24artstroy.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Особенности датчиков пламени горелки

Для предотвращения опасных ситуаций разработаны специальные датчики, которые отслеживают наличие процесса горения газа в устройстве. По конструкции датчики пламени существуют нескольких типов, использующие разные принципы контроля процесса горения. Наибольшее распространение получили следующие:

  • Фотоэлектрические;
  • Термопары;
  • Ионизационные.

Каждый из перечисленных типов имеет как достоинства, так и недостатки.

Фотоэлектрические

В время горения происходит излучение светового потока, который регистрируется фоточувствительным элементом конструкции. В спектре пламени присутствует излучение всего спектра, поэтому разработаны устройства, реагирующие на:

  • Видимое излучение;
  • Ультрафиолетовой излучение;
  • Инфракрасное излучение;
  • Комбинированные.

Наиболее просты по конструкции инфракрасные датчики. Главный недостаток заключается в том, что инфракрасное излучение испускают все нагретые тела, поэтому велика вероятность ложных показаний при отсутствии пламени от нагретых стенок и элементов газового котла.

Датчики, реагирующие на видимое излучение могут давать ложное срабатывание от посторонней засветке и не могут работать при открытой камере сгорания.

Наиболее надежны ультрафиолетовые датчики, но доля ультрафиолетового излучения в пламени невелика, поэтому приходится применять меры по повышению чувствительности фотоэлемента. Наиболее распространено использование фотоумножительных конструкций. Увеличение надежности контроля достигается применением чувствительных элементов, реагирующих сразу на несколько частей спектра излучения.

Все фотодатчики обладают следующими недостатками:

  • Большие размеры, накладывающие ограничения по применению в малогабаритных конструкциях;
  • Нахождение чувствительного полупроводникового элемента вблизи нагретой зоны котла;
  • Малый срок службы фотоумножителя;
  • Сложность обвязки (электронной схемы);
  • Резкое снижение чувствительности (отсутствие срабатывания при нормальных условиях) при наличии пыли и загрязнений на поверхности датчика.
  • Возможность размещения за пределами камеры сгорания;
  • Высокая надежность в пределах срока службы.

К фотоэлектрическим относится широко распространенный датчик наличия пламени ДП1.

В зависимости от варианта исполнения (модификации)и схемы блока сигнализации датчик пламени ДП1 имеет различающиеся характеристики по типу установки, температурным характеристикам и может использоваться в широком диапазоне устройств.

Термопары

Работа основана на свойстве спаяразнородных металлов при нагреве генерировать электродвижущую силу. Ля регистрации ЭДС достаточно чувствительного вольтметра, роль которого в электронной схеме выполняет простейший компаратор.

Среди достоинств элементов на термопаре:

  • Простота конструкций;
  • Высочайшая надежность;
  • Высокая термостойкость;
  • Нечувствительность к загрязнениям;
  • Нет необходимости в источнике питания — датчик сам генерирует напряжение.

Основной недостаток — крайне высокая инерционность, которую можно уменьшить снизив размеры чувствительного элемента, но это снижает термостойкость и срок службы. Запаздывание срабатывания вызвано временем, необходимым для снижения температуры контакта при пропадании пламени.

Стоимость датчиков контроля пламени на термоэлектрическом эффекте может быть высокой из-за необходимости применения редкоземельных металлов в сплавах для увеличения чувствительности и повышения термостойкости.

Ионизационные

Работа данных устройств основана на том, что при горении раскаленные газы находятся в ионизированном состоянии, то есть представляют собой плазму. Плазма, как четвертое состояние вещества, за счет ионов обладает высокой электропроводностью.

Конструктивно ионизационный датчик наличия пламени горелки представляет собой металлический электрод, внесенный в зону горения. Между электродом и корпусом горелки (форсунками) приложена разность потенциалов. При наличии пламени между электродом и горелкой начинает протекать электрический ток, тем больший, чем больше интенсивность горения, то есть степень ионизации нагретых продуктов сгорания. Протекающий ток регистрируется электронной схемой. Схема контроля регулируется на определенное значение тока, которое зависит от интенсивности горения. Снижение мощности пламени приводит к подаче сигнала об его отсутствии.

  • Простота;
  • Надежность;
  • Долговечность;
  • Высокое быстродействие;
  • Низкая стоимость.
  • Чувствительность к загрязнениям на поверхности электрода;
  • Ненадежность работы в среде газов, содержащих большое количество водорода или окиси углерода, поскольку в таких средах степень ионизации невелика.

