太赫兹液体活化装置和太赫兹液体活化设备的制作方法

[0001]
本申请属于小分子图水技术领域，具体涉及太赫兹液体活化装置和太赫兹液体活化设备。


背景技术：

[0002]
水分子团簇是指水分子之间以氢键形成的三维立体网络。在水分子的固液气三态中，气体水分子是以单分子形式存在的不存在氢键，固态水分子之间形成有几乎全闭合的大规模氢键网络，液体水分子之间则形成有介于气体和固体之间的氢键网络。根据热力学计算数据，如果液体水中不存在氢键，水的熔点应该是-110℃，沸点应该为-85℃。可见常见水源中均存在不同程度的氢键网络，也就是说常见水源中的水分子大部分都是以团簇的形式存在的。
[0003]
水分子团簇的大小会对水的生物活性造成非常大的影响。水分子团簇变小，水的溶解力、渗透力、代谢力、扩散力、乳化力均有所增强，从而具有一定的活化作用，在一定程度上可以增强生物体的新陈代谢、血脂代谢、酶活性以及免疫功能，因此，这样的水也被称为活化水。与此相反，大分子团簇水由于不利于生物体的健康而被称为死水(如酸雨水或经化学药剂作用过的水质等)。
[0004]
现有技术中的水活化设备，一般是采用加热、磁化、激光照射等技术实现水的活化，要么活化效率低(磁化)，要么活化程度达不到小分子团的要求(加热)，要么会对人体造成伤害(激光照射)，不方便使用。并且，现有的各种水活化设备均不能长时期有效的保持水体的活化状态。


技术实现要素：

[0005]
有鉴于此，本申请提供了太赫兹液体活化装置和太赫兹液体活化设备，以解决现有技术中存在的技术问题。
[0006]
本申请为解决其技术问题而提供的太赫兹液体活化设备为：
[0007]
一种太赫兹液体活化设备，其特征在于：包括液体容器和太赫兹液体活化装置，太赫兹液体活化装置包括活化组件、维持组件和控制单元；活化组件用于活化液体容器内的液体，维持组件用于维持液体容器内的液体的活化状态，控制单元用于实现控制功能；活化组件能够向液体容器内的液体发出频率介于10
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hz-10
13
hz之间的电磁波以活化液体容器内的液体，活化组件还能够向维持组件发射频率低于10
11
hz的电磁波以激发维持组件；维持组件经过活化组件激发后能够在活化组件停止发射电磁波后继续向液体容器内发射电磁波以维持液体容器内的液体的活化状态。
[0008]
作为优选，活化组件包括第一光源模块、第二光源模块、共线部件和非线性晶体；共线部件用于对第一光源模块、第二光源模块发出的光束进行共线处理，非线性晶体设置在第一光源模块和第二光源模块发射的共线共束的光路上，第一光源模块、第二光源模块电性连接到控制单元。
[0009]
作为优选，第一光源模块包括第一激光发射部件、衰减器和缩束镜，衰减器和缩束镜设置在第一激光发射部件的出射光路上。
[0010]
作为优选，第二光源模块包括激光二极管、光纤放大器和闲频光处理组件，激光二极管接入光纤放大器，光纤放大器接入闲频光处理组件，闲频光处理组件包括光纤准直器、隔离器、光束展宽器和半波片，光纤准直器、隔离器、光束展宽器和半波片依次设置在光纤放大器的出射光路上。
[0011]
作为优选，非线性晶体为zgp、gase、gap、ppln和mgo：linbo3中的任意一种或任意多种的组合。进一步优选地，非线性晶体由相互错开的第一mgo：linbo3晶体和第二mgo：linbo3晶体构成，第二mgo：linbo3晶体表面上设置有硅棱镜阵列。
[0012]
作为优选，维持组件包括红外辐射体；活化组件发出的电磁波能够穿过和/或进入红外辐射体；红外辐射体经过活化组件激发后能够在活化组件停止发射电磁波后继续向液体容器内发射电磁波以维持液体容器内的液体的活化状态。进一步优选地，红外辐射体发射的电磁波的波长介于1μm-16μm之间。
