专利名称：采用电场处理液体的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于处理管道中的液体的系统，特别是用于处理水，以阻止在管道中产生水垢，该系统包括-安装在管道外部的电磁场产生线圈；-用于向该线圈供电以在液体中产生交变电磁场的电子电路；-用于检测与系统之运行相关的参数和产生参数相关信号的传感器；-用于反馈所述参数相关信号至所述电子电路以控制所述电路的反馈电路。
背景技术：
在专利号为EP0493559、DE19502990、DE19505642的专利文献中描述了这种系统或现有技术中已知的系统。
在专利号为EP0493559的专利文献中描述了一种系统，其中的传感器包括一个传声器，该传声器以体接触方式与管道连接。该传声器采集由管道内的紊流所产生的任何声音。这种紊流与通过管道的水和障碍物(例如氧化钙水垢)上的表面效应相关。传声器输出信号通过反馈电路控制提供给电磁场产生线圈的能量之指标。所提供的能量与通过管道的水流量和系统内已产生的氧化钙水垢之量相关。
在专利号为DE19502990的专利文献中描述了一种内置式传感器，它作为一个电极放置在管道壁中并与液体相接触。该电极及其与之相连的测量电路测量水速。根据所测速度改变提供给电磁场产生线圈的能量。该系统的缺点是，该电极必须安装在管道内，换言之，必须对管道进行作业。
在专利号为DE19505642的专利文献中描述了一种类似的结构。在该案例中，传感器包括一个有弹性的电极，它带有若干个应变电阻片。应变信号依赖于管道中的液体流速而变化，因而提供给电磁场产生线圈的电量发生变化。
在所有这些现有技术之装置中普遍存在的一个问题是装置在被安装后的校准。由该电磁场产生线圈产生的电磁场的作用依赖于液体中的感应。这种感应依赖于很多不同的因素，例如-液体的电特性，例如导电率，导电率越高，感应越小；-管道的尺寸和材料；-外部电磁场的影响，例如是由附近诸如洗衣机、干燥机、熨压设备、泵等的电子设备产生的电磁场。
这些因素中的大部分并不是可预知的，或至少是不够精确的。
发明内容本发明的目的在于提供一种上述类型的装置，配备该装置以便将所有这些因素之影响都考虑在内。
按照这一目的，本发明现提供一种如本说明书之第一段中所限定的装置，其特征在于该传感器包括安装在所述管道之外部且接近电磁场产生线圈的电磁场测量线圈；该反馈电路包括与所述测量线圈组合而作为场强计的电子线路。
通过对在实际环境下建立的实际电磁场进行测量而获得信息，基于用于对该线圈供电以在液体中建立电磁场的电子电路可以被调整，使得即使在变化的环境中也产生适当的场强。
电磁场测量线圈可被放置在各种不同的位置，例如环绕电磁场产生线圈。然而，这一位置的缺陷是，电磁场产生线圈内的结构不同于电磁场测量线圈内的结构。因此，优选的是，该测量线圈与电磁场产生线圈并排放置，其中间距离不大或很小。
优选的是，以相同于上述现有技术之方式采用一反馈电路。换言之，优选的是，用于向该线圈供电的电子电路包括包括一个放大器和一个信号产生器，因此，根据该场强计发出的信号调整放大值。
以下参照附图详细说明本发明。
图1是根据本发明之系统的总体设计示意图；图2是组合线圈的另一实施例的示意图；图3是电磁场产生线圈的另一种形状的示意图。
(五)本发明的实施例图1所示的系统包括安装在管道12外部的电磁场产生线圈10。管道12形成液体的流动通道，液体可以是水，也可以是任何其它的液体，它在管道12之内壁有沉淀氧化钙水垢的趋向。由电子电路14向线圈10供电，使得在管道12中的液体内建立一个预定的电磁场。其作用是阻止以至化解氧化钙水垢的沉淀。从各种现有技术出版物和其它出版物中可以得到整个这一过程的详细情况，本领域中的专家容易得到这些出版物。
根据本发明，该系统还包括一个电磁场测量线圈16，该线圈16优选的安装位置是环绕同一管道12且与电磁场产生线圈10并排，它与所述线圈10的间距不大或很小。该测量线圈16与场强测量电子线路18相连，这样在实际上，线圈16与电子线路18组合而构成场强计。通常大家都知道这种场强计的各种用途，因此不必对它做详细的说明。
为了获得在该场强计电子线路18和电磁场产生电子线路14之间的适当的反馈电路，优选的是，电子电路14包括一个信号产生器20和一个可调放大器22。该信号产生器20产生所需波形及频率的信号，放大器22的作用是使得这个信号具有适当的振幅值，以向该线圈10供电，用此方式使得在管道12内部产生一个具有所需场强的电磁场。
