[发明专利]导磁输流管的磁致振动除垢防垢装置及激励频率计算方法

说明书

一种导磁输流管的磁致振动除垢防垢装置及激励频率计算方法，所述装置包括单片机主控制板，LED显示控制模块、液晶显示屏报警模块、键盘输入模块、工作模式调节模块、线圈功率实时监测模块、功率电源模块、功率放大模块以及功率线圈。依据铁磁性材料输流直管在交变电磁场激励下做磁致高频振动的特性以及输流管振动频率与激励频率之间存在的线性关系，通过计算输流管振动方程获得输流管共振频率，实现使输流管振动在自身固有频率状态，进而通过高频振动使管壁内部水垢及其他污垢脱落并被流水带走。本发明具有节能环保、安全可靠、可控性强等优点。

技术领域

本发明涉及除垢防垢领域，尤其是一种用于导磁输流管的磁致振动除垢防垢装置。

背景技术

水垢问题一直是困扰各类热交换工业设备的主要问题，如锅炉和冷却塔等。为了除去水垢，最初使用的方法为化学方法。化学方法就是用可以与水垢发生化学反应的除垢试剂冲洗输水管道，使水垢生成可溶于水的盐类，进而被水流冲走。化学除垢方法虽然能够有效解决水垢问题，但是却也存在一系列问题，以我国为例，每年为了清洗数十万台次的锅炉和热交换器，需消耗数以万吨计的化学药品，这不仅浪费了大量的人力物力，而且残余的化学药品对环境造成了严重的污染。因此在这一背景下，物理阻垢方法渐渐被广泛应用。

物理阻垢方法多是利用声波、光波、电场及磁场等外界场量对工业用水系统及体系进行直接或间接作用，从而实现除垢防垢的目的。目前市场上普遍应用的功率线圈类水处理器就是基于交变电磁场的一种除垢防垢装置，但其除垢防垢机理还不明确。很多此类装置的设计及使用都是基于交变电磁场能够改变水流体微观结构及物化性质的假说，但是在工业过程的实际应用中使用效果却并不稳定。不仅如此，该类除垢防垢设备在应用中所产生的现象也与上述假说所产生的效应不符，例如，当功率线圈缠绕在结垢严重的锅炉输水管上并在交变激励下产生交变电磁场时，作用一段时间后，锅炉内壁的水垢会呈大块的脱落，经常会堵塞输水管，严重时甚至引起锅炉爆炸，因此，早在二十世纪70-80年代，我国就已经针对这种无根据的技术应用出台相应政策法规，规定功率线圈类的除垢防垢设备，不可直接应用于锅炉系统的一次管网中，杜绝该类技术应用所引起的生产重大事故。

目前该类装置设计及应用的理论基础，仍然是交变电磁场能够改变水流体微观结构及物化性质的假说，但在工业生产的实际应用中，功率线圈所缠绕的输流管往往为铁磁性材料的水管，根据磁场及磁路理论，铁磁性水管对功率线圈产生的磁场具有电磁屏蔽作用，功率线圈产生的磁场无法透过水管壁作用到内部的水流体中。因此，关于交变电磁场作用于水管内部水流体微观层面的假说，在实际应用中是不成立的。从另一个角度说，到目前为止工业生产中基于功率线圈的除垢防垢装置的设计及应用，仍然缺乏正确的理论依据。

发明内容

本发明目的在于提供一种工作稳定、效率高、可控性强的用于导磁输流管的磁致振动除垢防垢装置。

为实现上述目的，采用了以下技术方案：本发明所述装置包括单片机主控制板、LED显示控制模块、液晶显示屏、功放驱动模块、功率放大模块、功率线圈、报警模块、功率电源模块、线圈功率实时监测模块、键盘输入模块、工作模式调节模块、启动开关以及复位开关；其中，线圈功率实时监测模块、键盘输入模块、工作模式调节模块分别与单片机主控制板的信号输入端通过线束连接，单片机主控制板的信号输出端分别与LED显示控制模块、功放驱动模块、报警模块连接，LED显示控制模块与液晶显示屏连接，功放驱动模块与功率放大模块连接，功率放大模块的功率输出端连接功率线圈，功率放大模块的输入端与功率电源模块相连；启动开关和复位开关分别与单片机主控制板相连对装置进行启动、复位控制。

进一步的，所述功率线圈可为单组线圈，也可由多组线圈并联组成。

进一步的，所述装置可与沉淀井系统配合使用。

一种基于上述除垢防垢装置的激励频率计算方法，功率线圈缠绕在铁磁性输流管外壁上，功率线圈产生高频振动，高频振动的机理为磁致伸缩振动，铁磁性输流管的除垢防垢效果与功率线圈内的交变激励信号频率相关，获取最优激励信号频率的方法步骤如下：