專利名稱：利用可調(diào)節(jié)磁場強度和波形來生成高頻電磁場的設備以及包括該設備的水凈化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于生成高頻電磁場的設備以及包括該設備的水凈化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通常，污水處理技術(shù)被分為生物工藝、化學工藝和物理工藝等。而且，污水處理技術(shù)可以被分為第一、第二和第三工藝等。第一工藝是物理工藝，以及第二工藝是化學或生物工藝。并且高級的第三工藝可以是物理、化學和生物工藝中任意一者。最近，先進的氧化方法作為高級的污水處理方法被關(guān)注。該方法(一般的物理工藝中的一種)是使用氧化-還原反應來處理污水中的污染物。雖然使用先進的氧化方法的一般的污水處理方法具有復雜結(jié)構(gòu)的設備，但是根據(jù)污染物的類型和特征該工藝是不變的和相同的。所以，雖然成本很高，但是不太有效。而且，需要關(guān)注隨著在超聲波中降解的污染物在一些高頻波的范圍內(nèi)重組而增加了不可降解性。所以，需要某類型的設備，該設備不存在產(chǎn)生二次污染物的危險并能用合理的成本來有效處理污水。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于生成高頻電磁場的設備，該設備能夠根據(jù)污染物的特征來調(diào)整對降解性產(chǎn)生直接影響的磁場強度和頻率，以及提供具有該設備的水凈化系統(tǒng)。本發(fā)明的另一個目的是利用合理的成本提供一種用于生成高頻電磁場的設備，該設備不存在產(chǎn)生二次污染物的危險，以及提供具有該設備的水凈化系統(tǒng)。上述目的可以通過以下設備來達到，該設備包括用戶輸入單元；量子場發(fā)生器， 用于生成高壓量子場，該量子場能夠調(diào)節(jié)輸出電壓；波發(fā)生器，用于生成具有可變波形的高頻信號，并將高頻信號與量子場發(fā)生器相匹配；高頻輸出單元，用于掃描匹配的高頻量子場；以及控制器，控制對應于用戶輸入單元的輸入來自量子場發(fā)生器的輸出電壓和來自波發(fā)生器的輸出頻率的水平。其中，用戶輸入單元包括選擇裝置，該選擇裝置能夠選擇污染物的類型；所述控制器提前保存對應于污染物的特征的關(guān)于輸出電壓和高頻信號的輸出頻率的水平的數(shù)據(jù)，并通過讀取對應于用戶輸入單元的輸入的數(shù)據(jù)來輸出控制信號到量子場發(fā)生器和波發(fā)生器。而且，其中量子場發(fā)生器包括初級電源；可變電壓發(fā)生器，用于根據(jù)控制器的控制信號來改變由初級電源生成的電壓并輸出改變的電壓；高壓轉(zhuǎn)換單元，用于將改變的電壓轉(zhuǎn)換成高壓；以及電壓倍增整流電流單元，用于通過對改變的高壓進行整流和倍增來生成所需的量子場。而且，其中，所述可變電壓發(fā)生器使用滑動式變壓器在0到220V的范圍內(nèi)改變和輸出電壓，高壓轉(zhuǎn)換單元在0到IOkV的范圍內(nèi)改變和輸出電壓，以及電壓倍增整流電路單元在0到40kV的范圍內(nèi)改變和輸出電壓。而且，其中波發(fā)生器包括次級電源；高頻可變發(fā)生器，用于根據(jù)控制器的控制信號來調(diào)節(jié)頻率并輸出高頻信號；波放大器，用于放大由高頻可變發(fā)生器輸出的高頻信號； 以及匹配單元，用于將從波放大器輸出的高頻信號與電壓倍增整流電路單元相匹配。同樣地，通過將高耐壓電阻和電容器并聯(lián)以及將二極管連接到輸出單元來形成匹配單元，以及高頻可變發(fā)生器在16KHz到40MHz的范圍內(nèi)改變和輸出高頻信號。