量子除垢系统介绍
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中文名:量子扭力波水处理器英文名:quantum ring量子扭力波水处理器由特种信息记忆材料合成。
中国专利技术北京高山源科技利用特定设备测定和储存水中水垢和铁锈等相关物质的分子振动波形。
针对水中相关物质的分子振动波形,中国专利技术北京高山源科技开发多种超精微振动波(Ultra-fine Oscillations),并利用特定技术将这种波储存于量子扭力波水处理器亚原子级。
在量子扭力波水处理器安装于管道上的瞬间,超精微振动波即被持续恒量地释放出来,透过管壁传入水中。
水接纳这种振动波并将其按水流方向传播开去,其速度远远高于水本身的流速,就连管路中很少流动的死角也被载上这种振动波,在振动波的作用下,水的活性得到极大加强,大的水分子团变成小的分子团甚至单个的水分子,溶解和包含垢的能力增强,对已形成的锈/垢进行分化瓦解。
同时,超精微振动波作用于水中的钙、铁、镁等相关物质,使其物理特征发生改变。
比如碳酸钙晶体的微观结构从针晶状(容易插挤成团形成致密的硬垢)变为圆球状(晶体之间不容易吸附),在有水流的情况下被带走,在静态的水中呈软絮状沉淀于容器底部,而不易板结成硬垢。
新安装的管道不会结硬垢、生锈、或长菌藻,旧管道中的原有锈蚀、老垢等也逐步溶解消除,并最终在管道内壁形成保护性氧化层,管道内壁不再出现腐蚀。
产品功能介绍(1)除水垢在消除水垢方面量子扭力波水处理器主要被用来处理工艺运行用水,即在系统中被当作热传递和输送的介质的水。
小至洗碗机、小型机器和机械冷却,大至化工及重工业的大型壳管式换热器及循环冷却系统,到处都有量子扭力波水处理器技术在使用。
几乎所有的水中都有钙及其他盐类以溶解的状态存在。
当水温升高时,微溶于水的碳酸钙溶解度降低,水能溶解的钙就相应地减少。
碳酸钙从水中析出,结晶附着在容器或管道表面上,随着时间的推移会造成管路、阀门甚至机器部件的堵塞。
为了避免这些问题的出现,人们要对水--尤其是特殊用途的水--进行化学处理。
目前循环水结垢问题也是企业所关注想解决的,除垢技术也是多样化的,以下对于一些常见的除垢技术用设备做一下解析如下:1、高频电子除垢仪除垢这种方法在安装时需要切割管道,且电极容易粘附水中的悬浮物造成系统失灵。
安装烦锁,工程量大。
现在出现新一种防垢产品量子环,用其产生的频率和水中矿物质离子的固有频率产生共振而使其提前析出,这种产品的除垢防垢效果不错。
2、软化水除垢软化水具有比较可靠和具有显著效果的防垢特点,一般应用在在对水质要求以及供水连续性要求比较高的医院反渗透纯水系统、中yang空调循环冷却水中。
缺点是需要增加设备,而且要定期补盐,增加了操作的复杂性,维护成本高。
3、永磁设备除垢外观是一个一个圆环型的磁铁,然后套在直管道上,利用穿管路的磁场处理经过管道的水。
多用于管道较大的场所,由于其磁场频率和强度固定,所以它适用的水质范围是比较窄,在某些特定水质条件下表现的比较好,但再换一种水质后或许就没有了效果。
4、添加阻垢剂阻垢剂无法保证对人体有没有伤害,且需要添加专业的加药设备,对管道的水压有损害,同时每次加药需专人负责,增加了成本。
5、电子感应水处理器原理是通过主机在水中产生一个频率强度都按一定规律变化的感应电磁场。
该电磁场使水中的成垢离子结合成大量的文石晶核,当水中矿物质含量超过水的饱和溶解度时,成垢离子就会析出并优先生长在这些晶核上形成文石晶体,取代了方解石晶体的析出,而文石晶体呈松软絮状,很容易被水冲走。
