基于广义量子超声陷阱的颗粒物聚集方法、聚集处理方法和聚集处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于广义量子超声陷阱的颗粒物聚集方法、聚集处理方法和聚集处理系统。本发明专利技术颗粒物聚集方法首先通过向空间中发射超声波生成超声陷阱；然后，超声陷阱使和超声陷阱感应的颗粒物，向超声陷阱的中心聚集，在超声陷阱中心形成高浓度颗粒物聚集处，即超声陷阱中心。本发明专利技术所述的颗粒物聚集处理方法在经过前面所述的步骤形成高浓度颗粒物聚集处后，对高浓度颗粒物聚集处的颗粒物进行吸附处理，从而实现对环境中颗粒物的收集。进一步地，本发明专利技术还提出了一套基于上述方法的系统，来配合本发明专利技术所述方法的特定需求。本发明专利技术所述的方法和系统可应用于对各类与超声陷阱感应的颗粒物的收集处理，比如对环境空气中PM2.5、PM10等颗粒物的聚集、吸附和处理。

【技术实现步骤摘要】
基于广义量子超声陷阱的颗粒物聚集方法、聚集处理方法和聚集处理系统
本专利技术涉及量子力学的应用领域，具体涉及一种基于广义量子超声陷阱的颗粒物聚集方法、聚集处理方法和聚集处理系统。
技术介绍
空气中的颗粒物危害巨大。颗粒物(particulatematter)中1微米以下的微粒沉降速度慢,在大气中存留时间久，在大气动力作用下能够吹送到很远的地方。所以颗粒物的污染往往波及很大区域，甚至成为全球性的问题。粒径在0.1～1微米的颗粒物，与可见光的波长相近，对可见光有很强的散射作用。这是造成大气能见度降低的主要原因。由二氧化硫和氮氧化物化学转化生成的硫酸和硝酸微粒是造成酸雨的主要原因。大量的颗粒物落在植物叶子上影响植物生长，落在建筑物和衣服上能起沾污和腐蚀作用。粒径在3.5微米以下的颗粒物，能被吸入人的支气管和肺泡中并沉积下来，引起或加重呼吸系统的疾病。大气中大量的颗粒物，干扰太阳和地面的辐射，从而对地区性甚至全球性的气候发生影响。来自欧洲的一项研究称，长期接触空气中的污染颗粒会增加患肺癌的风险，即使颗粒浓度低于法律上限也是如此。另一项报告称，这些颗粒或其他空气污染物短期内还会浓度上升，还会增加患心脏病的风险。欧洲流行病学家发现，肺癌与局部地区的空气污染颗粒有明显的关联。研究人员还发现，即使污染水平短暂升高——类似城市发出雾霾警告的同时，也会使心力衰竭住院或死亡的风险上升2％—3％。环境中存在各种颗粒，现有技术对这些颗粒的收集和吸附采用的技术和方法大都只能被动地吸附，即用风机将空气抽入机器，通过内置的滤网过滤空气。这种方法无法针对性地将特定尺寸的颗粒有效聚集，提高单位空间中的颗粒物密度，因此颗粒物的吸附和处理效率都不高。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于广义量子超声陷阱的颗粒物聚集方法、聚集处理方法和聚集处理系统。本专利技术所述的方法基于广义量子理论，利用颗粒物与对应频率超声波之间的感应关系，首先生成超声陷阱，使颗粒物聚集，然后在颗粒物高浓度处进行吸附和处理，本专利技术所述的方法和系统能够高效地对空间中的颗粒物进行聚集处理，解决了现有技术对颗粒物吸附和处理效率不高的问题。本专利技术采用如下的技术方案：一种基于广义量子感应原理的颗粒物聚集方法，本专利技术所述方法包括以下步骤(如图8所示)：1)生成超声陷阱：超声波发生源发出超声波，形成超声波强度不均匀分布的超声陷阱；2)颗粒物感应聚集：颗粒物与超声陷阱感应，颗粒物按照超声陷阱的分布自组织聚集。本专利技术所述的颗粒物(particulatematter)，即尘，是指大气中的固体或液体颗粒状物质，它包括一次颗粒物和二次颗粒物。