自動感應(yīng)皂液器的核心技術(shù)與應(yīng)用優(yōu)勢淺談

吳彬凡

（深圳市黑白灰通信技術(shù)有限公司，廣東深圳 518000）

1 自動感應(yīng)皂液器的技術(shù)背景與領(lǐng)域

1.1 技術(shù)背景

自動感應(yīng)皂液器主要涵蓋了衛(wèi)生設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是所觸及到的自動感應(yīng)皂液設(shè)備。皂液器作為一個日常常用的清洗工具，在家中以及公共場所中都較常見到。而目前生產(chǎn)技術(shù)中的皂液器，在取液時往往都是直接通過對使用者的機械擠壓方式抽取皂液，給用戶帶來了麻煩，并且易交叉污染。因此本研究設(shè)計的產(chǎn)品最主要目的就是為了創(chuàng)造一個自動感應(yīng)皂液器，可以進行自動感應(yīng)取液，為用戶提供了方便。

1.2 技術(shù)領(lǐng)域

該自動感應(yīng)皂液器既包括了紅外傳感設(shè)備、監(jiān)測電路和皂液泵；當(dāng)紅外傳感裝置檢測到傳感器范圍內(nèi)有物體時，將監(jiān)測信息傳輸給監(jiān)測電路；使用控制電路遠(yuǎn)程控制肥皂泵啟動排液，排液達(dá)到規(guī)定時限后關(guān)閉肥皂泵。肥皂泵或蠕動泵；當(dāng)它是潛水泵時，皂液泵可以直接放入肥皂中；當(dāng)它是蠕動泵時，皂液泵通過設(shè)置進液管和排液管將皂液分配器中的皂液排放到排放口。皂液分配器是一種水龍頭式皂液分配器或壁掛式皂液分配器。

自動感應(yīng)皂液器還包含皂液測量設(shè)備。皂液測量設(shè)備必須包含至少兩個間隔一定距離的電極、電容和分壓電阻；電極必須與電容器和分壓電阻串聯(lián)；當(dāng)皂液監(jiān)控設(shè)備啟動時，控制電路向反應(yīng)過程中的兩個電極添加低壓差分脈沖電流。紅外傳感裝置包括紅外發(fā)射二極管和紅外接收脈沖二極管。測試集成電路包括單片機控制器、低壓差分調(diào)節(jié)器和繼電器。測試集成電路還包含一個蜂鳴器，蜂鳴器與單片機控制器相連。控制電路還配備有晶體振蕩器，用于提示時鐘信息。自動感應(yīng)皂液分配器設(shè)有電源端口，電源端口連接干電池電源和交直流適配裝置的電源。

本文所述的自動感應(yīng)皂液器可借助紅外傳感器，自行感知排液；還設(shè)置有皂液監(jiān)測設(shè)備以檢查是否有皂液可用，并在無皂液時通過蜂鳴器告警；構(gòu)造簡潔，方便使用，圖1為自動感應(yīng)皂液器的兩種形式。

圖1 自動感應(yīng)皂液器

2 具體實施方式

根據(jù)公司最新型自動感應(yīng)皂液器的設(shè)計及實際應(yīng)用情況來看，該自動感應(yīng)皂液器不僅包括了紅外感應(yīng)裝置，而且還設(shè)置了監(jiān)測電路，以及相應(yīng)的皂液泵等設(shè)備；在自動感應(yīng)皂液器中，當(dāng)紅外傳感設(shè)備偵測到的物品置于傳感器范圍內(nèi)時，就可以把移動監(jiān)測的信息傳遞到監(jiān)測電路上；同時，還可以利用監(jiān)測電路來控制皂液泵，從而能夠啟動排液功能，并在排液至規(guī)定時限后關(guān)掉皂液泵。

在公司所設(shè)計的自動感應(yīng)皂液器器當(dāng)中，上述的監(jiān)測電路中還設(shè)有單片機、低壓差穩(wěn)壓器和繼電器等；并利用單片機接受紅外感應(yīng)裝置的溫度測量信息，并使用繼電器控制皂液泵的啟動和關(guān)閉等。該單片機控制器中，還安裝了一個晶體振蕩器，從而能夠顯示時間信息。在監(jiān)測電路中所安裝的蜂鳴器是與單片機控制器相連的，如果電路監(jiān)測到了沒有皂液或皂液余量不足的時候，就會通過電路來發(fā)出警告，提醒使用者添加皂液。在自動感應(yīng)皂液器的實際使用過程當(dāng)中，如果使用者將雙手或者其他的物品放置于紅外感應(yīng)裝置傳感器能夠接收信號的范圍之內(nèi)，就可以將紅外感應(yīng)裝置所接收到的信息發(fā)送給電路，實現(xiàn)監(jiān)測功能，并通過監(jiān)測電路來使得繼電器對于皂液泵產(chǎn)生控制，既可以控制皂液泵開關(guān)，也可以控制皂液泵的延時情況，同時還能夠控制皂液器瓶中釋放一定量的皂液。延時的時間可以依據(jù)設(shè)定而有所不同。自動感應(yīng)皂液器當(dāng)中的皂液監(jiān)測裝置含有多個間隔一定距離的電極、電容器及分壓電阻。

