通用变频电磁除垢仪及其除垢方法技术

本发明专利技术公开的通用变频电磁除垢仪，内部包括有单片机主控板，单片机主控板分别通过导线与LED背光控制模块、点阵液晶显示模块、线圈功放触发电路模块、D/A转换器、线圈报警模块、启动键、主菜单按键、复位电路模块、参数设定模块、PC机通讯模块、测量模块及钥匙开关连接，LED背光控制模块通过导线与点阵液晶显示模块连接，线圈功放触发电路模块通过导线依次与线圈功率放大模块、输出线圈连接，D/A转换器7通过导线与线圈功率电源控制模块连接，参数设定模块通过导线与控制面板上的参数设定按键18连接，本发明专利技术还公开了通用变频电磁除垢仪的除垢过程。本发明专利技术的通用变频电磁除垢仪不仅安装和使用方便，还能达到很好的除垢坊垢效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工业用水装置的除垢和防垢设备
，具体涉及一种通用变频电磁除垢仪，本专利技术还涉及通用变频电磁除垢仪的除垢方法。
技术介绍
除垢仪主要用于解决工业锅炉、水循环系统以及化工、石油、管道等各种用水设备的除垢、防垢问题。目前，防垢除垢仍是世界性的一大难题，在世界范围内应用的除垢防垢技术主要有两种，即化学除垢和物理除垢技术。化学除是较为广泛使用的除垢防垢方法，是在水中添加具有阻垢功能的化学药剂 (即阻垢剂)，阻垢机理是利用除垢剂抑制水中各种可结垢晶粒正常生长和扰乱晶粒之间按正常状态聚集生长，达到除垢防垢目的。化学除垢具有成本高，有污染及针对性强等缺点。而近几年发展起来的物理除垢技术为从根本上解决除垢防垢问题开辟了新的途径。物理除垢方法具有成本低、无污染、通用性强等优点。目前物理除垢的研究主要集中在声场、磁场、电场等各种物理场方面。目前已投入使用的物理除垢技术有1)超声波除垢技术；2) I0N-STICK处理器；3)电磁除垢。在三种技术中，电磁除垢技术较具优势且应用较广泛。通常水中80%的水分子是由氢键缔合成水分子团的形式，这种水分子团对碳酸钙即水垢的溶解程度较低，使水垢很容易析出，电磁除垢仪是利用电磁变频共振技术向水中施加一个与其自然频率相同的频谱极宽的脉冲频率引起水分子产生共振，使氢键断开，水分子团变成单个的极性水分子，提高了水的活化性和对水垢的溶解度，20 μ m以下的水分子可以渗透、包围、疏松、溶解，去除掉热水器、锅炉热交换系统内的老垢，同时浮在水中的钙离子和碳酸根离子相互碰撞形成特殊的文石碳酸钙体，其表面无电荷，悬浮于流动的水中， 不再吸附在管道上，随着水的流动而带走，达到除垢的目的。目前，国内电磁除垢仪的技术参数、安装方式以及所适应的水质和管径参数其共同点是1)安装方式均为法栏式，即安装时需要切断现场管道；2)设备输出功率偏低，最大 500W左右；3)与输出功率相对应，最大适应管道直径500mm左右；4)适应水质总硬度小于 1000mg/L ;5)适应流速范围小于2. 8m/s ;6)磁化水有效时间短，约3小时左右。国产除垢仪的最大缺点是安装时要切断现场管道，除非是新建项目，这对某些已生产运营的企业是不允许的；另外，国产除垢仪适应管道直径和水质硬度范围小也是不可忽视的缺点，这在很大程度上限制了国产除垢仪的应用领域，尤其是现场水质条件恶劣如石油开采和需要大口径管道如火力发电厂，管道直径约2. 5米的场合；现有国产除垢仪只适用于中小企业的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种通用变频电磁除垢仪，不仅安装和使用方便，而且除垢防垢效果显著。本专利技术的另一目的在于提供上述通用变频电磁除垢仪的除垢方法。本专利技术所采用的技术方案是，通用变频电磁除垢仪，包括有除垢仪壳体，除垢仪壳体的一侧面上设置有控制面板，控制面板上设置有点阵液晶显示屏，点阵显示屏一侧依次设置有主菜单按键、参数设定按键、启动键及钥匙开关，除垢仪壳体内部包括有单片机主控板，单片机主控板分别通过导线与LED背光控制模块、点阵液晶显示模块、线圈功放触发电路模块、D/A转换器、线圈报警模块、启动键、主菜单按键、复位电路模块、参数设定模块、PC 机通讯模块、测量模块及钥匙开关连接，LED背光控制模块通过导线与点阵液晶显示模块连接，线圈功放触发电路模块通过导线依次与线圈功率放大模块、输出线圈连接，D/A转换器通过导线与线圈功率电源控制模块连接，参数设定模块通过导线与控制面板上的参数设定按键连接。