[實(shí)用新型]一種激光場效應(yīng)小分子團(tuán)簇水質(zhì)機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720155260.5
• 申請日: 2017-02-13
• 公開（公告）號(hào): CN206635074U
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳罘杲;何秀英
• 申請（專利權(quán)）人: 陳罘杲
• 主分類號(hào): C02F1/30
• 分類號(hào): C02F1/30;C02F1/48
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種激光場效應(yīng)小分子團(tuán)簇水質(zhì)機(jī)。

背景技術(shù)

目前，小分子團(tuán)簇的水體對于人體的健康及生物效應(yīng)已得到充分的證明，關(guān)于小分子團(tuán)簇水體的生成，人們已采取了如外加磁場、外加電場等許多方法。

我們知道，水是由H原子和O原子結(jié)合而成，分子式為H₂O，水在自然界中以固、液、汽三種狀態(tài)存在。根據(jù)熱力學(xué)計(jì)算，單個(gè)水分子的熔點(diǎn)為-110℃，沸點(diǎn)為-85℃，而現(xiàn)實(shí)生活中，實(shí)際水的熔點(diǎn)為0℃，沸點(diǎn)為100℃。因?yàn)槲镔|(zhì)的熔沸點(diǎn)與物質(zhì)的分子量有關(guān)，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)隨分子量的增大而提高，則說明液態(tài)水并不是以單個(gè)水分子存在，而是以集合體存在，即水分子團(tuán)簇結(jié)構(gòu)。

液態(tài)水分子通過氫鍵形成團(tuán)簇結(jié)構(gòu)，且氫鍵為極性鍵，團(tuán)簇能量低于單分子能量。若想改變其結(jié)構(gòu)，可通過外加能量使氫鍵斷裂，影響團(tuán)簇結(jié)構(gòu)的重排機(jī)理，實(shí)現(xiàn)團(tuán)簇結(jié)構(gòu)改變，背景技術(shù)中常用的方法有：一、外加磁場：由于氫鍵鍵能非常大，要想通過外加磁場使氫鍵斷裂是不可能的，而水中存在如下平衡：若利用磁場的作用使平衡右移，則可破壞水的團(tuán)簇結(jié)構(gòu)；二、外加電場：水是極性分子，分子間氫鍵主要因?yàn)殡娕紭O相互作用，水分子利用外加能量改變原有運(yùn)動(dòng)方式，從而改變水分子動(dòng)態(tài)氫鍵網(wǎng)絡(luò)體系，最終實(shí)現(xiàn)改變水分子團(tuán)簇結(jié)構(gòu)的目的。

上述方法從理論上可以證明對水質(zhì)小分子團(tuán)化有作用，但實(shí)際效果不十分明顯。為了得到更好的小分子團(tuán)的水體，本人設(shè)計(jì)了一種采用激光對水體進(jìn)行處理，以達(dá)到更為理想的小分子團(tuán)簇的水質(zhì)：通過外加能量，改變水分子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，影響氫鍵網(wǎng)絡(luò)的重排機(jī)理，就可以實(shí)現(xiàn)水分子團(tuán)簇結(jié)構(gòu)的改變。研究表明對水進(jìn)行激光輻射處理，可實(shí)現(xiàn)水分子團(tuán)簇的改變。其原理是：激光誘導(dǎo)等離子體產(chǎn)生，使等離子體所產(chǎn)生的外加電場能夠干擾水分子團(tuán)簇結(jié)構(gòu)的氫鍵網(wǎng)絡(luò)重排，導(dǎo)致水分子間的氫鍵受到破壞，削弱了水分子間氫鍵作用，致使水分子團(tuán)簇向分子個(gè)數(shù)小的方向移動(dòng)。因此，受激拉曼散射過程中使得水的受激拉曼散射光發(fā)生藍(lán)移，主要是由于水分子團(tuán)簇平衡向小的水分子團(tuán)簇移動(dòng)。當(dāng)激光能量大的時(shí)候，使得水中的小分子團(tuán)簇占絕對優(yōu)勢，因此受激散射強(qiáng)度增大、受激輻射帶寬增寬；同時(shí)也導(dǎo)致處于震動(dòng)上能級的水分子數(shù)目增多，因而可以產(chǎn)生anti-Stokes受激輻射。另外，高能密度短脈激光加載下的超臨界水分子作用，可產(chǎn)生熱力學(xué)現(xiàn)象，其結(jié)果是能量快速加入加載區(qū)時(shí)，水分子系統(tǒng)的溫度迅速提高，同時(shí)由于分子迅速向四周擴(kuò)散，在加載區(qū)產(chǎn)生空泡，其中25.5％的能量可以提高水分子系統(tǒng)的動(dòng)能，其余74.5％的能量都用于增大分子間的距離，即系統(tǒng)勢能，伴隨著溫度的提高，水分子熱運(yùn)動(dòng)加快，有摩擦度逐漸減弱，O-H鍵間距增大，水分子之間的氫鍵作用減弱，水分子極性降低。

