洗滌成份分析及在洗衣機(jī)中止檢測技術(shù)的應(yīng)用

陳志棟+葉香美

摘 要：文中利用相關(guān)儀器對洗衣機(jī)洗滌過程中各時(shí)間段的濁度、懸浮物進(jìn)行測量分析，得到相關(guān)經(jīng)驗(yàn)值，使得洗衣機(jī)能夠自動(dòng)識別衣物的清洗情況，并自動(dòng)中止。同時(shí)還介紹了光電檢測相關(guān)技術(shù)對污濁度的快速準(zhǔn)確檢測方法及工作原理，通過相應(yīng)的光電傳感器實(shí)時(shí)檢測出被洗衣物的濁度，并提出了在洗滌過程中的參數(shù)檢測方法，可防止氣泡對參數(shù)測定的影響。

關(guān)鍵詞：濁度；中止檢測；光電；洗衣

中圖分類號：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2017）04-00-02

0 引 言

智能家居及物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，使得家用電器不斷朝著網(wǎng)絡(luò)、集成化方向發(fā)展，使家用電器具有更美的外觀及智能化的工作性能。洗衣機(jī)作為一種代替手工洗衣的電器已經(jīng)有100多年的歷史，越來越多的技術(shù)在洗衣機(jī)中得到應(yīng)用，如功率消耗檢測、溢水絕緣檢測技術(shù)、防水檢測技術(shù)、洗滌性能檢測技術(shù)等。此外，在實(shí)際應(yīng)用方面，也有超聲波洗衣機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)等可滿足人們的需求。

然而，目前的智能洗衣機(jī)多利用定時(shí)功能對衣物進(jìn)行洗滌，無法準(zhǔn)確掌握衣物的洗滌程度。本文利用相關(guān)儀器對洗衣機(jī)洗滌過程中各時(shí)間段的濁度、懸浮物進(jìn)行測量分析，得到相關(guān)經(jīng)驗(yàn)值，使得洗衣機(jī)能自動(dòng)識別衣服的清洗情況，并自動(dòng)中止洗衣機(jī)，達(dá)到高效洗衣的目的。同時(shí)介紹了光電檢測相關(guān)技術(shù)對污濁度進(jìn)行快速、準(zhǔn)確檢測的方法及工作原理，通過相應(yīng)的光電傳感器實(shí)時(shí)檢測出被洗衣物的濁度，提出了在洗滌過程中的參數(shù)檢測方法，以防止氣泡對參數(shù)測定的影響。

1 中止檢測技術(shù)原理

中止檢測在普通洗衣機(jī)的基礎(chǔ)上，在硬件上增加了對洗滌濁度的檢測，當(dāng)達(dá)到經(jīng)驗(yàn)值認(rèn)定的洗滌完成值時(shí)，自動(dòng)停止洗衣機(jī)，表示衣物已經(jīng)洗滌干凈。其原理如圖1所示。

經(jīng)驗(yàn)值通過相關(guān)儀器對洗衣機(jī)洗滌過程中各個(gè)時(shí)間段的濁度進(jìn)行測量分析，通過數(shù)據(jù)處理得到一個(gè)相對洗凈值。

2 洗滌成份測量

本文采用XZ-0165型多參數(shù)水質(zhì)分析儀對洗滌濁度進(jìn)行測量，XZ-0165可以測定飲用水中的濁度、色度、懸浮物等十幾種參數(shù)。本文對波輪洗衣機(jī)洗衣過程中的濁度20、低懸浮物、高懸浮物進(jìn)行測量。測量得到清水的濁度20為0.04 NTU，低懸浮物為0.00 ppm，高懸浮物為00.0 ppm。從洗滌開始至結(jié)束，每3分鐘測量一次，得到表1所列數(shù)據(jù)。

由表可知，衣物上的污漬隨著第一次洗滌開始逐漸融入水中，使得濁度20、低懸浮物、高懸浮物的值不斷提高，并且逐漸趨于穩(wěn)定。然后洗衣機(jī)將水放掉，重新加水，由于這時(shí)衣物較干凈，因此三個(gè)指標(biāo)的值都較低。

