[发明专利]脉冲谐振设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理流体的设备，比如水，更特别地，涉及一种通过供电在流体中提供电磁场的流体处理设备。

背景技术

通过直流供电的电磁铁线圈进行流体处理的方式已经用了很多年。美国专利US 4,938,875示出了这样一种装置。通过直流电源(电池)或经过整流的交流电源可以提供直流电。例如，美国专利US5,702,600、US6,063,267以及US6,146,536改进了使用交流电的方法，仅使用一个经整流的半波来产生直流电(不需要滤波电容器)并且让线圈随着第二半波电流关闭时发射电磁波。在无电流期间，这些线圈在其共振频率上发射电磁波(通过将电容增加很小的量可以改变该共振频率)并向待处理的流体中发射高频电磁场。在‘600’专利中，使用二极管对波形进行整流，在‘267’专利中使用三极管进行整流。这些线圈通电行频为50或60Hz，并不处于线圈或电路的自然谐振频率。

美国专利US5,725,778公开了具有固定频率(500Hz)或扫描频率(1KHz到3KHz)的方波发生器，没有一个频率处于线圈或电路的自然谐振频率。

在线圈的谐振频率或者线圈构成的LC电路的谐振频率上激活或脉冲线圈的方式是已知的，尤其是在感应加热领域，美国专利US3,958,883就是使用这种装置的例子。

发明内容

本发明提供了一种流体处理设备，该设备向管道中的流体传递高频电磁信号。一个或多个形式上为低感应线圈的电磁场发生器设置在靠近管道的位置，比如缠绕在管道上。这些线圈具有联合的电感L，一个电容器配备有电容C，该电容器连接在这些线圈的终端之间而形成第一电路。第一电路具有可由线圈的电感、电容器的电容以及电路中的元件的互感和电容以及它们相互的位置关系决定谐振频率。这个谐振频率通常可由公式1/(2π√(LC))确定。在与此相同的谐振频率下，向第一电路施加脉冲电压，比如方波，由此使得线圈-电容器的组合共振而生成具有最小能量的强电磁场。

这种基本的装置的几种变化可以用于特定的流体。

1、可以使用两个或更多的线圈，各个线圈串联或并联连接。

2、当使用两个或多个线圈时，可以将各个线圈连接成或者缠绕成使得一个线圈产生的电磁场与剩余线圈中的一个或多个线圈相反。

3、每个线圈可以分成两个或多个部分，两个或多个线圈的各个部分可以以各种交替的方式排列。

4、脉冲电压发生器可以间歇地循环开关，例如在大约每隔2毫秒到33毫秒的范围内，或者在大约每隔8到11毫秒的范围内，以产生间歇式的脉冲。

5、脉冲电压发生器可以以不同的节拍循环地开关，可以如期望的那样以变化的节拍开关，而开和关的周期可以相同或不同。

6、该线圈-电容器电路的特定谐振频率可以使用微调电容器进行调节以产生介于1Hz和线圈的自然谐振频率之间的任何想要的频率。例如，可以选择大约10,000Hz到100,000Hz的频率范围。当使用低电感线圈时，相对较低的电压会导致较高的电流和较强的电磁场。同样地，通过较低电感的线圈，由于自然谐振频率使得线圈的寄生电容非常高，因此可以获得非常宽的谐振发射频率谱。

7、脉冲发生器可以通过直流电压供电，该直流电压可以通过各种不同的装置提供。例如，直流电压可以来源于直流电源，例如电池，或者来源于经过整流的交流电压源。变压器可以被用于交流电压源，比如商用电力线，以改变由该交流电压源提供的电压、电流或者同时改变电压和电流。

在一种实施例中，流体处理设备设置为包括电压源、在第一终端和第二终端与电压源连接并在第三终端和第四终端之间输出脉冲电压信号的脉冲发生器。第一线圈设置在靠近第一流体管道的位置，并与第三终端和第四终端连接以形成具有电感L1的第一电路。具有电容C1的第一电容器连接在第一电路中的第一线圈的终端之间。脉冲发生器设置为产生脉冲电压波形，其频率约等于电感-电容电路的谐振频率，即，约等于1/(2π√(L1C1)。电路元件设置为使得到达线圈的电压脉冲重复地在处于该频率的脉冲电压周期与零电压周期之间交替，每个周期延伸的时间范围大约为2至33毫秒。

本发明的流体处理设备还可以包括第二套线圈，可以是上面列出的美国专利US4,938,875、US5,702,600、US6,063,267以及US6,146,526中所描述的类型，或者处于审查中的名称为“全波整流电力水处理设备”、2005年10月11日提交的美国专利申请中所描述的类型。这些已授权的专利以及审查中的专利中请所公开的内容通过引用合并于此。