而且，包括上述設備的水凈化系統(tǒng)還包括高頻放電電極，用于對高頻量子場放電； 保護帽，用于保護高頻放電電極；以及反應器，包括用于起氣泡(air bubbling)的擴散器和地電極，該擴散器能夠?qū)⒎烹姷母哳l量子場從高頻放電電極冒泡(bubbling)進入到污水。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式用于生成高頻電磁場的設備的框圖；圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的量子場發(fā)生器、波發(fā)生器和高頻輸出單元的框圖；圖3是圖2的詳細電路圖；以及圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的包括圖1中所示的用于生成高頻電磁場的設備的水凈化系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將詳細參考附圖中所示的本發(fā)明的目前優(yōu)選的實施方式。圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式用于生成高頻電磁場的設備的框圖。如圖1所示意性使出的，用于生成高頻電磁場100的設備包括用戶輸入單元10、控制器20、量子場發(fā)生器30、波發(fā)生器40和高頻輸出單元50。用戶輸入單元10用于接收來自用戶的輸入，具有用戶接口，通過該用戶接口用戶能夠輸入或選擇量子場發(fā)生器30的輸出電壓和波發(fā)生器40的頻率。用戶輸入單元10可以被構(gòu)造成允許用戶直接選擇量子場的輸出電壓和頻率。在另一種情況下，通過將預定電壓和頻率設置成多個水平，用戶輸入單元10可以被構(gòu)造成允許用戶在多個水平中選擇用戶想要的水平。而且，用戶輸入單元10還可以被構(gòu)造成允許用戶選擇污染物的類型。控制器20根據(jù)來自用戶輸入單元10的輸入通過將控制信號輸出到下面所述的量子場發(fā)生器30和波發(fā)生器40來控制高頻電磁場發(fā)生器100的輸出電壓和輸出頻率的水平。當用戶輸入單元10具有用于輸出電壓和頻率的選擇的多個水平時，控制器20保存對應于多個水平的控制值?？刂浦当挥糜诳刂屏孔訄霭l(fā)生器30和波發(fā)生器40。在另一種情況下，控制器20提前保存波頻率和電壓水平的值，這能根據(jù)污染物的類型和特征來有效凈化污染物?？刂破?0控制量子場發(fā)生器30和波發(fā)生器40來輸出對應于由用戶輸入單元10選擇的污染物的波頻率和電壓。用于生成高壓量子場的量子場發(fā)生器30被構(gòu)造為通過控制器20的控制來調(diào)節(jié)輸出電壓。用于生成高頻信號并將這些信號連接到量子場發(fā)生器30的波發(fā)生器40被構(gòu)造成通過控制器20的控制來調(diào)節(jié)頻率。具有高頻的匹配的高壓量子場被高頻輸出單元50掃描。如上所述，本發(fā)明能夠通過輸出對應于用戶選擇的適于初級污染物的量子和波來合適地響應污染物的類型和特征。圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的量子場發(fā)生器30、波發(fā)生器40和高頻輸出單元50的框圖。圖3是圖2的詳細電路圖。如圖2中所示意性示出的，量子場發(fā)生器30包括初級電源31、可變電壓發(fā)生器 33、高壓轉(zhuǎn)換單元35和電壓倍增整流電路單元37。初級電源31通常使用商業(yè)220V、60Hz電源來給量子場發(fā)生器60供電。如圖3所示，開關(guān)與保險絲連接，以避免次級電源和輸出單元中發(fā)生短路?？勺冸妷喊l(fā)生器33用于根據(jù)下面所述的控制器20的控制來調(diào)節(jié)次級電壓，在OV 到220V的范圍內(nèi)改變輸出電壓。