一次颗粒物是由天然污染源和人为污染源释放到大气中直接造成污染的颗粒物，例如土壤粒子、海盐粒子、燃烧烟尘等等。二次颗粒物是由大气中某些污染气体组分(如二氧化硫、氮氧化物、碳氢化合物等)之间，或这些组分与大气中的正常组分(如氧气)之间通过光化学氧化反应、催化氧化反应或其他化学反应转化生成的颗粒物，例如二氧化硫转化生成硫酸盐。特别地，本专利技术所述是的颗粒物是指悬浮在空气中的固体颗粒或液滴，是空气污染的主要来源之一，可以是空气动力学直径(以下简称直径)小于或等于10微米的颗粒物(可吸入颗粒物，也称PM10)；也可以是直径小于或等于2.5微米的颗粒物(细颗粒物，也称PM2.5)。本专利技术采用的技术方案基于广义量子理论，首次将微观量子理论推广到宏观物质，提出了宏观物质之间的广义量子效应。因此，为了便于对本方法所述原理进行相应的阐述，本专利技术提出感应、感应粒子、感应环境场的全新概念，将微观与宏观物质实现了统一，提出了广义量子理论，利用适用于微观粒子的公式和原理对宏观物质运动进行全新的阐释和表达，并基于广义量子理论提出了一种颗粒物聚集及聚集处理方法(其中广义量子概念逻辑如图1所示，广义量子概念关系如图2所示)。具体定义和定理如下所述：本专利技术所述的感应的物理定义如下：如果物质a与物质b之间存在对偶属性，并在一定屏蔽条件下，对偶属性只存在于物质a与物质b之间，那么我们称物质a与物质b感应。物质a与物质b之间的对偶属性越多，物质a与物质b之间的感应越强。所述的对偶属性是因物质a与物质b遵循同一物理规律而相互敏感的属性。所述的同一物理规律可以是频率共振、电磁耦合、磁耦合、结构互补、结构匹配。所述的屏蔽条件是指物质a与物质b遵循同一物理规律所需的物理条件，所述的屏蔽条件包括但不限于感应范围、温度、电磁强度、能量等条件。所述的对偶属性可以是分别带正电荷与带负电荷的电偶极子，磁体中的N极磁性和S极磁性，生物中抗体与抗原的互补结构，DNA中互补配对的碱基等。本专利技术所述的感应的数学定义如下：设全集C有n个对偶属性子集，其中第i个对偶属性子集为Di＝{xi,yi}，其中xi和yi是第i个对偶属性子集中的两个具有对偶关系的元素值，存在已知物质a的属性集合为A，A＝{a1,a2,...,an}，且满足ai∈Di，物质b的属性集合为B，B＝{b1,b2,...,bn}，且满足bi∈Di，集合A与集合B都具有n个元素值，当且仅当A∪B＝C，时，即有B＝AC，那么物质a与物质b感应。如果物质a与物质b感应，并且物质a形成的场作用于物质b，使物质b的分布与物质a形成的场一致，那么物质a为感应物质，物质a形成的场为感应环境场，物质b为感应粒子。其中感应粒子受到感应环境场的作用力，进行自组织运动，感应环境场受到感应粒子浓度分布的影响。所述的分布包括感应粒子的空间位置和姿态，如颗粒物与超声陷阱感应，颗粒物按照超声陷阱在空间中聚集(该感应为宏观量子下的新定义，详见后续公式与推导)；磁针与磁场感应，磁针的姿态按磁场形成。感应范围是指感应环境场中对感应粒子有作用的εi范围，所述的εi可以是以感应粒子位置ri为中心的任意形状的区域，平面包括但不限于圆形、三角形、矩形、多边形、不规则曲线形。所述的感应粒子与感应物质感应可以是感应粒子与感应环境场发生耦合同步；所述的耦合同步是指感应粒子与感应环境场满足感应粒子共振频率ωc与感应环境场的频率ωe相等，并且感应粒子对感应环境场敏感，受到感应环境场作用力；所述感应环境场作用力包括感应粒子所在位置受到的一个或多个不相关梯度矢量方向上的作用力，感应粒子分布实时动态反映感应范围内的感应环境场。