洗滌再次開始，使得三個(gè)指標(biāo)再次開始浮動(dòng)，但變化不大，結(jié)束后，三個(gè)指標(biāo)的值基本趨于0。

3 光電檢測技術(shù)及工作原理

由于一般無法直接獲取被檢測水中的懸浮物，因此通過測量這些污濁物對光的吸收和散射間接得到。污濁度越高，吸收效果越好，散射效果越差。

本文采用美國Honeywell公司的APMS-10G傳感器來檢測液體的渾濁度。該傳感器可以直接與單片機(jī)通信，通過檢測紅外線的散射率、透射率和導(dǎo)電率來綜合檢測液體渾濁度，其原理如圖2所示。

由于在洗滌過程中會產(chǎn)生大量氣泡，直接影響傳感器的檢測準(zhǔn)確度，因此可在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)一個(gè)封閉回路，讓被測液體靜止30 s后再測量，并用單片機(jī)進(jìn)行控制。靜止檢測示意圖如圖3所示。

開始時(shí)，通過單片機(jī)控制繼電器使得電池閥打開，洗衣機(jī)中的洗滌液體進(jìn)入到透光率很好的封閉回路中后再關(guān)閉電池閥，等待30 s后使得液體完全靜止，再通過傳感器讀取被測液體。

該傳感器還可通過插入液體中的不銹鋼電極來測量導(dǎo)電率，其主要作用是檢測洗滌劑在水中的濃度，本文不做考慮。

4 參數(shù)測量

利用傳感器對用水質(zhì)分析儀測量過的數(shù)據(jù)再一次進(jìn)行測量，采用散射率×10/透射率的比值作為渾濁度測量的依據(jù)，見表2所列。

由表2可知，通過傳感器測得的值，散射率×10/透射率波動(dòng)規(guī)律與濁度20、低懸浮物、高懸浮物大致一致，可以作為經(jīng)驗(yàn)參考值。

采用測量渾濁度的方法來確定衣物是否洗凈太過單一，無法做到精確判定，也會出現(xiàn)很大幾率的誤判，導(dǎo)致衣物上還有很大殘留?？梢栽黾訁?shù)的測量類別，經(jīng)模糊計(jì)算與推理，采用最佳的洗滌判定方法，并引入用戶評價(jià)機(jī)制，動(dòng)態(tài)調(diào)整參數(shù)值。

5 結(jié) 語

本文利用XZ-0165型多參數(shù)水質(zhì)分析儀對洗滌過程中的主要參數(shù)（濁度20、低懸浮物、高懸浮物）進(jìn)行了測量，并與傳感器測得的散射率/透射率參數(shù)進(jìn)行了對比，得到了經(jīng)驗(yàn)值，使得洗衣機(jī)能夠自動(dòng)識別衣物的清洗情況，并自動(dòng)中止洗衣機(jī)，達(dá)到高效洗衣的目的；并提出了參數(shù)檢測方法，以防止氣泡對參數(shù)測定的影響。同時(shí)還可以增加參數(shù)的測量類別，如電導(dǎo)率、懸浮物等，經(jīng)模糊計(jì)算與推理獲得最佳的洗滌判定方法，并且可以引入用戶評價(jià)機(jī)制，動(dòng)態(tài)調(diào)整參數(shù)值。

參考文獻(xiàn)

[1]甘勇，韋荔甫.光電檢測技術(shù)在模糊控制洗衣機(jī)中的應(yīng)用[C].中國兵工光學(xué)與光電子學(xué)學(xué)術(shù)交流會，2008.

[2]謝宋和.光傳感器在模糊控制洗衣機(jī)中的應(yīng)用[J].自動(dòng)化儀表，1999，20（3）：17-19.

[3]鐘飛，何濤，李偉.智能混濁度測量與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)測量與控制，2005，13（2）：109-110.

[4]孫斌.洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)原理及其質(zhì)量檢測[J].商品與質(zhì)量（學(xué)術(shù)觀察），2014（2）：258.

[5]王統(tǒng)帥，魯建國，宋力強(qiáng)，等.洗衣機(jī)洗凈率測試差異性研究[J].家電科技，2013（2）：56-58.

[6]展望.全自動(dòng)洗衣機(jī)實(shí)驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2014（12）：74.

[7]宋力強(qiáng).家用洗衣機(jī)羊毛洗滌性能認(rèn)證及檢測方法分析[J].家電科技，2010（2）：42-43.

[8]宋堅(jiān)華，李炳興，梁耀邦.ZD-065微機(jī)在洗衣機(jī)洗凈率檢測及數(shù)據(jù)處理裝置上的應(yīng)用[J].日用電器，1984（2）：39-41.