一种激光场效应小分子团簇水质机的制作方法

本实用新型涉及水处理技术领域，具体的说是一种激光场效应小分子团簇水质机。

背景技术：

目前，小分子团簇的水体对于人体的健康及生物效应已得到充分的证明，关于小分子团簇水体的生成，人们已采取了如外加磁场、外加电场等许多方法。

我们知道，水是由H原子和O原子结合而成，分子式为H₂O，水在自然界中以固、液、汽三种状态存在。根据热力学计算，单个水分子的熔点为-110℃，沸点为-85℃，而现实生活中，实际水的熔点为0℃，沸点为100℃。因为物质的熔沸点与物质的分子量有关，熔点和沸点随分子量的增大而提高，则说明液态水并不是以单个水分子存在，而是以集合体存在，即水分子团簇结构。

液态水分子通过氢键形成团簇结构，且氢键为极性键，团簇能量低于单分子能量。若想改变其结构，可通过外加能量使氢键断裂，影响团簇结构的重排机理，实现团簇结构改变，背景技术中常用的方法有：一、外加磁场：由于氢键键能非常大，要想通过外加磁场使氢键断裂是不可能的，而水中存在如下平衡：若利用磁场的作用使平衡右移，则可破坏水的团簇结构；二、外加电场：水是极性分子，分子间氢键主要因为电偶极相互作用，水分子利用外加能量改变原有运动方式，从而改变水分子动态氢键网络体系，最终实现改变水分子团簇结构的目的。

上述方法从理论上可以证明对水质小分子团化有作用，但实际效果不十分明显。为了得到更好的小分子团的水体，本人设计了一种采用激光对水体进行处理，以达到更为理想的小分子团簇的水质：通过外加能量，改变水分子的运动状态，影响氢键网络的重排机理，就可以实现水分子团簇结构的改变。研究表明对水进行激光辐射处理，可实现水分子团簇的改变。其原理是：激光诱导等离子体产生，使等离子体所产生的外加电场能够干扰水分子团簇结构的氢键网络重排，导致水分子间的氢键受到破坏，削弱了水分子间氢键作用，致使水分子团簇向分子个数小的方向移动。因此，受激拉曼散射过程中使得水的受激拉曼散射光发生蓝移，主要是由于水分子团簇平衡向小的水分子团簇移动。当激光能量大的时候，使得水中的小分子团簇占绝对优势，因此受激散射强度增大、受激辐射带宽增宽；同时也导致处于震动上能级的水分子数目增多，因而可以产生anti-Stokes受激辐射。另外，高能密度短脉激光加载下的超临界水分子作用，可产生热力学现象，其结果是能量快速加入加载区时，水分子系统的温度迅速提高，同时由于分子迅速向四周扩散，在加载区产生空泡，其中25.5％的能量可以提高水分子系统的动能，其余74.5％的能量都用于增大分子间的距离，即系统势能，伴随着温度的提高，水分子热运动加快，有摩擦度逐渐减弱，O-H键间距增大，水分子之间的氢键作用减弱，水分子极性降低。

为了解决上述缺陷，本发明人经过多年的研究，终于研发出一种激光场效应小分子团簇水质机，用以弥补上述不足：在激光作用下可以对水分子进行选择性解离，使水处理技术向场效应技术发展。相干控制理论是一种有效的控制方法，它的本质是量子干涉。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种激光场效应小分子团簇水质机的技术方案。

本实用新型的技术问题通过以下方案得以实现：

一种激光场效应小分子团簇水质机，包括机壳，其特征在于：该机上设有激光水质处理器、控制器、进水口、出水口；进水口、激光水质处理器和出水口依次串联在水路中；控制器与激光水质处理器的电路相联构成闭合回路；其中：激光水质处理器是由等离子发生管、激光器、进水端和出水端所构成；等离子发生管呈沙漏状，两端通过丝扣与激光器固为一体并互为相通，进水端和出水端设在等离子发生管侧壁上。