此方法安装简单,无须切割打孔,无须更换电极和保养,耗电量极小,是比较理想的解决方案。
常州沛德水处理设备有限公司成立于2004年,专注于循环水物理法水质优化处理的解决方案并研发生产了物理法除垢、杀菌、灭藻、缓蚀设备以及循环水处理的过滤设备,定压补水,真空气设备等相关设备,先后申报数十项专利,是知名的循环水系统物理法除垢、杀菌、灭藻、过滤解决方案的供应商,沛德先后已为秦山核电、红沿河核电、万达广场、可口可乐、雪花啤酒、等多家企业提供水垢解决方案及服务。
电子除垢仪由主机和副机两部分组成,主机是一个高频电磁场信号发生器,副机是把主机发生的高频信号发射到水中,对水进行处理的装置。
主机和副机可以一体安装或分机安装,两者之间通过屏蔽线连接。
设备具有防垢除垢、防腐阻锈、杀菌灭藻、活化水质等功能。
电子除垢仪工作原理由主机产生高频电场对水进行处理,使原有的大缔合体状态水的结合键被深度打断,离解成活性很强的单分子或小缔合体状态的水,从而改变了水的物理结构与特性,增强了水分子的极性,增大了水分子的偶极矩,提高了水分子对钙镁离子、碳酸根离子等成垢组份的水合能力,起到阻止水垢形成的作用。
同时,在变频电磁场的作用下,使原有的水垢结晶体逐渐变得松软、脱落、溶解,从而达到除垢之目的。
高频电磁场水应用于防垢,是由于存在大量的“离子缔合体”或“颗粒缔合体”,在水溶液中提供了大量的结晶核心。
结晶核心越多,生成的结晶数量也越多,水垢结晶的线性尺寸**越小。
此外,由于单个或双氢联结的水分子数量增多,水分子的活动更“自由”,它占据水溶液的其它空隙,象形成极薄的膜一样,因而阻碍晶体生长,促使水垢结晶线性尺寸减小,使水垢呈松软的细小颗粒,随排污水排除。
氧化腐蚀和垢下原电池腐蚀是水系统管道及设备腐蚀和生锈的主要原因,而在高频电磁场作用下,水垢得以控制和去除,溶解氧与水分子结合不易析出,从而抑制氧化腐蚀和垢下原电池腐蚀的发生,起到良好的防腐阻锈的作用。
另外,高频电磁场使细菌、藻类赖以生存的环境被破坏,并且溶解氧在高频电磁场的作用下形成一些如03、H202等对细菌、藻类具极强杀伤力的物质,起到杀菌灭藻的作用。
电子除垢仪适用范围:制冷循环水系统;空调工业冷却循环水系统;热交系统及冷却系统热水锅炉、菜炉、洗浴沪、游泳池电子除垢仪功能参数1、防垢除垢效率>96%,杀菌灭藻>97%,控制腐蚀率小于0.091毫米/年,2、压力损失:<0.007~0.01Mpa ⒊、工作电压:交流198~242V 4、安全绝缘电压:5000V 5、工作环境要求:温度:-25℃~+50℃相对湿度:<95% 6、工作温度(被处理介质温度)0℃~98℃7、平均无故障工作时间:不小于50000小时8、适用介质:自来水、冷却水、热水、工业用水、地表水、地下水、游泳池用水等。
2021年空气能热水器除垢六方法的优缺点分析空气能热水器比前三代〔燃气、电、太阳能〕的热水器产品具有更大的优势,被称为第四代热水器,现在越来越多的消费者更青睐这种新型的产品。
但是,空气能热水器也像其他的产品一样,会产生腐蚀和结垢的问题。
至于腐蚀问题,最简单易行的解决方法就是改变管路和换热器外表的材料组成。
而结垢问题,目前有物理除垢和化学除垢,下面对这些方法的优缺点进行分析。
1、高频电子除垢仪除垢这种方法在安装时需要切割管道,且电极容易粘附水中的悬浮物造成系统失灵。
安装烦锁,工程量大。
现在出现新一种防垢产品量子环,用其产生的频率和水中矿物质离子的固有频率产生共振而使其提前析出,这种产品的除垢防垢效果不错,但使用特种材料及生产技术,费用相当高,一般用户难接受。