為了解決上述缺陷，本發(fā)明人經(jīng)過多年的研究，終于研發(fā)出一種激光場效應(yīng)小分子團(tuán)簇水質(zhì)機(jī)，用以彌補(bǔ)上述不足：在激光作用下可以對水分子進(jìn)行選擇性解離，使水處理技術(shù)向場效應(yīng)技術(shù)發(fā)展。相干控制理論是一種有效的控制方法，它的本質(zhì)是量子干涉。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種激光場效應(yīng)小分子團(tuán)簇水質(zhì)機(jī)的技術(shù)方案。

本實(shí)用新型的技術(shù)問題通過以下方案得以實(shí)現(xiàn)：

一種激光場效應(yīng)小分子團(tuán)簇水質(zhì)機(jī)，包括機(jī)殼，其特征在于：該機(jī)上設(shè)有激光水質(zhì)處理器、控制器、進(jìn)水口、出水口；進(jìn)水口、激光水質(zhì)處理器和出水口依次串聯(lián)在水路中；控制器與激光水質(zhì)處理器的電路相聯(lián)構(gòu)成閉合回路；其中：激光水質(zhì)處理器是由等離子發(fā)生管、激光器、進(jìn)水端和出水端所構(gòu)成；等離子發(fā)生管呈沙漏狀，兩端通過絲扣與激光器固為一體并互為相通，進(jìn)水端和出水端設(shè)在等離子發(fā)生管側(cè)壁上。

所述的一種激光場效應(yīng)小分子團(tuán)簇水質(zhì)機(jī)，其特征在于：激光器是由外殼、光源和正透鏡所構(gòu)成，外殼一端設(shè)有絲扣，光源設(shè)置在外殼端口處，光源內(nèi)設(shè)有晶體棒、反射膜、氙燈、電源和負(fù)透鏡，氙燈、晶體棒和負(fù)透鏡依次并排設(shè)置，氙燈兩端通過電路與電源相聯(lián)構(gòu)成閉合回路；反射膜設(shè)在晶體棒兩端并與晶體棒固為一體，光由氙燈發(fā)出發(fā)射到晶體棒，并通過負(fù)透鏡發(fā)散到正透鏡，正透鏡位于激光器內(nèi)部靠近等離子發(fā)生管端口處平行設(shè)置，并與激光器的外殼固為一體。

所述的一種激光場效應(yīng)小分子團(tuán)簇水質(zhì)機(jī)，其特征在于：激光器激光波長＝0.9um-1.2um，脈沖寬度為6ns-15ns，脈沖能量為30mJ-1000mJ可調(diào)，光束經(jīng)負(fù)透鏡擴(kuò)散后通過正透鏡匯聚到水中，在聚焦點(diǎn)發(fā)生光擊穿，產(chǎn)生解離。