CN210958864U - 一种基于电磁脉冲的纳米磁流体控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于电磁脉冲的纳米磁流体控制装置，装置包括外壳、纳米流体通道、控制模块、电磁绕组、出口磁场产生单元；外壳为弧形状，内部安装有电磁绕组，电磁绕组由直流电源提供电流产生磁场；纳米流体通道贯穿整个外壳，一端为进口，另一端为出口，出口处设置出口磁场产生单元，光伏组件安置于纳米流体通道上方；控制模块与电磁绕组相连，根据不同情况对输入的电流进行整流、变频，再输入电磁绕组以产生一定方向的磁场引导流体通道中的磁性纳米颗粒的运动。本实用新型可以通过监测流体通道温度和流速，反馈至控制模块，对电磁绕组和出口处磁场生成单元进行控制。防止磁性纳米颗粒沉淀或附着至通道壁面。并且可以控制磁性纳米颗粒在通道中形成特定方向的磁链，以改变纳米磁流体的透光率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种控制和清洗装置，特别是一种基于电磁脉冲的纳米磁流体控制装置。
背景技术
纳米磁流体是一种比较特殊的纳米流体，目前是一种新型功能材料，它既有液体的流动性又有磁性材料的磁性。当外加磁场时其中的纳米颗粒分布会发生变化，进而导致它的一些物性参数会发生相应的变化，从而变成一种可控的传热流体。被广泛运用于传热、光伏光热、生物制药、水处理等领域。
但在实际应用时，纳米颗粒的粒径小，比表面积大，体积分数通常较小，导致纳米颗粒分散在基液中时，极易团聚而沉降。并且由于磁性纳米颗粒的尺寸非常小，经常会进入流道壁面的粗糙处，在使用纳米磁流体集热或光伏分频时会降低流体壁面透射率，并且使其受热不均匀。因此，如何使纳米磁流体颗粒能够在流动过程中均匀、稳定地分散在基液中一直是纳米磁流体使用过程中的关键。
对纳米磁流体施加电磁控制就能够实现在其流动过程中使纳米颗粒形成特定方向的磁链，并且在流速较小可能发生沉淀的区域施加定向磁场使磁性纳米颗粒能够更好地沿预定方向移动。此外，还能在使用完毕后对流体通道进行电磁除垢，最大限度地清理附着在流体通道粗糙表面的纳米颗粒，增加流体通道的使用寿命。
发明内容
本实用新型提供一种基于电磁脉冲的纳米磁流体控制装置，可以通过监测流体通道温度和流速，反馈至控制模块，对电磁绕组和出口处磁场生成单元进行控制。防止磁性纳米颗粒沉淀或附着至通道壁面。并且可以控制磁性纳米颗粒在通道中形成特定方向的磁链，以改变纳米磁流体的透光率。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下。
一种基于电磁脉冲的纳米磁流体控制装置，所述装置包括外壳、纳米流体通道、控制模块、电磁绕组、出口磁场产生单元；
所述外壳为弧形状，内部安装有电磁绕组，所述电磁绕组由直流电源提供电流产生磁场；
所述纳米流体通道贯穿整个外壳，一端为进口，另一端为出口，出口处设置出口磁场产生单元，光伏组件安置于纳米流体通道上方；
所述控制模块与电磁绕组相连，根据不同情况对输入的电流进行整流、变频，再输入电磁绕组以产生一定方向的磁场引导流体通道中的磁性纳米颗粒的运动。
优选地，上述纳米流体通道两端呈向外收缩状，出口磁场产生单元套设在收缩口处。
优选地，上述出口磁场生成单元由导线呈喇叭状环绕流体通道的出口处，能在通电时对应地产生与流体流向出口方向相同的磁力以防止纳米流体中的颗粒在出口处因为流速降低而产生团聚沉淀。
优选地，上述控制模块包括控制器、功率放大电路以及数据采集装置，所述数据采集装置分别与设置在纳米流体通道出口处的温度传感器一和光伏组价背面的温度传感器二连接，所述数据采集装置还与设置在纳米流体通道出口的速度传感器连接，用于检测温度来决定纳米流体控制策略；数据采集装置连接控制器，所述控制器通过放大电路控制电磁绕组。
优选地，上述控制器采用R2110芯片。
优选地，上述电磁绕组设置三组，分别为第一电磁绕组、第二电磁绕组和第三电磁绕组，三个电磁绕组分别设置在流体通道两侧和光伏背板后方。
优选地，上述第一电磁绕组和第三电磁绕组分别位于纳米流体通道所在的水平面上，所述第二电磁绕组位于纳米流体通道正下方。
优选地，三个电磁绕组铁芯由厚度为0.5mm硅钢片组成，绕组绕制方式为单层绕组绕制。
与现有技术相比该实用新型优点在于：
本装置能够实时监测纳米流体通道的温度和流速，并结合光伏背板温度使用相应控制策略。改变电流通过电磁绕组和出口磁场产生单元的方式控制磁性纳米颗粒，防止其沉淀或使其形成特定方向的磁链。
在光伏组件使用后可以使用本装置进行电磁除垢，延长装置使用寿命。
相对于常用于产生磁场的亥姆霍兹线圈本装置能够灵活改变磁场方向，而且体积明显更小方便使用和安装。
附图说明
图1为本实用新型的装置结构示意图一；
图2为本实用新型的装置结构示意图二；
图3为电磁绕组、流体通道和光伏组件位置示意图；
图4为纳米磁流体控制装置电路的结构原理图；
图5为控制器的结构原理图；
图6为放大电路的结构原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
如图1、图2所示，一种基于电磁脉冲的纳米磁流体控制装置，所述装置包括外壳4、纳米流体通道2、控制模块、电磁绕组1、出口磁场产生单元3；
