Схемы ионаторов воды - здоровье

Со времен походов Александра Македонского было замечено, что питьевая вода превосходно сохраняется в сосудах из серебра. В средние века желудочно-кишечные инфекции стороной обходили дома зажиточных людей, использующих серебряную посуду.

Ионированная вода, в частности, вода с ионами серебра, обладает уникальными свойствами. Активированная ионами серебра вода способна годами сохранять свои свойства без ухудшения качества. В быту «серебряная вода» может применяться для консервирования, дезинфекции посуды и предметов обихода и т.п. Вода с ионами серебра сохраняется длительное время: срок хранения консервированных напитков из цитрусовых и фруктовых соков по данным академика Л.А. Кульского увеличивается с 7 суток до одного года. В «серебряной» воде при концентрации ионов серебра 0,2...0,5 мг/л уже через 0,5...2 ч погибают болезнетворные микроорганизмы и вирусы.

Обычно «серебряную воду» получают пропусканием через воду постоянного тока с использованием серебряных электродов. Для обеспечения равномерности и повышения эффективности растворения электродов рекомендуется периодически изменять полярность напряжения на электродах и перемешивать раствор. При достижении необходимой концентрации ионов серебра необходимо своевременно отключить ток.

На рис. 25.1 — 25.4 представлены схемы ионаторов с таймерами.

На рис. 25.1 таймер ионатора выполнен на транзисторе VT1. При кратковременном нажатии на кнопку SB1 («Пуск») транзистор VT1 открывается, и положительная обкладка конденсатора С2 оказывается подключенной через сопротивление канала полевого транзистора к положительной шине питания. Отрицательная обкладка конденсатора С2 через цепочку резисторов R1 — R3 соединяется с общей шиной. Происходит заряд конденсатора, в процессе которого транзистор VT1 остается открытым. Напряжение на истоке полевого транзистора (выходе таймера) примерно равно напряжению питания. Светодиод HL1 красного цвета индицирует работу таймера. По мере разряда конденсатора С2 транзистор VT1 закрывается, светодиод НИ гаснет, начинает светиться светодиод HL2 зеленого цвета, индицирующий готовность таймера к последующему запуску, а также то, что прибор включен. Потенциометром R2 можно задавать время от 30 до 10ОО сек.

Рис. 25.1

Стабилизатор-ограничитель тока нагрузки выполнен на транзисторах VT2 — VT4. Управление им (включение — выключение) осуществляется через резистор R10 подачей высокого или низкого уровня напряжения с выхода таймера. Предельный ток через сопротивление нагрузки (активируемую жидкость) устанавливают потенциометром R7. Максимальный ток стабилизатора-ограничителя тока не превышает 150... 170 мА (при коротком замыкании нагрузки). Контроль тока через нагрузку осуществляется измерительным прибором РА1, который не является обязательным элементом схемы. Шкалу ориентировочных значений тока можно нанести на указателе потенциометра R7.

Ионатор, выполненный на КМОП-коммутаторе DA1 типа К561КТЗ, имеет таймер с индикатором включения — выключения (рис. 25.2). Необходимый для активации максимальный ток через нагрузку величиной до 30 мА устанавливают потенциометром R6.

Наиболее простая схема ионатора с параллельным включением ключей KTWO/7-коммутатора и максимальным током нагрузки 40 мА представлена на рис. 25.3. Пределы установки времени таймера во всех схемах (рис. 25.1 — 25.3) одинаковы. Режим непрерывной работы устройств (ручное управление) во всех схемах задается тумблером SA1.

Рис. 25.2

рис. 25.3

рис. 25.4

Устройство, представленное на рис. 25.4, периодически меняет полярность напряжения, приложенного к электродам. Одновременно в схеме имеется таймер, отключающий устройство через заданное время [Рл 6/95-19]. Для удобства пользования задают не временной интервал (для достижения концентрации ионов серебра 0,25 мг Ад/л), а объем активируемой жидкости. В частности, переключателем SA1 может быть задан объем активируемой жидкости от 0,5 до 10 л (на каждый литр прохождение тока должно составлять 1 мин, т.о. время активации составит, соответственно, 0,5... 10 мин).

