一种太阳能铜离子发生器、倒极方法及电极耗尽判断方法技术

本发明专利技术提供了一种太阳能铜离子发生器、倒极方法及电极耗尽判断方法，其太阳能铜离子发生器包括主体支架以及安装在主体支架内的太阳能板，主体支架的下端可拆卸安装有电极组件，主体支架内设置有与电极组件电性连接的电流控制单元；其倒极方法，基于电极实际电流或阴极铜离子浓度确定倒极时间，从而防止铜离子过量；其电极耗尽判断方法，可根据检测数据计算消耗的铜量，当达到预定阀值时进行电极耗尽报警，便于及时更换电极；本发明专利技术提供的一种太阳能铜离子发生器、倒极方法及电极耗尽判断方法，克服了现有铜离子发生器易产生过量的铜离子造成沉淀以及无法判断电极是否耗尽的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能铜离子发生器、倒极方法及电极耗尽判断方法
本专利技术涉及铜离子发生器领域，特别是涉及一种太阳能铜离子发生器、倒极方法及电极耗尽判断方法。
技术介绍
游泳池是一项人们在水中进行各种竞技游泳、健身、戏水、康复和医疗等活动的水池，其水质的好坏对保证游泳者的健康至关重要。一般游泳池水消毒都是投放含氯物质来保持水质和消毒的，氯投加过量时，挥发的氯气对人体和植物有严重危害，对金属制品和建筑有腐蚀作用。为解决上述问题，人们设计了铜离子发生器，其电解后带正电的铜离子和微生物带负电的细胞壁结合成静电键，静电键的形成改变了细胞壁的渗透性，破坏了微生物养分的正常摄取，由此达到杀菌作用；同样当铜离子一旦进入藻细胞后，立刻进攻细胞蛋白质内含硫的氨基酸，使得光合作用不能正常进行，藻细胞由此死亡。为了使得两电极得到一致的损耗，要每隔一段时间对电极进行倒极，现有的铜离子发生器其倒极时间都是固定的，这将导致释放的铜离子超过水的铜溶度积的那部分和电极正极产生的氢氧负离子产生作用而生成氢氧化铜，氢氧化铜不溶解于水，在沉淀过程中会将水中的杂质凝絮，过量的铜离子也会重新获得电子生成铜，这样既费电极而且沉淀物又会影响美观。并且现有的铜离子发生器，无法判断电极是否耗尽，不能及时更换电极，影响使用效果。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术所要解决的问题是提供一种太阳能铜离子发生器、倒极方法及电极耗尽判断方法，以克服现有铜离子发生器易产生过量的铜离子造成沉淀以及无法判断电极是否耗尽的缺陷。(二)技术方案为解决所述技术问题，本专利技术提供一种太阳能铜离子发生器，包括主体支架以及安装在所述主体支架内的太阳能板，所述主体支架的下端可拆卸安装有电极组件，所述主体支架内设置有与所述电极组件电性连接的电流控制单元；使用时，所述电流控制单元将控制后的电压和电流供给所述电极组件，并每隔一段时间控制所述电极组件进行倒极。进一步的，所述主体支架内安装有与所述太阳能板连接的线路板，所述电流控制单元位于所述线路板上；所述线路板上设置有相连接的电流检测单元和控制单元，所述控制单元与所述电流控制单元连接；所述电流检测单元用于检测所述电极组件的实际电流，所述控制单元基于所述实际电流确定倒极时间以及判断电极是否耗尽。进一步的，所述电极组件包括电极座以及安装在所述电极座上的第一电极和第二电极。所述电极座在位于所述第一电极和所述第二电极之间设置有第一挡板。进一步的，所述电极座的外圆周面上设置有凸缘，所述主体支架的下端设置有螺纹柱，所述凸缘与所述螺纹柱的下端之间安装有第二密封圈，所述螺纹柱上螺纹连接有紧固螺帽，所述紧固螺帽使所述凸缘、所述第二密封圈和所述螺纹柱抵靠锁紧。进一步的，所述螺纹柱的内壁与所述电极座的外壁之间安装有第一密封圈。进一步的，所述主体支架上对称安装有金属母头，所述第一电极和所述第二电极上分别螺纹连接有金属公头，所述金属公头与对应的所述金属母头插接。所述金属母头与所述主体支架之间以及所述金属公头与所述电极座之间均安装有第三密封圈。所述电极座在两个金属公头之间设置有第二挡板，所述主体支架上设置有与所述第二挡板配合的插槽。