专利名称：具有隔离供电和自生氧气功能的水族系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水族系统，特别是具有隔离供电和自生氧气功能的水族系统。
背景技术：
现有的水族馆，包括常见的鱼缸在内，存在着以下几个问题一、照明、加热、加氧和水循环的动力都来源于有线供电，通过电线与电网相连，存在着极大的安全隐患，一旦漏电，就会危及鱼类的生命，甚至饲养者的人身安全；二、氧气补充是通过一个气泵将空气注入水中，产生了持续不断的噪音，影响环境；三、照明光色单一不变，古板泛味。如何提高水族器材的安全？如何使水族馆更为安静？如何让一个鱼类的小世界绚丽多彩的？这是本方案要解决的问题。
发明内容
答案是用隔离供电取代传统的有线供电来解决可能的漏电问题；用自生氧气的方法代替现有的注入空气法以解决噪音问题；用多彩的LED在水中照明替换传统的自上而下的单色照明。本发明涉及一种水族系统，特别是通过隔离供电和自生氧气的水族系统(An AquariumSystem with Isolated Power Supply and Self-made Oxygen Functions)，它由一个置于水族外面的磁能发射器和位于水中的磁能接收器，包括一个或多个磁能泵浦、磁能氧气发生器和磁能LED灯组成，其特征有以下几个一、能量以磁场的方式从水族馆的外面向内传递到的水中的磁能泵浦、磁能氧气发生器和磁能LED灯，实现了隔离供电；二、利用水电解生成氧气和氢气的原理，自动生成氧气以补充鱼类的需要，而不是从外界注入空气；三、LED在水中自内向外发光，颜色多样、变化多端；四、磁能发射器、磁能泵浦、磁能氧气发生器和磁能LED灯都是相当独立的，没有任何物理上的电气连接。隔离供电是通过磁能的传递来实现的，磁能供电的工作原理是磁能供电实际上是一个电——磁——电的转换过程，即一组线圈在激励电路的作用下，将电能转化为交变磁场，向空气中发射，根据电磁感应原理，在这组交变磁场中的另一个线圈将接收磁能转化为电能。由于磁场可以穿透所有的非金属物质，水、空气、玻璃、塑料和木板等，因此，就可以实现隔离供电的功能。在水族的外面，磁能发射器将电能转化为磁能向水中发射，水中的磁能泵浦、磁能氧气发生器和磁能LED灯分别接收磁能后，转化为电能，给泵浦、氧气发生器和LED供电。磁能氧气发生器的工作原理是交变磁场中的线圈接收磁能转化为电能，产生交流电，经整流后得到直流电，直流电的两个电极置于水中，将水电解为氧气和氢气，氧气溶解于水中供鱼类使用，氢气不溶于水中直接溢出。其化学方程式为
2 h2o = o2r+2h2r电解电压通常在安全电压DC36V内，为确保安全，水族内的电解电压控制在DCMV以内。两个电极采用抗腐蚀材料如石墨、镀有保护层的金属、不锈钢和不锈钢网等。具体地说，磁能发射器主要由一组线圈和一个激励电路串联组成，线圈的另一端与发射所用的电源相连，激励电路相当于一个高频开关，它的作用是不断地接通和断开这组线圈，将直流电转化为交变磁场，向线圈的两侧发射，这里所说的一组线圈，可以是一个线圈，也可以是二个、三个甚至多个线圈串联而成，串联的数量与接收器的数量相同，接收器允许有多个，比如，在水族馆内要放置三个磁能LED灯、二个磁能氧气发生器和一个磁能泵浦，则发射线圈就由六个线圈串联而成，在这里，可以设定为三个，这三个线圈将分别向一个磁能泵浦、一个磁能氧气发生器和一个磁能LED灯提供所需要的磁能，这样做的目的是点对点发射和接收，有利于提高传递效率，减少辐射和泄漏。