如圖3所示，可變電壓發(fā)生器33可以通過使用滑動式變壓器33a來被構(gòu)建，考慮到次級電壓是超高電壓，該滑動式變壓器33a具有較小的電容。高壓轉(zhuǎn)換單元35用于將可變電壓發(fā)生器33的低輸出電壓轉(zhuǎn)換成超高電壓。如圖 3所示，具有變壓器35a，初級電壓220V被增加到次級電壓ΙΟΚν。次級電壓是可變的，通過第一滑動變壓器的電壓從0到IOKv被連續(xù)調(diào)節(jié)。直接作用在磁場強度上的第二電壓的水平能夠是各種值，但是在該實施方式中， 考慮到絕緣和安全性，其被固定為10kv。次級電壓的連續(xù)可變是最優(yōu)化輸出的要點。用于升壓的變壓器的電容由所需的磁場強度來確定。電壓倍增整流電路單元37用于通過整流和倍增電壓來生成超高電磁場。如圖3 所示，電壓倍增整流器37被設置成通過使用四倍電壓整流方法利用電容器并切換具有高壓和高速的二極管來倍增輸出電壓，輸出電壓可以達到40kV。通過調(diào)節(jié)第一滑動式變壓器來生成在0到40kV范圍內(nèi)的輸出電壓。 在該實施方式中，齊納二極管被應用以保護電路。當向二極管施加與PN節(jié)反向的電壓時電流突然流過。齊納效應會產(chǎn)生量子力學的隧道效應(tunneling effect)，其中隨著反向電壓變高P型半導體中的電子會穿過絕緣區(qū)域的小孔。施加的反向電壓越高，隧道將會越寬。由此，電流增大，但電壓保持不變?？偟膩碚f，齊納二極管是使用如上所述的電壓保持不變的現(xiàn)象來得到恒定電壓的裝置。 電壓倍增整流電路單元37的電容器具有當施加DC時電荷被充電，以及當其連接到具有與所述充電電壓反向的電壓的電路時電荷被放電的特性。隨著這些步驟快速重復， 通過充電和放電引起的AC電流流過電容器的兩端。
通過這些步驟在量子場發(fā)生器30生成超高量子場。波發(fā)生器40生成可變高頻信號，并將這些信號連接到量子發(fā)生器30，該量子發(fā)生器30將參考圖2和圖3在下面被解釋。如圖2中所示，波發(fā)生器40包括次級電源41、高頻可變發(fā)生器43、波放大器45和匹配單元47。初級電源31給次級電源41供電。次級電源41將從初級電源31施加的功率轉(zhuǎn)換成DC功率，并將該DC功率提供到高頻可變發(fā)生器43和波放大器。如圖3所示，兩個恒流二極管和兩個恒壓二極管被設計成具有低壓FET和控制晶體管的達林頓(Darlington)電路。整流AC 220V的商業(yè)功率，電路將AC 220V轉(zhuǎn)換成DC 12V。所以，電路在有限電流容量的范圍內(nèi)使用該轉(zhuǎn)換的DC功率。高頻可變發(fā)生器43用于根據(jù)上面所述的控制器20的控制通過調(diào)節(jié)頻率來生成高頻信號。如圖3中所示，高頻可變發(fā)生器43使用UJT(單結(jié)晶體管)和IC(集成電路)在 16KHz到40KHz的范圍內(nèi)使高頻振蕩。UJT具有少量漏電流和低飽和電壓。而且，UJT對于溫度改變很穩(wěn)定。所以，包括 UJT的振蕩電路穩(wěn)定地進行操作。高頻可變發(fā)生器43改變頻率，改變連接到圖3所示的電路的電容器的電容和電阻的值。在該實施方式中，電容的值和電容器的電容以相同的比例被調(diào)節(jié)以用于穩(wěn)定的振蕩， 并且使用可變電阻和可變電容器。波放大器45用于放大從高頻可變發(fā)生器43輸出的高頻信號。如圖3所示，波放大器45使用高速切換晶體管和OSC(示波鏡)來放大高頻信號。在圖3的實施方式中，振蕩頻率在16KHz到40MHz的范圍內(nèi)。為了放大的頻率幅度的有效性和穩(wěn)定性，使用30MHz 的頻率。匹配單元47用于將來自波放大器45的高頻波與量子場發(fā)生器30相連接。