太赫兹水质增强活化仪的制作方法

[0001]
本申请属于小分子图水技术领域，具体涉及一种太赫兹水质增强活化仪。


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，本申请提供了一种太赫兹水质增强活化仪，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解决方案为：
[0007]
一种太赫兹水质增强活化仪，其特征在于：包括水容器和活化装置，活化装置设置在水容器上并且能够通过发射太赫兹波将盛放在水容器内的液态水活化；活化装置包括控制单元、至少一个共振隧穿二极管以及与共振隧穿二极管互相对应的外围电路，共振隧穿二极管能够在控制单元的控制下与外围电路形成振荡回路以产生太赫兹波。
[0008]
作为优选，活化装置还包括功率放大部件，功率放大部件用于将共振隧穿二极管和外围电路形成的太赫兹波进行功率放大。进一步优选地，功率放大部件为采用si材料制作而成的具有抛物线造型的透镜。
[0009]
作为优选，外围电路为缝隙天线。进一步优选地，缝隙天线包括长缝部分和短缝部分，共振隧穿二极管设置在长缝部分和短缝部分之间。
[0010]
作为优选，该太赫兹水质增强活化仪还包括水质增强部件，水质增强部件用于通过对盛放在水容器内的液态水增加矿物质元素维持液态水的活化状态。进一步优选地，水质增强部件为设置在水容器内的、采用自然矿石或人造矿石制作而成的、具有多孔疏松结
构的矿物体架构或矿物体颗粒。
[0011]
作为优选，该太赫兹水质增强活化仪还包括红外辐射部件；红外辐射部件设置在水容器上以使得活化装置发出的电磁波能够穿过和/或进入红外辐射部件；红外辐射部件经过活化装置激发后能够在活化装置停止发射电磁波后继续向水容器内发射电磁波以维持水容器内的液态水的活化状态。进一步优选地，红外辐射部件发射的电磁波的波长介于1μm-16μm之间。
[0012]
进一步优选地，红外辐射部件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，红外辐射材料在红外辐射部件中的质量百分比含量介于65％-84％之间。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。
[0013]
作为优选，活化装置还包括磁场组件，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部件的电磁场；红外辐射部件能够在活化装置和磁场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水容器以维持液态水的活化状态。
[0014]
有益的技术效果：
[0015]
本发明提供的太赫兹水质增强活化仪，利用共振隧穿型太赫兹振荡器产生太赫兹活化波和远红外辐射激发波，不但能够对液态水进行高效率的活化，还能够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电磁波辐射能力，在水体被太赫兹波活化完成后持续维持水体的活化状态。同时，还能够通过在水体中增加有益的矿物质元素，通过矿物质和水分子之间的键合，避免液态水中出现大规模水分子团簇，维持液态水的活化状态，达到和长寿村、无癌村山泉水一样的饮用水品质。在本申请设置有磁场组件的实施例中，还能够通过共振隧穿型太赫兹振荡器和磁场组件激活红外辐射部件的分子低频共振，通过分子低频共振能活化液态水或避免水体中出现大分子团簇。
[0016]
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
[0017]
图1：太赫兹水质增强活化仪结构示意图；
[0018]
图2：图1中活化装置结构示意图；
[0019]
图3：图1中功率放大部件结构示意图；
[0020]
图4：图2中共振隧穿二极管材料结构示意图；
[0021]
标识说明：
[0022]
10-水容器，20-活化装置，30-水质增强部件，40-红外辐射部件；
[0023]
210-控制单元，220-共振隧穿二极管，230-外围电路，240-功率放大部件；
[0024]
2310-长缝部分，2320-短缝部分。
具体实施方式
[0025]
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l thz
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。
[0026]
本发明创造性的使用太赫兹波作为水体的活化能量源，利用共振隧穿型太赫兹振荡器产生太赫兹活化波和红外辐射激发波，能够在对液态水进行活化的同时，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。同时，还能够通过在水体中增加有益的矿物质元素，通过矿物质和水分子之间的键合，避免液态水中出现大规模水分子团簇，维持液态水的活化状态，达到和长寿村、无癌村山泉水一样的饮用水品质。
[0027]
请参阅图1至图4，本申请提供的太赫兹水质增强活化仪，包括水容器10、活化装置20、水质增强部件30和红外辐射部件40。活化装置20设置在水容器10上并且能够通过发射太赫兹波将盛放在水容器10内的液态水活化。水质增强部件30设置在水容器10内，用于通过对盛放在水容器10内的液态水增加矿物质元素以维持液态水的活化状态。红外辐射部件40设置在水容器10上，位于活化装置20和水容器10之间，活化装置20发出的电磁波能够穿过和/或进入红外辐射部件40；红外辐射部件40经过活化装置20激发后能够在活化装置20停止发射电磁波后继续向水容器10内发射电磁波以维持水容器10内的液态水的活化状态。红外辐射部件40发射的电磁波的波长优选介于1μm-16μm之间。
