對扣式智能全自動除垢器及除垢方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種對扣式智能全自動除垢器，由下述結(jié)構(gòu)構(gòu)成：中央處理器的輸出端與高頻段掃頻信號發(fā)生器、中頻段掃頻信號發(fā)生器、低頻段掃頻信號發(fā)生器和高速陣列電子開關(guān)的輸入端連接，中央處理器的輸入端與1號頻譜鑒別電路和2號頻譜鑒別電路的輸出端連接，高速陣列電子開關(guān)的輸出端與前置放大器的輸入端連接，前置放大器的輸出端與功率放大器的輸入端連接，功率放大器的輸出端與對扣式感應(yīng)器連接。本發(fā)明阻垢，防垢效果更為理想，對扣式感應(yīng)器，免去安裝時的許多不必要麻煩工序，并能獲得更好的水處理效果。
【專利說明】對扣式智能全自動除垢器及除垢方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種除垢器，尤其涉及一種用于防止壁掛爐換熱器結(jié)垢和地暖系統(tǒng)中地?zé)峁軆?nèi)壁結(jié)垢的對扣式智能全自動除垢器及除垢方法，從而提高壁掛爐的熱效率和地暖的供熱質(zhì)量。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著供暖方式的不斷改進(jìn)，地?zé)峁┡谖覈鴸|北、華北和西北地區(qū)已被普遍采用，但地?zé)峁┡慕Y(jié)垢問題卻一直影響著居民的供暖質(zhì)量。目前采用的辦法只有機(jī)械清洗，常用的機(jī)械清洗有高壓脈沖清洗法和高壓射彈清洗法。實(shí)踐證明，不管采用那種機(jī)械清洗法，都只能清除掉附著在水垢表面的雜物。如生物淤泥，雜質(zhì)，膠體混合物等。因?yàn)樗笇?shí)質(zhì)上是一種石灰石結(jié)晶，硬度較高，采用任何機(jī)械方式都無法將其清洗掉。真正有效地防止結(jié)垢，只能采用“治胃病”的方法，即從阻垢，防垢入手，最后才能有效地達(dá)到不結(jié)垢這一目的。
[0003]水垢的形成是一個復(fù)雜的物理化學(xué)過程，它必須具備兩個條件。其一，水中必須含有溶解后的礦物質(zhì)鹽，其中以碳酸氫鈣和碳酸氫鎂為主要成分，而這些礦物質(zhì)鹽正是結(jié)垢的元兇，而純凈水是不會結(jié)垢的；其二，水必須加熱。供暖水正好滿足了上述兩個條件，因此結(jié)垢是必然現(xiàn)象。水垢的導(dǎo)熱系數(shù)極低，一旦地?zé)嵘峁軆?nèi)壁形成垢層，散熱管內(nèi)的熱水無法有效地將熱量散發(fā)出來，因此將大大降低供暖質(zhì)量。
[0004]除非采用化學(xué)藥劑法，否則地暖水系統(tǒng)中的碳酸鈣和碳酸鎂是無法去除的。但化學(xué)藥劑法利少弊多，一方面其運(yùn)行成本較高，更主要的是嚴(yán)重污染環(huán)境，故人們很少采用。因此地?zé)嵯到y(tǒng)仍然存在結(jié)垢隱患。電化學(xué)理論告訴我們，當(dāng)鈣、鎂離子即成垢離子在一定的磁感應(yīng)強(qiáng)度和電場強(qiáng)度下，其離子結(jié)晶類型能產(chǎn)生改變，即成垢離子的晶體結(jié)構(gòu)會發(fā)生根本改變，使易成垢的晶體變成不易成垢的晶體。但要有個先決條件，即施加的交變電磁場頻率必須與成垢離子晶體的固有振動頻率相同，以滿足成垢離子晶體達(dá)到共振目的。
[0005]由于水中的成垢離子大小不一，它們的顆粒幾何體積相差幾十倍甚至上百倍，故其固有振動頻率也相差懸殊。要達(dá)到與所有成垢離子共振，這就要求交變電磁場的頻率覆蓋必須相當(dāng)之寬。采用通常的掃頻和變頻電路難于達(dá)到。
[0006]供暖水基本都是大分子團(tuán)水，所謂大分子團(tuán)水是指組成水分子并非單個的水分子(由H20組成)，而是眾多單個水分子通過氫鍵或氧鍵締合而成大顆粒水分子團(tuán)。大分子團(tuán)水的溶解力極差，水中溶解的礦物質(zhì)鹽很容易達(dá)到過飽和而析出，加速水垢的形成。只要把大分子團(tuán)水設(shè)法變成單個水分子，而不會達(dá)到溶解液過飽和而析出形成水垢。通過電化學(xué)理論可知，大分子團(tuán)水和成垢離子有著相同的特性，當(dāng)大分子團(tuán)水在外加電磁場作用下，只要施加的交變電磁場頻率與大分子團(tuán)水的固有振動頻率相同，大分子團(tuán)水便產(chǎn)生共振而斷裂成數(shù)量巨大的單個水分子。大分子水團(tuán)的顆粒大小相差懸殊，有的由幾十個單水分子組成，而有的則可能有6千多個單水分子組成。