了解中国报告大厅发布的?2021-2021年中国太阳能热水器行业开展分析及投资潜力研究报告?2、软化水除垢软化水具有比拟可靠和具有显著效果的防垢特点,一般应用在在对水质要求以及供水连续性要求比拟高的医院反渗透纯水系统、中央空调循环冷却水中。
缺点是需要增加设备,而且要定期补盐,增加了操作的复杂性,维护本钱高,相比其他热水系统,没优势可言。
这种方法,不太切合实际。
3、永磁设备除垢外观是一个一个圆环型的永久磁铁,然后套在直管道上,利用穿管路的磁场处理经过管道的水。
多用于管道较大的场所,由于其磁场频率和强度固定,所以它适用的水质范围是比拟窄,在某些特定水质条件下表现的比拟好,但再换一种水质后或许就没有了效果,所以是不可靠的产品。
4、添加阻垢剂阻垢剂无法保证对人体有无副作用,且需要添加专业的加药设备,对管道的水压有损害,同时每次加药需专人负责,增加了本钱。
所以,不被广泛使用。
5、电子感应水处理器原理是通过主机在水中产生一个频率强度都按一定规律变化的感应电磁场。
该电磁场使水中的成垢离子结合成大量的文石晶核,当水中矿物质含量超过水的饱和溶解度时,成垢离子就会析出并优先生长在这些晶核上形成文石晶体,取代了方解石晶体的析出,而文石晶体呈松软絮状,很容易被水冲走。
量子水处理器公司简介:德国IAB公司生产的WELLAN2000量子管通环以其独家的卓越技术区别于传统的水处理工艺,是目前世界上唯一的无电、无磁、无化学品、无须停机安装的神奇的水处理设备。
用水本身来解决水所带来的锈和垢的问题,借水治水,这一全新的理念使量子管通环走向成功。
我们技术的核心就是针对水中的物质开发出能够改变其物理特征的超精微振动波,以水来作传输和储存这种作用振波的介质,使管网中每个角落的水都能载上振波能量。
在作用管道的瞬间,被持续恒量地释放出来,通过管壁传入水中,从而达到除垢防垢、除锈防锈防腐蚀、杀菌灭藻的功效。
如今已有数万个应用案例每天都在世界不同的工业领域为量子管通环的卓越性能提供印证。
除垢防垢功能:通过管壁直接作用于水中,增强水分子的活性,使水分子由大分子簇变为小分子,使钙的结构持续地发生改变,水对钙的溶解力大大增强,从而去除管道系统内沉积多年的老垢,管道或设备表面只保留一薄层软垢,对管道表面起着类似涂层的保护作用。
通常的老垢可一至三个月明显变薄,甚至大部分脱落,全部清除时间视垢的成分和致密程度而定;防垢效果稳定持久,安装后防止新垢产生,延缓管道和设备的使用寿命。
除锈防锈防腐蚀功能:通过管壁直接作用于水中,增强水分子的活性,使水分子由大分子簇变为小分子,改变三氧化二铁的分子排列,阻止三价的铁与氧的反应不再生成三氧化二铁,而是在管道内壁形成氧化膜进一步阻止铁离子的氧化锈蚀。
四至八周清除管道和设备内壁附着的锈蚀,并能防止新锈的产生,延缓管道和设备的使用寿命。
杀菌灭藻功能:量子管通环除菌灭藻功能独特,能够在四至八周内清除管道和设备内部附着的生物膜、菌藻,使水更洁净,改善饮用水及设备用水水质。
量子管通环的十大优点:高效稳定;绿色环保;节水节能;安装最简单;零维护费用;零运行费用;有益人体健康;延长系统使用寿命;效率比高;质保期长量子管通环的有效作用距离:理想条件可达安装点下游10公里量子管通环的质保期5年,使用寿命可达15年以上。