如圖 3所示，匹配單元包括高耐壓電阻、高頻電容器和高頻二極管，該高耐壓電阻、高頻電容器和高頻二極管串聯(lián)連接或并聯(lián)連接以防止絕緣。高頻輸出單元50輸出超高電壓的高頻量子場，該高頻量子場被匹配單元47匹配。 如圖3所示，高頻輸出單元50包括對高頻量子場放電的高頻放電電極51。高頻輸出單元 50可以用超透磁合金構(gòu)造來用40KV和30MHz的最大輸出電壓掃描高頻磁場。超透磁合金是將Cr降到狗和Ni的合金中的合金，其具有高磁化率、小的抗磁力、小的滯后損失以及小的渦流。如上面所解釋的，本發(fā)明能通過用戶輸入單元10的輸入根據(jù)污染物來有效凈化水、控制量子場發(fā)生器30的輸出電壓和波發(fā)生器40的輸出頻率。例如，一個實驗顯示了以下結(jié)果對于包括紡織污水的許多不能生物降解的化合物的污水(可溶化學需氧量增加1. 14倍以及不能生物降解的材料具有兩重性 (dualized))，當22KV、1. 64MHz的量子場被掃描時，效率最高。另一個實驗顯示了以下結(jié)果對于包括生活污水的許多不能生物降解的有機化合物的污水(可溶化學需氧量增加 2. 25倍以及不能生物降解的材料具有兩重性，該不能生物降解的材料很難被生物降解)， 當MKV、1. 64MHz的量子場被掃描時，效率最高?？刂破?0通過根據(jù)污染物的類型和特性提前保存合適的控制值，可以提高凈化水的質(zhì)量。圖4是包括上述用于生成高頻電磁場100的設備的水凈化系統(tǒng)的示意圖。如圖4所示，水凈化系統(tǒng)包括用于生成高頻電磁場100的設備和反應器200。反應器200包括用于起氣泡的(air bubbling)的擴散器210和地電極220。高頻放電電極51包括保護帽53。當用于生成高頻電磁場100的設備掃描適合污染物并具有IKHz到400MHz的范圍的超高頻電磁場以及擴散器210在包括各種不能生物降解的化合物的污水中起氣泡時，陰離子和陽離子被分離，并保持電平衡。所以，水合有機化合物和重金屬的配離子與水化層分離，以及通過這些化合物和例子在水中發(fā)生氣體似的反應。在這種條件下，當使用外部水下風扇通過通氣(aeration)， 極性有機分子從水化層逃離時，污染物的分解和電力被加速。這是因為隨著V. 0. C在空氣中立即被氧化和分解，有機物、配離子、陰離子和陽離子被激活到較高能量層。而且，很難被分解的有機化合不溶解的磷被礦物化成正交形式(ortho form)并轉(zhuǎn)換可溶污泥(sludge)，這使得處理更容易。而且，水凈化系統(tǒng)通過將氮轉(zhuǎn)化成蛋白質(zhì)可以與氮化成，并以氣體形式發(fā)出。本發(fā)明通過將頻率和電壓改變成適于污染物來激活污染物的分解和電離，從而調(diào)節(jié)量子場強度。如上所述，本發(fā)明用合理的成本提供了一種設備，該設備能夠根據(jù)污染物的特征來有效處理污水，并不存在二次污染的危險，還提供了一種具有該設備的系統(tǒng)。雖然示出和描述了一些示例性實施方式，但是本領域的技術(shù)人員可以理解，在不脫離本發(fā)明的原則和精神的情況下可以對這些示例性實施方式做出改變，本發(fā)明的范圍在所附權(quán)利要求及其等價物中被限定。
權(quán)利要求