К потере чувствительности приводят:

  • Загрязнение поверхности;
  • Неправильная пропорция горючей смеси;
  • Малая интенсивность горения;

Ложное срабатывание может вызвать наличие пыли на изоляции, вызывающей токи утечки.

В зоне горения электрод располагают в корне пламени, где его температура не превышает 900 ⁰С. Конструктивно датчик выполняется из хромаля, сплава железа с примесью алюминия и хрома. Изоляция в стенке камеры сгорания выполняется из высокотемпературной керамики.

Наиболее часто ионизационный датчик объединяют с запальным электродом. Во время поджига на него подаются импульсы высокого напряжения. В это время схема контроля пламени отключена. После прекращения поджига реле подключает электрод к схеме контроля. При наличии необходимой величины тока между электродом и горелкой считается, что поджиг произошел успешно, в противном случае процесс повторяется заново.

Комбинированная конструкция требует наличия высоковольтной изоляции провода, подходящего к электроду.

Назначение, принцип работы и конструкция ионизационного электрода

Если в нагревательном устройстве по каким-то причинам пропадает пламя, то сразу же должна быть прекращена подача газа. В противном случае он достаточно быстро заполнит объем установки и помещение, что может привести к объемному взрыву от случайной искры. Поэтому все нагревательные установки, работающие на природном газе, в обязательном порядке должны оснащаться системой слежения за наличием пламенем и блокировки подачи газа. Ионизационные электроды контроля пламени обычно выполняют две функции: во время зажигания газа от запальника разрешают его подачу при наличии устойчивой искры, а при исчезновении пламени подают сигнал на отключение газа основной горелки.

Принцип работы

Принцип работы ионизационного электрода основан на физических свойствах пламени, которое по своей сути является низкотемпературной плазмой, т. е. средой, насыщенной свободными электронами и ионами и поэтому обладающей электропроводностью и чувствительностью к электромагнитным полям. Обычно на него подается положительный потенциал от источника постоянного тока, а корпус горелки и запальник присоединяются к отрицательному. На рисунке ниже показан процесс возникновения тока между корпусом запальника и электродным стержнем, возвышающийся торец которого предназначен для контроля пламени основной горелки.

Процесс зажигания газа в нагревательной установке происходит в два этапа. На первом в запальник подается небольшое количество газа и включается электроискровое зажигание. При возникновении в запальнике устойчивого воспламенения происходит ионизация и начинает протекать постоянный ток в сотые доли миллиампер. Устройство контроля электрода подает сигнал системе управления, открывается электроклапан, и происходит поджигание основного потока газа. С этого момента электрод формирует управляющий сигнал уже от ионизации его пламени. Система управления настроена на определенный уровень ионизации, поэтому, если ее интенсивность снижается до заданного предела и ток в плазме падает, происходит отключение подачи газа и гашение пламени. После этого весь цикл с использованием запальника повторяется в автоматическом режиме до тех пор, пока процесс горения не станет устойчивым.

  • неправильная пропорция газовоздушной смеси, формируемой в запальнике;
  • нагар или загрязнение на ионизационном электроде;
  • недостаточная мощность потока пламени;
  • уменьшение сопротивления изоляции из-за накопления в запальнике токопроводящей пыли.

Одним из главных достоинств ионизационных электродов является мгновенная скорость срабатывания при погасании пламени. В отличие от них термопарные датчики формируют сигнал только через несколько секунд, которые им требуются для остывания. Кроме того, ионизационные электроды недороги, т. к. имеют очень простую конструкцию: металлический стержень, изолирующая втулка и разъем. Также они очень просты в эксплуатации и обслуживании, которое заключается в очистке стержня от нагара.

К недостаткам датчиков ионизационного контроля можно отнести их ненадежность при работе с газовым топливом, содержащим большие доли водорода или окиси углерода. В этом случае в пламени генерируется недостаточное количество свободных ионов и электронов, что приводит к невозможности удержания стабильного тока. Кроме того, этот метод может оказаться непригодным при работе в условиях повышенной запыленности.

Конструктивные особенности

Ионизационный электрод может быть только контрольным, а может выполнять сразу две функции: запальную и контрольную. Во втором случае для зажигания пламени запальника на него подается высокое напряжение, формирующее искру. Через несколько секунд оно отключается, происходит переключение на питание постоянным током и переход в контрольный режим. Если электрод выполняет только контрольную функцию, то его изоляция, разъем и кабель должны соответствовать требованиям низковольтной аппаратуры, эксплуатируемой при высоких температурах. При использовании его в качестве запального сопротивление изоляции должно выдерживать на пробой напряжение 20 кВ, а подсоединение к блоку управления производиться высоковольтным кабелем.

