CN213182439U - 一种铜银离子发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铜银离子发生装置，其包括承压壳，设于承压壳内部的电极板组件，设于承压壳上部的外壳，及设于外壳上部的控制面板，其中，所述控制面板包括显示屏，于显示屏下部设有控制按键，于控制面板底部设有与控制面板及电极板组件电连接的控制电路板，于该电路板上集成有控制电路，并嵌入有控制系统；所述电极板组件包括多个间隔设置的铜银合金电极板，及铜银合金电极板支架。通过输出低压直流电流，能够同时释放铜离子和银离子于水中，取代了传统铜离子和银离子发生装置需要单独产生铜离子和银离子的铜极板和银极板，减小了装置的体积，提高了装置的效率，并且铜离子含量能够保持在0.7～1.0mg/l，银离子含量能够保持在0.001～0.01mg/l，使用安全可靠。

Description

一种铜银离子发生装置

技术领域

本实用新型涉及消毒杀菌领域，具体涉及一种铜银离子发生装置。

背景技术

目前，市场上的用于消毒杀菌的物质主要分为物理消毒杀菌和化学消毒杀菌，其中，以化学杀菌消毒使用较为广泛，但是，通过化学试剂进行消毒容易污染环境，在生活中经常使用会对人体造成伤害，而物理消毒杀菌则相对安全，并且能够减少对环境的污染，目前，物理杀菌消毒主要用于泳池水的消毒，畜牧用水的消毒，家用水的消毒等生活用水的消毒，杀菌消毒原理主要通过铜离子、银离子、紫外线等进行杀菌消毒。

银是人体组织内的微量元素之一，微量的银对人体是无害的，WHO规定银对人体的安全值为0.05ppm以下，饮用水中银离子的限量为0.05mg/l。有关银的抗菌机理，为金属离子作用和光催化作用。银的化学结构决定了银具有较高的催化能力，高氧化态银的还原势极高，足以使其周围空间产生原子氧，原子氧具有强氧化性可以灭菌。Ag+可以强烈地吸引细菌体中蛋白酶上的巯基(-SH)，迅速与其结合在一起，使蛋白酶丧失活性，导致细菌死亡。当细菌被Ag+杀后，Ag+又由细菌尸体中游离出来，再与其它菌落接触，周而复始地进行上述过程，这也是银杀菌持久性的原因。

铜是人体健康不可缺少的微量营养素，对于血液、中枢神经和免疫系统，头发、皮肤和骨骼组织以及脑子和肝、心等内脏的发育和功能有重要影响。铜主要从日常饮食中摄入。世界卫生组织建议，为了维持健康，成人每公斤体重每天应摄入0.03毫克铜。孕妇和婴幼儿应加倍。缺铜会引起各种疾病，可以服用含铜补剂和药丸来加以补充。而铜离子可以杀灭易于在水中滋生的大肠杆菌和痢疾等病菌，清除水中传播血吸虫病的蛞蝓和螺等软体动物，以及传播疟疾的蚊子幼虫等疾病携带体。它还可以应用在游泳池内，防止绿藻污染和通过地板传染足癣等等。

而目前，采用单铜离子和单银离子消毒杀菌，其消毒杀菌效率低，且成本高，在释放铜离子或银离子的过程中，要耗费大量的电能，因此，急需提供一种消毒杀菌效率高，且能够节约成本的消毒杀菌方式，以及实现该消毒杀菌方式的装置及部件。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种铜银离子发生装置，从而解决现有消毒杀菌采用化学试剂，污染环境，对人体健康造成危害，以及目前采用铜离子或者银离子单独杀菌消毒，杀菌消毒效率低，使用成本高的问题。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种铜银离子发生装置，其包括承压壳，设于承压壳内部的电极板组件，设于承压壳上部的外壳，及设于外壳上部的控制面板，其中，所述控制面板包括显示屏，于显示屏下部设有控制按键，于控制面板底部设有与控制面板及电极板组件电连接的控制电路板，于该电路板上集成有控制电路，并嵌入有控制系统；所述电极板组件包括多个间隔设置的铜银合金电极板，及铜银合金电极板支架。