由上述的電極四與電容器四并聯(lián)，以及與分壓電阻四并聯(lián)構(gòu)成的皂液監(jiān)測設(shè)備。其中該具有相當(dāng)間距的電極對應(yīng)同一個電流，該測量原理是利用單片機提供的脈沖電壓，將分壓電阻和電極之間的電流，按阻值成比例分?jǐn)傇撁}沖的電壓值；在無皂液時，電極之間的電流值增加，從而分?jǐn)偟碾娏饕苍龃螅娙莘謹(jǐn)偟碾娏饕苍龃螅虼送ㄟ^測量在電容器上的電流分壓，進而確定是否有皂液。

可利用皂液監(jiān)測裝置，在皂液泵啟動后檢查上述的自動感應(yīng)皂液器中是否有皂液可用，一旦在皂液監(jiān)測裝置檢測到已無皂液，那么在皂液監(jiān)測裝置四個電極反應(yīng)過程中之間的電流就會迅速上升，而監(jiān)測電路則會監(jiān)測到皂液監(jiān)測裝置中電阻的變動，控制蜂鳴器發(fā)出報警。上述皂液測量設(shè)備是在自動感應(yīng)皂液儀的底座上安裝了兩個電極，兩個電極四間有一定間隔。這兩種電極還可以放置于進液口的另一側(cè)。

當(dāng)使用者想要檢查瓶子里是否還有皂液時，為避免電極接觸空氣而發(fā)生氧化，可利用單片機在電極上增加一個低壓的脈沖電流。這樣如果容器中有溶劑時，電極之間的溶液電流就可以相當(dāng)于電阻；當(dāng)容器中沒有溶劑時，電極內(nèi)部的電阻為無窮大。因此通過測量電極內(nèi)部的電阻，即可檢測容器中是否有皂液；并可在沒有皂液時，通過電流的改變向蜂鳴器傳輸信號，使用蜂鳴器實現(xiàn)報警。

3 自動感應(yīng)皂液器使用優(yōu)勢分析

人們的雙手是日常生活中接觸到各類病毒細(xì)菌比例最高的部位，所以清潔手的重要意義也不言而喻，但是假如使用傳統(tǒng)的按摩型清潔液還是搓洗型的洗手液都面臨著穿插不斷傳染的可能性，相信不少人對公用洗手液也都心存芥蒂，認(rèn)為洗手液瓶子很不好清潔。自動感應(yīng)皂液器在零接觸式的狀況下獲得洗手液，可以伸手即得，讓使用洗手液的過程更加具有科技感。提升了生活品質(zhì)，也提升了日常生活情趣，還可以呵護人們身體健康。

全自動感應(yīng)皂液器，是一種紅外傳感器自動出液的設(shè)備。和常規(guī)清潔洗手工具比較，傳感皂液器具有無比的優(yōu)越性：更經(jīng)濟實惠，也大大提高了效率。傳感皂液器可以從放置的雙手處感應(yīng)出液，從而防止了多次穿插的傳染。而且其獨有的音樂發(fā)聲能力，讓使用者更方便地監(jiān)控皂液瓶當(dāng)中剩余皂液的數(shù)量。而傳感皂液器節(jié)水省電，4顆AAA 堿性動力電池可運行長達(dá)六個小時以上。且傳感皂液器造型設(shè)計精致小巧，不失為家庭的精致配件。而感應(yīng)皂液器抗腐蝕性能較好，其外觀光滑明亮、歷久恒新。

3.1 全自動感應(yīng)皂液器適用場景

傳人手非接觸式傳感器供給皂液的家用電器，目前的傳感皂液罐和機身是一體的，在現(xiàn)實應(yīng)用中，為了判斷有無必要再填充或增加皂液，需開啟皂液器的頂蓋，以檢測瓶內(nèi)皂液儲備量，而且，在沖洗皂液瓶時，還需與整機一起沖洗，極易使機內(nèi)的電子設(shè)備遇水失效。另外現(xiàn)代人對感興趣的皂液器液體形態(tài)有的有特殊需求，像泡泡狀、霧狀的，很多自動感應(yīng)皂液裝置暫時還沒做到這種功效。現(xiàn)在的智能電子產(chǎn)品已經(jīng)琳瑯滿目，但真正做到了改善人類日常生活，從而提升人們生活水平的電子產(chǎn)品卻不多見。而自動感應(yīng)皂液器配有紅外傳感器，感應(yīng)效果很明顯，20°的出液角使得每一個出液可以很精準(zhǔn)地帶至使用者手中，有效防止與外部病菌的交叉感染，或?qū)⑹切滦偷那鍧嵪词址椒ā＂龠m合用在家庭、酒店賓館、公立醫(yī)院、寫字樓、汽車站、廠房、校園等公共場合。②可盛裝各類滅菌液，如洗手液、護發(fā)素、沐浴露、滅菌護膚液、洗潔精等。③全智能微電腦管理，系統(tǒng)采用日本進口元件，正常運轉(zhuǎn)十萬次以上。④利用紅外傳感技術(shù)自動出液，避免交叉感染。⑤該商品顏色有咖啡、海藍(lán)、純白、綠茶等供選擇。

3.2 全自動感應(yīng)皂液器設(shè)計優(yōu)勢

目前，由于科學(xué)技術(shù)的進步以及社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活質(zhì)量日益提升，對方便性和自動化、智能化的要求也日益突出，而家庭日常所需要的沐浴產(chǎn)品和個人洗滌、護膚產(chǎn)品的市場需要量也愈來愈大，目前市場上的傳統(tǒng)泵頭一般都是利用人手動按摩和擠壓等物理或機械裝置，即利用外來動力輸送皂液，雖然這些傳統(tǒng)泵頭構(gòu)造簡單，適用于日常家庭所用，但在公共場所的應(yīng)用中易出現(xiàn)二次污染。部分設(shè)備雖然也能進行手動感應(yīng)出液，但裝置通常都固定在墻上和洗手臺上而無法移動，由于裝置容積很大，且產(chǎn)品價格昂貴，設(shè)備的液體更換也需要專門技術(shù)人員和專業(yè)工具進行，因此家庭用戶和個人用戶都無法單獨使用。同時由于其對出液進行控制的大部分元件都是直接設(shè)置在罐體中，其設(shè)備具有無可替代的皂液罐體，造成產(chǎn)品的單一性強、產(chǎn)品價格較高，所以一旦罐體有損傷時，整個設(shè)備即無法使用，使其實用性、通用性和經(jīng)濟性都較差。

本文所述全自動感應(yīng)皂液設(shè)計：①微電腦操作、智能化自動出液、方便健康，避免交叉感染。②科技業(yè)界領(lǐng)先，獨創(chuàng)傳感距離，出液時刻遙控可調(diào)。③創(chuàng)新的線路板防水處理技術(shù)，更能應(yīng)對潮濕環(huán)境，令產(chǎn)品更加穩(wěn)固及耐久。④特殊的給水構(gòu)造，皂液泡沬化均勻，用硅膠管輸入，避免了第二次環(huán)境污染，洗滌時更潔凈舒適。

3.3 全自動感應(yīng)皂液器原理優(yōu)勢

自動皂液器是使用紅外線傳感器，并自動提供皂液。自動皂液器內(nèi)部配置了感應(yīng)器、齒輪減速機關(guān)和氣缸。感應(yīng)器上裝有透鏡和熱釋電線管，當(dāng)手在能接受給定的皂液的部位運動時，感應(yīng)器就會感知到人體內(nèi)紅外線的改變而產(chǎn)生熱信息，這種信息可以通過電氣或電子設(shè)備增強、對比，從而形成了一種開關(guān)電源信息，開關(guān)電源信息驅(qū)使直流電牽引減速器機構(gòu)回轉(zhuǎn)，利用減速器機構(gòu)的連桿推動氣缸磨損，擠出皂液。而自動皂液器一般感應(yīng)一次，只出一次液體。皂液泵均是潛水泵或蠕動泵；在使用潛水泵下，將所述皂液泵直接置于皂液內(nèi)；在使用蠕動泵時，所述皂液泵通過設(shè)置進液管或排液管，將皂液器的皂液排出至排液口。而上述自動反應(yīng)皂液器包含龍頭式皂液器以及壁掛式皂液器等。而上述紅外感應(yīng)器則包含紅外發(fā)射二極管和紅外吸收二極管。

4 結(jié)語

在自動感應(yīng)皂液器中，龍頭型自動感應(yīng)皂液器上設(shè)置有皂液器瓶、出液管、潛水泵、入液嘴、電極反應(yīng)過程管、檢測電路盒、電源接頭、紅外傳感裝置，以及出液嘴。壁掛式自動感應(yīng)皂液器，設(shè)置有皂液器瓶、出液管、潛水泵、入液嘴、電極反應(yīng)過程管、檢測電路盒、電源接頭、紅外傳感裝置，以及出液嘴。自動感應(yīng)皂液器可利用紅外線感應(yīng)器，自行感應(yīng)排液；還設(shè)置有皂液監(jiān)測設(shè)備以檢查是否有皂液可用，并在無皂液時通過蜂鳴器告警；構(gòu)造簡潔，方便使用。