Читать еще:  Какие электроды нужны для инверторной сварки?

При установке ионизационного электрода в корпус конкретной горелки необходимо применять изделие оптимальной длины. Слишком большой стержень будет перегреваться, деформироваться и быстрее покрываться нагаром. В случае малой длины возможны ситуации, когда ионизационный поток будет прерываться при уходе пламени от конца электрода к другому краю корпуса горелки. В реальных условиях длину электрода обычно подбирают экспериментальным путем.

В бытовых газовых плитах для зажигания используют электроискровые запальные электроды, а для контроля за пламенем — термопарные датчики. А почему в бытовых устройствах не применяют ионизационные электроды в раздельном или совмещенном виде? Ведь они дешевле термопар. Если вы знаете ответ на этот вопрос, поделитесь, пожалуйста, информацией в комментариях к данной статье.

Конструкция

Получившего наибольшее распространение по сравнению с электроиндукционным устройством, ионизационного радиоизотопного дымового извещателя состоит из следующих элементов:

  • Корпуса из высококачественного пластика, например, негорючего поликарбоната с отверстиями для входа и выпуска воздуха, дымовых газов, защищенными как мелкой металлической сеткой от проникновения насекомых, так и формой корпуса вокруг них, их расположением на нем для защиты от воздействия прямых воздушных потоков.
  • Монтажной базы с электронной печатной платой, на которой установлены две, последовательно включенные в электрическую цепь ионизационные камеры – контрольная и измерительная; блок управления с микроконтроллером, предназначенный для обработки данных, передачи сигналов, адресации устройства; входными/выходными скользящими зажимными контактами/клеммами для подключения к шлейфу установки АПС.
  • Конструктивно контрольная камера размещена внутри измерительной, являясь закрытым объемом, защищенным от проникновения частиц дыма; в то время как измерительная камера открыта, предназначена для свободного проникновения, фильтрации газовоздушной среды для фиксации происходящих в ней изменений.

Типовая конструкция ионизационного извещателя

  • Компактного источника радиоактивного излучения, чаще содержащего ничтожно малое количество изотопа америция-241, нанесенного на металлическую фольгу, установленного внутри контрольной камеры. Его излучение проникает через обе камеры, образуя в воздухе положительно и отрицательно заряженные частицы – ионы воздуха; при этом радиоизотопный источник излучения несет положительный, а внешняя измерительная камера – отрицательный заряд. При подаче электропитания на входные контакты ионизационного пожарного извещателя внутри него возникает электрическое поле.
  • При накоплении на сигнальном электроде, установленном на границе соединения контрольной и измерительной дымовой камер, положительного заряда достаточной силы, установленного настройками микроконтроллера; он через аналого-цифровой преобразователь, входящий в состав электронной интегральной схемы, формируется в тревожный сигнал, передаваемый на прибор/блок установки АПС.

Сила тока в ионизированном пространстве внутри такого пожарного извещателя остается стабильной только при сохранении нормальных условий в зоне контроля.

При малейших изменениях в воздухе ионизационные пожарные извещатели чутко реагируют, приводя в действие весь комплекс автоматической противопожарной защиты, что дает возможность, если не сразу ликвидировать очаг возгорания; то дать возможность локализовать его, дать время до прибытия пожарных подразделений, минимизировать материальный ущерб.

Преимущества и недостатки

Преимущества

Детекторы ионизации пламенем очень широко используются в газовой хроматографии из-за ряда преимуществ.

  • Стоимость: детекторы ионизации пламени относительно недороги в приобретении и эксплуатации.
  • Низкие требования к техническому обслуживанию: помимо очистки или замены жиклера ПИД, эти детекторы не требуют значительного технического обслуживания.
  • Прочная конструкция: ПИД относительно устойчивы к неправильному использованию.
  • Линейность и диапазоны обнаружения: FID могут измерять концентрацию органических веществ при очень низких (10 -13 г / с) и очень высоких уровнях, имея линейный диапазон отклика 10 7 г / с.