[0013]
作为优选，红外辐射体包括高分子基体和均匀分布在所述高分子基体内的红外辐射材料。进一步优选地，高分子基体为环氧树脂，红外辐射材料包括玉石、电气石、远红外陶瓷中的任意一种或多种的混合物并且红外辐射材料均为量子点。进一步优选地，红外辐射材料在红外辐射体中的质量百分比含量介于65％-84％之间。
[0014]
作为优选，维持组件还包括磁场组件，磁场组件能够形成磁场强度介于2500-25000奥斯特之间并且能够部分或全部覆盖红外辐射体的电磁场；红外辐射体能够在磁场组件和活化组件的作用下产生分子低频共振并将分子低频共振能传递给液体容器内的液体以维持液体的活化状态。也即：红外辐射体能够在活化组件发射的频率介于7.2hz-7.8hz之间的电磁波和磁场组件的作用下发出频率介于7.2hz-7.8hz之间并且波长介于400nm-800nm之间的电磁波并将分子低频共振能传递给液体容器内的液体以维持液体的活化状态。
[0015]
本申请为解决其技术问题而提供的太赫兹液体活化装置为：
[0016]
一种太赫兹液体活化装置，其特征在于：包括活化组件、维持组件和控制单元；活化组件能够发出用于活化液态水的、频率介于10
11
hz-10
13
hz之间的电磁波，活化组件还能够向维持组件发射频率低于10
11
hz的电磁波以激发维持组件；维持组件经过所述活化组件激发后能够在活化组件停止发射电磁波后继续发射电磁波。
[0017]
有益的技术效果：
[0018]
本申请提供的太赫兹液体活化设备能够通过第一光源模块、第二光源模块和非线性晶体的配合形成任意波段的电磁波，典型的如太赫兹波和分子低频共振波，当活化组件发出太赫兹波时候，太赫兹波能够被液体水强烈吸收并且不会对周围环境造成任何破坏和影响。水体吸收太赫兹波后，水分子团簇能够在太赫兹能量的作用下产生剧烈的分子共振，进而造成水分子之间的氢键断裂，实现水的活化。同时，活化组件发出的非太赫兹波段的电磁波能够被红外辐射体中的高分子基体和红外辐射材料滤除和吸收，通过促进高分子基体和红外辐射材料的分子热运动，增加高分子基体和红外辐射材料的红外电磁波辐射能力，在水体活化完成后维持水体的活化状态。为保证小分子团簇水的活化状态，还能够通过令活化组件发出分子低频共振波，在磁场组件的配合下，激活共振体，通过不断向水体辐射分
子低频共振波，防止水体形成大分子团簇，保证活化效果。
[0019]
以下结合说明书附图和具体实施方式，对本申请的技术方案和技术效果进行详细介绍。
附图说明
[0020]
图1：太赫兹液体活化设备结构示意图；
[0021]
图2：图1中活化组件结构示意图；
[0022]
标识说明：
[0023]
10-液体容器，20-活化组件，30-维持组件，40-控制单元；
[0024]
210-第一光源模块，220-第二光源模块，230-共线部件，240-非线性晶体；
[0025]
2110-第一激光发射部件，2120-衰减器，2130-缩束器；
[0026]
2210-激光二极管，2220-光纤放大器，2230-闲频光处理组件；
[0027]
310-红外辐射体，320-磁场组件。
具体实施方式
[0028]
太赫兹波是指频率在0.1-10thz范围的电磁波，波长在30μm到3000μm范围，介于微波与红外之间的电磁波。太赫兹波具有如下特点：1、安全性能好。光子能量低，频率为lthz的电磁波的光子能量只有大约10-3
ev，约为x射线光子能量的l/106，不会对生物组织产生有害的电离，适合于对生物组织进行活体检查或民用。2、穿透能力强。太赫兹可以在低损的情况下穿透墙壁、陶瓷、碳板、布料、塑料等物，这一特性制作的成像及探测感应系统，在国防安全中将发挥重要作用。3、能够被水强烈吸收，会对太赫兹检测仪器的检测结果造成影响。因此在太赫兹光谱检测过程中，一般会避免使用水做溶剂。
