静电水处理器中的智能化开发与应用

2013-04-23江苏核工业格林水处理有限责任公司

电子世界 2013年2期

江苏核工业格林水处理有限责任公司张凌

1.引言

静电水处理器是上世纪末发展起来的，它是利用物理方法对循环水、给排水进行防垢、除垢、杀菌、灭藻一种先进方法。由于它成本低、能耗小、无化学污染等优点在国内外得到广泛的应用。我们格林水处理在静电水处理方面以前一直处于领先地位，现在市场竞争比较激烈，要想站稳市场推陈出新是必然趋势。

就市场反馈信息来看，静电水处理器在各地用户处理效果不一样，有的地方效果很好，有的地方效果不明显，通过研究认为解决的办法除需要研究水处理的机理外，就是要用根据实时水状态来自动调整寻找最佳电学参数的智能化电源作水处理器的配套电源，以替代单一固定输出的配套电源。通过探索改进，我们给处理器提供“最佳电压”来提高处理效果。

2.开发智能电源的必要性

从技术、使用和维修等几方面来考虑：

(1)静电水处理器除垢、防垢机理是流过静电除垢器的水，在静电场的作用下，形成正负有序的稳定的链状结构，水偶极子紧紧包围水中溶解的盐类离子，使正负离子不能结合，从而防止水垢的生成。同时通过通过静电场的处理增大水偶极子的偶极距，增强其与盐类的水合能力，从而提高水垢的溶解速率，达到除垢的效果。“最佳电压”与水质、水流量、水温三个因素关系极大，只要一个因素发生变化，“最佳电压”就要改变。原静电水处理器配套电源只能输出单一固定电压，而在不同的水质状态中，效果就会有差异。而智能电源根据现场的及时水质、流量、水温自动搜寻并随机调整至“最佳电压”。

图1 整机方框图

图2 软件方框图

图3 可控高压电源方框图

(2)原配套电源使用不方便，出现故障不是专业人员没有办法排除，而智能电源可让一般操作工看显示屏进行操作、排除故障。

(3)静电水处理器系列有十几种规格，原电源互换性很差。智能电源把所有规格的电源集于一身，从而形成互换性极强的通用电源。同时智能化电源可随时自动检测输出高压，并通过“保密字”显示给维修人员，给维修人员带来了方便。

3.智能电源原理

智能电源整机分两大部分：单片机、可控高压电源。

3.1 整机方框图及性能指标

3.1.1 方框图(整机方框图见图1)

3.1.2 性能指标

(1)电压调整范围：0V-15000V连续可调，精度〈2×10-2，4小时后温度漂移〈2×10-2，源效应〈2×10-2。

(2)液晶显示，全部汉字化，显示内容：格林商标、使用须知、流量及型号预置、温度及流量实时数据、运行正常(或正常)、检修提示、警告等。

(3)智能化：随流量和温度自动调整输出高压，留有通讯接口、主送流量、温度及运行正常与否的信息给“中控室”；随时可查阅的“使用说明”和“警告”；出现故障有声光报警并有相应的“检修提示”；有停电自恢复功能；有“密码”检测高压和保密功能。

3.1.3 工作原理

由自备流量计接口检测实时流量或由键盘人工预置流量给单片机，再由温度计接口输入实时水温，经单片机处理后摸拟直流低压植(0-15V)，送可控高压电源，经振荡、变压、整流后输出直流高压给水处理器。同时输出高压经分压后取样再送回单片机，单片机将取样植和计算机植进行比较，再调整计算机输出植，调整输出高压，这样反复比较调整，直至与需要的参数植相等。

3.2 单片机软件方框图及原理

3.2.1 方框图(软件方框图见图2)

3.2.2 软件原理

CPU首先访问汉字库，并将储存格林商标和使用须知等信息调出，依次显示在液晶屏上，然后显示“请按设型键”，则根据用户需求设定。软件系统按顺序不断提示操作者输入现场数据。如不输入，半分钟后系统按前次参数投入运行。并不断检测是否有故障。如有则发出声光报警。如没有则显示流量、温度值。

3.3 可控高压电源原理及方框

3.3.1 方框图(如图3)

3.3.2 可控高压电源电路图

3.3.3 工作原理

交流电经变压器降压，整流滤波后输出22V的直流电压，该电压加到三端稳压器的输入端，其输出端电压大小受控制端控制，而控制端受单片机控制。单片机根据流量和温度将22V通过控制端调整为与流量、温度相适应的电压提供给推挽振荡器，经高压变压器升压、再经五倍整流升压后，输出与实时状态相适应的最佳电压给水处理器。为了判断输出高压是否准确，再把输出高压经分压取样后送回单片机比较和计算，把误差转换为电压，送至三端稳压器控制端进行调整，反复多次直至准确为止。这种闭环电路重要作用就是输出稳定的高压值。其稳定度取决于单片机的分辨率。