專利名稱：掃頻電場發生器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種掃頻電場發生器，尤其是涉及一種產生用于污水處理的掃頻電場發 生器。
技術背景
利用電磁場對工業和生活用水進行處理，是物理法水處理的一種，其原理是使水通過電 磁場，從而打斷大締合體狀態水的結合鍵，將水離解成活性很強的單分子或小締合狀態的水， 從而改變水的物理結構與特性，增大水分子的偶極矩，改變水中沉積物質的沉積狀態、各種 離子的物理性能，從而有效地達到防垢、除垢、殺菌、滅藻、阻銹、防腐的目的，使水質活 化變清。如中國專利CN2310065Y即公開了這樣的水處理裝置。
但是現有技術中水處理裝置通常采用頻率固定的電磁場對水進行處理的技術方案，由于 所采用的電磁場為靜態的或固定頻率的，因而僅在對具有特定化學、物理特性的水進行處理 時能產生較好的效果。但在實際應用時，由于待處理的工業和生活用水具有差異很大的化學、 物理特性，因此現有技術中的水處理裝置處理效果不佳。即便是有些水處理裝置中采用了變 頻信號，其信號頻率也只是在一些固定或者離散的點上變化，因而對于化學、物理特性變化 非常復雜的待處理水來說，其信號頻譜的分布太窄，處理效果仍然不理想
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題就是針對上述現有技術的不足而提供一種用于產生掃頻 電磁場以進行污水處理的掃頻電磁場發生器。該發生器通過掃頻技術，可以同時產生直流電 場和掃頻脈沖電磁場，對水進行處理。其所產生的掃頻脈沖電磁場頻譜能夠連續變化，能夠 適用于各種特性的待處理水。其中掃頻脈沖電磁場可以使水中的藻類或細菌細胞分子發生振 動，造成細胞壁破裂，細胞內含物質積聚在一起而使藻類或細菌死亡，而達到殺菌滅藻的作
用。而直流電場的電解作用可在水中產生大量的活性物質，如OH-、 C10-、 H202 、 HC10等，
可以增強殺菌滅藻的效果。此外，直流電場和掃頻脈沖電磁場可以在水中產生電化學反應和 電凝聚作用，達到去除水中有機物、重金屬離子、降低濁度、去除懸浮物、降低COD (化學 需氧量)和BOD (生物需氧量)等。其作用機理可以表示如下(以鐵板作正極為例)<formula>formula see original document page 4</formula>式中Heavy Metal表示重金屬離子 Pollutant表示污染物或懸浮物
根據本實用新型的一個方面，提供一種掃頻電場發生器，所述掃頻電場發生器由供電裝 置、控制信號發生器、開關放大電路組成，其中開關放大電路包括正、負電極，其特征在于 控制信號發生器向開關放大電路輸入脈沖信號和直流信號，在正、負電極之間產生脈沖電場 和直流電場，且其中正電極表面具有齒形突起。
優選地，控制信號發生器由掃頻信號發生器、掃頻脈沖發生器、脈沖放大器和控制信號 工作指示串聯連接組成，且脈沖發大器與開關放大電路中的開關電路的控制端相連，掃頻信 號發生器向掃頻脈沖發生器輸出鋸齒波信號，掃頻脈沖發生器向脈沖發大器輸出脈沖寬度和 周期都變化的掃頻脈沖串，該掃頻脈沖串經脈沖放大器放大后，輸出至開關電路的控制端。
采用本實用新型的掃頻電場發生器，可以同時產生直流電場和掃頻脈沖電磁場，對水進 行處理。且本實用新型的掃頻電場發生器所產生的掃頻脈沖電磁場頻譜能夠連續變化，能夠 適用于各種特性的待處理水。克服了現有技術中采用頻率固定電磁場的水處理裝置僅能處理 具有特定化學、物理特性的水的缺點。
圖1為本實用新型掃頻電場發生器的電路原理方框圖； 圖2為掃頻脈沖示意圖3為應用本實用新型掃頻電場發生器進行污水處理的水處理設備的系統示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖，說明本實用新型的優選實施方式。
圖1為本實用新型掃頻電場發生器的電路原理方框圖。如圖1所示本實用新型涉及的掃頻電場發生器由電源100、控制信號發生器200和開關放大電路300組成。 其中電源100由DC恒流源11、 DC15V電源12等組成。
控制信號發生器200由掃頻信號發生器1、掃頻脈沖發生器2、控制信號工作指示3和脈 沖放大器4等組成。
開關放大電路300包括開關電路5、主處理器6、去離子輔處理器7和排污控制電路8等 組成。
該掃頻電場發生器的工作過程如下
系統接入220V民用電，通電后，掃頻信號發生器1產生幅度為15V，頻率為100HZ的 重復鋸齒波，該鋸齒波施加至掃頻脈沖發生器2上，從而產生如圖2所示的脈沖寬度L和周 期T都變化的掃頻脈沖串。上述掃頻脈沖串經脈沖放大器4放大后，施加至開關電路5的控 制端，開關電路5將輸出功率掃頻脈沖串輸出到主處理器6上，并傳入至被處理的水中，在 水中產生掃頻脈沖電場。
此外，根據據傅立葉級數
A(t)=AO+Al Sin co t+A2Sin2 co t+......十AnSinn w t+......