所述控制系统包括控制面板驱动模块，电极检测模块，电流采集监测模块，电流调节模块，报警模块和铜离子/银离子浓度监测模块。

所述控制电路包括电源电路，控制面板驱动电路，CAN总线收发电路，温度监测电路，中央控制电路，电极控制电路，低输入偏置电流放大电路和铜离子/银离子浓度监测电路。

所述显示屏为液晶显示屏，所述控制按键包括电源开关键，返回/菜单按键，下翻按键，上翻按键和完成按键。

所述铜银合金电极板由按质量百分比，电解铜：70％～99％，银锭：1％～30％制得。

所述承压壳上端和下端分别设有进水口和出水口，于所述出水口处设有铜离子浓度检测装置，银离子浓度检测装置和水流传感器，于外壳内部设有温度传感器。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的铜银离子发生装置，通过输出低压直流电流，能够同时释放铜离子和银离子于水中，取代了传统铜离子和银离子发生装置需要单独产生铜离子和银离子的铜极板和银极板，减小了装置的体积，提高了装置的效率，并且铜离子含量能够保持在0.7～1.0mg/l，银离子含量能够保持在0.001～0.01mg/l，使用安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为图1爆炸结构示意图；

图3为本实用新型中央控制电路图；

图4为本实用新型电极控制电路图；

图5为本实用新型低输入偏置电流放大电路图；

图6为本实用新型CAN总线收发电路图；

图7为本实用新型温度监测电路图；

图8为本实用新型电流采集电路图；

图9为本实用新型中央控制电路下载接口电路图；

图10为本实用新型电极控制电路下载接口电路图；

图11为本实用新型5V电源电路图A；

图12为本实用新型24V电源电路图B；

图13为本实用新型控制面板驱动电路图A；

图14为本实用新型控制面板驱动电路图B；

图15为本实用新型蜂鸣器电路图；

图16为本实用新型电源风扇驱动电路图；

图17为本实用新型手动模式运行流程图；

图18为电极板组件自检流程图。

图中：1.承压壳 2.电极板组件 3.外壳 4.控制面板 5.显示屏

6.铜银合金电极板 7.铜银合金电极板支架

8.电源开关键 9.返回/菜单按键 10.下翻按键

11.上翻按键 12.完成按键 13.进水口 14.出水口

具体实施方式

实施例：参见图1至图16，本实施例提供一种铜银离子发生装置，其包括承压壳1，设于承压壳1内部的电极板组件2，设于承压壳1上部的外壳3，及设于外壳3上部的控制面板4，其中，所述控制面板4包括显示屏5，于显示屏5下部设有控制按键，于控制面板4底部设有与控制面板及电极板组件2电连接的控制电路板，于该电路板上集成有控制电路，并嵌入有控制系统；所述电极板组件包括多个间隔设置的铜银合金电极板6，及铜银合金电极板支架7。

所述控制系统包括控制面板驱动模块，电极检测模块，电流采集监测模块，电流调节模块，报警模块和铜离子/银离子浓度监测模块。

所述控制电路包括电源电路，控制面板驱动电路，CAN总线收发电路，温度监测电路，中央控制电路，电极控制电路，低输入偏置电流放大电路和铜离子/银离子浓度监测电路。

所述中央控制电路包括控制芯片IC1，晶振器Q1，电容C2，电容C3，电容C4，电容C5，电容C20和电容C22，其中，所述晶振器Q1一端与控制芯片IC1的第30脚及电容C4一端连接，晶振器Q1另一端与控制芯片IC1的第31脚及电容C5一端连接，电容C3和电容C22一端均与控制芯片IC1的第28脚连接，并连接5V电源，电容C20一端与控制芯片IC1的第23脚连接，电容C2一端与控制芯片IC1的第7脚相连接，并连接5V电源，所述电容C2另一端、电容C3另一端、电容C4另一端、电容C5另一端、电容C20另一端、电容C22另一端控制芯片IC1的第29脚和第6脚均接地。