Недостатки

Детекторы ионизации пламени не могут обнаруживать неорганические вещества, а некоторые сильно оксигенированные или функционализированные вещества, такие как инфракрасные и лазерные технологии, могут. В некоторых системах CO и CO 2 могут быть обнаружены в FID с использованием метанизатора , который представляет собой слой Ni-катализатора, восстанавливающего CO и CO 2 до метана, который, в свою очередь, может быть обнаружен FID. Метанатор ограничивается его неспособностью уменьшить другие , чем СО и СО соединений 2 и его тенденции быть отравлен рядом химических веществ , обычно встречаются в сточных водах газовой хроматографии.

Другой важный недостаток состоит в том, что пламя ПИД окисляет все проходящие через него окисляемые соединения; все углеводороды и оксигенаты окисляются до диоксида углерода, а вода и другие гетероатомы окисляются в соответствии с термодинамикой. По этой причине FID, как правило, являются последними в цепочке детекторов, а также не могут использоваться для подготовительных работ.

Альтернативное решение

Усовершенствованием метанизатора является реактор Polyarc , который представляет собой последовательный реактор, который окисляет соединения перед их восстановлением до метана. Этот метод может быть использован для улучшения отклика FID и позволяет обнаруживать гораздо больше углеродсодержащих соединений. Полное преобразование соединений в метан и теперь эквивалентный отклик в детекторе также устраняет необходимость калибровки и стандартов, поскольку все факторы отклика эквивалентны показателям метана. Это позволяет проводить быстрый анализ сложных смесей, содержащих молекулы, где стандарты недоступны.

Что такое «ионизатор»? Принцип работы ионизаторов (электролизеров)

Что такое электролизер (ионизатор или активатор)? Что такое живая и мертвая вода?

Часто электролизеры еще называют ионизаторами или же активаторами воды. Но правильнее все-таки их называть электролизерами, так как это название отражает суть происходящих в приборах процессов. В ионизаторах вода разделяется на две — щелочную воду с pH больше 8 и кислотную воду с pH меньше 6. Щелочную воду в России называют “живой”, а кислотную — “мертвой” водой.

Принцип работы ионизаторов воды

Ионизатор представляет собой прибор, в котором 2 или более электродов, погружены в раствор солей в воде.

Если есть 2 электрода: Анод — положительно заряженный электрод А(+) и Катод — отрицательно заряженный электрод К(-), схема электролизера выглядит так:

Чтобы сделать процессы более интенсивными, в более дорогих электролизерах используют несколько пластин электродов. Тогда схема электролизера выглядит так:

Какие процессы происходят в электролизере?

Как подсказывает название, в электролизере происходит процесс электролиза. Электролиз — это разложение вещества на составляющие при помощи электрического тока. Ток через химически чистую (дистиллированную или еще более чистую, деионизированную воду идет очень слабо, поэтому электролиз чистой воды затруднителен. Попробуйте залить в бытовой ионизатор дистиллированную воду, он работать не будет.

Электролиз обычной питьевой воды, например, взятой из-под крана, возможен именно благодаря присутствию воде разных солей, например, кальция, натрия, магния и др. Для работы электролизеров важно, чтобы солей было достаточно, для чего воду дополнительно минерализуют.

Фактически речь идет об электролизе водного раствора солей.

Самые распространенные соли в питьевой воде: гидрокарбонаты, сульфаты кальция, магния, хлорид натрия (он же — поваренная соль).
Растворяясь в воде, соли распадаются (диссоциируют) на ионы — частицы, имеющие электрический заряд. Кроме того, сами молекулы воды тоже, частично, диссоциируют на H + и OH —
В питьевой воде “плавают”:
— положительно заряженные Ca 2+ , Mg 2+ , Na + , K + , H +
— отрицательно заряженные HCO3 — , SO4 2- , Cl — , OH — .
На этикетках бутылированной воды в России всегда указывается список ионов. Под действием электрического поля ионы начинают двигаться к электроду с противоположным зарядом, где с ними происходят химические реакции.

Сразу оговоримся, что электроды должны быть инертными, то есть при электролизе они служат лишь передатчиками электронов. Материал таких электродов не участвует в электродных процессах (это может быть, например, Pt (платина), Ir (иридий), то есть сами электроды в реакции не участвуют. Иначе сначала будет реагировать и разрушаться (растворяться) сам электрод: Ме (металл) —> Me + + е — , прежде чем начнутся другие реакции. Понятно, что электроды из платины или иридия очень дороги, поэтому их делают с покрытием из платины и качество этого покрытия принципиально важно.

