[发明专利]一种自适应的电渗透脉冲发生装置及电渗透脉冲控制方法

说明书

本发明公开了一种自适应的电渗透脉冲发生装置及电渗透脉冲控制方法。装置包括脉冲发生单元、控制模块、以及检测电渗透电流的电流检测单元；电流检测单元的输出端与控制模块的输入端连接，控制模块的输出端与脉冲发生单元的控制端连接，脉冲发生单元的正极输出端与工作阳极连接，脉冲发生单元的负极输出端与工作阴极连接；在电渗透工作过程中，控制模块根据电渗透电流大小调节脉冲发生单元输出的脉冲信号的正脉冲时间长度。根据电渗透电流大小自适应调节电渗透脉冲信号正脉冲时间长度，能够适应地下工程、混凝土结构、土壤等场景，以及适应不同的电渗透阶段，实现功率仅依据电渗透电流大小调节，避免电脉冲发生装置功率不够出现报警或烧毁的现象。

技术领域

本发明涉及电渗透技术领域，特别是涉及一种自适应的电渗透脉冲发生装置及电渗透脉冲控制方法。

背景技术

土壤、混凝土等多孔介质中存在大量毛细管路，由于毛细吸附，毛细管路中一般充盈水份。由于晶格破损，土壤、混凝土等介质表面一般带负电，由于静电原理将导致表层水分子带负电。如果将土壤、混凝土等多孔介质置于电场中，水分子在电场作用下，将从阳极向阴极滑移，这一现象称为电渗透。

在施加适当的电场波形后，可将电渗透现象用于地下工程防水、地下水位降低、污泥脱水、食品干燥等行业，能有效的提高脱水效率。工程上应用是利用钛线在工程内壁开槽敷设设置阳极，采用铜棒在工程外部的土体(或岩体)内设置阴极，加入脉冲波形后，工程墙体内部的水份将向阴极移动，从而保持工程内部干燥。

目前电渗透大多采用固定时长的正负脉冲波形，正脉冲起到的作用为迁移水分子向阴极移动，负脉冲的作用是防止极化现象。一般的，正脉冲的时长为负脉冲的4至8倍，且时长固定，如图1所示。这种固定时长的电脉冲波形存在以下问题：

1、由于地下工程中，混凝土结构、土壤的性质差异加大，采用固定时长的正负脉冲波形适应性较差、效果不理想。

2、在正负脉冲切换的瞬间，由于毛细管路的电容效应，极易存在冲击电流，导致切换瞬间的电源短路；而在正脉冲、负脉冲持续阶段，由于不存在冲击电流，其电源又往往处于欠饱和状态，导致电源功率冗余。

3、土壤、混凝土等地下工程采用电渗透防水时，由于土壤、混凝土性质、面积、潮湿程度、离子浓度的不同，其阳极阴极之间的电阻往往事先无法准确计算，因此电脉冲发生装置的功率事先无法准确估计。工程上经常出现电脉冲发生装置功率不够出现报警或烧毁的现象。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种自适应的电渗透脉冲发生装置及电渗透脉冲控制方法。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种自适应的电渗透脉冲发生装置，包括脉冲发生单元、控制模块、以及检测电渗透电流的电流检测单元；所述电流检测单元的输出端与控制模块的输入端连接，控制模块的输出端与脉冲发生单元的控制端连接，脉冲发生单元的正极输出端与工作阳极连接，脉冲发生单元的负极输出端与工作阴极连接；在电渗透工作过程中，所述控制模块根据电渗透电流大小调节脉冲发生单元输出的脉冲信号的正脉冲时间长度。

上述技术方案：本装置通过电流检测单元检测电渗透电流，根据电渗透电流的大小自适应调节电渗透脉冲信号正脉冲时间长度，能够适应地下工程、混凝土结构、土壤等不同应用场景，以及适应不同的电渗透阶段，实现了装置的功率仅依据电渗透电流大小调节，避免了电脉冲发生装置功率不够出现报警或烧毁的现象，使得装置结构更简化。

在本发明的一种优选实施方式中，所述电渗透电流为工作阳极、电渗透目标、工作阴极组成通路的流通电流。

上述技术方案：该流通电流能够准确反映电渗透电流并便于采样。

在本发明的一种优选实施方式中，所述电流检测单元包括串接于检测工作阳极、电渗透目标、工作阴极组成通路中的采样电阻，所述控制模块采集所述采样电阻两端电压。