所述电极控制电路包括控制芯片IC3，三极管T1，三极管T2，三极管T4，三极管T5，三极管T6，场效应管T7，电阻R3，电阻R4，电阻R6，电阻R7，电阻R17，电阻R18，电阻R19，电阻R20，电阻R21，电阻R27，电阻R28，电容C7，电容C11，电容C12，电容C13，电容C15，电容C16，二极管D1，二极管D2，二极管D3，插件P11，电感L1，插件P11，继电器K1和继电器K2，其中，所述控制芯片IC3的第12脚连接电阻R20的一端，控制芯片IC3的第5脚连接电阻R17一端，控制芯片IC3的第7脚连接电阻R28一端及电容C16一端，电阻R17另一端连接三极管T4的B极，三极管T4的E极连接电阻R19一端，三极管T4的C极与电阻R18一端、三极管T5的B极以及三极管T6的B极相连接，电阻R18另一端连接三极管T5的C极，三极管T5的E极与三极管T6的E极及电阻R21一端相连接，电阻R21另一端连接场效应管T7的G极，场效应管T7的S极与电容C11一端及电容C12一端相连接，场效应管T7的D极与二极管D3一端及电感L1一端相连接，电感L1另一端与电阻R27一端、电容C15一端、电容C13一端、继电器K1的第5脚和第4脚及继电器K2的第5脚和第4脚相连接，电阻R27另一端连接控制芯片IC3的第7脚，继电器K2的第2脚连接继电器K2的第7脚，继电器K2的第1脚与二极管D2一端及三极管T2的C极相连接，继电器K2的第3脚和第6脚连接插件P11，三极管T2的B极与电阻R6一端及电阻R7一端相连接，电阻R6另一端连接控制芯片IC1的第14脚，继电器K1的第2脚和第7脚相互连接，继电器K1的第3脚和第6脚连接插件P11，继电器K1的第1脚与二极管D1一端及三极管T1的C极相连接，三极管T1的B极与电阻R3一端及电阻R4一端相连接，电阻R3另一端连接控制芯片IC1的第15脚，电阻R4另一端、三极管T1的E极、电阻R7另一端、三极管T2的E极、电容C15另一端、电容C13另一端、三极管T6的C极、电阻R19另一端、电阻R28另一端、电容C16另一端、电容C17另一端、电容C11另一端、电容C12另一端、二极管D3另一端、控制芯片IC3的第20脚、控制芯片IC3的第16脚、控制芯片IC3的第15脚、控制芯片IC3的第14脚、电阻R20另一端、电容C7一端均接地，电容C7另一端、继电器K2的第8脚、二极管D2另一端、继电器K1的第8脚、二极管D1的另一端均连接5V电源。

所述低输入偏置电流放大电路包括控制芯片IC4，电容C17，电容C10，电容C14，电阻R22，电阻R23，电阻R24，电阻R25和电阻R26，其中，所述控制芯片IC4的第1脚与电阻R22一端、电容C10一端及控制芯片IC3的第17脚相连接，控制芯片IC4的第3脚与电容C14一端、电阻R23一端及电阻R25一端相连接，电阻R25另一端连接电阻R26一端，控制芯片IC4的第4脚与电阻R24一端、电阻R22另一端及电容C10另一端相连接，控制芯片IC4的第5脚及电容C17一端连接5V电源，电容C17另一端、电阻R26另一端、电阻R24另一端、电阻R23另一端、控制芯片IC4的第2脚及电容C14另一端均接地。

CAN总线收发电路包括控制芯片IC5，电容C21，电容C23，直流转换器T10，插件P6和插件P7，其中，所述控制芯片IC5的第5脚连接控制芯片IC1的第11脚，控制芯片IC5的第6脚连接控制芯片IC1的第10脚，控制芯片IC5的第13脚与电容C23一端及直流转换器T10的第4脚相连接，控制芯片IC5的第2脚、第3脚、底8脚、第9脚和第16脚，以及电容C21一端、电容C23另一端、直流转换器T10的第3脚和第1脚、插件P6的第1脚、插件P7的第1脚均接地，控制芯片IC5的第7脚、电容C21另一端及直流转换器T10的第2脚均连接5V电源，控制芯片IC5的第11脚连接插件P6的第2脚及插件P7的第2脚，控制芯片IC5的第12脚连接插件P6的第3脚及插件P7的第3脚。

所述温度监测电路包括温度芯片IC8，电阻R10，电阻R11和电容C24，其中，所述温度芯片IC8的第1脚与电阻R11一端、控制芯片IC1的第42脚、控制芯片IC3的第13脚相连接，温度芯片IC8的第2脚与电阻R10一端、控制芯片IC1的第37脚、控制芯片IC3的第11脚相连接，温度芯片IC8的第4脚、第5脚、第6脚和第7脚，以及电容C24一端均接地，温度芯片IC8的第8脚及电容C24另一端均连接5V电源。