全频电子除垢仪的概述循环水、中水利用、热交换系统、中央空调系统或锅炉等的使用过程中,附着在管道壁或锅炉壁上因为水体硬度所带来的垢体是让人十分头疼的事情,因此人们在使用过程中就要想方设法的使得这些水垢得到阻止、祛除,而在除垢的处理办法上一般通过两种办法:A、化学法:添加除垢剂、酸洗剂或使用离子交换机;B、物理法:电子除垢仪;显然在生产成本和环保意识受到越来越重视的今天,使用化学法的传统方式逐渐遭到了淘汰,电子类的除垢仪越来越受到青睐,电子除垢仪也称为电子水处理器,它的最主要功能是除垢、防垢,也有很好的杀菌、除藻、阻锈、缓蚀等综合功能,现在主要有三类除垢仪:A、电极类电子除垢仪;B、变频类电子除垢仪;C、全频电子除垢仪;电极类电子除垢仪是在受处理水管道内安装一对电极,对电极施加强大电流,使得流过的水受到电极的电解作用,从而打破水的分子团结构,达到除垢效果。
该类除垢仪耗电量大,电极本身容易因结垢而使得除垢效果变差甚至失效,同时电极使用寿命比较短,需要定期更换;变频类电子除垢仪是对受处理水体施加一个在一定频率范围内频率不断周期变化的电磁场,虽然在电磁场频率变化的过程中肯定会有一个频率与水体的频率相同从而产生共振,但也因为变化的频率容易导致在共振频率以外的其他时间就没有任何处理效果,也就是说出现了处理间隙,因此就会有漏处理现象,从而导致水处理不完全;全频电子除垢仪的工作原理:结构原理:全频电子除垢仪分为缠绕式和管道式两种机型,缠绕式机型:主要由主机与信号电缆两个部分,主机用于产生一组全波段的磁场信号,信号电缆缠绕于受处理水必须流经的管道外壁,全频磁场信号通过电缆作用于流过的水体,从而对水体进行完全处理,安装方便,不需要破坏管道,缠绕式机型几乎适用于所有水系统;管道式机型:除垢仪带有一个安装过孔,受处理管道穿过安装过孔并固定,除垢仪产生一组基于基波的全频叠加磁场信号,对流经的水体进行垂直切割处理,同时在安装处前后一定距离的管道内形成一个持续的保持的磁场,管道式机型对热水系统具有十分显著的处理效果;全频电子除垢仪处理效果可靠,经过处理的水进入后级的泵、锅炉、热水箱、热交换器、管道、冷却塔、管道等,使得后级这些设备的原有老垢得到逐渐的溶解、祛除,并抑制新垢体产生,使系统保持清洁状态,能起到很好的除垢、防垢效果;全频原理:系列全频电子除垢仪引进德国最新的“全频宽波段”原理,它的作用磁场上若干组变化的频率基于一个高频基波进行叠加的持续不断的电磁场信号,在频率范围内的各个频率的电磁场是持续的,没有因频率变化而产生的磁场间隙,因此就完全避免了单频乃至变频技术的处理不完全的现象,它对受处理水体实施了一个全波段的持续保持状态的高频振荡电磁波,使得水体受到完全处理,除垢、杀菌、除藻、缓蚀效果明显;除垢、防垢原理:全频电子除垢仪使用现代电子技术对水分子施加一个与水分子氢键自然振动频率相同的频率,从而引起水分子产生共振现象,共振的结果就是在不改变原有化学成分的情况下,使水的物理结构发生变化,即原水分子大缔合链状大分子的氢键断裂成单个水分子,水中单个水分子急剧增加,水中溶解盐的正负离子就迅速被大量单个水分子包围,运动速度降低,有效碰撞次数减少,静电引力下降、从而使水中的钙、镁离子无法与碳酸根结合成碳酸钙和碳酸镁,从而达到除垢、防垢、阻垢的效果。
主要除垢原理1、永磁系统该技术是通过在管道中引入永磁系统来实现的。
在金属离子上出现永久的双极子,它可以使金属离子(和其他带电荷的或有极性的物质)和管道表面或用水设备间产生排斥力。
磁效应还可以进一步对通过磁区的流体产生有效影响。
用户(他们中的一些现在已经在使用ScaleClear 系统)反应说磁效应只是部分有效,并且它的效率随时间下降得很快。
在进一步调查中用户们反应说被磁性区域吸附的离子或极性物质会产生沉淀,这在高磁通量区域更为明显。