磁场的发射方向是沿着线圈的法线方向，而且是双向的。这就是说，能量是向两个方向而且是反向传递的，这无疑是一个巨大的浪费，为了使磁场只在一个方向上传递，必须在发射线圈背向接收器的一侧增加一层磁导材料，将反向的磁场吸收并叠加到另一侧，以增加发射磁场的中强度，提高发射效率，减少损耗。为方便使用，磁能发射器可以做成两部分一组线圈单独做成一个发射板，激励电路、电源电路、滤波电路全部集中在一个PCB上，置于一个盒子中，发射板上有一条导线与盒子相连，盒子上有两个电极用于插接市电。磁能泵浦、磁能氧气发生器和磁能LED灯内分别有一个接收线圈，同样，在接收线圈背向发射的一侧，也要分别增加一层磁导材料，以增强增收效果，减少浪费。应用时，三个线圈串联后，在同一平面上分开并固定，磁能泵浦、磁能氧气发生器和磁能LED灯放在这三个线圈的上方，呈一一对应状态。磁能泵浦、磁能氧气发生器和磁能LED灯内部都有相同的接收电路，包括一个接收线圈、一个接收IC、一个整流管和一个滤波电容，接收IC是一个三端限压器件，有三个端子，分别是输入端、地和输出端，滤波电容的正、负极分别接在接收IC的输出端和地端，整流管的正、负极分别接在接收IC的输入端和地端，线圈是一个平面绕组，线圈的两端分别与接收IC的输入端和公共地相连。滤波电容的两端输出直流电，这个电容的两端如果接一个水泵，就组成了磁能泵浦；如果接两个电极，就组成了磁能氧气发生器；如果接一组LED， 就组成了磁能LED灯。除磁能氧气发生器的两个电极必须与水接触个，其它所有电路元件必须防水处理。磁能泵浦中的水泵使用低压直流电机，以保证水中没有高压，不影响鱼类的生活。为了加强磁能氧气发生器电解的效果，增加氧气的数量，两个电极的表面积尽可能大些，以充分与水接触，电极的形状不一定是棒状，也可以是片状、梳状、蚊香状、螺旋状。 除两个电极与水接触外，其它全部要防水处理。磁能LED灯电路中LED表示一组发光管，是多个发光管按不同的方式串联或并联而成的，联接方式根据工作电压和发光管的耐压而定，如三个发光管相互串联可以工作于 10-12V DC下。本电路可以推动1-300个发光管工作，发光管可以使用不同颜色，如红、白、 绿、蓝橙，可以使用常亮管，也可以使用七彩管，多个发光管的排列方式可以任意组合，或排成圆盘状、或条状、或其它图案，甚至可以任意分布在水族馆中。所有元件全部要做密封防水处理。
必要时，可以在水族馆中放置二个以上的磁能氧气发生器和二个以上的磁能LED 灯。使用时，磁能发射器的发射板置于水族馆的下面或侧面，磁能泵浦、磁能氧气发生器和磁能LED灯置于水中，并使发射线圈和接收线圈一一对齐，发射线圈和接收线圈的平面保持平行或基本平行.便可以正常工作。本发明的实际效果是具有隔离供电和自生氧气功能的水族系统，借助磁场对非金属物质的穿透特性，以发射磁能的方式实现了水族器材的隔离供电，全面杜绝了水族器材可能发生的漏电现象，确保了鱼类和人的安全，消除了传统水族馆的噪音问题，彻底改变了传统的照明方式，使过去单一方向的、单色照明变成了由水中向外面发射的内发光系统， 不仅色彩丰富、动态多样，而且节能和环保。