进一步的，所述线路板上设置有电压检测单元，所述电压检测单元与所述控制单元连接；所述线路板上设置有分别与所述控制单元连接的定时器、存储器和太阳能板电压检测单元。所述主体支架内设置有支撑座，所述线路板固定在所述支撑座的凹槽内并进行打胶灌封。进一步的，所述主体支架的上端密封连接有透明盖；所述第一电极和所述第二电极结构相同，且均采用铜材料制作。本专利技术还提供一种太阳能铜离子发生器的倒极方法，基于上述的太阳能铜离子发生器实现，检测电极组件的实际电流Ik，基于所述实际电流Ik确定所述电极组件倒极的时间。进一步的，具体包括以下步骤：步骤S1，通电；通过电流控制单元为所述电极组件供电，并控制电流方向从第一电极流向第二电极；步骤S2，检测电流；每隔T1时间段，通过电流检测单元检测所述电极组件的实际电流Ik，记录测试次数N和对应的Ik；步骤S3，计算I总；根据将各个时间段测得的Ik进行累加，计算I总；步骤S4，判断I总是否等于NmaxImax；其中，Nmax为电流达到Imax时，最多的采样周期数；若是，控制所述电极组件进行倒极，即电流控制单元控制电流方向从第二电极流向第一电极；若否，重复步骤S2和S3。进一步的，在所述步骤S4中，在控制倒极前进行消除余电处理，具体步骤如下：步骤S41，消除余电；通过放电T2时间或通快速反向脉冲，消除所述电极组件上的余电。进一步的，Imax＝60～80mA。本专利技术还提供一种太阳能铜离子发生器的倒极方法，基于上述的太阳能铜离子发生器实现，检测电极组件中阴极附近铜离子浓度Fm，基于所述铜离子浓度Fm确定所述电极组件倒极的时间。进一步的，具体包括以下步骤：步骤A1，通电；通过电流控制单元为所述电极组件供电，并控制电流方向从第一电极流向第二电极；步骤A2，计算Fm；每隔T3时间段，通过电流检测单元和电压检测单元分别检测所述第二电极的实际电流Im和实际电压Um，根据计算出Fm，记录测试次数N和对应的Fm；步骤A3，判断N是否大于2；若是，则进入下一步；若否，则重复步骤A2；步骤A4，获取K和R2；利用最小二乘法，拟合N个Fm的一次线性函数得到Fm＝Kt+b，拟合优度R2；步骤A5，判断是否K＜-8.235,0.85≤R2＜1；若是，控制所述电极组件进行倒极，即电流控制单元控制电流方向从第二电极流向第一电极；若否，重复步骤A2至A4。本专利技术还提供一种太阳能铜离子发生器的电极耗尽判断方法，当电极组件消耗的质量M与所述电极组件预设的初始质量M初的比值达到预定阈值时，则判定为电极耗尽并报警。其中，当预定阈值＝90％时，则判定为电极耗尽。进一步的，具体包括以下步骤：步骤B1，检测电流；每隔时间T4段，通过电流检测单元检测所述电极组件的实际电流Iτ并记录；步骤B2，计算M；根据将各个时间段通过的电荷量进行累加获得总电荷量，再将总电荷量换算成消耗的质量，计算出M；步骤B3，判断是否达到预定阈值；若是，则判定为电极耗尽并报警；若否重复步骤B1和B2。(三)有益效果本专利技术提供的一种太阳能铜离子发生器、倒极方法及电极耗尽判断方法，与现有技术相比具有以下优点：1)太阳能铜离子发生器，结构简单，杀菌除藻效果好，密封性好，使用寿命长，功能稳定可靠；其通过电流控制单元能够使两个铜块电极在合理的电压电流下进行工作，避免铜析出过量；通过电流检测单元或电流检测单元单元和电压检测单元配合，能够根据检测数据确定倒极时间，在未产生过量铜离子前进行倒极，避免产生沉淀以及消耗过量铜；通过电流检测单元，可根据检测数据计算消耗的铜量，当达到预定阀值时进行电极耗尽报警，便于及时更换电极。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能铜离子发生器，其特征在于：包括主体支架(1)以及安装在所述主体支架(1)内的太阳能板(2)，所述主体支架(1)的下端可拆卸安装有电极组件(4)，所述主体支架(1)内设置有与所述电极组件(4)电性连接的电流控制单元(5)；使用时，所述电流控制单元(5)将控制后的电压和电流供给所述电极组件(4)，并每隔一段时间控制所述电极组件(4)进行倒极。/n