本专利技术的特点还在于，线圈报警模包括有线圈电流报警模块和线圈电压报警模块，线圈电流报警模块和线圈电压报警模块分别通过导线与单片机主控板连接。线圈功率放大模块包括有四组功放桥电路，每组功放桥电路包括有四个IGBT管， 每组功放桥电路连接一个输出线圈。测量模块包括有线圈电流测量模块和电源电压测量模块，线圈电流测量模块和电源电压测量模块分别通过导线与单片机主控板连接，线圈电流测量模块包括多组测量模块，每组测量模块分别通过导线与单片机主控板连接。点阵液晶显示模块采用0CM320240液晶显示模块。PC机通讯模块内的芯片为MAX232芯片。线圈电流测量电路模块包括有至少四组线圈电流测量电路模块。本专利技术的另一技术方案是，通用变频电磁除垢仪的除垢方法，具体按照以下步骤实施步骤1、调整通用变频电磁除垢仪，形成最佳工作电压、工作电流及最佳工作频率设备交付用户前，先由厂商专业技术人员输入现场参数，并对设备进行调整，使通用变频电磁除垢仪具有最佳工作电压、最佳工作电流及最佳工作频率；步骤2、将最佳频率信号变成功率放大后的调频电流并加载到输出线圈单片机主控板将步骤I中生成的最佳频率信号PWMl和PWM2输出至线圈功放触发电路模块和线圈功率放大模块，线圈功放触发电路模块产生频率触发信号，频率触发信号作用于线圈功率放大模块，线圈功率放大模块内所有的功放桥电路同时接收最佳频率信号 PWMl和PWM2，这两个最佳频率信号PWMl和PWM2同时控制触发驱动器的高/低电平的输入端，使所有功放桥电路同步工作，不同组的功放桥电路中电磁场同步变化，IGBT管按对角线分成两组，同一时刻一组关闭，另一组导通，为输出线圈提供功率，并在不同组输出线圈中形成方向变化的交变调频电流；步骤3，利用交变调频电流对管道进行除垢输出线圈6被提前环绕于待除垢管道上，经步骤2输出线圈6内的交变调频电流产生高频振荡，在固定的输出线圈6内形成高频电磁场，待除垢管道内的冷却水在吸收高频电磁场能后，水分子作为偶极子被不断反复极化而产生扭曲、变形、反转、振动，形成活性很强的单分子或小谪合群体状态的水，增强水分子之间的偶极矩，促进水对成垢物质及其组分的作用，最终达到阻垢和松动剥落已经生成的水垢。本专利技术的特点还在于，步骤I具体按照以下步骤实施I)由厂商专业技术人员将现场参数待除垢管道直径Dtl、输出线圈的最佳工作电压Um、水流速度V、水的磁导率μ C1、水质硬度Y、输出线圈的长度I、输出线圈的直径d、输出线圈的电阻值R以及输出线圈的缠绕层数，通过参数设定面板上的参数设定按键输入到参数设定模块内，参数设定模块将所有输入的现场参数传送到单片机主控板内；2)经I)确定好通用变频电磁除垢仪的现场参数后，电源电压测量模块测量接通电源后通用变频电磁除垢仪的工作电压，并将测量得到的工作电压输送至单片机主控板内， 通用变频电磁除垢仪的工作电压显示在点阵液晶显示模块连接的点阵液晶显示屏上；3)单片机主控板将通用变频电磁除垢仪的工作电压与I)中输入的输出线圈的最佳工作电压仏进行比较，当除垢仪功率电源的工作电压与输出线圈的最佳工作电压Um不一致时，线圈电压报警模块启动，发出报警信号，报警信号发出后，通用变频电磁除垢仪的工作电压经D/A转换器进行转换，转换为直流电流，再经过电源功率放大模块进行调节，输出 (TlOmA的标准电流信号；4)利用3)得到的标准电流信号对通用变频电磁除垢仪的工作电压进行调节，使通用变频电磁除垢仪的工作电压与输出线圈的最佳工作电压Um—致；5)单片机主控板内设置的系统数学模型根据I)中输入的现场参数计算出单组输出线圈的电感L、分子键能/水质硬度分布函数Φ (Y)、频率分布函数ω 0030本文档来自技高网...