[0007]通過中國專利CN201056505Y “一種智能感應(yīng)水處理裝置”和中國專利CN102359748A “智能地?zé)崦馇逑闯钙鳌笨梢园l(fā)現(xiàn)，這兩種方案均有不足之處。如前所述，水中成垢離子的幾何體積相差很大，且大分子團(tuán)水的顆粒也相差懸殊，因此要求主機(jī)產(chǎn)生的交變電磁場頻率必須有很寬的覆蓋范圍。CN201056505Y實(shí)質(zhì)上是利用cpu分別控制兩組振蕩器，即“A振蕩器”和“B振蕩器”，兩組信號分別放大后，同時加到電感線圈上，即兩組信號在螺旋線上進(jìn)行組合。而CN102359748A是利用cpu分別控制“數(shù)字變頻電路”和“掃頻信號產(chǎn)生器電路”，上述兩電路輸出的信號同時加至“頻率合成器”進(jìn)行頻率合成，經(jīng)放大后的合成頻率再加到螺旋管感應(yīng)器上。實(shí)踐證明，利用頻率合成方法不可能獲得很寬的頻率覆蓋范圍，因此必須另辟蹊徑。
[0008]目前市面上的電子除垢器的感應(yīng)器都是一節(jié)管段，在管段上纏繞線圈，形成一節(jié)特殊電感器。這種感應(yīng)器在安裝時需要將分水器前的進(jìn)水管割斷，然后將感應(yīng)器管段串接熔合進(jìn)水管里，安裝時需在管內(nèi)無水條件下進(jìn)行，因此施工非常麻煩，并且纏繞式線圈產(chǎn)生磁力線為兩個橢圓形，這樣防垢、阻垢效果不好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了解決上述技術(shù)問題本發(fā)明提供一種對扣式智能全自動除垢器及除垢方法，目的是根據(jù)不同水質(zhì)，輸出足夠功率而且頻率按規(guī)定程序變化的交變電信號給感應(yīng)器，使感應(yīng)器形成交變的電磁場信號，以達(dá)到阻垢、防垢目的。
[0010]為達(dá)上述目的本發(fā)明對扣式智能全自動除垢器，由下述結(jié)構(gòu)構(gòu)成:中央處理器的輸出端與高頻段掃頻信號發(fā)生器、中頻段掃頻信號發(fā)生器、低頻段掃頻信號發(fā)生器和高速陣列電子開關(guān)的輸入端連接，中央處理器的輸入端與I號頻譜鑒別電路和2號頻譜鑒別電路的輸出端連接，低頻段掃頻信號發(fā)生器的輸出端與高速陣列電子開關(guān)和I號頻譜鑒別電路的輸入端連接，中頻段掃頻信號發(fā)生器的輸出端與高速陣列電子開關(guān)、I號頻譜鑒別電路和2號頻譜鑒別電路的輸入端連接，高頻段掃頻信號發(fā)生器的輸出端與高速陣列電子開關(guān)和2號頻譜鑒別電路的端入端連接，高速陣列電子開關(guān)的輸出端與前置放大器的輸入端連接，前置放大器的輸出端與功率放大器的輸入端連接，功率放大器的輸出端與對扣式感應(yīng)器連接，開關(guān)電源向中央處理器、高頻段掃頻信號發(fā)生器、中頻段掃頻信號發(fā)生器、低頻段掃頻信號發(fā)生器、高速陣列電子開關(guān)、I號頻譜鑒別電路、2號頻譜鑒別電路、前置放大器和功率放大器供電。
[0011]低頻段掃頻信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)如下:第一鑒幅器、第一環(huán)路濾波器和第一壓控振蕩器組成鎖相環(huán)，第一壓控振蕩器接收第一調(diào)制信號振蕩器的信號，第一壓控振蕩器輸出信號送到第一至第五帶通濾波器中，第一調(diào)制信號振蕩器接收第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的信號，第一載頻信號發(fā)生器接收第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器的信號，第一載頻信號發(fā)生器輸出的信號作為鎖相環(huán)的載頻信號，第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器接收中央處理器的輸出信號，第一壓控振蕩器輸出信號送到I號頻譜鑒別電路。
[0012]中頻段掃頻信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)如下:第二鑒幅器、第二環(huán)路濾波器和第二壓控振蕩器組成鎖相環(huán)，第二壓控振蕩器接收第二調(diào)制信號振蕩器的信號，第二壓控振蕩器輸出信號送到第六至第十帶通濾波器中，第二調(diào)制信號振蕩器接收第三數(shù)模轉(zhuǎn)換器的信號，第二載頻信號發(fā)生器輸出的信號作為鎖相環(huán)的載頻信號，第二載頻信號發(fā)生器接收第四數(shù)模轉(zhuǎn)換器的信號，第三數(shù)模轉(zhuǎn)換器和第四數(shù)模轉(zhuǎn)換器接收中央處理器的輸出信號，第二壓控振蕩器輸出信號送到I號頻譜鑒別電路和2號頻譜鑒別電路。[0013]高頻段掃頻信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)如下:第三鑒幅器、第三環(huán)路濾波器和第三壓控振蕩器組成鎖相環(huán)，第三壓控振蕩器接收第三調(diào)制信號振蕩器的信號，第三壓控振蕩器輸出信號送到第十一至第十五帶通濾波器中，第三載頻信號發(fā)生器輸出的信號作為鎖相環(huán)的載頻信號，第三調(diào)制信號振蕩器接收第五數(shù)模轉(zhuǎn)換器的信號，第三載頻信號發(fā)生器接收第六數(shù)模轉(zhuǎn)換器的信號，第五數(shù)模轉(zhuǎn)換器和第六數(shù)模轉(zhuǎn)換器接收中央處理器的輸出信號，第三壓控振蕩器輸出信號送到2號頻譜鑒別電路。
