CN101328719B - 节水冲厕装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自动化冲厕装置，尤其是智能节水冲厕装置，包括安装在冲水管道上的电动阀(Y)，和用于检测是否有人使用厕具的感应信号检测电路，该感应信号检测电路与控制电路电连接，该控制电路与前述电动阀(Y)的控制端电连接以控制阀门，以及为整个装置供电的电源电路，其特点是，还包括污水信号检测电路以检测是否产生排泄物，该污水信号检测电路与控制电路电连接，控制电路在同时检测到产生排泄物和有人使用厕具时打开电动阀(Y)冲水一段时间后关闭。本发明成本低廉，具有明显的节水效果，不会产生在不必要时冲水的现象。

Description

节水冲厕装置
技术领域
本发明涉及一种自动化冲厕装置，尤其是智能节水冲厕装置。
背景技术
在一般家庭用水中，一个很不起眼的座便器却浪费了大量的有限水源。为此，人们也为它下了不少的功夫，现在一般的座便器已从10升改为3/6升双键座便器。然而这种马桶需要手动操作，不具备智能化。
而现有智能化程度较高的座便器，可以通过感应装置来判断是否有人使用，从而具备自动冲水的功能，这在一些公共场所的厕所内的小便池被普遍使用，然而这种判断方式也存在一定的缺陷，主要是感应信号容易产生误判现象，只要有人经过就会自动冲水，从而浪费了大量的水资源。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能节水冲厕装置，能够在准确的时机进行冲水，从而避免了误动作，能够尽可能的节约水资源。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种智能节水冲厕装置，包括安装在冲水管道上的电动阀，和用于检测是否有人使用厕具的感应信号检测电路，该感应信号检测电路与控制电路电连接，该控制电路与前述电动阀的控制端电连接以控制阀门，以及为整个装置供电的电源电路，其特别之处在于，还包括污水信号检测电路以检测是否产生排泄物，该污水信号检测电路与控制电路电连接，控制电路在同时检测到产生排泄物和有人使用厕具时打开电动阀冲水一段时间后关闭。
其中电源电路由依次电连接的降压变压器、整流电路、和滤波电路组成。
其中感应信号检测电路包括555定时器、红外发射二极管、红外接收二极管、运算放大器、倍压整流电路、和第一电压比较器，其中红外发射二极管和红外接收二极管分别与555定时器的引脚电连接，当红外接收二极管接收到红外光后导通，该信号经运算放大器放大，然后倍压整流，再通过第一电压比较器与预设电压进行比较，输出相应电平信号至控制电路。
其中污水信号检测电路包括两个分别放在干净水处和污水处的探头，探头是一段中间断开的导线，断开处两端各有一金属片，每个探头的导线一端分别与同一第二电压比较器的输入端电连接，该第二电压比较器的输出端与控制电路电连接，该第二电压比较器的输出端还通过一与非门与控制电路电连接。
其中控制电路包括触发器、开关三极管、和继电器，其中触发器在接收到产生排泄物并且有人使用厕具的信号后输出相应电平信号至开关三极管，该开关三极管导通，继电器的线圈得电动作，继电器串联在电动阀控制端的触头闭合，电动阀得电动作打开阀门冲水。
进一步的，其中触发器的引脚还与手动开关电连接，当开关闭合时，触发器输出与需要冲水时相同的电平信号。
本发明可以在原3/6升双键马桶的基础上进行改进，通过检测红外线感应信号，以及与排泄物混合的污水和水箱内干净的自来水的电阻变化信号(例如人体尿液含有一定量的盐分，因此与干净自来水的电阻值不同)，只有当检测到电阻值出现明显差异，并且红外线感应开关接通后，才会使排水阀打开进行冲水，防止了不必要的浪费。为了应对特殊情况，还添加了手动开关，用户可根据情况自行控制水量，实际上也起到了很好的节水作用。如果在3/6升马桶的基础上，使用本发明，每月每户可节省约2160升自来水，并且本发明成本低廉，也利于普及。
附图说明
附图1为本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图来对本发明作进一步详细的说明：
如图1所示，电路部分主要由电源电路、感应信号检测电路、污水信号检测电路、和控制电路组成。
一.电源电路
220V市电依次经变压器降压，整流桥整流，电容滤波后输出12V电压，给电路供电。
二.感应信号检测电路
红外发射二极管D7和红外接收二极管D5可以垂直安装在座便器的水箱盖上。感应信号检测电路主要由555定时器IC5，红外发射二极管D7，红外接收二极管D5，电容C6、C7，电阻R16、R17，和电位器RP1等组成。调节电位器RP1可调整红外光发射的振荡频率，555定时器IC5由振荡电路3脚输出，电路正常时，只要接通220V市电，红外发射二极管D7就不断向外发出红外光，若没有用手或其它遮挡物放在水箱盖上红外发射二极管D7的上方，则无红外光反射给水箱盖上的红外接收二极管D5，电动阀Y不工作。
当手放在水箱盖上方时，红外发射二极管D7发射出的红外光通过手反射到红外接收二极管D5上，产生微弱的电信号，经电容C3耦合送入到运算放大器IC4的2脚，运算放大器IC4(1、2、3脚组成信号放大电路)，将接收到的微弱交变信号进行放大，放大后信号经1脚输出，再通过电容C2耦合，送到由二极管D3、D4组成的倍压整流电路，进行整流。
从而将交变电流信号转变为直流信号，电容C1是滤波电容，然后送到第一电压比较器IC6(由运算放大器和分压电阻R7、R8构成)的5脚，其6脚经电阻R7、R8分压产生一个固定电压与其5脚的电压比较，由于反射红外信号，使5脚电压大于6脚电压，从而使第一电压比较器IC6的7脚输出高电压(如果没有反射，7脚输出低电压)，该高电压信号使发光二极管D2被点亮以作为指示信号灯，该发光二极管D2安装在容易看到的地方即可，同时将该电压信号送入到触发器IC2的3脚，即CP脚。
三.污水信号检测电路
第二电压比较器IC1的5、6脚各接一探头，分别为探头L1、L2。探头L1插入水箱中，探头L2插入座便器中储水处。通过预先调节电阻R1、R2和电位器RP2的值，使在座便器中无排泄物时，探头L1、L2的阻值相同，第一电压比较器IC1的2脚输出低电压。
当座便器中有排泄物时，探头L2的阻值变小，第一电压比较器IC1的6脚电压下降，这时其5脚电压大于6脚电压，其7脚输出高电压，送入触发器IC2的5脚。
其中探头是一段中间断开的导线，断开处两端各有一金属片，金属片之间大体平行并间隔一定距离，其结构类似平板电容器，两个金属片分别通过导线引出接入电路中。两个金属片之间可以用绝缘材料使二者牢固的定位以保持预设的间距，此时两个金属片通过二者之间的干净水或污水导电，其相当于一个电阻。
四.控制电路
触发器IC2的5脚为输入端，若未触红外接收二极管D5，则其1脚输出低电压，开关三极管VT1断开，继电器J的线圈不吸合，电动阀Y不工作。
当红外接收二极管D5被触发后，触发器IC2的3脚为低电压，则其1脚，即输出高电压，此时开关三极管VT1导通，继电器J的线圈吸合，触头J-1闭合，电动阀Y打开，开始冲水。当座便器被冲净后，第一电压比较器IC1的7脚输出低电压，该电压信号进入与非门IC3变成高电压，由其11脚输出，再送入触发器IC2的4脚，即触发器IC2的复位端，触发器IC2复位，其1脚输出低电压，继电器J的线圈被释放，触头J-1断开，电动阀Y关闭，结束冲水过程。
五.手动开关部分
另外设有一手动开关K，当按下手动开关K时，开关三极管VT1导通，继电器J动作，电动阀Y打开，可用于手动控制。
如图1所示，在本发明实施例中IC1、IC4、和IC6采用LM358(运算放大器)，IC2采用MC4013(触发器)，IC3采用MC4011(与非门)，IC5采用NE555(时基电路)。

