁场的作用下，其所含的碳酸钙与其他矿物质会结合成较大的晶粒沉淀或被流水冲走。因而要使硬水得到软化，只要在给水系统或热水器具的入水口处给硬水施加适当的电磁场即可，该硬水软化器就是基于这一机理实现了用电子方式软化硬水的目标。用电子方式软化硬水远比用化学方法成本低，且环保无任何污染。本实用新型所述的电子方式软化硬水的装置可广泛用于工业、实验室、居家及饮食用水的处理。

以下详细说明本实用新型所述的电子方式软化硬水的装置在制作过程中所涉及的相关技术内容。

实用新型内容

发明目的及有益效果：当水的硬度大于450毫克/升时，如不及时进行软化处理将直接影响工业生产和人们的日常生活。在工业上，硬水将影响化学试验结果和产品的质量，甚至会导致严重的后果；在生活上，水的硬度过高，用来洗涤可使肥皂不起泡沫而造成浪费；用硬水洗衣物易使纺织物纤维变硬发脆而损坏；用硬水洗澡、洗头时有发涩发黏的感觉；水的硬度过高，非常容易在容器内形成水垢，如不及时清除，反复饮用这样容器内水后将会引起人体的健康问题。

为了解决硬水的软化问题，人们在实践中摸索了一些趋利避害的措施，如：借助电子方式产生的交变电磁场，即在给水系统或热水器具的入口处给硬水施加适当的电磁场，用于重组或干扰水中的钙、镁等离子，改变水中绝大部分的碳酸钙镁、碳酸钙镁及汞、镉、铅、砷离子的原有特性，使用硬水达到软化的目标。用电子方式软化硬水远比应用化学方法成本低，且环保无任何污染。

技术特征：电子方式软化硬水的装置，由12V直流电源DC、无稳态多谐振荡器、方波振荡器、交变电磁场形成电路和工作状态指示电路组成，其特征在于：

无稳态多谐振荡器和方波振荡器中双时基电路IC1-a、IC1-b的型号选用NE556；

无稳态多谐振荡器由双时基电路IC1-a、电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2组成，其连接关系是：双时基电路IC1-a的14脚和10脚接12V直流电源DC的正极VCC，双时基电路IC1-a的13脚接电阻R1的一端和电阻R2的一端，电阻R1的另一端接12V直流电源DC的正极VCC，双时基电路IC1-a的12脚和8脚与电阻R2的另一端及电容C1的一端相连，电容C1的另一端接电路地GND，双时基电路IC1-a的11脚接电容C2的一端，电容C2的另一端接电路地GND，双时基电路IC1-a的9脚接电位器RP的活动臂；

方波振荡器由双时基电路IC1-b、电阻R4、电位器RP和电容C3组成，其连接关系是：双时基电路IC1-b的4脚接12V直流电源DC的正极VCC，双时基电路IC1-b的1脚接电阻R4的一端和电位器RP的一端，电阻R4的另一端接12V直流电源DC的正极VCC，双时基电路IC1-b的2脚和6脚及电位器RP的另一端、电容C3的一端相连，电位器RP的活动臂接双时基电路IC1-a的9脚，电容C3的另一端接电路地GND，双时基电路IC1-b的3脚串接电阻R3后接双时基电路IC1-a的8脚，双时基电路IC1-b的7脚接电路地GND，双时基电路IC1-b的5脚接交变电磁场形成电路和工作状态指示电路。

其他电路的组成及其元器件之间的连接特征

交变电磁场形成电路和工作状态指示电路，其连接关系是：双时基电路IC1-b的5脚与电解电容C5的正极相连，电解电容C5的负极与电感线圈L1的一端相连，电感线圈L1的另一端接电路地GND；双时基电路IC1-b的5脚与电容C4的一端相连，电容C4的另一端接电阻R6的一端，电阻R6的另一端与NPN型晶体管VT1的基极、硅开关二极管D1的负极相连，NPN型晶体管VT1的发射极和硅开关二极管D1的正极同接电路地GND，NPN型晶体管VT1的集电极接红色发光二极管LED的负极，红色发光二极管LED的正极串接电阻R5后接12V直流电源DC的正极VCC。

电路的工作原理：附图1为电子方式软化硬水的装置的电路工作原理图。NE556双时基电路接成扫频式方波振荡器，即：双时基电路IC1-a接成无稳态多谐振荡器，双时基电路IC1-b接成方波振荡器，双时基电路IC1-b的控制输入端，使556双时基电路IC1-b产生800Hz的方波电压扫频信号。该方波电压从双时基电路IC1-b的5脚分为两路输出：一路经电解电容C5加到电感线圈L1用于产生电磁场；另一路经电容C4、电阻R6耦合和硅开关二极管D1整流后，使NPN型晶体管VT1导通，红色发光二极管LED亮燃，表示扫频式方波振荡器工作正常。

电感线圈L1用单芯绝缘线在一段PPR塑料水管或铜质水管上平绕18圈制成。该水管应加装在自来水水管或热水器具的进水管一端上。电感线圈L1的两种不同接法对不同硬水的软化效果有所不同，但软化效果区别不大。