[0014]I號頻譜鑒別電路的結(jié)構(gòu)如下:第一差頻信號發(fā)生器接收第一高端鑒頻器和第一低端鑒頻器的輸出信號，第一頻率-電壓轉(zhuǎn)換電路接收第一差頻信號發(fā)生器的信號，第一頻率-電壓轉(zhuǎn)換電路將信號送到第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器將信號送到中央處理器，第一高端鑒頻器接收低頻段掃頻信號發(fā)生器的信號，第一低端鑒頻器接收中頻段掃頻信號發(fā)生器的信號。
[0015]2號頻譜鑒別電路的結(jié)構(gòu)如下:第二差頻信號發(fā)生器接收第二高端鑒頻器和第二低端鑒頻器的輸出信號，第二頻率-電壓轉(zhuǎn)換電路接收第二差頻信號發(fā)生器的信號，第二頻率-電壓轉(zhuǎn)換電路將信號送到第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器，第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器將信號送到中央處理器，第二高端鑒頻器接收中頻段掃頻信號發(fā)生器的信號，第二低端鑒頻器接收高頻段掃頻信號發(fā)生器的信號。其工作原理與地頻段掃頻信號發(fā)生器相同。
[0016]高速陣列電子開關(guān)的結(jié)構(gòu)如下:譯碼器接收中央處理器送來的編碼信號，經(jīng)譯碼后將信號分別送到第一至第十五高速電子開關(guān)；第一至第十五高速電子開關(guān)還接收第一至第十五帶通濾波器信號，第一至第十五高速電子開關(guān)將信號送到射極跟隨器，射極跟隨器將信號送到前置放大器。各路高速電子開關(guān)的開通與否均由中央處理器通過譯碼器進(jìn)行控制。
[0017]對扣式感應(yīng)器是由上、下兩個長方形盒體組成，上、下盒體內(nèi)繞有電感線圈，上、下盒體的端面設(shè)有半圓形凹槽，在上盒體上設(shè)有快速插頭，快速插頭與電感線圈連接。
[0018]對扣式智能全自動除垢器的除垢方法，中央處理器向高頻段掃頻信號發(fā)生器、中頻段掃頻信號發(fā)生器和低頻段掃頻信號發(fā)生器分別發(fā)送頻率產(chǎn)生信號，高頻段掃頻信號發(fā)生器、中頻段掃頻信號發(fā)生器和低頻段掃頻信號發(fā)生器將產(chǎn)生的掃頻信號經(jīng)過第一至第十五帶通濾波器進(jìn)行濾波輸出到高速陣列電子開關(guān)中的高速電子開關(guān)中，中央處理器向高速陣列電子開關(guān)中的譯碼器送去編碼信號，譯碼器將編碼信號譯碼后送至第一至第十五高速電子開關(guān)，第一至第十五高速電子開關(guān)將接收的經(jīng)濾波后的掃頻信號和譯碼后的信號匯集到射極跟隨器，并由射極跟隨器輸出到前置放大器，再經(jīng)功率放大器進(jìn)行放大后將交變電信號送到對扣式感應(yīng)器，使對扣式感應(yīng)器的電感線圈產(chǎn)生流動的交變電流，I號頻譜鑒別電路和2號頻譜鑒別電路將接收掃頻信號的高端頻率和低端頻率,并將高端頻率和低端頻率加至差頻信號發(fā)生器，輸出的差頻值經(jīng)頻率-電壓轉(zhuǎn)換器輸出一個與頻率對應(yīng)的電壓，電壓經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器后，形成一組與電壓相對應(yīng)的數(shù)字信號并反饋給中央處理器，中央處理器根據(jù)反饋的信號，向高頻段掃頻信號發(fā)生器、中頻段掃頻信號發(fā)生器和低頻段掃頻信號發(fā)生器分別輸出二組B⑶碼數(shù)字信號，這兩組數(shù)字信號經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器后，分別控制載頻信號產(chǎn)生器和調(diào)制信號振蕩器，從而達(dá)到控制高頻段掃頻信號發(fā)生器、中頻段掃頻信號發(fā)生器和低頻段掃頻信號發(fā)生器的中心頻率和高、低端頻率。
[0019]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)效果:本發(fā)明中央處理器根據(jù)不同的水質(zhì)控制三組頻段掃頻信號發(fā)生器和高速陣列電子開關(guān)電路輸出最佳頻率組合。每個掃頻信號發(fā)生器產(chǎn)生的頻段，其中心頻率均可上下自由移動。各頻段中心頻率在什么位置由中央處理器控制。一般壓控振蕩器都有振蕩頻率穩(wěn)定性不高，控制的線性度較差等缺點(diǎn)，但本發(fā)明采用的鎖相環(huán)(PLL)，可獲得高穩(wěn)定度，高線性和寬掃頻范圍等優(yōu)點(diǎn)。對扣式感應(yīng)器產(chǎn)生的磁場方向完全垂直于水流方向，因此其阻垢，防垢效果更為理想，對扣式感應(yīng)器，免去安裝時的許多不必要麻煩工序，并能獲得更好的水處理效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的原理圖。