如果没有其它电磁场或其它外部影响，包括线圈10和电子线路14的该系统一次就可以被校准，然后将正常运行。然而在实际环境中，人们必须考虑到各种不同的外部影响，首先，管道12的尺寸并不总是相同的。管道的直径可以是变化的(按照荷兰的标准，用于家用之水管的直径为9、12、15、18和22mm)，此外，管道之管壁的厚度也并不总是相同的，可能取决于管道12的质量和制造者而不同。对于工业用的管道，其尺寸主要是在22mm至1000mm范围内变化。
此外，外部的影响例如有由家用设备(例如洗衣机、干燥机、熨压熨斗等)产生的电磁场。在工业环境下，人们必须考虑到由泵、电动机、变压器、高压电缆等所产生的电磁场。
为了克服这些外界的影响，采用线圈16和场强电子线路18之组合来测量每一时刻所产生的实际电磁场。此刻，电子电路18输送一个信号至放大器22，通过使放大器22的放大值相适应，使得即使是在有变化的外部电磁场存在的情况下，总是在管道12内建立所需特性的电磁场。
优选的是，线圈16与产生线圈10并排放置。人们可以设想一种情况，其中，将线圈16环绕线圈10而安装。然而，在此情况下，管道12插入在线圈10中的内部空间，液体从中穿流而过，而线圈16的内部空间中不仅插入有管道12及流过其中的液体，还包含有线圈10的绕组。换言之，测量环境并不等于产生环境，因此，线圈16与线圈10并排之位置是优选的。
另一种可实施的方案是，线圈10采用具有一些中间间距的绕组，因此，线圈16的绕组被设置在所述中间间隙内。在此情况中，所产生的电磁场被精确地测量。然而，其缺点是，线圈的构造相当复杂。这一实施例的实际示例如图2所示。电磁场产生线圈用10’表示，测量线圈用16’表示。这两个线圈环绕管道12’而设置。
在图1和图2的实施例中，电磁场产生线圈产生一个平行于管道中液体之流动方向的电磁场。配置这些线圈有可能使得该电磁场的方向垂直于该流动方向。在图3所示的实施例中，该电磁场产生线圈被划分为两个单元，其中的单元之一为单元26，它被设置在管道30的任意一侧，另一单元26’被设置在管道30之相对的管壁上，在附图中看不到。线圈26具有端子26a和26b。在线圈单元26内设置有测量线圈28。线圈28具有端子28a和28b。同样，线圈28可包括两个单元，一个单元设置在管道30的可见表面上，另一单元设置在管道30之相对的、不可见的一侧。
一般来说，由电磁场产生线圈产生的电磁场是一个交变电磁场，其频率高于1kHz并小于100kHz。为了消除在这个范围之外的任何电磁场的影响，优选的是，该电子电路18包括一个带通滤波器24，用于滤出太低和太高的频率。该带通滤波器24的上限和下限最终是可调整的。
权利要求
1.一种用于处理管道中的液体以阻止在管道中产生水垢的系统，特别是用于处理管道中的水，该系统包括-安装在管道外部的电磁场产生线圈，-用于向该线圈供电以在液体中产生交变电磁场的电子电路，-用于检测与系统之运行相关的参数和产生参数相关信号的传感器，-用于反馈所述参数相关信号至所述电子电路以控制所述电路的反馈电路，-其特征在于-该传感器包括安装在所述管道之外部且接近该电磁场产生线圈的电磁场测量线圈；-该反馈电路包括与所述测量线圈组合而作为场强计的电子线路。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该测量线圈与该电磁场产生线圈并排设置，其中间距离不大或很小。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于用于向该线圈供电的电子电路包括一个放大器和一个信号产生器，由此，根据该场强计发出的信号调整放大值。
4.根据上述任一项权利要求所述的系统，其特征在于该反馈电路包括一个带通滤波器。
全文摘要
一种用于处理管道中的液体(特别是水)以阻止在管道中产生水垢的系统,包括:安装在管道外部的电磁场产生线圈(10),用于向该线圈供电以在液体中产生交变电磁场的电子电路(14),用于检测与系统之运行相关的参数和产生参数相关信号的传感器(18),用于反馈所述参数相关信号至所述电子电路以控制所述电路的反馈电路,其中,该传感器包括安装在所述管道之外部且接近该电磁场产生线圈的电磁场测量线圈(16),该反馈电路包括与所述测量线圈组合而作为场强计的电子线路。
文档编号C02F5/00GK1340030SQ00803796
公开日2002年3月13日 申请日期2000年2月11日 优先权日1999年2月15日
发明者扬·彼得·德巴特·德尔曼 申请人:扬·彼得·德巴特·德尔曼