这就产生了灯芯效应或者说信号强度的急剧降低,因此效率随使用时间而降低。
用户还反应说由于铁磁性物质(例如在锅炉中)的加速沉淀使金属器具的腐蚀加剧。
此外,磁力只被局限在了管道中。
我们还遇到了这样的问题,在铁基材料,如热交换器及相连的管道中,磁通强度是否会降低。
2、电子除垢这一技术(ScaleClear技术是其中的一类)的原理是:提供一个电流,通过一个电子装置把电流传送到线圈缠绕的管道上。
现在有两种类型的电子除垢,它们是:(a)使用脉冲或波动的电流来产生波动的磁场。
(b)通过线圈产生信号波,某一频率或频率系列作为信号波来进行传递。
2.1 Electro-Magnetic Descalers电磁除垢为了克服永磁系统的缺陷,人们采用了电子除垢。
它是一种感应式的交替磁场技术。
而振荡的磁场不会产生永久的磁极。
而通过永磁系统我们可以知道这种永久的磁极会随着使用时间的延长而降低除垢效率。
可是信号强度被很大程度上限制在线圈(信号发生系统)的范围内,并受到管道材料阻抗的影响。
为改进该缺陷,采用了大功率的输出和交替式磁体系统。
可是输入功率越高,高极性或带电荷的物质发生不可逆转变的趋势就越强,比如对于磷酸盐就是这样。
2.2 电子频率除垢—ScaleClear 技术采用震荡频率的电子除垢有以下优点:即使对于长距离管道系统以及内部拥有很大管道长度的设备,产生的信号波也能够被有效测量到。
通过交替频率系统,信号可以在管道中双向传播。
除垢、防垢以诺贝尔物理奖得主比利时科学家洛伦兹博士的电磁理论为基础,结合多年的技术的研究和经验,研制成功的新一代多功能高频电子除垢仪,运用现代电子技术使分子表面能量重新排列,当水体吸收高频电磁能量后,在不改变原有化学成分的情况下,使其物理结构发生变化,原缔合链壮大分子断裂成单个水分子,水中溶解盐的正负离子被单个水分子包围,运动速度,有效碰撞次数减少,静电引力下降、从而使水中的钙镁离子无法与碳酸根结合成碳酸钙或碳酸镁,从而达到防垢的效果。
同时由于水体吸收大量被激励的电子,使水的偶极矩增强,与盐的正负离子的亲合能力增强,从而使管壁上原有的水垢逐渐松软以至脱落,达到有效的除垢效果。
杀菌灭藻由于高频电磁波在水体中产生紊流,破坏了细胞膜的离子通道,改变了细胞适应的内控电流和生存所需的环境条件。
使其丧失生存能力而死亡。
同时激励后的水分子能将水中溶解氧包围封锁,切断了微生物进行生命活动所需氧的来源,从而达到了较好的杀菌灭藻效果,同时也防止了生物污泥的产生。
阻锈防腐当水体接受高频电磁能量的作用后,单个水分子包容了溶解在水中的氧分子,使溶解氧成为惰性氧,切断了金属锈蚀所需氧的来源。
同时,高频电磁波激起的悬垂复合调制频率的电磁场所产生的“集肤效应”在管壁上聚集了过剩的负,而水体内部聚集了过剩的正电荷,水中过剩的正电荷强烈排斥带正电的同性Fe+,阻止Fe失去电子变为Fe+从金属壁分离进入水中,(系统中产生的黄色锈水就是Fe+在水中呈现的颜色)。
同时壁管上过剩的负电子也不断吸引带正电的Fe+,阻碍Fe+溶入水中,从而能使原有管壁上的Fe2O3(红锈)还原成具极强在耐腐蚀力的黑锈外膜Fe3O4。
1、机内采用屏蔽技术可提高工作效率30%以上。
2、采用高屏输出端直接插入电极内部,减少功率损耗并使维修更方便。
3、电极材料采用特殊合金材料,寿命长达20年。
4、变压器采用目前国际最先进的特制R型变压器,具有磁干扰小,空载电流极低,适应温度、湿度能力均大大优于普通变压器,关键元期间100%进口。