其还包括电流采集电路，该电流采集电路包括插件P9，电阻R36,和电阻R37，其中，电阻R37一端连接控制芯片IC1的第8脚，电阻R37另一端与电阻R36一端及插件P9的第2脚相连接，插件P9的第1脚及电阻R36另一端均连接5V电源，插件P9的第3脚地接。

所述中央控制电路还包括中央控制电路下载接口电路，其包括插件P4，电阻R2，电阻R1，电阻R38，电阻R5、开关SM1和电容C1，其中，所述插件P4的第1脚连接电阻R2一端及控制芯片IC1的第18脚，电阻R2另一端连接电阻R1一端及电容C1一端，插件P4的第4脚连接电阻R5一端及控制芯片IC1的第1脚，插件P4的第6脚连接控制芯片IC1的第44脚，插件P4的第7脚连接控制芯片IC1的第17脚，插件P4的第9脚连接控制芯片IC1的第16脚，插件P4的第5脚、电容C1另一端、开关SM1一端及电阻R5另一端均接地，电阻R1另一端、插件P4的第3脚、电阻R38一端均连接5V电源，电阻R38另一端连接开关SM1另一端。

所述电极控制电路还包括电极可控制电路下载接口电路，其包括插件P10，电阻R16，电阻R15和电容C6，其中，插件P10的第1脚与电阻R16一端及控制芯片IC3的第4脚相连接，电阻R16另一端与电阻R15一端及电容C6一端相连接，插件P10的第3脚及电阻R15另一端连接5V电源，插件P10的第5脚及电容C6另一端均接地，插件P10的第7脚连接控制芯片IC3的第19脚，插件P10的第9脚连接控制芯片IC3的第18脚，插件P10的第4脚连接控制芯片IC3的第12脚，插件P10的第6脚连接控制芯片IC3的第10脚。

所述电源电路还包括电源风扇驱动电路和蜂鸣器电路。

所述显示屏为液晶显示屏，所述控制按键包括电源开关键8，返回/菜单按键9，下翻按键10，上翻按键11和完成按键12。

所述铜银合金电极板由按质量百分比，电解铜：70％～99％，银锭：1％～30％制得。

所述铜银合金电极板的制备方法，其包括以下步骤：

(1)预备原料：将电解铜和银锭，在浓度为20％的硫酸与浓度为5％的氢氟酸混合而成的混合溶液中，浸泡20min～40min后，用纯水清洗备用；

(2)熔炼：将电解铜和银锭按照重量百分比为：电解铜70％～99％，银锭：1％～30％，置于坩埚中，并将坩埚放置于设有恒定电磁场的双真空熔炼设备中，在真空度为10^-3，温度为1000℃～1200℃的条件下，旋转坩埚，形成电磁双向搅拌，并保温100min～150min，用离子水水冷降温，降温时间不大于30min，得到铜银合金；

(3)冷加工：将熔炼后的铜银合金进行冷锻、冷轧及冷退火处理；

(4)将经步骤(3)处理后的铜银合金进行冲压，得到铜银离子发生装置用电极板。

步骤(2)所述坩埚转速为50r/min～100r/min；

步骤(3)所述冷轧采用光亮辊精轧。

所述电极板为平板状，波浪板状，锯齿板状或螺旋状。

所述坩埚的制备方法如下：

(1)预备如下重量份数的各组份：

(2)将丙烯酰胺和N,N’-亚甲基双丙烯酰胺进行混合；

(3)向步骤(2)中混合液加入聚丙烯酸铵，并用浓氨水调节PH至8，得到预混液；

(4)将石墨粉、氧化硅粉、氧化铝粉、碳化硅粉及步骤(3)的预混液，放入球磨罐中，在转速为60r/min～70r/min条件下，球磨10h～15h，后抽真空1h～2h，得到混合浆料；

(5)向步骤(4)的混合浆料中加入过硫酸铵和N,N,N’,N’-四甲基乙二胺，机械搅拌20min～30min，注入模具中，在60℃～70℃温度下进行水浴固化，脱模后在40℃温度条件下保温24h，然后再升温至130℃～150℃保温12h，得到生坯；