[0021]圖2是本發(fā)明對扣式感應(yīng)器示意圖。
[0022]圖中:1、中央處理器；2、低頻段掃頻信號發(fā)生器；21、第一鑒幅器；22、第一環(huán)路濾波器；23、第一壓控振蕩器；24、第一調(diào)制信號振蕩器；25、第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器；26、第一載頻信號發(fā)生器；27、第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器；28、第一至第五帶通濾波器；3、中頻段掃頻信號發(fā)生器；31、第二鑒幅器；32、第二環(huán)路濾波器；33、第二壓控振蕩器；34、第二調(diào)制信號振蕩器；35、第三數(shù)模轉(zhuǎn)換器；36、第二載頻信號發(fā)生器；37、第四數(shù)模轉(zhuǎn)換器；38、第六至第十帶通濾波器；4、高頻段掃頻信號發(fā)生器；41、第三鑒幅器；42、第三環(huán)路濾波器；43、第三壓控振蕩器；44、第三調(diào)制信號振蕩器；45、第五數(shù)模轉(zhuǎn)換器；46、第三載頻信號發(fā)生器；47、第六數(shù)模轉(zhuǎn)換器；48、第十一至第十五帶通濾波器；5、1號頻譜鑒別電路；51、第一差頻信號發(fā)生器；52、第一高端鑒頻器；53、第一低端鑒頻器；54、第一頻率-電壓轉(zhuǎn)換電路；55、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器；
6、2號頻譜鑒別電路；61、第二差頻信號發(fā)生器；62、第二高端鑒頻器；63、第二低端鑒頻器；64、第二頻率-電壓轉(zhuǎn)換電路；65、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器；7、高速陣列電子開關(guān)；71、譯碼器；72、第一至第十五高速電子開關(guān)；73、射極跟隨器；8、前置放大器；9、功率放大器；10、對扣式感應(yīng)器；101、快速插頭；11、開關(guān)電源。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0024]如圖所示本發(fā)明對扣式智能全自動除垢器，由下述結(jié)構(gòu)構(gòu)成:中央處理器I的輸出端與高頻段掃頻信號發(fā)生器4、中頻段掃頻信號發(fā)生器3、低頻段掃頻信號發(fā)生器2和高速陣列電子開關(guān)7的輸入端連接，中央處理器I的輸入端與I號頻譜鑒別電路5和2號頻譜鑒別電路6的輸出端連接，低頻段掃頻信號發(fā)生器2的輸出端與高速陣列電子開關(guān)7和I號頻譜鑒別電路5的輸入端連接，中頻段掃頻信號發(fā)生器3的輸出端與高速陣列電子開關(guān)
7、I號頻譜鑒別電路5和2號頻譜鑒別電路6的輸入端連接，高頻段掃頻信號發(fā)生器4的輸出端與高速陣列電子開關(guān)7和2號頻譜鑒別電路6的端入端連接，高速陣列電子開關(guān)7的輸出端與前置放大器8的輸入端連接，前置放大器8的輸出端與功率放大器9的輸入端連接，功率放大器9的輸出端與對扣式感應(yīng)器10連接，開關(guān)電源11向中央處理器1、高頻段掃頻信號發(fā)生器4、中頻段掃頻信號發(fā)生器3、低頻段掃頻信號發(fā)生器2、高速陣列電子開關(guān)7的輸入端、I號頻譜鑒別電路5、2號頻譜鑒別電路6、前置放大器8和功率放大器9供電，開關(guān)電源用于將市電?220V/50HZ的交流電變?yōu)?12V直流穩(wěn)定電壓和+5V穩(wěn)定電壓。
[0025]低頻段掃頻信號發(fā)生器2結(jié)構(gòu)如下:第一鑒幅器21、第一環(huán)路濾波器22和第一壓控振蕩器23組成鎖相環(huán)，第一壓控振蕩器23接收第一調(diào)制信號振蕩器24的信號，第一壓控振蕩器23輸出信號送到第一至第五帶通濾波器28中，第一調(diào)制信號振蕩器24接收第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器25的信號，第一載頻信號發(fā)生器26接收第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器27的信號，第一載頻信號發(fā)生器26輸出的信號作為鎖相環(huán)的載頻信號，第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器25和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器27接收中央處理器I的輸出信號，第一壓控振蕩器23輸出信號送到I號頻譜鑒別電路5。