【技术保护点】
通用变频电磁除垢仪，其特征在于，包括有除垢仪壳体，除垢仪壳体的一侧面上设置有控制面板，控制面板上设置有点阵液晶显示屏，点阵显示屏一侧依次设置有主菜单按键（21）、参数设定按键（18）、启动键（19）及钥匙开关（20），除垢仪壳体内包括有单片机主控板（1），所述单片机主控板（1）分别通过导线与LED背光控制模块（2）、点阵液晶显示模块（3）线圈功放触发电路模块（4）、D/A转换器（7）、线圈报警模块（9）、启动键（19）、主菜单模块（21）、复位电路模块（13）、参数设定模块（12）、PC机通讯模块（11）、测量模块（10）、钥匙开关（20）连接，所述LED背光控制模块（2）通过导线与所述点阵液晶显示模块（3）连接，所述线圈功放触发电路模块（4）通过导线依次与所述线圈功率放大模块（5）、输出线圈（6）连接，所述D/A转换器（7）通过导线与线圈功率电源控制模块（8）连接，所述参数设定模块（12）通过导线与所述控制面板上的参数设定按键（18）连接。

【技术特征摘要】
1.通用变频电磁除垢仪，其特征在于，包括有除垢仪壳体，除垢仪壳体的ー侧面上设置有控制面板，控制面板上设置有点阵液晶显示屏，点阵显示屏ー侧依次设置有主菜单按键(21)、參数设定按键(18)、启动键(19)及钥匙开关(20)，除垢仪壳体内包括有单片机主控板(1)，所述单片机主控板(I)分别通过导线与LED背光控制模块(2)、点阵液晶显示模块(3 )线圈功放触发电路模块(4 )、D/A转换器(7 )、线圈报警模块(9 )、启动键(19 )、主菜单模块(21)、复位电路模块(13)、參数设定模块(12 )、PC机通讯模块(11)、測量模块(10 )、钥匙开关(20)连接，所述LED背光控制模块(2)通过导线与所述点阵液晶显示模块(3)连接，所述线圈功放触发电路模块(4)通过导线依次与所述线圈功率放大模块(5)、输出线圈(6)连接，所述D/A转换器(7)通过导线与线圈功率电源控制模块(8)连接，所述參数设定模块(12)通过导线与所述控制面板上的參数设定按键(18)连接。2.根据权利要求I所述的通用变频电磁除垢仪，其特征在于，所述线圈报警模块(9)包括有线圈电流报警模块(16)和线圈电压报警模块(17)，所述线圈电流报警模块(16)和线圈电压报警模块(17)分别通过导线与单片机主控板(I)连接。3.根据权利要求I所述的通用变频电磁除垢仪，其特征在于，所述线圈功率放大模块(5)包括有四组功放桥电路，所述每组功放桥电路包括有四个IGBT管，所述每组功放桥电路连接ー个输出线圈(6)。4.根据权利要求I所述的通用变频电磁除垢仪，其特征在于，所述测量模块(10)包括有线圈电流測量模块(14)和电源电压测量模块(15 )，所述线圈电流测量模块(14)和所述电源电压测量模块(15)分别通过导线与单片机主控板(I)连接，所述线圈电流测量模块(14)包括多组测量模块，每组测量模块分别通过导线与单片机主控板(I)连接。5.根据权利要求I所述的通用变频电磁除垢仪，其特征在于，所述点阵液晶显示模块(3)采用0CM320240液晶显示模块。6.根据权利要求I所述的通用变频电磁除垢仪，其特征在于，所述PC机通讯模块(11)内的芯片为MAX232芯片。7.根据权利要求I所述的通用变频电磁除垢仪，其特征在于，所述的线圈电流测量电路模块(14 )包括有至少四组线圈电流测量电路模块。8.通用变频电磁除垢仪的除垢方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施 步骤I、调整通用变频电磁除垢仪，形成最佳工作电压、工作电流及最佳工作频率 设备交付用户前，先由厂商专业技术人员输入现场參数，并对设备进行调整，使通用变频电磁除垢仪具有最佳工作电压、最佳工作电流及最佳工作频率； 步骤2、将最佳频率控制信号变成功率放大后的调频电流并加载到输出线圈 单片机主控板将步骤(I)中生成的最佳频率信号PWMl和PWM2输出至线圈功放触发电路模块(4)和线圈功率放大模块(5)，线圈功放触发电路模...

【专利技术属性】
技术研发人员：于长丰，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：