[发明专利]水中离子富集装置及水中离子浓度监测系统

权利要求书

1.一种水中离子富集装置，其特征在于，包括：管道、电源和至少两个离子富集单元；

所述管道包括进水口和出水口；

所述至少两个离子富集单元依次设置在所述管道内沿水流方向的不同位置处，每个离子富集单元包括两个正对且平行的第一电极板和第二电极板；

每个离子富集单元中的第一电极板设置在所述管道内的下表面，每个离子富集单元中的第二电极板到所述管道内的上表面的距离与每个离子富集单元到所述进水口的距离正相关，其中，距离所述进水口最近的离子富集单元的第二电极板设置在所述管道内的上表面；

每个离子富集单元中的第一电极板与所述电源的一极连接，第二电极板与所述电源的另一极连接，用于在第一电极板和第二电极板之间生成电场，以使得流过所述管道的水中的离子被吸附到第一电极板上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，除距离所述进水口最近的离子富集单元以外，任一离子富集单元的第二电极板到第一电极板的第一距离是第二距离的一半，其中所述第二距离是位于所述任一离子富集单元之前且与所述任一离子富集单元相邻的离子富集单元的第二电极板到第一电极板的距离。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每个离子富集单元中的第一电极板的大小相同。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，任意相邻的两个第一电极板之间设置有绝缘材料。

5.根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括开关控制单元，每个离子富集单元和所述电源之间分别设置有开关，所述开关控制单元用于根据预设的控制方式断开各个离子富集单元和所述电源之间的开关，以释放各个离子富集单元吸附的离子。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，其中所述控制方式包括：若满足预设条件，则按照每个离子富集单元到所述进水口的距离从小到大的顺序，每隔预设时长后断开一个离子富集单元的开关。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，其中预设时长是根据所述管道内的水流速度和第一电极板在水流方向上的长度确定的。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括流量传感器，所述流量传感器设置在所述水中离子富集装置的进水口或出水口，所述流量传感器用于测量流过所述水中离子富集装置的总水流量。

9.一种水中离子浓度监测系统，其特征在于，包括：如权利要求5至7中任一项所述的水中离子富集装置、流量传感器、光谱仪和处理单元；

所述光谱仪用于在最后一个离子富集单元的开关断开后，向所述最后一个离子富集单元流出的水流发射检测光，并测量检测光被水流内的离子吸收后的光谱，根据所述光谱确定所述最后一个离子富集单元流出的水流内的离子种类和每种离子的含量，其中所述最后一个离子富集单元是距所述出水口最近的离子富集单元；

所述流量传感器设置在所述水中离子富集装置的进水口或出水口，所述流量传感器用于测量流过所述水中离子富集装置的总水流量；

所述处理单元用于根据所述最后一个离子富集单元流出的水流内的每种离子的含量和所述总水流量，确定每种离子在水中的浓度。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述最后一个离子富集单元和所述出水口之间设置了挡板，所述挡板紧邻所述最后一个离子富集单元的第二电极板，以隔离所述最后一个离子富集单元的第二电极板上下的水流。