Ионатор воды содержит генератор импульсов (микросхема DD1), таймер и усилитель мощности на транзисторах VT1 — VT4. Генератор вырабатывает прямоугольные импульсы, длительность которых задается элементами С2, R13 и R14. При нажатии кнопки «Пуск» времязадающий конденсатор С1, заряженный изначально от источника питания через цепочку резисторов R1 — R11, разряжается, на входах логических элементов DD1.1 и DD1.4 устанавливается значение логического нуля, схема начинает генерировать прямоугольные импульсы, поступающие на усилитель мощности. К его выходу подключены серебряные электроды.

Для индикации наличия тока через нагрузку использованы светодиоды HL1 и HL2, они же показывают полярность напряжения на электродах. Максимальный выходной ток устройства (3 мА) ограничен резистором R17. Это значение тока соответствует оптимальной концентрации серебра в 1 л воды за 1 мин (0,25 мг Ад/л). Если конструкция электродов (площадь, межэлектродное расстояние или иные причины) не позволяет достичь требуемого значения тока, может быть соответственно подобрана величина резистора R17. При необходимости можно также провести перерасчет дозировки, например, 6 мА — 2 л/мин, а 1,5 мА — 0,5 л/мин.

Далее по мере заряда конденсатора С1 напряжение на нем достигает такого значения, когда на входах элементов DD1.1, DD1.4 устанавливается значение логической единицы: генератор и усилитель мощности отключаются, ток через нагрузку прекращается. Цепочкой резисторов R1 — R11 и переключателем SA1 ступенчато задается интервал времени. Выключатель питания в схеме может отсутствовать: ток, потребляемый устройством без нагрузки, составляет единицы микроампер. Поскольку устройство достаточно экономично (максимальный ток потребления не превышает 3...4 мА), для питания может быть использована батарея «Крона», ресурсов которой хватит для активации двух кубометров воды.

На рис. 25.5 приведен вид печатной платы ионатора, на рис. 25.6 — внешний вид устройства. К некоторым недостаткам, вполне приемлемым для столь простой схемы, следует отнести изменение скважности генерируемых импульсов в процессе зарядки конденсатора С1, что сказывается на неравномерности износа электродных пластин. Частично устранить эту погрешность удается за счет введения цепочки R14, VD1, задающей начальную асимметрию импульсов.

Рис. 25.5

Рис. 25.6

В качестве электродов надлежит использовать серебро 999,9 пробы (для применения воды в медицинской или пищевой промышленности); для санитарно-технических нужд, обеззараживания питьевой или минеральной воды допускается использование серебра 875 пробы. Растворяемый электрод — анод. В соответствии с рекомендациями академика Л.А. Кульского оптимальное межэлектродное расстояние должно быть 5... 12 мм, плотность тока — 0,15...5,0 мА/см2, а подводимое напряжение — 3...12 В.

Конкретное значение расстояния между электродами рекомендуется подбирать экспериментально. Величина тока (I) зависит от многих факторов: площади электродов, чистоты (качества) воды, ее температуры, а также межэлектродного расстояния и т.д. При систематическом употреблении «серебряной воды» в качестве питьевой концентрацию ионов серебра в растворе необходимо снизить до 0,05 мг/л (рекомендации ГОСТа), а для дезинфекции посуды, тары, овощей, фруктов концентрацию ионов серебра следует увеличить на порядок.

Отметим, что схемы, приведенные на рис. 25.1 — 25.3, могут быть использованы в качестве простейших таймеров, например, для фотопечати. В то же время, в качестве ионаторов жидкостей можно использовать более простые технические устройства и схемы, например, устройства для воздействия на биологически активные точки (рис. 24.5), не имеющие таймера.

В экспериментах по выращиванию различного рода культур с внесением добавок микроэлементов в качестве электродов ио-натора могут быть использованы и другие металлы.

Кроме того, описанные выше устройства (рис. 25.1 — 25.3) можно использовать для нанесения гальванических покрытий дозированной толщины.
Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год