Т.к. все металлы, ионы которых имеются в нашей питьевой воде — Ca, Mg, Na, K — стоят в ряду напряжений металлов левее алюминия включительно, то на катоде металл не восстанавливается, а восстанавливается водород из воды. Это происходит так:
На катоде (-) 2 молекулы воды соединяются с электронами и образуется газ водород и ионы OH — — т.е щелочная среда.

Читать еще:  Сварка алюминиевыми электродами инвертором

K(-) 2H2O + 2e‾ → H2 + 2OH —

На аноде (+) происходит несколько реакций:
1) Так как к нас присутствует анион кислородсодержащей кислоты, (SO4 2- ), то происходит окисление атомов кислорода из воды до молекул кислорода и еще образуются ионы водорода H + :
2H2O — 4e → O2 + 4H + , выделяется газ кислород и образуется кислотная среда — ионы водорода H +
2) В нашем случае есть также анион бескислородной кислоты ( Cl — ). Происходит его окисление до простого вещества:
образуется газообразный хлор
2Cl — — 2e → Cl2

Итак, на отрицательном электроде выделяется газ водород и щелочная среда, на положительном — газы кислород, хлор и кислотная среда. Нужно учитывать, что хлор — ядовитый газ.

Но важно, что продукты реакций будут смешиваться и реагировать между собой.

При этом смешении образуется гипохлорит по реакции:
Cl2+2OH — → Cl — +ClO-H2O
А затем, при комнатной температуре в кислом растворе образуется хлорат (соединение хлорноватистой кислоты) по реакции:
2HClO+ClO — → ClO3 — +2H+2Cl —

Надежность устройств

Надежность – это основное требование к данным приборам. Для того чтобы достичь максимальной эффективности работы, необходимо не только правильно подобрать оборудование, но еще и правильно его установить. В данном случае важно не только выбрать правильный метод монтажа, но и место крепления. Естественно, что любой тип датчиков обладает своими преимуществами и недостатками, однако если неверно выбрать место установки, к примеру, то вероятность возникновения ложного сигнала сильно увеличивается.

Если подвести итог, то можно сказать, что для максимальной надежности системы, а также для того, чтобы максимально сократить количество остановок котла по причине возникновения ошибочного сигнала, необходимо устанавливать несколько типов датчиков, которые будут использовать абсолютно разные методы контроля пламени. В таком случае надежность общей системы будет достаточно высокой.

Польза и вред ионизации

Итак, функция ионизации воздуха – создание аэроионов в воздухе. В природе количество аэроионов, в среднем, в 10-15 раз больше, чем в городском воздухе, загрязненном выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. В доме на качество воздуха также влияют испарения от техники и электромагнитное излучение телевизоров и компьютеров. Пожалуй, на этом железные факты про ионизацию закончены.

Насыщение воздуха ионами сейчас широко разрекламировано, оговоримся сразу, доказанных как негативных, так и позитивных эффектов от ионизации нет, во всяком случае, в медицине однозначных рекомендаций по ее поводу нет. Информация о пользе и вреде ионизации может быть Вам полезна, если Вы задумываетесь о приобретении такого прибора или уже им владеете, но она не подтверждена авторитетными источниками.

Согласно открытым источникам, у аэроионов, а точнее, у насыщенного ими воздуха, есть свои плюсы. Прежде всего, они активизируют работу эритроцитов, увеличивая газообмен в легких на 10%. Именно этот фактор по большей части обусловливает все другие эффекты ионизации воздуха:

  • Улучшение качества сна. Сон более глубокий, здоровый и приносит полноценный отдых.
  • Повышение работоспособности и способностей к концентрации внимания.
  • Улучшается самочувствие, полноценный отдых и насыщение кислородом помогает поднять иммунитет.
  • Вследствие полноценного ночного отдыха нормализуется психологическое состояние, аэроионы могут помочь в борьбе с депрессией или неврозом.
  • Ускоряется метаболизм, что помогает лучше выглядеть, а также ускорить протекание заболеваний и облегчить их симптомы.
  • Отрицательно заряженные ионы притягивают к себе вредные частицы из воздуха, помогая очищать его от пыли, аллергенов и молекул газов.

Однако именно эти свойства аэроионов имеют и оборотную сторону. Если есть ионизация воздуха в квартире, полезно или вредно она воздействует на ее жителей, во многом зависит от них и их состояния здоровья. Итак, вредные свойства аэроионов.