图1是隔离供电和自生氧气的水族馆的组成的前视示意图。图2是隔离供电和自生氧气的水族馆的工作原理图。图3是隔离供电和自生氧气的水族馆的侧面安装的上视示意图。图4是磁能发射线圈与磁能接收线圈的关系示意图。图5是磁能氧气发生器的主要结构示意图。图6是隔离供电和自生氧气的水族馆的顶部安装的前视示意图。图1中，G表示水族馆，L表示磁能LED灯，0表示磁能氧气发生器，P表示磁能泵浦，F表示过滤器，T表示水管；B表示发射底板，L1A、L2A、L3A表示三个发射线圈，W表示水。图2中，虚框L表示磁能LED灯电路，虚框0表示磁能氧气发生器电路，虚框P表示磁能泵浦电路，虚框B表示发射线板，虚框POW表示发射电路。图3中，G表示水族馆，L表示磁能LED灯，0表示磁能氧气发生器，P表示磁能泵浦，F表示过滤器，T表示水管；B表示发射底板，L1A、L2A、L3A表示三个发射线圈。 图4中，LlA表示一个发射线圈，LlB表示一个接收线圈，MA表示发射的磁导层，MB 表示接收的磁导层。图5中，LlB表示一个接收线圈，MB表示接收的磁导层，T+表示正电极，T-表示负电极，C为金属网罩。图6中，G表示水族馆，L表示磁能LED灯，0表示磁能氧气发生器，P表示磁能泵浦，F表示过滤器，T表示水管；B表示发射底板，L1A、L2A、L3A表示三个发射线圈，W表示水。
具体实施例方式以下结合实例对无线加氧装置作进一步说明。应用例一、具有隔离供电和自生氧气功能的水族系统的组成。图1中，在水族馆G内，放置一个磁能LED灯L，一个磁能氧气发生器0和一个磁能泵浦P，磁能泵浦P的进水口通过水管T与过滤器F相连，进入磁能泵浦的水必须经进过滤器F，以保证水族内的水的清洁；磁能氧气发生器0、磁能泵浦P和磁能LED灯相对独立，互不牵挂。在水族馆的底部，放置一块磁能发射板B，发射板B中有一组发射线圈L1A、L2A、 L3A，它们的位置分别与水中的磁能氧气发生器0、磁能泵浦P和磁能LED灯的接收线圈相对应，三个发射线圈在激励电路的作用下，将电能转化为交变磁场，向空气中发射，磁场透过水族馆的玻璃进入水中，根据电磁感应原理，放在这组交变磁场中的磁能氧气发生器0、磁能泵浦P和磁能LED灯的接收线圈，接收磁能转化为电能实现抽水、加氧和照明的功能。图中箭头表示磁场的传递方向。应用例二、具有隔离供电和自生氧气功能的水族系统的工作原理。图2中，箭头表示磁场的传递方向，位于箭头下方的是磁能发射电路，位于箭头上方的是三个磁能接收电路。磁能发射电路由两部分组成发射线板B和发射电路P0W，发射板B由三个发射线圈(有多少个磁能接收器就有多少个发射线圈)L1A、L2A、L3A，三个线圈相互串联，首未两端分别与电源电路P中的激励电容Cl并联，ICl是一个固定频率的高速开关，它的输出端与激励电容Cl的一端相连，Ul是AC/DC模块，输出为低压直流电，为ICl提供工作电压，U2 也是AC/DC模块，输出为高压直流电，为发射线圈提供发射的能量，电容C5、C6和变压器B 组成EMC滤波，F是保险丝，K为电源开关，ACl和AC2表示电源插头。U2输出的高压直流电加在发射线圈的一端，经L1A、L2A、L3A后，与IC2的输出端相连，在高频开头IC2的作用下，发射线圈将电能转化为磁能，向线圈的法线方向发射。磁能接收电路有三个(可允许多个)，磁能LED灯电路L，磁能氧气发生器电路0， 磁能泵浦电路P，它们都有相同的接收电路，唯有负载不同，若负载是水泵则为磁能泵浦P， 若负载是LED，则为磁能LED灯L，若负载是用于电解解的电极，则为磁能氧气发生器0。以磁能泵浦P为例，接收电路包括一个接收线圈LIB、一个接收IC3、一个整流管Dl和一个滤波电容C2，接收IC3是一个三端限压器件，有三个端子，分别是输入端、地和输出端，滤波电容C2的正、负极分别接在接收IC3的输出端和地端，整流管Dl的正、负极分别接在接收 IC3的输入端和地端，线圈是一个平面绕组，线圈的两端分别与接收1C3的输入端和公共地相连。