[0026]頻率穩(wěn)定性較好的第一載頻信號發(fā)生器26作為鎖相環(huán)的輸入信號，它也是低頻段掃頻信號發(fā)生器輸出的中心頻率。中央處理器送來的一組二進(jìn)制碼信號經(jīng)第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器變換后產(chǎn)生一個模擬量電壓，該電壓控制第一載頻信號發(fā)生器的信號頻率，從而改變低頻段掃頻信號發(fā)生器的中心頻率。中央處理器送來的另一組二進(jìn)制碼信號經(jīng)第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器變換后產(chǎn)生一個模擬量電壓，該電壓控制第一調(diào)制信號振蕩器，使其產(chǎn)生一個線性很好三角波，該三角波加至第一壓控振蕩器的控制端作為調(diào)制信號，使低頻段掃頻信號產(chǎn)生器輸出的頻率帶寬和高、低端頻段由三角波的幅度和斜度控制。中頻段掃頻信號發(fā)生器和高頻段掃頻信號發(fā)生器中的工作原理與低頻段掃頻信號發(fā)生器相同。
[0027]中頻段掃頻信號發(fā)生器3結(jié)構(gòu)如下:第二鑒幅器31、第二環(huán)路濾波器32和第二壓控振蕩器33組成鎖相環(huán)，第二壓控振蕩器33接收第二調(diào)制信號振蕩器34的信號，第二壓控振蕩器33輸出信號送到第六至第十帶通濾波器38中，第二調(diào)制信號振蕩器34接收第三數(shù)模轉(zhuǎn)換器35的信號，第二載頻信號發(fā)生器36輸出的信號作為鎖相環(huán)的載頻信號，第二載頻信號發(fā)生器36接收第四數(shù)模轉(zhuǎn)換器37的信號，第三數(shù)模轉(zhuǎn)換器35和第四數(shù)模轉(zhuǎn)換器37接收中央處理器I的輸出信號，第二壓控振蕩器33輸出信號送到I號頻譜鑒別電路5和2號頻譜鑒別電路6。
[0028]高頻段掃頻信號發(fā)生器4結(jié)構(gòu)如下:第三鑒幅器41、第三環(huán)路濾波器42和第三壓控振蕩器43組成鎖相環(huán)，第三壓控振蕩器43接收第三調(diào)制信號振蕩器44的信號，第三壓控振蕩器43輸出信號送到第十一至第十五帶通濾波器48中，第三載頻信號發(fā)生器46輸出的信號作為鎖相環(huán)的載頻信號，第三調(diào)制信號振蕩器44接收第五數(shù)模轉(zhuǎn)換器45的信號，第三載頻信號發(fā)生器46接收第六數(shù)模轉(zhuǎn)換器47的信號，第五數(shù)模轉(zhuǎn)換器45和第六數(shù)模轉(zhuǎn)換器47接收中央處理器I的輸出信號，第三壓控振蕩器43輸出信號送到2號頻譜鑒別電路6。
[0029]I號頻譜鑒別電路5結(jié)構(gòu)如下:第一差頻信號發(fā)生器51接收第一高端鑒頻器52和第一低端鑒頻器53的輸出信號，第一頻率-電壓轉(zhuǎn)換電路54接收第一差頻信號發(fā)生器51的信號，第一頻率-電壓轉(zhuǎn)換電路54將信號送到第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器55，第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器55將信號送到中央處理器I，第一高端鑒頻器52接收低頻段掃頻信號發(fā)生器2的信號，第一低端鑒頻器53接收中頻段掃頻信號發(fā)生器3的信號。
[0030]I號頻譜鑒別電路用于對低頻段掃頻信號發(fā)生器與中頻段掃頻信號發(fā)生器的頻譜進(jìn)行鑒別與分析，以判斷低頻段掃頻信號發(fā)生器的高端頻率與中頻段掃頻信號發(fā)生器的低端頻率的銜接狀態(tài)。低頻段掃頻信號發(fā)生器的信號加至第一高端鑒頻器并檢出最高頻率，檢出的最高頻率送至第一差頻信號發(fā)生器；中頻段掃頻信號發(fā)生器的信號加至第一低端鑒頻器并檢出最低頻率，檢出的最低頻率同時送至第一差頻信號發(fā)生器。第一差頻信號發(fā)生器比較出兩個頻率的差值，該頻率差值經(jīng)第一頻率一電壓轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成一模擬電壓，該模擬電壓經(jīng)第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器后變換成一組二進(jìn)制碼的數(shù)字信號，并將其送至中央處理器。中央處理器把反饋來的信號經(jīng)運(yùn)算和邏輯判斷后，同樣以二進(jìn)制碼的形式分別向低頻段掃頻信號發(fā)生器和中頻段掃頻信號發(fā)生器發(fā)出調(diào)整信號，最后達(dá)到兩個頻段掃頻信號發(fā)生器的信號頻率達(dá)到最佳銜接效果。
[0031 ] 2號頻譜鑒別電路6結(jié)構(gòu)如下:第二差頻信號發(fā)生器61接收第二高端鑒頻器62和第二低端鑒頻器63的輸出信號，第二頻率-電壓轉(zhuǎn)換電路64接收第二差頻信號發(fā)生器61的信號，第二頻率-電壓轉(zhuǎn)換電路64將信號送到第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器65，第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器65將信號送到中央處理器I，第二高端鑒頻器62接收中頻段掃頻信號發(fā)生器3的信號，第二低端鑒頻器63接收高頻段掃頻信號發(fā)生器4的信號。2號頻譜鑒別電路的工作原理與I號頻譜鑒別電路的相同。