量子防垢除垢系统简介北京宇程路量子科技有限公司二○○四年元月目录1、概况 (1)2、技术 (1)2.1基本科学概念 (1)2.2技术基本原理 (2)2.3技术设计与装置 (5)3、水与水垢 (7)3.1水中的杂质 (7)3.2水垢的生成 (8)3.3水垢生成机理 (10)4、产品——量子除垢器 (10)4.1产品除垢目的 (10)4.2产品除垢原理 (12)4.3产品类型 (13)4.4产品特点 (13)4.5使用范围 (14)5、技术与产品优势 (14)5.1技术优势 (15)5.1.1有效性 (15)5.1.2先进性 (16)5.1.3垄断性 (16)5.2经济优势 (17)5.2.1技术的获利能力 (17)5.2.2利润情况与水平 (19)5.3形象优势 (20)5.4效果优势 (21)5.4.1对比效益分析 (21)5.4.2经济效益分析 (22)6、用户实例 (22)6.1实例1 (22)6.2实例2 (23)1、概况北京宇程路量子科技公司是由留美物理学家刘锦超博士为代表的科技团队在北京中关村所组建的高新技术企业。
本公司以介观物理技术进行介观材料改性并以实现商业化产业化为主要方向。
其中液体分子团簇能量结构改进系统是一项专门针对液体物理性能改进的创新技术。
此项技术经过长期的研究、实验,已经达到产业化、商业化的基本条件,开始进入产业化、商业化的实施阶段。
2、技术2.1基本科学概念●以经典力学的概念出发,液体分子团簇一般处在0.1~10纳米的尺度。
作为这样一个尺度,它是介于宏观与微观之间的一种物质状态。
我们可以称之于介观物质状态或介观材料。
它遵循的物理规律是介观(mesoscope)物理规律(也就是介于微观与宏观的物理规律)。
而介观物理规律是以量子力学为基础,对于物质的经典物理现象进行研究的物理方法。
●物质由分子组成,分子由原子组成,原子由原子核与核外运动的电子组成。
原子核与电子的结构是一种能量结构。
换句话说,电子处于不同的运动状态,就构成了原子的能量结构。
更准确的讲,分子的组成是由多个原子核与其核外的电子组成,这些核外的电子运动以概率的方式(在数学上表述为波函数的形式)运动,从而构成了分子的能量结构。
分子团簇是由分子构成,分子之间的相互作用是分子之间的共用电子的运动而形成,它们也体现了分子团簇的能量结构状态。
由于分子团簇的电子相互作用是一种更为复杂的现象,从宏观上讲,它以平均值的形态即经典状态表现为许多物理特性:如液体的溶解度、渗透度、光的吸收与折射率、电导率等等。
但是,对于这些物理特性起决定作用的是分子团簇的能量结构,更进一步地讲,是它们的电子运动状态。
●电子运动遵循量子力学的基本原理——薛定谔方程。
电子运动状态用几个特征量来表示,第一个是主量子数n,第二个是角动量子数l,第三个是用自旋量子数s来表示。
电子在电磁场中,其运动状态发生变化表现在以上三个量子数的变化,而角动量l和转动量s之间存在相互作用关系。
因此,电子的运动就更加丰富了分子团簇的能量结构内容。
●电子在电磁场中(处于外加电磁场,如光辐射),电子的运动将发生变化,这种变化体现在三个量子数上。
电磁场的电场作用主要是以电偶极矩对电子的作用,它表现为主量子数与角量子数的变化,使原子和分子表现吸收或发射光子。
而磁场的相互作用是以磁偶极矩对电子的作用。
磁矩是玻耳磁子的整数倍,它导致了塞曼效应。
当磁矩很强时,将产生巴辛-拜克效应,使能极结构发生普遍移动并重新排列次序。
●量子力学是研究化学键本质、分子的物理性质,以及分子间相互作用的基本理论。