应用例三、具有隔离供电和自生氧气功能的水族系统的发射线圈与接收线圈的位置关系。图4中，发射线圈LlA在位置上与接收线圈LlB相对应，以实现点对点的发射效果；为了使磁场只在一个方向上传递，必须在发射线圈LlA背向接收线圈的一侧增加一层磁导材料MA，同时，在接收线圈LlB背向发射线圈的一侧增加一层磁导材料MB，以增加发射磁场的中强度，提高发射效率，减少损耗。应用例四、磁能氧气发射器的主要结构。图5中，磁能氧气发射器包括一个磁能接收电路和两个电极，即，正电极T+，负电极T-，除两个电极必须置于水中外，其它元件必须全部密封以防进水。在结构上，接收线圈 LlB置于最底层，在它的上方放置磁导层MB，将其它元件放在磁导层的上方并密封，两个电极T+和T-在最上层，露出且与水直接接触，使水电解；在两个电极的外侧，增加一层金属网罩C，以防止漏电，两个电极不能与金属网罩C相碰触，保持至少3匪以上的距离。电极T+和T-可以并排放置，也可以上下平行放置，可以是电极T+在上，也可以是电脑T-在上，同时，金属网罩C不可省去，且与电脑保持3匪以上的距离。
这里，电极T+和T-的材料全部选用不锈钢网，且可以用多层网来代替一个电极。应用例五、具有隔离供电和自生氧气功能的水族系统的侧面安装法。图3中，将本系统放置在水族馆G的侧面更方便于使用，发射板B及三个发射线圈 L1A、L2A、L3A置于玻璃的外侧，磁能LED灯L，磁能氧气发生器0，磁能泵浦P等置于玻璃的内侧，发射线圈与接收线圈之间一一对应。为了使它们方便固定，具体做法是分别在发射板 B和各个接收器的底部装上吸盘。侧面安装时，水族馆内侧的接收设备包括磁能LED灯L，磁能氧气发生器0，磁能泵浦P可以在水位线之下，即完全浸入水中，也可以放在水位之上。应用例六、具有隔离供电和自生氧气功能的水族系统的顶部安装法。顶部安装法与侧面安装法(即例三所示)基本相同，但有两点区别一，磁能发射器安装在顶盖的外侧，接收设备包括磁能LED灯L，磁能氧气发生器0，磁能泵浦P安装在顶盖的内侧，且全部在水位W的上方；二，磁能LED灯L中的发光管部分，可以直接浸入水中， 可用导线将发光管引出，密封后放入水中。顶部安装除了方便以外，还可以避免磁能发射器和磁能接收器的热量传入水中， 以免水温升高。以上是根据本发明的原理列举的几个例子，实际应用并不局限于以上例子，只要符合本发明的原理，或在此基础上的改进，均属于本发明的范畴。
权利要求
1.本发明的具有隔离供电和自生氧气功能的水族系统(AnAquarium System with IsolatedPower Supply and Self-made Oxygen Functions),它由一个置于水族夕卜面的磁能发射器和位于水中的磁能接收器，包括磁能泵浦、磁能氧气发生器和磁能LED灯组成，其特征有以下几个一、磁能发射器、磁能泵浦、磁能氧气发生器和磁能LED灯都是相当独立的，没有任何物理上的电气连接；二、能量以磁场的方式从水族的外面传递到水族的水中的磁能泵浦、磁能氧气发生器和磁能LED灯，实现了隔离供电；三、利用水电解生成氧气和氢气的原理，自动生成氧气以补充鱼类的需要，而不是从外界注入空气；四、LED在水中自内向外发光，颜色多样、变化多端磁能发射器主要由一组线圈和一个激励电路串联组成，线圈的另一端与发射所用的电源相连，激励电路相当于一个高频开关，它的作用是不断地接通和断开这组线圈，将直流电转化为交变磁场，交变磁场从水族系统的外部向水中发射；磁能泵浦、磁能氧气发生器和磁能LED灯内部都有一个相同的接收电路，包括一个接收线圈、一个接收IC、