[0032]高速陣列電子開關(guān)7結(jié)構(gòu)如下:譯碼器71接收中央處理器I送來的編碼信號，經(jīng)譯碼后將信號分別送到第一至第十五高速電子開關(guān)72 ;第一至第十五高速電子開關(guān)72還接收第一至第十五帶通濾波器信號，第一至第十五高速電子開關(guān)72將信號送到射極跟隨器73，射極跟隨器73將信號送到前置放大器8。各路高速電子開關(guān)的開通與否均由中央處理器通過譯碼器進(jìn)行控制。
[0033]對扣式感應(yīng)器10是由上、下兩個長方形盒體組成，上、下盒體內(nèi)z繞有電感線圈，由于上、下兩個盒體內(nèi)分別設(shè)有電感線圈，使電感線圈產(chǎn)生的磁力線完全垂直于管道中水流方向，上、下盒體的端面設(shè)有半圓形凹槽，兩個半圓形凹槽對扣在水管上，在上、下盒體上設(shè)有快速插頭101，快速插頭101與電感線圈連接。
[0034]對扣式智能全自動除垢器的除垢方法，中央處理器向高頻段掃頻信號發(fā)生器、中頻段掃頻信號發(fā)生器和低頻段掃頻信號發(fā)生器分別發(fā)送頻率產(chǎn)生信號，高頻段掃頻信號發(fā)生器、中頻段掃頻信號發(fā)生器和低頻段掃頻信號發(fā)生器將產(chǎn)生的掃頻信號經(jīng)過第一至第十五帶通濾波器進(jìn)行濾波輸出到高速陣列電子開關(guān)中的高速電子開關(guān)中，中央處理器向高速陣列電子開關(guān)中的譯碼器送去編碼信號，譯碼器將編碼信號譯碼后送至第一至第十五高速電子開關(guān)，第一至第十五高速電子開關(guān)將接收的經(jīng)濾波后的掃頻信號和譯碼后的信號匯集到射極跟隨器，并由射極跟隨器輸出到前置放大器，再經(jīng)功率放大器進(jìn)行放大后將交變電信號送到對扣式感應(yīng)器，使對扣式感應(yīng)器的電感線圈產(chǎn)生流動的交變電流，I號頻譜鑒別電路和2號頻譜鑒別電路將接收掃頻信號的高端頻率和低端頻率,并將高端頻率和低端頻率加至差頻信號發(fā)生器，輸出的差頻值經(jīng)頻率-電壓轉(zhuǎn)換器輸出一個與頻率對應(yīng)的電壓，電壓經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器后，形成一組與電壓相對應(yīng)的數(shù)字信號并反饋給中央處理器，中央處理器根據(jù)反饋的信號，向高頻段掃頻信號發(fā)生器、中頻段掃頻信號發(fā)生器和低頻段掃頻信號發(fā)生器分別輸出二組B⑶碼數(shù)字信號，這兩組數(shù)字信號經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器后，分別控制載頻信號產(chǎn)生器和調(diào)制信號振蕩器，從而達(dá)到控制高頻段掃頻信號發(fā)生器、中頻段掃頻信號發(fā)生器和低頻段掃頻信號發(fā)生器的中心頻率和高、低端頻率。以滿足整個頻率覆蓋范圍達(dá)到最佳狀態(tài)。本發(fā)明輸出的信號頻率可從幾周到上百兆周，完全可以滿足成垢離子和大水分子團(tuán)達(dá)到共振的目的。
[0035]本發(fā)明載頻信號發(fā)生器是掃頻信號發(fā)生器輸出的中心頻率，壓控振蕩器在調(diào)制信號振蕩器的控制下，能輸出以載頻信號為中心頻率的一組掃頻信號，掃頻信號的帶寬和高、低端頻率由調(diào)制信號振蕩器的信號幅度和斜率決定。高速電子開關(guān)的開通與否由譯碼器譯出的信號控制，本發(fā)明的頻帶寬度分成十五等分，每個等分為一個單元帶寬，十五個單元帶寬依次從低頻向高頻排列，十五個輸出的單元帶寬與十五個高速電子開關(guān)的輸入一一對應(yīng)。只有某個高速電子開關(guān)開通，其對應(yīng)的某個單元帶寬的信號才能輸出。在中央處理器的控制下，根據(jù)不同地域水質(zhì)輸出一組按一定規(guī)律變化的脈沖信號群。十五個高速電子開關(guān)輸出的信號匯集到射極跟隨器，并由射極跟隨器輸出。為了獲得足夠大的輸出功率，高速陣列電子開關(guān)電路輸出的頻率組合必須進(jìn)行放大，前置放大器用于對頻率組合信號進(jìn)行電壓放大，經(jīng)放大后的頻率組合信號再經(jīng)功率放大器進(jìn)行功率放大，并最終輸至對扣式感應(yīng)器。
[0036]電感線圈，它用于將輸送來的交變電信號變成在感應(yīng)線圈內(nèi)流動的交變電流，電感線圈在交變電流作用下產(chǎn)生交變磁場并耦合到水體中。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，該交變磁場作用于管道內(nèi)水體中流動的離子，從而又產(chǎn)生交變感應(yīng)電動勢，該電動勢與交變磁場共同構(gòu)成一個物理場，也就是交變電磁振動場，該場可使成垢晶體變成不易成垢的晶體，使大分子團(tuán)水變成單水分子，從而起到阻垢、防垢作用。