1930年以来,量子力学在这些问题的理论解释上有很大的进展。
分子的量子力学——量子化学,是近代理论化学活跃的前沿之一。
应用量子化学原理并配合电子计算机技术,直接计算分子的能级、状态波函数以及其他物理性质,已取得了显著的成就。
●微扰理论是求解量子力学薛定谔方程的基本计算方法。
在这一理论计算中,我们找到了让原子、分子的能量结构发生共振的途径。
换句话说,我们根据一种物质的原子分子结构,可以设计出一个微扰场,在这个场的作用下,物质的原子分子能量结构产生共振,使其发生变化。
对于液体分子团簇,我们可以用这一基本思想,设计出一种有效的电磁场,改变其能量结构。
2.2技术基本原理要改变液体分子团簇的能量结构,其电磁场的作用要点是要让磁偶极矩的作用与液体分子团簇自身的能量场发生共振。
这是技术的基本点,也是技术关键点。
基本点:多体微扰系统●分子团簇是一个多体系统,而外设电磁场作为一个微扰系统,采用量子力学的基本计算方法,将外设电磁场作为微扰场来设计。
注:多体微扰理论是本技术重要发明人刘锦超博士在美留学期的导师,世界知名物理学家H.P.Kelly教授创立的。
●在原子、分子中的多体微扰理论中,原子分子的作用势采用的是V N-1势,也就是去掉一个电子的库仑势。
其外加作用也主要考虑的是电偶极矩。
电偶极矩与库仑势的相互作用,采用自洽场的方法进行计算。
从而得出了原子、分子中电子能量结构的变化。
因此,在原子分子的实验及运用过程中成为一种基础理论(例如激光的运用部份就采用了这种设计原理)。
也就是说,根据这种方法,我们可以设计出一个有效的电磁场,用其电偶极矩能够对物质的电子状态进行定向变化作用。
●对于液体分子团簇,我们采用的这一设计思想:首先,我们对分子团簇的势能用类似V N-1的势能进行数字化描述,在这一描述的过程中,我们采用了自洽场方法,使它以自洽的形式不断准确。
其次,我们将外场设计为以磁极矩为主的电—磁偶矩场,通过两者的相互作用,分析出变化规律,从而用自洽场方法,自动改进电-磁偶矩场。
这一方法,已经有许多实例(如核磁共振)。
注:核磁共振指处在磁场中的物质的原子核系统受到相应频率的电磁辐射作用时,在它们的能级之间发生的共振跃迁现象。
关键点:能量结构共振●分子团簇这个多体系统的能量结构变化只有在共振状态之下才能够达到最佳状态。
而让一个多体系统达到能量结构的共振,在技术设计基本点就是要考虑它系统的多体性和能量结构的主体性和多变性。
●原子分子的能量结构共振计算方法是本技术主要发明人刘锦超在其导师H.P.Kelly教授的理论基础上建立的。
他为此发表了近二十篇学术论文(其中十多篇被SCI检索)。
其基本原理是采用了量子通道耦合方法,将原子分子的不同能量状态分为不同通道,采用哈密数能量构造形成耦合方程。
在耦合方程中对共振将出现的能级点采用耦合方程方法进行计算,从而找到了原子分子的能量共振点。
在实验和应用上,就可以根据这些结果,设计出相应的作用外磁场(激光的运用,特别是X光方面,就是部份采用这一原理)。
●对分子体系而言,物质中分子内部的运动可分为电子的运动、分子内原子的振动和分子自身的转动,因此具有电子能级、振动能级和转动能级。
当分子被电磁辐射照射时,将吸收能量引起能级跃迁,即从基态能级跃迁到激发态能级。
而三种能级跃迁所需能量是不同的,需用不同波长的电磁波去激发。
电子能级跃迁所需的能量较大,一般在1eV~20eV,它所吸收电磁波谱主要处于紫外及可见光区。
如果用红外线(能量为1eV~0.025eV)照射分子,此能量不足以引起电子能级的跃迁,而只能引发振动能级和转动能级的跃迁。
