一种制备高溶氢气量的微纳米氢气水雾发生器制造技术

本发明专利技术公开了一种制备高溶氢气量的微纳米氢气水雾发生器，包括机壳，设置在机壳表面的水雾喷口，放置在机壳内腔中的水箱，驱动、控制集成电路板及分别与之电连接的电化学水电解电极模组，超声波水、气混合雾化器，电池和磁性感应开关；电化学水电解电极模组进行电解反应产生的气体使得水箱内部持续增压，为超声波水、气混合雾化器持续提供水气混合物；超声波水、气混合雾化器对富含氢的液体及氢气进行超高频震荡，获得富含氢元素的极小颗粒雾化汽；并采用AD采样算法，对超声波水、气混合雾化器和电化学水电解电极模组进行输入功率的调节，达到清理超声波水、气混合雾化细微孔上堵塞物和保障系统稳定工作的目的。

A micro nano hydrogen water mist generator for high dissolved hydrogen gas

【技术实现步骤摘要】
一种制备高溶氢气量的微纳米氢气水雾发生器
本专利技术涉及一种微纳米氢气水雾发生器，尤其是一种通过超高频声波震荡方式制备高溶氢气量的微纳米氢气水雾发生器，用于制取富含氢元素、ORP负电位特性、富含小分子团的雾气，应用于汽水、雾化器、加湿器、美容、皮肤护理等相关行业。
技术介绍
氢气水雾发生器主要用于雾化器、加湿器、美容、皮肤护理、消毒杀菌、医疗卫生、农业科技化等
，特别是随着经济的发展、科技的进步，人们生活水平日益提高，氢气水雾发生器进入了更多普通大众的家庭。目前，现有的氢气水雾发生器主要存在以下技术缺点，1、气体的水溶存度不够理想；2、氢气与水在常温环境下的不能够充分混合；3、水气混合物的汽化率有待提升；4、水气混合雾化过程中没有缺水保护；5、电化学水电解电极模组的使用寿命不长；6、产品的生产成本、维护成本过高。尤其是在声波水、气混合雾化器持续工作过程中，水中的金属矿物质将对微孔进行持续的堆积进而造成对微孔的堵塞，最终影响产品使用效果。故而研发设计一款新型的微纳米氢气水雾发生器，以适应市场的要求。
技术实现思路
针对上述现存的技术问题，本专利技术提供一种制备高溶氢气量的微纳米氢气水雾发生器，以通过超高频声波震荡方式使得水汽混合物充分的混合与雾化。为实现上述目的，本专利技术提供一种通过超高频声波震荡方式制备高溶氢气量的微纳米氢气水雾发生器，包括机壳，设置在机壳表面的水雾喷口，放置在机壳内腔中的水箱，驱动、控制集成电路板及分别与之电连接的电化学水电解电极模组，超声波水、气混合雾化器，电池和磁性感应开关；所述的水箱包括水箱体和密封盖，水箱体底面开设有氧气输出口，其底部侧面开设氢水输出口；所述的电化学水电解电极模组包括电解槽、将电解槽分隔为阴极室和阳极室的质子分离膜，分别紧贴质子分离膜两侧面的阴极板和阳极板，阴极板与水箱内的水体直接接触；电化学水电解电极模组以阴极板居上、阳极板居下的方式放置在水箱内底面，且电解槽进水口和氢水输出口与水箱连通，氧水输出口与水箱氧气输出口连通；所述的超声波水、气混合雾化器包括均布有微孔的雾化片，雾化片两面分别紧密接触水箱氢水输出口和机壳水雾喷口。上述技术方案的工作原理和工作过程如下：电化学水电解电极模组位于水箱内底面，以阴极板居上、质子分离膜居中、阳极板居下的方式放置，且电解槽的进水口和氢水输出口与水箱连通，氧水输出口与水箱底部的氧气输出口连通。工作时，阴极板和阳极板直接对水进行电化学水电解，进而产生氢气和氧气，主化学方程式为：2H20＝2H2+O2，并使用SPE质子分离膜对阴极板和阳极板分别产生的氢气和氧气进行分离，再分别从氢水输出口和氧水输出口排出。具体来说，氧气通过SPE质子分离膜分离后，经水箱底部的氧气输出口排出水箱并排入大气；氢气通过SPE质子分离膜分离后进入水箱内与水体进行融合，制得富含氢气的水溶液，剩余未溶解于水的氢气则滞留于水箱容器中。由于阴极板和水箱中的水体接触，阴极板下面是质子分离膜，质子分离膜下面是阳极板，阳极板产生的氧气因为质子分离膜的作用以及周边密封件的绝对密封而不会进入到水箱内，所以水箱内有且只有水和氢气。同时，电化学水电解电极模组对水箱内的水体电解后，由于水箱的密闭特性，不断释放于水箱内的气体增大了水箱内的气压，使得水箱内部压力大于大气环境压力，由于气体对于水介质的溶解度因溶解环境的温度、压力的变化而变化，故而本设计提升了溶液中氢的溶存度，为超声波水、气混合雾化器持续提供水气混合体提供了保障，有利于进行后续的雾化处理。