(6)将步骤(5)得到的生坯在1700℃～2500℃条件下烧结3h，得到干锅成品。

所述承压壳1上端和下端分别设有进水口13和出水口14，于所述出水口14处设有铜离子浓度检测装置，银离子浓度检测装置和水流传感器，于外壳3内部设有温度传感器。

所述铜离子浓度检测装置为CdTe量子点荧光传感器，其内置有高灵敏光电二极管，根据铜离子能够对荧光光谱产生影响的原理，在水中有铜离子时，光电二极管根据荧光的强弱，反馈电流大小，从而检测铜离子浓度。

铜离子浓度检测装置还可以为基于介电泳的石墨烯传感器，通过石墨烯，当电子受体的铜离子吸附于石墨烯上后发生电荷转移，电子从氧化还原石墨烯转移到铜离子，从而使其内部的空穴载流子浓度增大，从而使电流增大，进而根据电流大小检测铜离子的浓度。

根据所述铜银离子发生装置的控制方法，其包括手动模式和自动模式，其包括以下步骤：

(1)将铜银离子发生装置的进水口和出水口分别连接进水管和出水管，上水上电，使控制电路通电工作；

(2)初始化控制系统，向系统中输入工作电流值I_a及最大电流值I_b；

(3)配置按键接口、显示屏接口、模拟量数据采集口和通讯口；

(4)从EEROM读取系统参数；

(5)电极板组件自检，电流采集监测模块采集当前流经电极板组件的电流值，在显示屏显示当前电流值，并判断电极板组件当前电流值是否处于预设工作电流值I_a，若当前电流值小于工作电流值I_a的70％，则提示电极板组件上有水垢，并清理水垢，或电极板损坏，并更换电极板组件；若当前工作电流I_a大于最大电流值I_b，则提示电极板短路，需清理电极板组件，若当前工作电流I_a等于工作电流值I_a，则进行下一步；

(6)当为手动模式时，检查完电极板组件后，根据需要，通过控制按键输入所需工作电流值，以及电极板组件工作时间的定时设置，从而实现铜银离子发生装置的控制；

(7)当为自动模式时，检查完电极板组件后，输入水中铜离子含量值和银离子含量值，系统根据水流传感器所检测到的实时水流量，以及铜离子/银离子浓度监测模块，检测到的当前水中铜离子含量和银离子含量，通过电流调节模块调节流经电极板组件的电流值；当水流传感器检测到当前水流量为0时，电极板组件停止工作；预设工作时间时，当预设时间到时，电极板组件停止工作。

所述水中铜离子含量值为0.7～1.0mg/l，所述水中银离子含量值为0.001～0.01mg/l。

其还包括当电极板组件工作电流出现波动时，系统进行自动调节，将电流稳定在电极板组件工作电流范围，使电极板组件稳定工作。

其还包括异常报警，当电极板组件需要清理，电极板组件短路时，系统均会进行报警提示，直到异常结束。

以上所述，仅为本实用新型的较佳可行实施例，并非用以局限本实用新型的专利范围，故凡运用本实用新型说明书内容所作的方法步骤变化，均包含在本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种铜银离子发生装置，其特征在于，其包括承压壳，设于承压壳内部的电极板组件，设于承压壳上部的外壳，及设于外壳上部的控制面板，其中，所述控制面板包括显示屏，于显示屏下部设有控制按键，于控制面板底部设有与控制面板及电极板组件电连接的控制电路板，于该电路板上集成有控制电路，并嵌入有控制系统；所述电极板组件包括多个间隔设置的铜银合金电极板，及铜银合金电极板支架。

2.根据权利要求1所述的铜银离子发生装置，其特征在于，所述控制系统包括控制面板驱动模块，电极检测模块，电流采集监测模块，电流调节模块，报警模块和铜离子/银离子浓度监测模块。

3.根据权利要求1所述的铜银离子发生装置，其特征在于，所述控制电路包括电源电路，控制面板驱动电路，CAN总线收发电路，温度监测电路，中央控制电路，电极控制电路，低输入偏置电流放大电路和铜离子/银离子浓度监测电路。

4.根据权利要求1所述的铜银离子发生装置，其特征在于，所述显示屏为液晶显示屏，所述控制按键包括电源开关键，返回/菜单按键，下翻按键，上翻按键和完成按键。

5.根据权利要求1所述的铜银离子发生装置，其特征在于，所述承压壳上端和下端分别设有进水口和出水口，于所述出水口处设有铜离子浓度检测装置，银离子浓度检测装置和水流传感器，于外壳内部设有温度传感器。

Images