一个整流管和一个滤波电容，接收IC是一个一端限压器件，有三个端子，分别是输入端、地和输出端，滤波电容的正、负极分别接在接收IC的输出端和地端，整流管的正、负极分别接在接收IC的输入端和地端，线圈是一个平面绕组，线圈的两端分别与接收IC的输入端和公共地相连；滤波电容的两端输出直流电，这个电容的两端接一个水泵，就组成了磁能泵浦；这个电容的两端接两个电极，就组成了磁能氧气发生器；这个电容的两端接一组LED，就组成了磁能LED灯；使用时，磁能发射器的发射板置于水族系统的下面或侧面，磁能泵浦、磁能氧气发生器和磁能LED灯置于水中，并使发射线圈和接收线圈一一对齐，发射线圈和接收线圈的平面保持平行或基本平行，便可以正常工作。
2.根据权利1所述的具有隔离供电和自生氧气功能的水族系统，其磁能发射器可以做成两部分一组线圈单独做成一个发射板，激励电路、电源电路、滤波电路全部集中在一个 PCB上，置于一个盒子中，发射板上有一条导线与盒子相连，盒子上有两个电极用于插接市 H1^ ο
3.根据权利1所述的具有隔离供电和自生氧气功能的水族系统，统，磁能发射板中至少有一个以上发射线圈，水族系统的水中至少有一个以上的磁能接收器，允许在水中放置多个接收器，包括一个或多个磁能泵浦、磁能氧气发生器和磁能LED灯。
4.根据权利1所述的具有隔离供电和自生氧气功能的水族系统，发射线圈和接收线圈，点对点发射和接收，有利于提高传递效率，减少辐射和泄漏。
5.根据权利1所述的具有隔离供电和自生氧气功能的水族系统，发射线圈和接收线圈的相背面，均有一层磁导材料，将反向的磁场吸收并叠加到另一侧，以增加发射和接收效率，减少损耗。
6.根据权利1所述的具有隔离供电和自生氧气功能的水族系统，为了加强磁能氧气发生器电解的效果，增加氧气的数量，两个电极的表面积尽可能大些，以充分与水接触，电极的形状除了棒状外，也可以是片状、梳状、蚊香状、螺旋状，两个电极的外面有一层金属网罩，用于防止漏电；两个电极采用抗腐蚀材料如石墨、镀有保护层的金属、不锈钢和不锈钢网。
7.根据权利1所述的具有隔离供电和自生氧气功能的水族系统，磁能泵浦中的水泵可用气泵代替，做成磁能气泵，这种气泵可以代替传统的气泵向水中注入空气。
8.根据权利1所述的具有隔离供电和自生氧气功能的水族系统，除磁能氧气发生器的两个电极必须与水接触个，磁能泵浦、磁能氧气发生器和磁能LED灯内的其它所有电路元件必须防水处理。
9.根据权利1所述的具有隔离供电和自生氧气功能的水族系统，磁能发射器和磁能接收器可以安装在水族馆的底部，也可以安装在侧面或顶部，磁能发射器在玻璃的外侧，磁能接收器在玻璃的内侧；侧面安装时，磁能接收器可以在水位之下，也可以在水位之上；顶部安装时，磁能发射器和磁能接收器均在水位之上。
全文摘要
本发明的隔离供电和自生氧气的水族系统，它由个置于水族外面的磁能发射器和位于水中的磁能接收器，包括磁能泵浦、磁能氧气发生器和磁能LED灯组成，且相当独立的，没有任何物理上的电气连接，能量以磁场的方式从水族的外面传递到水族的水中的磁能泵浦、磁能氧气发生器和磁能LED灯，实现了隔离供电，确保了鱼类的饲养员的安全，利用水电解生成氧气和氢气的原理，自动生成氧气以补充鱼类的需要，使水族馆变得更安静，LED在水中自内向外发光，颜色多样、变化多端。
文档编号A01K63/06GK102524157SQ201010623000
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者朱斯忠 申请人:朱斯忠, 谢伟强