1.一種用于生成高頻電磁場的設備，該設備具有可調(diào)節(jié)磁場強度和波形，該設備包括用戶輸入單元；量子場發(fā)生器，用于生成高壓量子場，該高壓量子場能夠調(diào)節(jié)輸出電壓；波發(fā)生器，用于生成具有可變波形的高頻信號，并將高頻信號與量子場發(fā)生器相匹配；高頻輸出單元，用于掃描匹配的高頻量子場；以及控制器，控制對應于所述用戶輸入單元的輸入來自所述量子場發(fā)生器的輸出電壓和來自所述波發(fā)生器的輸出頻率的水平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其中，所述用戶輸入單元包括能夠選擇污染物的類型的選擇裝置，以及所述控制器提前保存對應于污染物的特征的關(guān)于所述輸出電壓和高頻信號的輸出頻率的水平的數(shù)據(jù)，并通過讀取對應于所述用戶輸入單元的輸入的數(shù)據(jù)來輸出控制信號到所述量子場發(fā)生器和所述波發(fā)生器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其中，所述量子場發(fā)生器包括 初級電源；可變電壓發(fā)生器，用于根據(jù)所述控制器的控制信號來改變由所述初級電源生成的電壓并輸出改變的電壓；高壓轉(zhuǎn)換單元，用于將改變的電壓轉(zhuǎn)換成高壓；以及電壓倍增整流電流單元，用于通過對改變的高壓進行整流和倍增來生成所需的量子場。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設備，其中，所述可變電壓發(fā)生器使用滑動式變壓器在0到 220V的AC范圍內(nèi)改變和輸出電壓，所述高壓轉(zhuǎn)換單元在0到IOkV的范圍內(nèi)改變和輸出電壓，以及所述電壓倍增整流電路單元在0到40kV的范圍內(nèi)改變和輸出電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設備，其中，所述波發(fā)生器包括 次級電源；高頻可變發(fā)生器，用于根據(jù)控制器的控制信號來調(diào)節(jié)頻率并輸出高頻信號； 波放大器，用于放大由所述高頻可變發(fā)生器輸出的高頻信號；以及匹配單元，用于將從所述波放大器輸出的高頻信號與電壓倍增整流電路單元相匹配。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設備，其中通過將高耐壓電阻和電容器并聯(lián)和將二極管連接到輸出單元來形成所述匹配單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設備，其中所述高頻可變發(fā)生器在16KHz到40MHz的范圍內(nèi)改變和輸出高頻信號。
8.一種水凈化系統(tǒng)，該水凈化系統(tǒng)包括權(quán)利要求1至7中任一項權(quán)利要求所述的設備，還包括 高頻放電電極，用于對高頻量子場進行放電； 保護帽，用于保護高頻放電電極；以及反應器，包括用于起氣泡的擴散器和地電極，該擴散器能夠?qū)⒎烹姷母哳l量子場從高頻放電電極冒泡進入到污水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有可調(diào)節(jié)磁場強度和波形的用于生成高頻電磁場的設備和包括該設備的水凈化系統(tǒng)。該用于生成高頻電磁場的設備包括用戶輸入單元，用戶可以向該用戶輸入單元輸入；量子場發(fā)生器，用于生成高壓量子場，該高壓量子場能夠調(diào)節(jié)輸出電壓；波發(fā)生器，用于生成具有可變波形的高頻信號，并與量子場相匹配；高頻輸出單元，用于掃描匹配的高頻量子場；以及控制器，控制來自所述量子場發(fā)生器的輸出電壓和來自所述波發(fā)生器的輸出頻率的幅值。從而，本發(fā)明提供了用于利用超高電壓以低成本生成高頻電磁場的設備，該設備能夠根據(jù)污染物的特性有效處理污水，并且不用害怕二次污染。
文檔編號C02F1/48GK102285707SQ20111015143
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者李炳基 申請人:李炳基, 李炳寬, 青海環(huán)境株式會社