  • Если во время ионизации в помещении находится человек с вирусным заболеванием или просто есть молекулы вируса, передающегося воздушно-капельным путем, то вероятность заражения вырастет в геометрической прогрессии, так как в ионизированном воздухе инфекция распространяется очень быстро.
  • Ионизированный воздух противопоказан больным с высокой температурой. Ускорение метаболизма только еще сильнее «подогревает» тело.
  • Ускорение обмена веществ, которое стимулируют аэроионы, вредно для ряда хронических и вялотекущих заболеваний, так как способно их ускорить. Ионизация противопоказана при онкологии.
  • Также воздух с аэроионами осложняет протекание бронхиальной астмы, дополнительно нагружая дыхательную систему.
  • Существуют индивидуальная непереносимость и повышенная чувствительность к аэроионам, поэтому перед покупкой ионизатора обязательно нужно проверить, насколько Вам комфортно дышать таким воздухом.
  • Дети до года и больные на восстановительном периоде после операций также нуждаются в спокойном, чистом, не нагруженном аэроионами воздухе.
  • Отдельно стоит сказать о больных с возможными нарушениями кровообращения, особенно мозгового, в данном случае ионизация может вызвать кровоизлияние.
  • Кроме того, наэлектризованные частицы притягиваются к поверхностям, в том числе — слизистым человека — гораздо сильнее, чем нейтральные. Поэтому во время ионизации в комнате лучше не находиться.
  • Все ионизаторы создают озон – естественный окислитель, который вреден и для человека, и для техники. Концентрация озона, как правило, не контролируется, и при отсутствии проветривания может превышать все допустимые размеры и достигнуть угрожающих масштабов.
  • Все положительные эффекты от ионизации появляются спустя месяцы или даже годы воздействия, мгновенного эффекта от нее не будет.

Кроме того, вокруг ионизатора могут образовываться круги пыли, помещение с ионизатором нуждается в постоянной влажной уборке, включая стены. Мы можем рекомендовать совмещать ионизатор с качественным очистителем-обеззараживателем воздуха, который защитит Вас от распространения частиц пыли, вирусов и инфекций.

Обобщённое видение рассматриваемой техники ионизации

Создание ионизатора воды своими руками, конечно же, невозможно без явного понимания основ техники ионизации. Кроме того, изначально следует протестировать качество водопроводной воды, что предполагается использовать под самодельный ионизатор.

Существует масса наборов тестирования содержимого жидкости в продаже, однако, лучший способ проведения водного анализа – это обращение в сертифицированную лабораторию.

Главной причиной такого подхода (тестирования в стенах лаборатории) – является точное определение количества растворённого в жидкости кислорода, плюс точное определение параметра «pH».

Правда значение «рН» для исследуемой жидкости вполне допустимо определить непосредственно в домашних условиях при помощи специальной (лакмусовой) бумаги или посредством электронного измерителя «рН».

Приборы бытового назначения, электролизующие питьевую воду, предлагаются рынком на протяжении уже нескольких лет. Электролизёры вырабатывают (раздельно) кислую и щелочную воду (ионизированную). Также на практике встречаются другие названия такого рода воды:

  • электролизированная восстановленная,
  • щелочно-ионная,
  • электролизированная катодная.

Кислая вода не подходит для питья, но успешно подходит для гигиены лица и рук, ухода за телом. Щелочная вода, напротив, пригодна для питья, поэтому технология ионизатора рассматривается коммерческой и маркетинговой литературой в первую очередь как полезная при лечении:

  • желудочно-кишечного тракта,
  • гипертонии,
  • диабета,
  • злокачественных опухолей.

Рекомендациями, содержащимися в инструкциях, прилагаемых к устройствам ионизации воды, рекомендуется выпивать 1,5–2,0 л такого продукта, независимо от возраста, пола и состояния здоровья потребителя.

Одна из многочисленных моделей ионизатора воды для домашнего применения, сделанная на промышленном уровне. Между тем вполне доступно сделать ионизатор воды своими руками из доступных деталей

Возможно, потребление ионизированной питьевой жидкости действительно полезно, если реально способствует облегчению симптомов у пациентов, дополняя классические методы лечения, как утверждают некоторые распространители ионизаторов.

Тем не менее, не исключены проблемы общественного здравоохранения, если ионизаторы способны вызывать вредные побочные эффекты у людей, здоровых в других отношениях или скрывать наличие болезней у потребителей, имеющих на вид крепкое здоровье.