[0029]
本发明创造性的使用太赫兹波作为水体的活化能量源，利用非线性差频方法同时产生太赫兹活化波和红外辐射激发波，能够在对液体进行活化的同时，通过促进高分子基体和红外辐射材料的分子热运动频率，增加高分子基体和红外辐射材料的远红外电磁波辐射能力，在水体活化完成后维持水体的活化状态。
[0030]
请参阅图1和图2，本申请提供的太赫兹液体活化设备包括包括液体容器10和太赫兹液体活化装置，太赫兹液体活化装置包括活化组件20、维持组件30和控制单元40；活化组件20、维持组件30和控制单元40均可拆卸设置在液体容器10上(可以通过将活化组件20、维持组件30和控制单元40集成在容器盖上实现太赫兹液体活化装置和液体容器10之间的可拆卸连接)，活化组件20用于活化液体容器10内的液体，维持组件30用于维持液体容器10内的液体的活化状态，控制单元40用于实现控制功能。
[0031]
活化组件20包括第一光源模块210、第二光源模块220、共线部件230和非线性晶体240；共线部件230用于对第一光源模块210、第二光源模块220发出的光束进行共线处理，非线性晶体240设置在第一光源模块210和第二光源模块220发射的共线共束的光路上，第一光源模块210、第二光源模块220电性连接到控制单元40。共线部件230为能够透射抽运光和反射闲频光的光学器件比如双色镜。非线性晶体230可以为现有技术中任意的非线性晶体，本实施例中的非线性晶体为由相互错开的第一mgo：linbo3晶体和第二mgo：linbo3晶体构成，第二mgo：linbo3晶体表面上设置有硅棱镜阵列。第一光源模块210、第二光源模块220、
共线部件230和非线性晶体240采用共线相位匹配配置。
[0032]
第一光源模块210包括第一激光发射部件2110、衰减器2120和缩束镜2130，衰减器2120和缩束镜2130设置在第一激光发射部件2110的出射光路上。第一激光发射部件2110可以为现有技术中的各种激光发射组件或部件比如激光器或激光二极管，衰减器2120可以为由半波片和偏振片组成的光脉冲能量控制机构，缩束镜2130用来控制激光的光强。
[0033]
第二光源模块220包括激光二极管2210、光纤放大器2220和闲频光处理组件2230，激光二极管2210接入光纤放大器2220，光纤放大器2220接入闲频光处理组件2230，闲频光处理组件包括光纤准直器fc、隔离器iso、光束展宽器be和半波片λ/2，光纤准直器fc、隔离器iso、光束展宽器be和半波片λ/2依次设置在光纤放大器2220的出射光路上。
[0034]
维持组件30包括红外辐射体310；红外辐射体310包括高分子基体和均匀分布在高分子基体内的红外辐射材料。高分子基体为线性链长度不少于40个单体单元的高分子聚合物如环氧树脂，红外辐射材料为玉石、电气石、远红外陶瓷质量份数比为1:2.3:3.5的混合物，三种物料的均为量子点纳米材料。红外辐射材料在红外辐射体310中的质量百分比含量65-84％。维持组件30在液体容器10上的安装位置允许活化组件20发出的电磁波能够穿过和/或进入红外辐射体310。红外辐射体310经过活化组件20激发后能够在活化组件20停止发射电磁波后继续向液体容器10内发射电磁波以维持液体容器10内的液体的活化状态。红外辐射体310发射的电磁波的波长优选介于1μm-16μm之间。
[0035]
激光二极管2210发射的激光束经闲频光处理组件2230放大、准直、扩束和转偏处理后作为闲频光和第一激光发射部件2110发射的抽运光共线入射到非线性晶体240中(激光二极管2210发射的激光束经闲频光处理组件2230处理后还可以再经过反射镜和另一个半波片λ/2后入射到非线性晶体240中)。抽运光和闲频光经过非线性晶体240的光学差频后，形成包括太赫兹波段电磁波(频率介于10
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hz之间)和非太赫兹波段电磁波(比如闲频光)的混合电磁波。由于太赫兹波具有高效低损的穿透能力，混合电磁波经过红外辐射体310的反射、吸收和滤波后形成高纯度的太赫兹电磁波入射到水体中，水体吸收太赫兹波后，水分子、水分子团簇和微观粒子产生剧烈共振，从而可以将水分子间的氢键断裂，实现水的活化。同时，红外辐射体310由于滤除和吸收了混合电磁波中的非太赫兹波段电磁波(比如闲频光)，分子热运动加剧，温度升高，能够在较长的时间期限内持续向水体发出一定波长的红外辐射，从而可以在活化组件20停止发射电磁波后维持液体容器10内的液体的活化状态。红外辐射体310发出的红外辐射优选为远红外辐射比如波长介于1μm-16μm之间，因为人体的红外辐射能量较集中的中心波长约为9.4μm，在这个波段电磁波的作用下的饮用水是人体最易接受的活化水。
[0036]
在本申请另一个优选实施例中，维持组件30还包括磁场组件320，磁场组件320能够形成磁场强度介于2500-25000奥斯特之间并且能够部分或全部覆盖红外辐射体310的电磁场；红外辐射体310能够在活化组件20和磁场组件320的作用下产生分子低频共振并将分子低频共振能传递给液体容器10内的液体以维持液体的活化状态。比如红外辐射体310可以在第一激光发射部件2110或激光二极管2210发出的频率介于7.2hz-7.8hz之间的电磁波以及磁场组件320的作用下产生分子低频共振，发出频率介于7.2hz-7.8hz之间并且波长介于400nm-800nm之间的电磁波，并将产生的分子低频共振能传递给液体容器10内的液体以维持液体的活化状态，保证活化效果。当然也可以采用非线性差频方案产生分子低频共振，
比如令激光二极管2210发出频率介于7.2hz-7.8hz之间的电磁波，低频电磁波经过非线性晶体差频后，会产生包括太赫兹电磁波和低频电磁波的混合电磁波，低频电磁波经红外辐射体310吸收后也可以在磁场组件320的作用下产生分子低频共振。
[0037]
在针对不同的液体进行活化处理的时候，本申请提供的太赫兹液体活化设备还可以根据特定液体的特定吸收波谱通过非晶体差频技术产生针对性的活化电磁波以灵活适应不同的应用需求。
[0038]
综上，本申请提供的太赫兹液体活化设备能够通过第一光源模块、第二光源模块和非线性晶体的配合形成任意波段的电磁波，典型的如太赫兹波和分子低频共振波，当活化组件发出太赫兹波时候，太赫兹波能够被液体水强烈吸收并且不会对周围环境造成任何破坏和影响。水体吸收太赫兹波后，水分子团簇能够在太赫兹能量的作用下产生剧烈的分子共振，进而造成水分子之间的氢键断裂，实现水的活化。同时，活化组件发出的非太赫兹波段电磁波还能够被红外辐射体310中的高分子基体和红外辐射材料滤除和吸收，通过促进高分子基体和红外辐射材料的分子热运动，增加高分子基体和红外辐射材料的远红外电磁波辐射能力，在水体活化完成后维持水体的活化状态。为保证小分子团簇水的活化状态，还能够通过令活化组件发出分子低频共振波，在磁场组件的配合下，激活红外辐射体310的分子低频共振，通过不断向水体辐射分子低频共振波，防止水体形成大分子团簇，保证活化效果。
[0039]
以上结合说明书附图和具体实施例对本申请的技术方案和技术效果进行了详细阐述，应该说明的是，说明书中公开的具体实施方式仅是本申请较佳的实施例而已，所述领域的技术人员还可以在此基础上开发出其他的实施例；任何不脱离本申请创新理念的简单变形和等同替换均涵盖于本申请，属于本专利的保护范围。