所述的一种激光场效应小分子团簇水质机，其特征在于：激光器是由外壳、光源和正透镜所构成，外壳一端设有丝扣，光源设置在外壳端口处，光源内设有晶体棒、反射膜、氙灯、电源和负透镜，氙灯、晶体棒和负透镜依次并排设置，氙灯两端通过电路与电源相联构成闭合回路；反射膜设在晶体棒两端并与晶体棒固为一体，光由氙灯发出发射到晶体棒，并通过负透镜发散到正透镜，正透镜位于激光器内部靠近等离子发生管端口处平行设置，并与激光器的外壳固为一体。

所述的一种激光场效应小分子团簇水质机，其特征在于：激光器激光波长＝0.9um-1.2um，脉冲宽度为6ns-15ns，脉冲能量为30mJ-1000mJ可调，光束经负透镜扩散后通过正透镜汇聚到水中，在聚焦点发生光击穿，产生解离。

所述的一种激光场效应小分子团簇水质机，其特征在于：等离子发生管为沙漏结构，两端为喇叭状，中间呈细直管，直管的长度50mm-200mm，直管直径为5mm-20mm，等离子发生管选用不锈钢材料制作而成。

所述的一种激光场效应小分子团簇水质机，其特征在于：激光器使用晶体棒作基质，在其中掺入不同离子作激活粒子。由东莞市予权电子有限公司所生产，型号为YQ-43，波段范围为可见光，采用光泵的激励方式高速连续运转，传输信号为单电源型。

本实用新型与背景技术比较所具有的优点和积极效果是：

本实用新型通过外加能量，改变水分子的运动状态，影响氢键网络的重排机理，就可以实现水分子团簇结构的改变。研究表明对水进行激光辐射处理，可实现水分子团簇的改变。激光诱导等离子体产生，使等离子体所产生的外加电场能够干扰水分子团簇结构的氢键网络重排，导致水分子间的氢键受到破坏，削弱了水分子间氢键作用，致使水分子团簇向分子个数小的方向移动。

附图说明

下面结合说明书附图对本实用新型做进一步的说明：

图1是本实用新型整体结构示意图。

图2是本实用新型激光水质处理器结构示意图。

图3是本实用新型激光器结构示意图。

图中：1.机壳；2.激光水质处理器，21.等离子发生管，22.进水端，23.激光器，231.外壳，2311.丝扣，232.光源，2321.晶体棒，2322.反射膜，2323.氙灯，2324.电源，2325.负透镜，233.正透镜，24.出水端；3.控制器；4.进水口；5.出水口。

具体实施方式

实施例1：一种激光场效应小分子团簇水质机，包括机壳1，其特征在于：该机上设有激光水质处理器2、控制器3、进水口4、出水口5；进水口4、激光水质处理器2和出水口5依次串联在水路中；控制器3与激光水质处理器2的电路相联构成闭合回路；其中：激光水质处理器2是由等离子发生管21、激光器23、进水端22和出水端24所构成；等离子发生管21呈沙漏状，两端通过丝扣2311与激光器23固为一体并互为相通，进水端22和出水端24设在等离子发生管21侧壁上。

所述的一种激光场效应小分子团簇水质机，其特征在于：激光器23是由外壳231、光源232和正透镜233所构成，外壳231一端设有丝扣2311，光源232设置在外壳231端口处，光源232内设有晶体棒2321、反射膜2322、氙灯2323、电源2324和负透镜2325，氙灯2323、晶体棒2321和负透镜2325依次并排设置，氙灯2323两端通过电路与电源2324相联构成闭合回路；反射膜2322设在晶体棒2321两端并与晶体棒2321固为一体，光由氙灯2323发出发射到晶体棒2321，并通过负透镜2325发射到正透镜233，正透镜233位于激光器23内部靠近等离子发生管21端口处平行设置，并与激光器23的外壳231固为一体。

所述的一种激光场效应小分子团簇水质机，其特征在于：等离子发生管21为沙漏结构，两端为喇叭状，中间呈细直管，直管的长度50mm，直管直径为5mm，等离子发生管选用不锈钢材料制作而成。

所述的一种激光场效应小分子团簇水质机，其特征在于：激光器23使用晶体棒2321作基质，在其中掺入不同离子作激活粒子。由东莞市予权电子有限公司所生产，型号为YQ-43，波段范围为可见光，采用光泵的激励方式高速连续运转，传输信号为单电源型。