附图说明

附图1是本实用新型提供一个电子方式软化硬水的装置的实施例电路工作原理图；方波电压输出端分别接在电感线圈L1的两端，12V直流电源DC的负极接电路地GND。

具体实施方式

按照附图1所示电子方式软化硬水的装置的电路工作原理图和附图说明，并且按照实用新型内容所述的各部分电路中元器件之间的连接关系，以及实施方式中所述的元器件技术参数要求进行实施即可实现本实用新型。

元器件的选择及其技术参数

双时基集成电路在附图1中分为IC1-a、IC1-b两部分，其型号为：NE556，其为14脚双列直插式DIP封装，各脚简称：1脚为DIS1，2脚为THR1，3脚为CONT1，4脚为RESET1，5脚为OUTPUT1，6脚为TRI1，7脚为电路地GND，8脚为TRI2，9脚为OUTPUT2，10脚为RESET2，11脚为CONT2，12脚为THR2，13脚为DIS2，14脚为直流电源的正极VCC；

D1为硅开关二极管，型号选用为1N4148；VT1为NPN型晶体管，选用型号为2SC9013；LED为￠5红色发光二极管；

电阻使用金属膜电阻或碳膜电阻，功率均为1/4W；电阻R1～R3的阻值均为10KΩ；电阻R4的阻值为22KΩ；电阻R5的阻值为1.2KΩ；电阻R6的阻值为15KΩ；RP为电位器，其阻值为39kΩ；

C1为电容，其容量是10μF/16V；C2和C3为电容，容量为0.01μF；C4为涤纶电容，容量为0.1μF；C5为电解电容，其容量为330F/25V。

本装置的制作与调试

因电子方式软化硬水的装置的电路结构非常简单、制作比较容易，一般情况下只要使用的元器件性能完好，元器件的物理连接正确无误，本装置的电路不需要进行任何调试就可以正常工作。

电感线圈L1使用￠0.45mm单芯的绝缘线，在一段50cm长的PPR塑料水管或铜质水管上平绕20圈制成。该PPR塑料水管应加装在供水系统或热水器具的进水管一端上。电感线圈L1有两种不同接法对不同硬水的软化效果有所不同，但软化效果区别不大。若供水为镀锌铁管，那么在使用本装置时，至少需要使用一段PPR的塑料水管用于安装本装置的电感线圈L1，否则本装置将无任何软化硬水的效果。

因自来水水垢电子消除装置的电路结构非常简单、制作比较容易，一般情况下只要使用的元器件性能完好，元器件的物理连接正确无误，本装置的电路不需要进行任何调试就可以正常工作。

电位器RP用于调整输出方波电压的幅度，也就是改变方波电压的输出功率。因电子方式软化硬水的装置为长期工作方式，建议使用市电电源适配器来获得12V直流电源DC，电源输出功率要求≥3.5W；本装置的输出功率约2.1W。

Claims (2)

1.一种电子方式软化硬水的装置，由12V直流电源DC、无稳态多谐振荡器、方波振荡器、交变电磁场形成电路和工作状态指示电路组成，其特征在于：

无稳态多谐振荡器和方波振荡器中的双时基电路IC1-a、IC1-b，其型号选用NE556；

无稳态多谐振荡器由双时基电路IC1-a、电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2组成，其连接关系是：双时基电路IC1-a的14脚和10脚接12V直流电源DC的正极VCC，双时基电路IC1-a的13脚接电阻R1的一端和电阻R2的一端，电阻R1的另一端接12V直流电源DC的正极VCC，双时基电路IC1-a的12脚和8脚与电阻R2的另一端及电容C1的一端相连，电容C1的另一端接电路地GND，双时基电路IC1-a的11脚接电容C2的一端，电容C2的另一端接电路地GND，双时基电路IC1-a的9脚接电位器RP的活动臂；

方波振荡器由双时基电路IC1-b、电阻R4、电位器RP和电容C3组成，其连接关系是：双时基电路IC1-b的4脚接12V直流电源DC的正极VCC，双时基电路IC1-b的1脚接电阻R4的一端和电位器RP的一端，电阻R4的另一端接12V直流电源DC的正极VCC，双时基电路IC1-b的2脚和6脚及电位器RP的另一端、电容C3的一端相连，电位器RP的活动臂接双时基电路IC1-a的9脚，电容C3的另一端接电路地GND，双时基电路IC1-b的3脚串接电阻R3后接双时基电路IC1-a的8脚，双时基电路IC1-b的7脚接电路地GND，双时基电路IC1-b的5脚接交变电磁场形成电路和工作状态指示电路。

2.根据权利要求1所述的电子方式软化硬水的装置，交变电磁场形成电路和工作状态指示电路的连接关系是：双时基电路IC1-b的5脚与电解电容C5的正极相连，电解电容C5的负极与电感线圈L1的一端相连，电感线圈L1的另一端接电路地GND；双时基电路IC1-b的5脚与电容C4的一端相连，电容C4的另一端接电阻R6的一端，电阻R6的另一端与NPN型晶体管VT1的基极、硅开关二极管D1的负极相连，NPN型晶体管VT1的发射极和硅开关二极管D1的正极同接电路地GND，NPN型晶体管VT1的集电极接红色发光二极管LED的负极，红色发光二极管LED的正极串接电阻R5后接12V直流电源DC的正极VCC。

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