所述外壳4为弧形状，内部安装有电磁绕组1，所述电磁绕组1由直流电源提供电流产生磁场；
所述纳米流体通道2贯穿整个外壳4，一端为进口，另一端为出口，出口处设置出口磁场产生单元3，光伏组件8安置于纳米流体通道2上方；
所述控制模块与电磁绕组1相连，根据不同情况对输入的电流进行整流、变频，再输入电磁绕组1以产生一定方向的磁场引导流体通道中的磁性纳米颗粒的运动。
优选地，上述纳米流体通道2两端呈向外收缩状，出口磁场产生单元3套设在收缩口处。
如图3所示，优选地，上述出口磁场生成单元3由导线呈喇叭状环绕流体通道的出口处，能在通电时对应地产生与流体流向出口方向相同的磁力以防止纳米流体中的颗粒在出口处因为流速降低而产生团聚沉淀。
如图4所示，优选地，上述控制模块包括控制器、功率放大电路以及数据采集装置，所述数据采集装置分别与设置在纳米流体通道出口处的温度传感器一2和光伏组价背面的温度传感器二7连接，所述数据采集装置还与设置在纳米流体通道出口的速度传感器6连接，用于检测温度来决定纳米流体控制策略；数据采集装置连接控制器（如图5所示），所述控制器通过放大电路（如图6所示，）控制电磁绕组。
控制模块能控制电流通过电磁绕组的方向进而控制电磁绕组所产生的磁场方向。当晴天中午太阳辐射量高，光伏组件背板或纳米流体通道温度过高时，电流会流过绕组1-1和1-3产生横向磁场进而使得磁性纳米颗粒形成横向磁链。此时纳米磁流体透射率降低可以吸收更多的辐照量，降低光伏组件8温度防止其过热提高光伏组件8工作效率。
当光伏组件工作结束需要电磁清洗纳米磁流体通道时让清水流过通道，同时电流会以一定频率通过第一电磁绕组1-1和第二电磁绕组1-2、再通过第二电磁绕组1-2和第三电磁绕组1-3、最后通过第三电磁绕组1-3和第一电磁绕组1-1并往复循环，使纳米流体通道2中的磁场方向不停切换进而使附着在壁面粗糙处的磁性纳米颗粒随清水流出。
优选地，上述控制器采用R2110芯片。
优选地，上述电磁绕组设置三组，分别为第一电磁绕组1-1、第二电磁绕组1-2和第三电磁绕组1-3，三个电磁绕组分别设置在流体通道两侧和光伏背板后方。
优选地，上述第一电磁绕组1-1和第三电磁绕组1-3分别位于纳米流体通道2所在的水平面上，所述第二电磁绕组1-2位于纳米流体通道正下方。
优选地，三个电磁绕组铁芯由厚度为0.5mm硅钢片组成，绕组绕制方式为单层绕组绕制。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于电磁脉冲的纳米磁流体控制装置，其特征在于所述装置包括外壳、纳米流体通道、控制模块、电磁绕组、出口磁场产生单元；
所述外壳为弧形状，内部安装有电磁绕组，所述电磁绕组由直流电源提供电流产生磁场；
所述纳米流体通道贯穿整个外壳，一端为进口，另一端为出口，出口处设置出口磁场产生单元，光伏组件安置于纳米流体通道上方；
所述控制模块与电磁绕组相连，根据不同情况对输入的电流进行整流、变频，再输入电磁绕组以产生一定方向的磁场引导流体通道中的磁性纳米颗粒的运动。
2.根据权利要求1所述的一种基于电磁脉冲的纳米磁流体控制装置，其特征在于所述纳米流体通道两端呈向外收缩状，出口磁场产生单元套设在收缩口处。
3.根据权利要求1所述的一种基于电磁脉冲的纳米磁流体控制装置，其特征在于所述出口磁场生成单元由导线呈喇叭状环绕流体通道的出口处，能在通电时对应地产生与流体流向出口方向相同的磁力以防止纳米流体中的颗粒在出口处因为流速降低而产生团聚沉淀。
4.根据权利要求1所述的一种基于电磁脉冲的纳米磁流体控制装置，其特征在于所述控制模块包括控制器、功率放大电路以及数据采集装置，所述数据采集装置分别与设置在纳米流体通道出口处的温度传感器一和光伏组价背面的温度传感器二连接，所述数据采集装置还与设置在纳米流体通道出口的速度传感器连接，用于检测温度来决定纳米流体控制策略；所述数据采集装置连接控制器，所述控制器通过放大电路控制电磁绕组。
5.根据权利要求4所述的一种基于电磁脉冲的纳米磁流体控制装置，其特征在于所述控制器采用R2110芯片。
6.根据权利要求1所述的一种基于电磁脉冲的纳米磁流体控制装置，其特征在于所述电磁绕组设置三组，分别为第一电磁绕组、第二电磁绕组和第三电磁绕组，三个电磁绕组分别设置在流体通道两侧和光伏背板后方。
7.根据权利要求6所述的一种基于电磁脉冲的纳米磁流体控制装置，其特征在于所述第一电磁绕组和第三电磁绕组分别位于纳米流体通道所在的水平面上，所述第二电磁绕组位于纳米流体通道正下方。
8.根据权利要求6所述的一种基于电磁脉冲的纳米磁流体控制装置，其特征在于三个电磁绕组铁芯由厚度为0.5mm硅钢片组成，绕组绕制方式为单层绕组绕制。
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|---|---|---|---|---|
| DE102023104455A1 (de) | 2022-03-11 | 2023-09-14 | FEV Group GmbH | Steuerbares Kühlsystem mit magnetfelderzeugender Vorrichtung |
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