所述的超声陷阱是指超声波形成的一种与颗粒物感应的超声陷阱，场中的超声波强度分布不均匀，每个位置包含一个或多个不相关的梯度，并具有相应势能；所述超声陷阱的势能是指颗粒物对超声陷阱敏感，受到沿超声陷阱中的梯度方向上的力能够做功而具有的势能；如图3中(a)所示，以匀强电场为例，由于正负电荷的分布变化，电场中形成了电势梯度；如图3中(b)所示，以多个电荷形成的电场为例，电荷分布的变化在产生了电势梯度，电势梯度方向与电场中分布的等势线垂直，电场中同一等势线上的位置电势能相等。所述的颗粒物感应聚集是指颗粒物与超声陷阱的超声波发生耦合同步，颗粒物按照超声陷阱分布进行自组织聚集，形成颗粒物密度分布，颗粒物密度分布与超声陷阱分布趋于平衡状态，颗粒物向超声陷阱聚集。作为优选，所述超声陷阱分布可以为任意分布，一般采用中心式分布；所述的中心式分布为陷阱中心的势能最高，距离陷阱中心越远的位置势能越低；超声陷阱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于广义量子超声陷阱的颗粒物聚集方法，其特征在于包括以下步骤：1）生成超声陷阱；2）颗粒物感应聚集：颗粒物与超声陷阱感应，颗粒物按照超声陷阱分布自组织聚集。

【技术特征摘要】
2013.12.05 CN 20131065583371.一种基于广义量子超声陷阱的颗粒物聚集方法，其特征在于包括以下步骤：1)生成超声陷阱；2)颗粒物感应聚集：颗粒物与超声陷阱感应，颗粒物按照超声陷阱分布自组织聚集;所述的超声陷阱是指超声波形成的一种与颗粒物感应的超声陷阱，场中的超声波强度分布不均匀，每个位置包含一个或多个不相关的梯度，并具有相应势能；所述的颗粒物感应聚集是指颗粒物与超声陷阱的超声波发生耦合同步，颗粒物按照超声陷阱分布进行自组织聚集，形成颗粒物密度分布，颗粒物密度分布与超声陷阱分布趋于平衡状态，颗粒物向超声陷阱聚集。2.一种基于广义量子超声陷阱的颗粒物聚集处理方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：1)生成超声陷阱；2)颗粒物感应聚集：颗粒物与超声陷阱感应，颗粒物按照超声陷阱分布自组织聚集；3)吸附处理超声陷阱中的颗粒物：用吸附处理的方法消除已聚集的颗粒物，颗粒物密度分布消失，空间中其他颗粒物与超声陷阱感应；4)重复步骤2)～3);所述的超声陷阱是指超声波形成的一种与颗粒物感应的超声陷阱，场中的超声波强度分布不均匀，每个位置包含一个或多个不相关的梯度，并具有相应势能；所述的颗粒物感应聚集是指颗粒物与超声陷阱的超声波发生耦合同步，颗粒物按照超声陷阱分布进行自组织聚集，形成颗粒物密度分布，颗粒物密度分布与超声陷阱分布趋于平衡状态，颗粒物向超声陷阱聚集。3.根据权利要求2所述的颗粒物聚集处理方法，其特征在于，所述步骤3)中吸附处理的方法选自过滤法、水吸附法、植物吸收法、负离子沉降法、电吸尘法中的任意一种或任意多种。4.根据权利要求2或3所述方法的基于广义量子超声陷阱的颗粒物聚集处理系统，其特征在于：所述的系统具有聚集、吸收和处理颗粒物的功能，所述的系统包括超声陷阱生成模块、颗粒物吸附模块和供能模块；所述的超声陷阱生成模块用于生成与颗粒物感应的超声陷阱；所述的颗粒物吸附模块用于吸附和收集处理自组织聚集...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟濬，陈啸，刘琼，傅幼萍，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33