[发明专利]一种磁控微针椎阵列捕雾集水头盔及捕雾集水方法

权利要求书

1.一种磁控微针椎阵列捕雾集水头盔，其特征在于：包括集液盒(1)和头盔主体(2)，集液盒(1)设置在头盔主体(2)后端底部，头盔主体(2)包括频率发生器(5)、头盔壳体(6)、若干个环形线圈(9)和电源构件，频率发生器(5)设置在头盔壳体(6)外侧壁，环形线圈(9)设置在头盔壳体(6)内侧壁，若干个环形线圈(9)串联后与频率发生器(5)串联，再与电源构件电连接形成负载电路；头盔壳体(6)外侧壁设置有竖直向上的微米磁性针椎阵列，微米磁性针椎阵列的顶部为亲水外层，微米磁性针椎阵列底端的头盔壳体壁为疏水层，头盔壳体(6)的底部倾斜设置有环形集液槽(7)，环形集液槽(7)的低端与集液盒(1)的液体入口连通。

2.根据权利要求1所述磁控微针椎阵列捕雾集水头盔，其特征在于：微米磁性针椎阵列包括若干个微米磁性针椎(8)，微米磁性针椎(8)为圆锥形结构，微米磁性针椎(8)的顶部为圆锥形结构顶点。

3.根据权利要求2所述磁控微针椎阵列捕雾集水头盔，其特征在于：微米磁性针椎(8)包括有机物壳体和磁性纳米颗粒填充体，磁性纳米颗粒填充体填充设置在有机物壳体内。

4.根据权利要求2或3所述磁控微针椎阵列捕雾集水头盔，其特征在于：微米磁性针椎(8)高度为20～30μm。

5.根据权利要求1所述磁控微针椎阵列捕雾集水头盔，其特征在于：电源构件包括电池盒(3)和开关(4)，电池盒(3)和开关(4)均设置在头盔壳体(6)外侧壁，环形线圈(9)的两端分别为正极端和负极端，电池盒(3)的正极端依次通过电导线与开关(4)、频率发生器(5)、环形线圈(9)的正极端电连接，环形线圈(9)负极端通过电导线与电池盒(3)的负极端电连接。

6.根据权利要求5所述磁控微针椎阵列捕雾集水头盔，其特征在于：电池盒(3)内设置有充电电池。

7.根据权利要求3所述磁控微针椎阵列捕雾集水头盔，其特征在于：有机物壳体为聚二甲基硅氧烷，聚二甲基硅氧烷表层引入亲水官能团形成亲水外层，亲水官能团为OH、CHO、COOH、NH₂或SO₃H，头盔壳体(6)为聚合物壳体，头盔壳体(6)表层引入疏水官能团形成疏水层，疏水官能团为烃基或酯基。

8.根据权利要求1所述磁控微针椎阵列捕雾集水头盔，其特征在于：头盔主体(2)后端底壁设置有水平向卡槽，集液盒(1)侧壁设置有水平向卡扣，水平向卡扣插设在水平向卡槽内。

9.根据权利要求1所述磁控微针椎阵列捕雾集水头盔，其特征在于：头盔壳体(6)内设置有隔热层。

10.基于权利要求1～9任一项所述磁控微针椎阵列捕雾集水头盔的捕雾集水方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

(1)设置频率发生器的控制参数使频率发生器按照设定频率接通负载电路；

(2)负载电路未接通时，微米磁性针椎阵列完全直立，微米磁性针椎阵列顶部的亲水外层在浓雾中自主附着雾滴，雾滴形成微液滴，微液滴融合成液滴；频率发生器控制负载电路接通，通电的环形线圈在微米磁性针椎阵列的周围空间内产生圆形磁场，在圆形磁场的驱动下，磁性针椎阵列尖端受到向下的吸引力产生持续定向变形以形成风场，磁性针椎阵列的顶端和底端形成Laplace压差，加速磁性针椎阵列的顶端的液滴定向运动输送到磁性针椎阵列底端的疏水处实现液滴富集；

(3)磁性针椎阵列底端富集的液滴聚集长大，形成液流汇聚在头盔壳体的环形集液槽中，环形集液槽中的液流在重力作用下汇集在集液盒中以实现头盔的捕雾集水。