[0028]
活化装置20包括控制单元210、共振隧穿二极管220、外围电路230和功率放大部件240。共振隧穿二极管220能够在控制单元210的控制下与外围电路230形成振荡回路以产生太赫兹波。功率放大部件240用于将共振隧穿二极管220和外围电路230形成的太赫兹波进行功率放大。
[0029]
请参阅图4，共振隧穿二极管220由顶层向下各层材料结构为n
+-gainas(30nm)/n-gainas(50nm)/隔离层gainas(非掺杂，5nm)/势垒aias(非掺杂，l.5nm)/势阱gainas(非掺杂，4.5nm)/势垒aias(非掺杂，l.5nm)/隔离层gainas(非掺杂，5nm)/n-gainas(50nm)/n
+-gainas(400nm)。gainas层结构与inp衬底晶格匹配较好。发射极面积为1-40μm2。
[0030]
请参阅图2，本申请中的外围电路230为缝隙天线，缝隙天线包括长缝部分2310和短缝部分2320，共振隧穿二极管220设置在长缝部分2310和短缝部分2320之间，满足阻抗匹配条件。缝隙天线长度10-150μm，缝隙宽度为4μm。
[0031]
请参阅图3，本申请中的功率放大部件240为采用si材料制作而成的具有抛物线造型的透镜。透镜的半径为3mm。缝隙天线左右两侧的电极分别与共振隧穿二极管220的上下两端相连，利用厚度为100nm的sio2在缝隙天线的两端作为填充电隔离层并构成交叠结构，形成金属/绝缘层/金属的结构，在缝隙天线的两端，高频电磁波不断反射并形成驻波。
[0032]
水质增强部件30为设置在水容器10内的、采用自然矿石制作而成的、具有多孔疏松结构的矿物体珊瑚礁架构。自然矿石优选采用世界著名长寿村、无癌村的山泉水矿石，也可以采用人工合成的具有和优质山泉水自然矿石组成一致的人工矿石。矿物体架构可以采用自然架构也可以采用通过烧结工艺或其他类似成型工艺制作而成的准自然架构。水质增强部件30的矿物质配比优选和长寿村、无癌村等优质山泉水一致：
[0033][0034]
水质增强部件30能够通过调节液态水的化学组分，通过矿物质元素和水分子之间的键合作用，避免经太赫兹波活化后的水中再次出现大分子团簇，将水分子团簇维持在小分子状态，在改善水质的同时，有效提高饮用水的机体免疫能力，促进饮用水健康。
[0035]
红外辐射部件40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，红外辐射材料在红外辐射部件40中的质量百分比含量介于65％-84％之间。具体而言，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。由于太赫兹波可以基本无损的通过红外辐射部件40，因而当活化装置20发射太赫兹波时，红外辐射部件40除了可以滤除太赫兹波中混杂的电磁波以净化太赫兹波外不会对太赫兹波造成阻碍。当活化装置20发射用于激发红外辐射的光波时，红外辐射部件40经过活化装置20激发后能够在活化装置20停止发射电磁波后继续向水容器10内发射电磁波以维持水容器10内的液态水的活化状态，红外辐射部件40发射的电磁波的波长优选介于1μm-16μm之间。
[0036]
原理说明：
[0037]
1、由于太赫兹波能够被水强烈吸收，因而在材料检测、安全检测和电子器件检测中，现有技术一般通过各种技术手段控制液态水对太赫兹波的吸收，避免影响检测精度。本申请利用太赫兹波能够被液态水几乎全部吸收的特性，采用太赫兹活化装置进行水的活化，提供了一种高效、安全的饮用水活化装置。另外，由于太赫兹波能够在基本无损的情况下通过常见的塑料、陶瓷、布料等材料，本申请还采用红外辐射部件进行水体活化状态的维持，当活化装置20发射太赫兹波为主的电磁波时，红外辐射部件可以作为滤波器滤除和吸收混杂电磁波中的非太赫兹波段电磁波，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电磁波辐射能力。当活化装置20发射用于激发红外辐射的光波时，红外辐射部件40经过活化装置20的激发后能够在活化装置20停止发射电磁波后继续向水容器10内发射一定波长比如介于1μm-16μm之间的电磁波以维持水容器10内的液态水的活化状态。另外，即使液态水在活化后被长时间搁置，也可以在红外辐射材料的自然红外辐射的作用下最大程度的保证水体的活化状态，避免水中出现大分子团簇。
[0038]
2、本申请采用太赫兹活化、远红外辐射和矿物质键合的方式稳定和维持水体的活化状态，能够通过矿物质元素和水分子之间的键合，避免水体中再次出现大分子团簇，在改善水质的同时，有效提高饮用水的机体免疫能力，促进饮用水健康。
[0039]
在本申请另一个优选的实施例中，活化装置20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部件40的电磁场；红外辐射部件40能够在活化装置20和磁场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水容器10内的液体以维持液体的活化状态。比如红外辐射部件40可以在活化装置20发出的频率介于7.2hz-7.8hz之间的电磁波以及磁场组件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水容器10内的液体以维持液体的活化状态，保证活化效果。
[0040]
综上所述，本发明提供的太赫兹水质增强活化仪，不但能够通过太赫兹波对液态水进行高效率的活化，还能够通过红外辐射、矿物元素键合或分子低频共振等方法维持水体的活化状态，具有活化效率高、活化效果好、安全系数高等技术效果。
[0041]
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。