【技术特征摘要】
1.一种太阳能铜离子发生器，其特征在于：包括主体支架(1)以及安装在所述主体支架(1)内的太阳能板(2)，所述主体支架(1)的下端可拆卸安装有电极组件(4)，所述主体支架(1)内设置有与所述电极组件(4)电性连接的电流控制单元(5)；使用时，所述电流控制单元(5)将控制后的电压和电流供给所述电极组件(4)，并每隔一段时间控制所述电极组件(4)进行倒极。


2.如权利要求1所述的太阳能铜离子发生器，其特征在于：所述主体支架(1)内安装有与所述太阳能板(2)连接的线路板(3)，所述线路板(3)上设置有相连接的电流检测单元(6)和控制单元(7)，所述控制单元(7)与所述电流控制单元(5)连接；所述电流检测单元(6)用于检测所述电极组件(4)的实际电流，所述控制单元(7)基于所述实际电流确定倒极时间以及判断电极是否耗尽。


3.如权利要求1所述的太阳能铜离子发生器，其特征在于：所述电极组件(4)包括电极座(8)以及安装在所述电极座(8)上的第一电极(9)和第二电极(10)，所述电极座(8)在位于所述第一电极(9)和所述第二电极(10)之间设置有第一挡板(11)。


4.如权利要求3所述的太阳能铜离子发生器，其特征在于：所述电极座(8)的外圆周面上设置有凸缘(12)，所述主体支架(1)的下端设置有螺纹柱(13)，所述凸缘(12)与所述螺纹柱(13)的下端之间安装有第二密封圈(16)，所述螺纹柱(13)上螺纹连接有紧固螺帽(14)，所述紧固螺帽(14)使所述凸缘(12)、所述第二密封圈(16)和所述螺纹柱(13)抵靠锁紧。


5.如权利要求4所述的太阳能铜离子发生器，其特征在于：所述螺纹柱(13)的内壁与所述电极座(8)的外壁之间安装有第一密封圈(15)。


6.如权利要求3所述的太阳能铜离子发生器，其特征在于：所述主体支架(1)上对称安装有金属母头(17)，所述第一电极(9)和所述第二电极(10)上分别螺纹连接有金属公头(18)，所述金属公头(18)与对应的所述金属母头(17)插接；所述金属母头(17)与所述主体支架(1)之间以及所述金属公头(18)与所述电极座(8)之间均安装有第三密封圈(26)。


7.如权利要求6所述的太阳能铜离子发生器，其特征在于：所述电极座(8)在两个金属公头(18)之间设置有第二挡板(19)，所述主体支架(1)上设置有与所述第二挡板(19)配合的插槽(20)。


8.如权利要求2所述的太阳能铜离子发生器，其特征在于：所述线路板(3)上设置有电压检测单元(23)，所述电压检测单元(23)与所述控制单元(7)连接；所述线路板(3)上设置有分别与所述控制单元(7)连接的定时器(21)、存储器(22)和太阳能板电压检测单元(24...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐益武，陈南，陈佩丰，
申请(专利权)人：宁波市思虎电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33