若以能量更低的远红外线(0.025eV~0.003eV)照射分子,只能引起转动能级的跃迁。
若电磁波的能量恰好等于分子体系的振动能级差时,分子将吸收电磁辐射而跃迁至激发态。
根据量子力学的基本公式,可以求得此时外界电磁辐射的能量刚好等于振动量子数的差值与分子振动频率的乘积。
外界电磁辐射能量与分子体系产生共振,体系由第一基态振动能级跃迁直第一振动激发态。
●为了实现电磁辐射与分子体系振动能级之间的共振,分子振动必须伴随偶极矩的变化。
能量转移的机制是通过振动过程所导致的偶极矩的变化和交变的电磁场相互作用发生的。
分子由于构成它的各原子的电负性的不同,也显示不同的极性,称为偶极子。
通常用分子的偶极矩(µ)来描述分子极性的大小。
当偶极子处在电磁辐射电场时,该电场作周期性反转,偶极子将经受交替的作用力而使偶极矩增加或减少。
由于偶极子具有一定的原有振动频率,显然,只有当辐射频率与偶极子频率相匹时,分子才与辐射相互作用(振动耦合)而增加它的振动能,使振幅增大,即分子由原来的基态振动跃迁到较高振动能级。
当一定频率的电磁波照射分子时,如果分子中某个基团的振动频率和它一致,二者就会产生共振,此时电磁波的能量通过分子偶极矩的变化而传递给分子,这个基团就吸收一定频率的电子辐射,产生振动跃迁。
如果用连续改变频率的电子辐射作用某个分子体系,由于试样对不同频率的电磁辐射吸收程度不同,因此可以在一个较大的范围内实现分子体系振动能级的共振,使得体系处于一个较为稳定的、保持时间长的激发态(高能态)。
●对于液体分子团簇的原理是基于这一原理。
但是,我们在设计上,考虑到分子团簇既是一个多体,又要作为一个单体这一问题,运用了平均势能场的概念,将这一个多体实施单位化,首先解决了它的多体问题。
对于系统的能量结构,我们要考虑它的主体性,其主体性体现在对这种物质,它的能量处于哪个主体频率。
这一点我们可以从平均势能上进行处理。
而多体性还将导致在主体频率上的变化。
我们以变化的外场来适应这种变化。
而这种适应,我们用量子力学的自洽场方法为基础,以现代的计算软件实现这一自适应过程。
经过这两个技术处理,我们就实现了液体分子团簇能量结构的共振,从而实现了液体分子团簇能量结构的改进。
2.3技术设计与装置●设计原理本设计采用一种特殊的电磁波,高频变化磁场,周期式永久磁场组合,形成对液体分子团簇的能量结构产生共振作用,从而对其进行改进。
●设计思想本技术设计包括以下三个核心技术。
梯度势能场根据原子物理学中的有效势概念,将势能平均化的同时,保持一定的变化梯度,形成有效梯度。
使其在微扰场的作用之下,梯度势能场能够与之自洽,最终达到共振效应。
振动微扰场振动微扰场是根据液体分子团簇的振动能级而设计的微扰场。
它产生的振动使液体分子团簇避免由于液体分子团簇的磨擦而产生热能,而是通过分子之间的振动,使其在梯度势能场中,达到大液体分子团簇向小液体分子团簇转化。
转动微扰场利用涡流技术,设计了一种场使分子转动能级受到微扰,这种微扰不仅改变了液体分子团簇的转动能级,而且使液体分子团簇的多重态发生改变,对液体分子团簇抗磁性产生作用,同时改变了液体分子团簇的物理性能。
通过量子力学自洽场理论与复杂系统的非平衡态理论,建立了液体分子团簇的瞬息万变的自适应数字化控制系统。
这一系统将以上三大技术有效地组合在一起,使其在运行过程中,不断地自洽,最终形成效率极大的共振,使大液体分子团簇有效地变成小液体分子团簇,使液体分子团簇由基态变成有相当稳定性能的较高的亚稳态。