上述掃頻脈沖串中的單個脈沖由直流AO和無數次正弦振蕩組成。這些正弦振蕩中，基 頻和二次諧波的振幅值較高。
如前所述，傳入水中的電信號為掃頻脈沖串，不同脈寬和頻率的脈沖有不同的基頻和二
次諧波。由此可以得出結論同時作用在待處理的工業和生活用水中的電信號有直流和多種 正弦振蕩信號。
對于含有藻類和細菌的待處理水，高頻信號(掃頻脈沖串的掃頻范圍為4-25KHz)可以 使藻類或細菌的細胞分子發生振動，造成細胞壁破裂，細胞內含物質聚集在一起，而使藻類 和細菌死亡，從而達到殺菌滅藻的目的。
待處理的水由于地域和水質不同，必然有不同品種的細菌和藻類。這些不同品種的細菌 和藻類對高頻信號的頻率有不同的敏感性。本實用新型由于采用了掃頻脈沖，即信號發生器 產生的脈沖信號頻率是連續變化的，使得傳入待處理的中的信號頻譜分布很寬，有各種不同 頻率的高頻信號分量，因此能殺死待處理的水中的各類細菌和藻類。
本實用新型中，主處理器6的正極用金屬鋁制作，掃頻脈沖串中的直流成分，將對鋁正 極產生電解作用，向水中釋放鋁離子。鋁離子是優質的絮凝劑，對待處理的工業和生活用水
5中的膠體、微小顆粒有強烈的絮凝作用，可使待處理的工業和生活用水中的膠體和微小顆粒 絮凝后變成較大顆粒下沉或上浮，這些較大的顆粒經過過濾器過濾后，被過濾器捕獲并從排 污口排出。因此，本實用新型除具有殺菌滅藻的功能外，還具有水質凈化的功能。圖3為應用本實用新型所述掃頻電場發生器進行污水處理的水處理設備的系統示意圖。 如圖3中所示，本實用新型水處理設備構成如下待處理的水通過進水管路及進水閥13流入，通過泵20泵送至本實用新型的水處理設備 進行處理。水處理設備由主機400、主處理器6和去離子輔處理器7構成。主機400向主處 理器6輸出脈沖輸出，而向去離子輔處理器7輸出直流輸出。主處理器6和去離子輔處理器 7可置于待處理的水流經的管路中，主處理器6和去離子輔助處理器7的正極和負極板與水 接觸，對水進行處理。經過處理的水經過過濾器22和出水閥14排出，而過濾出來的污垢通 過集污器24和排污閥15排出。本實用新型設置去離子輔處理器7和排污控制電路8的目的是為了防止金屬離子污染水 體，消除二次污染。去離子輔處理器7的正極用電解不消耗的材料(例如碳)制成。工作時，正、負極間通 有直流電壓，帶有正電荷的金屬離子流經正負極之間時，將被負極捕獲。如圖1和3，排污控制電路8的作用是定期(例如每隔2小時)，定時(例如每次5分 鐘)地關閉去離子輔處理器7的電源，并關閉出水閥14，排污閥15開啟，對裝置進行排污。 排污5分鐘后，裝置又恢復去離子輔處理器7通電，出水闊14開啟，排污閥15關閉的工作 狀態。本實用新型的主處理器6與去離子輔處理器7的正極均可以制成齒狀。開齒的目的是 第一，增大正極的比表面面積；第二，根據尖端放電的原理，在水中產生集束電流，增大局 部區域的電流密度，以增強殺菌滅藻和收集金屬離子的作用。此外，本實用新型所述的掃頻電磁場發生器也可以輸出不含直流分量的掃頻脈沖電場， 這意味著待處理的水可以依次通過掃頻脈沖電場和直流電場而得到處理。這對于本領域技術 人員來說也是顯而易見的。其原理和說明此處不再重復。
權利要求1、一種掃頻電場發生器，所述掃頻電場發生器由供電裝置(100)、控制信號發生器(200)、開關放大電路(300)組成，其中開關放大電路(300)包括正、負電極，其特征在于控制信號發生器(200)向開關放大電路(300)輸入脈沖信號和直流信號，在正、負電極之間產生脈沖電場和直流電場，且其中正電極表面具有齒形突起。
2、 如權利要求1所述的掃頻電場發生器，其特征在于控制信號發生器(200)由掃頻信 號發生器(1)、掃頻脈沖發生器(2)、脈沖放大器(4)和控制信號工作指示(3)串聯連接 組成，且脈沖發大器(3)與開關放大電路(300)中的開關電路(5)的控制端相連，掃頻信 號發生器(1)向掃頻脈沖發生器(2)輸出鋸齒波信號，掃頻脈沖發生器(2)向脈沖發大器(3)輸出脈沖寬度和周期都變化的掃頻脈沖串，該掃頻脈沖串經脈沖放大器(3)放大后， 輸出至開關電路(5)的控制端。
專利摘要一種掃頻電場發生器，所述掃頻電場發生器由供電裝置(100)、控制信號發生器(200)、主回路(300)組成，其中主回路(300)包括正、負電極，其特征在于控制信號發生器(200)向主回路(300)輸入脈沖信號和直流信號，在正、負電極之間產生脈沖電場和直流電場，且其中正電極表面具有齒形突起。
文檔編號C02F1/46GK201427881SQ20082017529
公開日2010年3月24日 申請日期2008年11月20日 優先權日2008年11月20日
發明者汪孟金 申請人:汪孟金