Типы ионизаторов и характеристики производимой воды

Рынком предлагается множество видов более или менее совершенных ионизаторов воды. Большая часть ионизаторов производства Японии, но также быстро заполняют рынок не менее технологичные ионизаторы воды производства:

  • Соединенных Штатов,
  • Канады,
  • Австралии,
  • Китая.
Читать еще:  Электроды для сварки меди инвертором

Среднестатистический годовой показатель продаж ионизаторов — более 200 000 приборов по цене от $600 до $3000. Между тем, изобретателями такого рода устройства (разработчиками технологии) являются российские учёные периода 1900-х годов.

Технологический принцип разделения/очистки на составляющие

Все производимые ионизаторы воды подключаются непосредственно к водопроводу. Фильтрация перед ионизатором осуществляется как минимум через один фильтр с активированным углём. Такой подход необходим для снижения уровня хлоридов водопроводной воды (предотвращения повреждения электролитической ячейки ионизатора).

Структурная схема подключения классического ионизатора для производства очищенного от примесей конечного продукта: 1 – водопроводная вода; 2 – первичный угольный фильтр; 3 – вторичный керамический фильтр; 4 – кислотная pH = 4-6; 5 – щелочная pH = 8-10

Отфильтрованная жидкость допускает минимальное содержание минералов на уровне 50 мг * л-1. Эти условия требуются для производства электролиза в рабочей камере с анодом и катодом.

Эти элементы разделены полупроницаемой диафрагмой на основе пластика. Плоские (сетчатые) электроды изготовлены из титана, покрытого платиной. Процесс электролиза даёт кислоту и окисленную воду на аноде.

Когда электроны проходят через электрическую цепь, в анодном отделении накапливаются минеральные ионы (HCO3-, Cl-, HSO4-, NO3-,…). По мере высвобождения протонов и кислорода, жидкость приобретает pH значением от 4 до 6 и окислительно-восстановительный потенциал, способный достигать +900 мВ.

Напротив, восстановленная щелочная вода образуется в катодном отсеке. Для этого варианта на катоде накапливаются минеральные катионы (Na +, K +, Ca2 +, Mg2 +,…).

По мере образования гидроксильных ионов и водорода, происходит изменение значения pH воды от 8 до 10, и допустимо получение окислительно-восстановительного потенциала на уровне -600 мВ.

Примерно таким образом «картинно» выглядит ход химической реакции внутри ионизатора, по результатам которой на выходе прибора получают два вида обработанной жидкости – питьевой и технической

Эффективность устройства, полученные значения pH и значения окислительно-восстановительного потенциала сильно различаются и зависят:

  • от характеристик местного водоснабжения,
  • от значений напряжения и тока,
  • от расхода воды и температуры.

Эффект от работы ионизатора воды с практичной точки зрения

Основным эффектом электролиза является значительное снижение значения rH2 (электронная активность) по сравнению с исходной водопроводной водой, в то время как значения pH и потенциал сопротивления остаются относительно стабильными.

Сравнение значений rH2 со значениями минеральной воды показывает: ионизированная вода является усиленно щелочным продуктом. По сравнению с обычными источниками питьевой воды, ионизатор даёт значения pH и Eh, которые редко встречаются в естественной среде.

Поэтому в научных кругах такую воду обычно причисляют к категории синтетических вод. Что касается сопротивления, можно найти диапазон от 1600 до 1700 Ом * см, который стабилен во времени и остаётся в пределах допустимой официальной нормы 900–5000 Ом * см.

С точки зрения рН, этот диапазон может варьироваться цифровыми значениями от 6,8 до 8,7 для данного типа оборудования, а также оставаться относительно стабильным во времени. Для сравнения, нормативным стандартом питьевой воды рекомендуется значение pH между цифрами 6,5 и 9.

Процедура ионизации воды не приводит к аномальным значениям рН. Что касается окислительно-восстановительного потенциала, значения находятся в диапазоне от -654 до +680 мВ.

При этом отмечаются сильные изменения во времени для отрицательных восстановительных потенциалов и лучшая стабильность для положительных восстановительных потенциалов.

После поправки на влияние pH, rH2 (электронная активность) находится между значениями 2 и 45. Эти цифры означают, что ионизаторы воды могут эффективно производить оксидированную воду, либо наоборот, воду — антиоксидант.

Что такое «ионизатор»? Принцип работы ионизаторов (электролизеров)

Что такое электролизер (ионизатор или активатор)? Что такое живая и мертвая вода?