[0037]由于我國地域廣大，不同區(qū)域的地質(zhì)條件不同，因此其水質(zhì)也不一樣。而真正對結(jié)垢有影響的主要是溶解于水中的碳酸氫鈣和碳酸氫鎂。中央處理器根據(jù)不同水質(zhì)，控制三組低，中，高頻段掃頻信號發(fā)生器和高速陣列電子開關(guān)電路輸出最佳頻率組合。
[0038]例如某省某市需安對扣式智能全自動除垢器，此時中央處理器控制低、中、高頻段的掃頻信號發(fā)生器輸出的頻率分別為IOHZ?5KC ;5K(T250KC ;250K(Tl2.5MC。其中心頻率分別為2.495KC ；122.5KC ；6.125MC。此時中央處理器能控制低、中、高頻段掃頻信號發(fā)生器的各個載頻信號發(fā)生器輸出上述的中心頻率。同時控制低、中、高頻段掃頻信號發(fā)生器輸出上述的頻帶寬度。一旦出現(xiàn)各頻段之間的頻率不能銜接，I號、2號頻譜鑒別電路能通過中心處理器對各頻段的掃頻信號發(fā)生器進(jìn)行自動調(diào)整。
[0039]該地水質(zhì)還要求我們，在2K(Tl.2MC之間的信號頻率作用時間應(yīng)大于其他頻率3倍，因此中央處理器能通過高速陣列電子開關(guān)中的譯碼器，使對應(yīng)于該頻帶的高速電子開關(guān)的開返時間要比其他頻率的開返時間大3倍，以取得最佳的防垢、阻垢效果。
【權(quán)利要求】
1.對扣式智能全自動除垢器，其特征在于由下述結(jié)構(gòu)構(gòu)成:中央處理器的輸出端與高頻段掃頻信號發(fā)生器、中頻段掃頻信號發(fā)生器、低頻段掃頻信號發(fā)生器和高速陣列電子開關(guān)的輸入端連接，中央處理器的輸入端與I號頻譜鑒別電路和2號頻譜鑒別電路的輸出端連接，低頻段掃頻信號發(fā)生器的輸出端與高速陣列電子開關(guān)和I號頻譜鑒別電路的輸入端連接，中頻段掃頻信號發(fā)生器的輸出端與高速陣列電子開關(guān)、I號頻譜鑒別電路和2號頻譜鑒別電路的輸入端連接，高頻段掃頻信號發(fā)生器的輸出端與高速陣列電子開關(guān)和2號頻譜鑒別電路的端入端連接，高速陣列電子開關(guān)的輸出端與前置放大器的輸入端連接，前置放大器的輸出端與功率放大器的輸入端連接，功率放大器的輸出端與對扣式感應(yīng)器連接，開關(guān)電源向中央處理器、高頻段掃頻信號發(fā)生器、中頻段掃頻信號發(fā)生器、低頻段掃頻信號發(fā)生器、高速陣列電子開關(guān)的輸入端I號頻譜鑒別電路、2號頻譜鑒別電路、前置放大器和功率放大器供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對扣式智能全自動除垢器，其特征在于低頻段掃頻信號發(fā)生器結(jié)構(gòu)如下:第一鑒幅器、第一環(huán)路濾波器和第一壓控振蕩器組成鎖相環(huán)，第一壓控振蕩器接收第一調(diào)制信號振蕩器的信號，第一壓控振蕩器輸出信號送到第一至第五帶通濾波器中，第一調(diào)制信號振蕩器接收第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器的信號，第一載頻信號發(fā)生器接收第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器的信號，第一載頻信號發(fā)生器輸出的信號作為鎖相環(huán)的載頻信號，第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器接收中央處理器的輸出信號，第一壓控振蕩器輸出信號送到I號頻譜鑒別電路。
3.根據(jù)權(quán) 利要求1所述的對扣式智能全自動除垢器，其特征在于中頻段掃頻信號發(fā)生器結(jié)構(gòu)如下:第二鑒幅器、第二環(huán)路濾波器和第二壓控振蕩器組成鎖相環(huán)，第二壓控振蕩器接收第二調(diào)制信號振蕩器的信號，第二壓控振蕩器輸出信號送到第六至第十帶通濾波器中，第二調(diào)制信號振蕩器接收第三數(shù)模轉(zhuǎn)換器的信號，第二載頻信號發(fā)生器輸出的信號作為鎖相環(huán)的載頻信號，第二載頻信號發(fā)生器接收第四數(shù)模轉(zhuǎn)換器的信號，第三數(shù)模轉(zhuǎn)換器和第四數(shù)模轉(zhuǎn)換器接收中央處理器的輸出信號，第二壓控振蕩器輸出信號送到I號頻譜鑒別電路和2號頻譜鑒別電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對扣式智能全自動除垢器，其特征在于高頻段掃頻信號發(fā)生器結(jié)構(gòu)如下:第三鑒幅器、第三環(huán)路濾波器和第三壓控振蕩器組成鎖相環(huán)，第三壓控振蕩器接收第三調(diào)制信號振蕩器的信號，第三壓控振蕩器輸出信號送到第十一至第十五帶通濾波器中，第三載頻信號發(fā)生器輸出的信號作為鎖相環(huán)的載頻信號，第三調(diào)制信號振蕩器接收第五數(shù)模轉(zhuǎn)換器的信號，第三載頻信號發(fā)生器接收第六數(shù)模轉(zhuǎn)換器的信號，第五數(shù)模轉(zhuǎn)換器和第六數(shù)模轉(zhuǎn)換器接收中央處理器的輸出信號，第三壓控振蕩器輸出信號送到2號頻譜鑒別電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對扣式智能全自動除垢器，其特征在于I號頻譜鑒別電路結(jié)構(gòu)如下:第一差頻信號發(fā)生器接收第一高端鑒頻器和第一低端鑒頻器的輸出信號，第一頻率-電壓轉(zhuǎn)換電路接收第一差頻信號發(fā)生器的信號，第一頻率-電壓轉(zhuǎn)換電路將信號送到第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器將信號送到中央處理器，第一高端鑒頻器接收低頻段掃頻信號發(fā)生器的信號，第一低端鑒頻器接收中頻段掃頻信號發(fā)生器的信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對扣式智能全自動除垢器，其特征在于2號頻譜鑒別電路結(jié)構(gòu)如下:第二差頻信號發(fā)生器接收第二高端鑒頻器和第二低端鑒頻器的輸出信號，第二頻率-電壓轉(zhuǎn)換電路接收第二差頻信號發(fā)生器的信號，第二頻率-電壓轉(zhuǎn)換電路將信號送到第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器，第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器將信號送到中央處理器，第二高端鑒頻器接收中頻段掃頻信號發(fā)生器的信號，第二低端鑒頻器接收高頻段掃頻信號發(fā)生器的信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對扣式智能全自動除垢器，其特征在于高速陣列電子開關(guān)結(jié)構(gòu)如下:譯碼器接收中央處理器的信號，并將信號送到第一至第十五高速電子開關(guān);第一至第十五高速電子開關(guān)還接收第一至第十五帶通濾波器信號，第一至第十五高速電子開關(guān)將信號送到射極跟隨器，射極跟隨器將信號送到前置放大器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對扣式智能全自動除垢器，其特征在于對扣式感應(yīng)器是由上、下兩個長方形盒體組成，上、下盒體內(nèi)饒有電感線圈，上、下盒體的端面設(shè)有半圓形凹槽，在上盒體上設(shè)有快速插頭，快速插頭與電感線圈連接。
9.對扣式智能全自動除垢器的除垢方法，其特征在于中央處理器向高頻段掃頻信號發(fā)生器、中頻段掃頻信號發(fā)生器和低頻段掃頻信號發(fā)生器分別發(fā)送頻率產(chǎn)生信號，高頻段掃頻信號發(fā)生器、中頻段掃頻信號發(fā)生器和低頻段掃頻信號發(fā)生器將產(chǎn)生的掃頻信號經(jīng)過第一至第十五帶通濾波器進(jìn)行濾波輸出到高速陣列電子開關(guān)中的高速電子開關(guān)中，中央處理器向高速陣列電子開關(guān)中的譯碼器送去編碼信號，譯碼器將編碼信號譯碼后送至第一至第十五高速電子開關(guān)，第一至第十五高速電子開關(guān)將接收的經(jīng)濾波后的掃頻信號和譯碼后的信號匯集到射極跟隨器，并由射極跟隨器輸出到前置放大器，再經(jīng)功率放大器進(jìn)行放大后將交變電信號送到對扣式感應(yīng)器，使對扣式感應(yīng)器的電感線圈產(chǎn)生流動的交變電流，I號頻譜鑒別電路和2號頻譜鑒別電路將接收掃頻信號的高端頻率和低端頻率,并將高端頻率和低端頻率加至差頻信號發(fā)生器，輸出的差頻值經(jīng)頻率-電壓轉(zhuǎn)換器輸出一個與頻率對應(yīng)的電壓，電壓經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換 器后，形成一組與電壓相對應(yīng)的數(shù)字信號并反饋給中央處理器，中央處理器根據(jù)反饋的信號，向高頻段掃頻信號發(fā)生器、中頻段掃頻信號發(fā)生器和低頻段掃頻信號發(fā)生器分別輸出二組B⑶碼數(shù)字信號，這兩組數(shù)字信號經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器后，分別控制載頻信號產(chǎn)生器和調(diào)制信號振蕩器，從而達(dá)到控制高頻段掃頻信號發(fā)生器、中頻段掃頻信號發(fā)生器和低頻段掃頻信號發(fā)生器的中心頻率和高、低端頻率。
【文檔編號】F28G7/00GK103940287SQ201410128505
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】莊朱平, 陳梁平, 黃進(jìn)士, 劉泉伯 申請人:莊朱平