接着，水箱连同末端的超声波水、汽混合雾化器将富含H2的水溶液及水箱内的氢气进行超高频率的震荡，即雾化片通过超高频率震荡对微孔内通过的气液混合物进行超高频震荡，以实现混合与雾化为微纳米级别的雾气的目的。并且，由于氢气在介质为水的溶解率与温度、压力存在比例关系，气液混合物通过超声波水、气混合雾化器进行超高频的震荡混合，也实现了水与氢气在有限空间环境下的超高频率混合，提升了水中的氢气溶存度。进一步，本专利技术还包括安装在水箱外壁上的液位传感器，并与驱动、控制集成电路板连接。液位传感器对水箱内的液体存量进行实时监测，实时保护电化学水电解电极模组和超声波水、气混合雾化器。进一步，本专利技术还包括安装在水箱外壁上的液位传感器，与驱动、控制集成电路板连接。进一步，本专利技术还包括安装在机壳表面的指示灯，与驱动、控制集成电路板连接。进一步，本专利技术还包括安装在机壳上的按键，与磁性感应开关连接。进一步，所述的驱动、控制集成电路板上还设有充电口，与机壳的充电线接口对应。此外，超声波水、气混合雾化器对水气混合物的雾化效率与其工作频率、孔径大小、材料特性有必然关系，以上特性的发挥均以超声波水、气混合雾化器水路前端能够实现稳定流量的水供给为前提。超声波水、气混合雾化器每分钟消耗水气混合物量与微孔每分钟氢气产生量要对应，才能保证水箱内的压强持续稳定，也就是说一定数量微孔需要保持畅通，才能保障超声波水、气混合雾化器前端水供给量的稳定。但是在超声波水、气混合雾化器持续工作过程中，水中的金属矿物质将对微孔进行持续的堆积，当超声波水、气混合雾化器上出现较多沉积物时，将造成超声波水、气混合雾化器的重量增加，在震荡频率恒定的前提下，超声波水、气混合雾化器的负载增大，直接表现为超声波水、气混合雾化器工作时的功率需求产生了变化，进而造成微孔的堵塞，最终影响产品的使用效果。为解决上述技术问题，本专利技术的驱动、控制集成电路板包括开关电路、电池充电管理电路、MCU主控电路和电解器供电电路；其中，开关电路用于控制整机的开关；电池充电管理电路用于管理电池的充电放电的过程，满足电池充电放电的电流电压调节需要；MCU主控电路用于管理整机的开关，以及超声波水、气混合雾化器和电化学水电解电极模组的电压电流的协调工作；电解器供电电路用于根据主MCU主控电路的指令分配给电化学水电解电极模组合适的电流，来满足电化学水电解电极模组的工作需要。进一步，所述的MCU主控电路如下：核心处理芯片U1的型号为CA51F351P4，核心处理芯片U2的型号是MDD1653；连接器CON2的引脚2经电阻R7连接接口TX，引脚3经电阻R11连接接口RX；核心处理芯片U1的引脚1分别连接电容C5一端、电阻R1一端、连接器CON2的引脚1；核心处理芯片U1的引脚2经电容C4连接电容C5另一端后接地；电阻R1另一端连接接口VUSB；核心处理芯片U1的引脚3电阻R3一端，电阻R3另一端连接接口VBAT；核心处理芯片U1的引脚4、5分别连接接口TX、RX；核心处理芯片U1的引脚6、18、19为空；核心处理芯片U1的引脚7连接充电接口；核心处理芯片U1的引脚8连接接口EN；核心处理芯片U1的引脚10连接充满接口；核心处理芯片U1的引脚9连接电阻R5一端、电容C7一端，且电容C7另一端接地；电阻R5另一端分别连接电阻R6一端、电容C8一端；电阻R6另一端分别连接电阻R8的一端、核心处理芯片U2的源极S；核心处理芯片U1的引脚11连接发光二极管LED1正极，发光二极管LED1负极与开关接口的引脚2相连并接地；开关接口的引脚1通过接口OutA连接核心处理芯片U1的引脚12；且开关接口连接开关电路；核心处理芯片U1的引脚14连接引脚IoutB，引脚15连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备高溶氢气量的微纳米氢气水雾发生器，其特征在于，包括机壳，设置在机壳表面的水雾喷口，放置在机壳内腔中的水箱，驱动、控制集成电路板及分别与之电连接的电化学水电解电极模组，超声波水、气混合雾化器，电池和磁性感应开关；所述的水箱包括水箱体和密封盖，水箱体底面开设有氧气输出口，其底部侧面开设氢水输出口；所述的电化学水电解电极模组包括电解槽、将电解槽分隔为阴极室和阳极室的质子分离膜，分别紧贴质子分离膜两侧面的阴极板和阳极板；电化学水电解电极模组以阳极板居上、阴极居板下的方式放置在水箱内底面，且电解槽进水口和氢水输出口与水箱连通，氧水输出口与水箱氧气输出口连通；所述的超声波水、气混合雾化器包括均布有微孔的雾化片，雾化片两面分别紧密接触水箱氢水输出口和机壳水雾喷口。