Часто электролизеры еще называют ионизаторами или же активаторами воды. Но правильнее все-таки их называть электролизерами, так как это название отражает суть происходящих в приборах процессов. В ионизаторах вода разделяется на две — щелочную воду с pH больше 8 и кислотную воду с pH меньше 6. Щелочную воду в России называют “живой”, а кислотную — “мертвой” водой.

Принцип работы ионизаторов воды

Ионизатор представляет собой прибор, в котором 2 или более электродов, погружены в раствор солей в воде.

Если есть 2 электрода: Анод — положительно заряженный электрод А(+) и Катод — отрицательно заряженный электрод К(-), схема электролизера выглядит так:

Чтобы сделать процессы более интенсивными, в более дорогих электролизерах используют несколько пластин электродов. Тогда схема электролизера выглядит так:

Какие процессы происходят в электролизере?

Как подсказывает название, в электролизере происходит процесс электролиза. Электролиз — это разложение вещества на составляющие при помощи электрического тока. Ток через химически чистую (дистиллированную или еще более чистую, деионизированную воду идет очень слабо, поэтому электролиз чистой воды затруднителен. Попробуйте залить в бытовой ионизатор дистиллированную воду, он работать не будет.

Электролиз обычной питьевой воды, например, взятой из-под крана, возможен именно благодаря присутствию воде разных солей, например, кальция, натрия, магния и др. Для работы электролизеров важно, чтобы солей было достаточно, для чего воду дополнительно минерализуют.

Фактически речь идет об электролизе водного раствора солей.

Самые распространенные соли в питьевой воде: гидрокарбонаты, сульфаты кальция, магния, хлорид натрия (он же — поваренная соль).
Растворяясь в воде, соли распадаются (диссоциируют) на ионы — частицы, имеющие электрический заряд. Кроме того, сами молекулы воды тоже, частично, диссоциируют на H + и OH —
В питьевой воде “плавают”:
— положительно заряженные Ca 2+ , Mg 2+ , Na + , K + , H +
— отрицательно заряженные HCO3 — , SO4 2- , Cl — , OH — .
На этикетках бутылированной воды в России всегда указывается список ионов. Под действием электрического поля ионы начинают двигаться к электроду с противоположным зарядом, где с ними происходят химические реакции.

Сразу оговоримся, что электроды должны быть инертными, то есть при электролизе они служат лишь передатчиками электронов. Материал таких электродов не участвует в электродных процессах (это может быть, например, Pt (платина), Ir (иридий), то есть сами электроды в реакции не участвуют. Иначе сначала будет реагировать и разрушаться (растворяться) сам электрод: Ме (металл) —> Me + + е — , прежде чем начнутся другие реакции. Понятно, что электроды из платины или иридия очень дороги, поэтому их делают с покрытием из платины и качество этого покрытия принципиально важно.

Т.к. все металлы, ионы которых имеются в нашей питьевой воде — Ca, Mg, Na, K — стоят в ряду напряжений металлов левее алюминия включительно, то на катоде металл не восстанавливается, а восстанавливается водород из воды. Это происходит так:
На катоде (-) 2 молекулы воды соединяются с электронами и образуется газ водород и ионы OH — — т.е щелочная среда.

K(-) 2H2O + 2e‾ → H2 + 2OH —

На аноде (+) происходит несколько реакций:
1) Так как к нас присутствует анион кислородсодержащей кислоты, (SO4 2- ), то происходит окисление атомов кислорода из воды до молекул кислорода и еще образуются ионы водорода H + :
2H2O — 4e → O2 + 4H + , выделяется газ кислород и образуется кислотная среда — ионы водорода H +
2) В нашем случае есть также анион бескислородной кислоты ( Cl — ). Происходит его окисление до простого вещества:
образуется газообразный хлор
2Cl — — 2e → Cl2

Итак, на отрицательном электроде выделяется газ водород и щелочная среда, на положительном — газы кислород, хлор и кислотная среда. Нужно учитывать, что хлор — ядовитый газ.

Но важно, что продукты реакций будут смешиваться и реагировать между собой.

При этом смешении образуется гипохлорит по реакции:
Cl2+2OH — → Cl — +ClO-H2O
А затем, при комнатной температуре в кислом растворе образуется хлорат (соединение хлорноватистой кислоты) по реакции:
2HClO+ClO — → ClO3 — +2H+2Cl —

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector