自动感应皂液器的核心技术与应用优势浅谈

吴彬凡

（深圳市黑白灰通信技术有限公司，广东深圳 518000）

1 自动感应皂液器的技术背景与领域

1.1 技术背景

自动感应皂液器主要涵盖了卫生设备应用领域，尤其是所触及到的自动感应皂液设备。皂液器作为一个日常常用的清洗工具，在家中以及公共场所中都较常见到。而目前生产技术中的皂液器，在取液时往往都是直接通过对使用者的机械挤压方式抽取皂液，给用户带来了麻烦，并且易交叉污染。因此本研究设计的产品最主要目的就是为了创造一个自动感应皂液器，可以进行自动感应取液，为用户提供了方便。

1.2 技术领域

该自动感应皂液器既包括了红外传感设备、监测电路和皂液泵；当红外传感装置检测到传感器范围内有物体时，将监测信息传输给监测电路；使用控制电路远程控制肥皂泵启动排液，排液达到规定时限后关闭肥皂泵。肥皂泵或蠕动泵；当它是潜水泵时，皂液泵可以直接放入肥皂中；当它是蠕动泵时，皂液泵通过设置进液管和排液管将皂液分配器中的皂液排放到排放口。皂液分配器是一种水龙头式皂液分配器或壁挂式皂液分配器。

自动感应皂液器还包含皂液测量设备。皂液测量设备必须包含至少两个间隔一定距离的电极、电容和分压电阻；电极必须与电容器和分压电阻串联；当皂液监控设备启动时，控制电路向反应过程中的两个电极添加低压差分脉冲电流。红外传感装置包括红外发射二极管和红外接收脉冲二极管。测试集成电路包括单片机控制器、低压差分调节器和继电器。测试集成电路还包含一个蜂鸣器，蜂鸣器与单片机控制器相连。控制电路还配备有晶体振荡器，用于提示时钟信息。自动感应皂液分配器设有电源端口，电源端口连接干电池电源和交直流适配装置的电源。

本文所述的自动感应皂液器可借助红外传感器，自行感知排液；还设置有皂液监测设备以检查是否有皂液可用，并在无皂液时通过蜂鸣器告警；构造简洁，方便使用，图1为自动感应皂液器的两种形式。

图1 自动感应皂液器

2 具体实施方式

根据公司最新型自动感应皂液器的设计及实际应用情况来看，该自动感应皂液器不仅包括了红外感应装置，而且还设置了监测电路，以及相应的皂液泵等设备；在自动感应皂液器中，当红外传感设备侦测到的物品置于传感器范围内时，就可以把移动监测的信息传递到监测电路上；同时，还可以利用监测电路来控制皂液泵，从而能够启动排液功能，并在排液至规定时限后关掉皂液泵。

在公司所设计的自动感应皂液器器当中，上述的监测电路中还设有单片机、低压差稳压器和继电器等；并利用单片机接受红外感应装置的温度测量信息，并使用继电器控制皂液泵的启动和关闭等。该单片机控制器中，还安装了一个晶体振荡器，从而能够显示时间信息。在监测电路中所安装的蜂鸣器是与单片机控制器相连的，如果电路监测到了没有皂液或皂液余量不足的时候，就会通过电路来发出警告，提醒使用者添加皂液。在自动感应皂液器的实际使用过程当中，如果使用者将双手或者其他的物品放置于红外感应装置传感器能够接收信号的范围之内，就可以将红外感应装置所接收到的信息发送给电路，实现监测功能，并通过监测电路来使得继电器对于皂液泵产生控制，既可以控制皂液泵开关，也可以控制皂液泵的延时情况，同时还能够控制皂液器瓶中释放一定量的皂液。延时的时间可以依据设定而有所不同。自动感应皂液器当中的皂液监测装置含有多个间隔一定距离的电极、电容器及分压电阻。

由上述的电极四与电容器四并联，以及与分压电阻四并联构成的皂液监测设备。其中该具有相当间距的电极对应同一个电流，该测量原理是利用单片机提供的脉冲电压，将分压电阻和电极之间的电流，按阻值成比例分摊该脉冲的电压值；在无皂液时，电极之间的电流值增加，从而分摊的电流也增大，而电容分摊的电流也增大，因此通过测量在电容器上的电流分压，进而确定是否有皂液。

可利用皂液监测装置，在皂液泵启动后检查上述的自动感应皂液器中是否有皂液可用，一旦在皂液监测装置检测到已无皂液，那么在皂液监测装置四个电极反应过程中之间的电流就会迅速上升，而监测电路则会监测到皂液监测装置中电阻的变动，控制蜂鸣器发出报警。上述皂液测量设备是在自动感应皂液仪的底座上安装了两个电极，两个电极四间有一定间隔。这两种电极还可以放置于进液口的另一侧。

当使用者想要检查瓶子里是否还有皂液时，为避免电极接触空气而发生氧化，可利用单片机在电极上增加一个低压的脉冲电流。这样如果容器中有溶剂时，电极之间的溶液电流就可以相当于电阻；当容器中没有溶剂时，电极内部的电阻为无穷大。因此通过测量电极内部的电阻，即可检测容器中是否有皂液；并可在没有皂液时，通过电流的改变向蜂鸣器传输信号，使用蜂鸣器实现报警。

3 自动感应皂液器使用优势分析

人们的双手是日常生活中接触到各类病毒细菌比例最高的部位，所以清洁手的重要意义也不言而喻，但是假如使用传统的按摩型清洁液还是搓洗型的洗手液都面临着穿插不断传染的可能性，相信不少人对公用洗手液也都心存芥蒂，认为洗手液瓶子很不好清洁。自动感应皂液器在零接触式的状况下获得洗手液，可以伸手即得，让使用洗手液的过程更加具有科技感。提升了生活品质，也提升了日常生活情趣，还可以呵护人们身体健康。

全自动感应皂液器，是一种红外传感器自动出液的设备。和常规清洁洗手工具比较，传感皂液器具有无比的优越性：更经济实惠，也大大提高了效率。传感皂液器可以从放置的双手处感应出液，从而防止了多次穿插的传染。而且其独有的音乐发声能力，让使用者更方便地监控皂液瓶当中剩余皂液的数量。而传感皂液器节水省电，4颗AAA 碱性动力电池可运行长达六个小时以上。且传感皂液器造型设计精致小巧，不失为家庭的精致配件。而感应皂液器抗腐蚀性能较好，其外观光滑明亮、历久恒新。

3.1 全自动感应皂液器适用场景

传人手非接触式传感器供给皂液的家用电器，目前的传感皂液罐和机身是一体的，在现实应用中，为了判断有无必要再填充或增加皂液，需开启皂液器的顶盖，以检测瓶内皂液储备量，而且，在冲洗皂液瓶时，还需与整机一起冲洗，极易使机内的电子设备遇水失效。另外现代人对感兴趣的皂液器液体形态有的有特殊需求，像泡泡状、雾状的，很多自动感应皂液装置暂时还没做到这种功效。现在的智能电子产品已经琳琅满目，但真正做到了改善人类日常生活，从而提升人们生活水平的电子产品却不多见。而自动感应皂液器配有红外传感器，感应效果很明显，20°的出液角使得每一个出液可以很精准地带至使用者手中，有效防止与外部病菌的交叉感染，或将是新型的清洁洗手方法。①适合用在家庭、酒店宾馆、公立医院、写字楼、汽车站、厂房、校园等公共场合。②可盛装各类灭菌液，如洗手液、护发素、沐浴露、灭菌护肤液、洗洁精等。③全智能微电脑管理，系统采用日本进口元件，正常运转十万次以上。④利用红外传感技术自动出液，避免交叉感染。⑤该商品颜色有咖啡、海蓝、纯白、绿茶等供选择。

3.2 全自动感应皂液器设计优势

目前，由于科学技术的进步以及社会经济的发展，人们生活质量日益提升，对方便性和自动化、智能化的要求也日益突出，而家庭日常所需要的沐浴产品和个人洗涤、护肤产品的市场需要量也愈来愈大，目前市场上的传统泵头一般都是利用人手动按摩和挤压等物理或机械装置，即利用外来动力输送皂液，虽然这些传统泵头构造简单，适用于日常家庭所用，但在公共场所的应用中易出现二次污染。部分设备虽然也能进行手动感应出液，但装置通常都固定在墙上和洗手台上而无法移动，由于装置容积很大，且产品价格昂贵，设备的液体更换也需要专门技术人员和专业工具进行，因此家庭用户和个人用户都无法单独使用。同时由于其对出液进行控制的大部分元件都是直接设置在罐体中，其设备具有无可替代的皂液罐体，造成产品的单一性强、产品价格较高，所以一旦罐体有损伤时，整个设备即无法使用，使其实用性、通用性和经济性都较差。

本文所述全自动感应皂液设计：①微电脑操作、智能化自动出液、方便健康，避免交叉感染。②科技业界领先，独创传感距离，出液时刻遥控可调。③创新的线路板防水处理技术，更能应对潮湿环境，令产品更加稳固及耐久。④特殊的给水构造，皂液泡沬化均匀，用硅胶管输入，避免了第二次环境污染，洗涤时更洁净舒适。

3.3 全自动感应皂液器原理优势

自动皂液器是使用红外线传感器，并自动提供皂液。自动皂液器内部配置了感应器、齿轮减速机关和气缸。感应器上装有透镜和热释电线管，当手在能接受给定的皂液的部位运动时，感应器就会感知到人体内红外线的改变而产生热信息，这种信息可以通过电气或电子设备增强、对比，从而形成了一种开关电源信息，开关电源信息驱使直流电牵引减速器机构回转，利用减速器机构的连杆推动气缸磨损，挤出皂液。而自动皂液器一般感应一次，只出一次液体。皂液泵均是潜水泵或蠕动泵；在使用潜水泵下，将所述皂液泵直接置于皂液内；在使用蠕动泵时，所述皂液泵通过设置进液管或排液管，将皂液器的皂液排出至排液口。而上述自动反应皂液器包含龙头式皂液器以及壁挂式皂液器等。而上述红外感应器则包含红外发射二极管和红外吸收二极管。

4 结语

在自动感应皂液器中，龙头型自动感应皂液器上设置有皂液器瓶、出液管、潜水泵、入液嘴、电极反应过程管、检测电路盒、电源接头、红外传感装置，以及出液嘴。壁挂式自动感应皂液器，设置有皂液器瓶、出液管、潜水泵、入液嘴、电极反应过程管、检测电路盒、电源接头、红外传感装置，以及出液嘴。自动感应皂液器可利用红外线感应器，自行感应排液；还设置有皂液监测设备以检查是否有皂液可用，并在无皂液时通过蜂鸣器告警；构造简洁，方便使用。