【技术特征摘要】
1.一种制备高溶氢气量的微纳米氢气水雾发生器，其特征在于，包括机壳，设置在机壳表面的水雾喷口，放置在机壳内腔中的水箱，驱动、控制集成电路板及分别与之电连接的电化学水电解电极模组，超声波水、气混合雾化器，电池和磁性感应开关；所述的水箱包括水箱体和密封盖，水箱体底面开设有氧气输出口，其底部侧面开设氢水输出口；所述的电化学水电解电极模组包括电解槽、将电解槽分隔为阴极室和阳极室的质子分离膜，分别紧贴质子分离膜两侧面的阴极板和阳极板；电化学水电解电极模组以阳极板居上、阴极居板下的方式放置在水箱内底面，且电解槽进水口和氢水输出口与水箱连通，氧水输出口与水箱氧气输出口连通；所述的超声波水、气混合雾化器包括均布有微孔的雾化片，雾化片两面分别紧密接触水箱氢水输出口和机壳水雾喷口。2.根据权利要求1所述的一种制备高溶氢气量的微纳米氢气水雾发生器，其特征在于，还包括安装在水箱外壁上的液位传感器，与驱动、控制集成电路板连接。3.根据权利要求1所述的一种制备高溶氢气量的微纳米氢气水雾发生器，其特征在于，还包括安装在机壳表面的指示灯，与驱动、控制集成电路板连接。4.根据权利要求1所述的一种制备高溶氢气量的微纳米氢气水雾发生器，其特征在于，还包括安装在机壳上的按键，与磁性感应开关连接。5.根据权利要求1所述的一种制备高溶氢气量的微纳米氢气水雾发生器，其特征在于，所述的驱动、控制集成电路板包括开关电路、电池充电管理电路、MCU主控电路和电解器供电电路；其中，开关电路用于控制整机的开关；电池充电管理电路用于管理电池的充电放电的过程，满足电池充电放电的电流电压调节需要；MCU主控电路用于管理整机的开关，以及超声波水、气混合雾化器和电化学水电解电极模组的电压电流的协调工作；电解器供电电路用于根据主MCU主控电路的指令分配给电化学水电解电极模组合适的电流，来满足电化学水电解电极模组的工作需要。6.根据权利要求5所述的一种制备高溶氢气量的微纳米氢气水雾发生器，其特征在于，所述的MCU主控电路如下：核心处理芯片U1的型号为CA51F351P4，核心处理芯片U2的型号是MDD1653；连接器CON2的引脚2经电阻R7连接接口TX，引脚3经电阻R11连接接口RX；核心处理芯片U1的引脚1分别连接电容C5一端、电阻R1一端、连接器CON2的引脚1；核心处理芯片U1的引脚2经电容C4连接电容C5另一端后接地；电阻R1另一端连接接口VUSB；核心处理芯片U1的引脚3电阻R3一端，电阻R3另一端连接接口VBAT；核心处理芯片U1的引脚4、5分别连接接口TX、RX；核心处理芯片U1的引脚6、18、19为空；核心处理芯片U1的引脚7连接充电接口；核心处理芯片U1的引脚8连接接口EN；核心处理芯片U1的引脚10连接充满接口；核心处理芯片U1的引脚9连接电阻R5一端、电容C7一端，且电容C7另一端接地；电阻R5另一端分别连接电阻R6一端、电容C8一端；电阻R6另一端分别连接电阻R8的一端、核心处理芯片U2的源极S；核心处理芯片U1的引脚11连接发光二极管LED1正极，发光二极管LED1负极与开关接口的引脚2相连并接地；开关接口的引脚1通过接口OutA连接核心处理芯片U1的引脚12；且开关接口连接开关电路；核心处理芯片U1的引脚14连接引脚IoutB，引脚15连接引脚IoutA，引脚17经电阻R2连接触摸区TP；引脚16连接接口EN1；核心处理芯片U1的引脚13经电阻R4分别连接电容C9一端、电阻R10一端，核心处理芯片U2的栅极G；电阻R8另一端、电容C9另一端、电阻R10另一端、电容C8另一端相连后接地；核心处理芯片U1的引脚20接地，电容C1一端、电容C2一端并接地，且电容C1另一端、电容C2另一端相连后分别连接接口VUSB、电感L1的3端；电感L1的2端连接核心处理芯片U2的漏极D，电感L1的1端连接超声波水、气混合雾化器的引脚1、电容C6一端，且超声波水、气混合雾化器的引脚2、电容C6另一端相连后接地。7.根据权利要求6所述的一种制备高溶氢气量的微纳米氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪钰，
申请(专利权)人：深圳市贺正科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44