Claims (5)

1.一种节水冲厕装置，包括安装在冲水管道上的电动阀(Y)，和用于检测是否有人使用厕具的感应信号检测电路，该感应信号检测电路与控制电路电连接，该控制电路与前述电动阀(Y)的控制端电连接以控制阀门，以及为整个装置供电的电源电路，其特征在于：还包括污水信号检测电路以检测是否产生排泄物，该污水信号检测电路与控制电路电连接，控制电路在同时检测到产生排泄物和有人使用厕具时打开电动阀(Y)冲水一段时间后关闭；
其中电源电路由依次电连接的降压变压器、整流电路、和滤波电路组成；
其中感应信号检测电路包括555定时器(IC5)、红外发射二极管(D7)、红外接收二极管(D5)、运算放大器(IC4)、倍压整流电路、和第一电压比较器(IC6)，其中红外发射二极管(D7)和红外接收二极管(D5)分别与555定时器(IC5)的引脚电连接，当红外接收二极管(D5)接收到红外光后导通，该信号经运算放大器(IC4)放大，然后倍压整流，再通过第一电压比较器(IC6)与预设电压进行比较，输出相应电平信号至控制电路。
2.如权利要求1所述的节水冲厕装置，其特征在于：其中第一电压比较器(IC6)的输出端还连接有发光二极管(D2)从而起指示作用。
3.如权利要求1所述的节水冲厕装置，其特征在于：其中污水信号检测电路包括两个分别放在干净水处和污水处的探头，探头是一段中间断开的导线，断开处两端各有一金属片，每个探头的导线一端分别与同一第二电压比较器(IC1)的输入端电连接，该第二电压比较器(IC1)的输出端与控制电路电连接，该第二电压比较器(IC1)的输出端还通过一与非门(IC3)与控制电路电连接。
4.如权利要求1所述的节水冲厕装置，其特征在于：其中控制电路包括触发器(IC2)、开关三极管(VT1)、和继电器(J)，其中触发器(IC2)在接收到产生排泄物并且有人使用厕具的信号后输出相应电平信号至开关三极管(VT1)，该开关三极管(VT1)导通，继电器(J)的线圈得电动作，继电器(J)串联在电动阀(Y)控制端的触头(J-1)闭合，电动阀(Y)得电动作打开阀门冲水。
5.如权利要求4所述的节水冲厕装置，其特征在于：其中触发器(IC2)的引脚还与手动开关(K)电连接，当开关闭合时，触发器(IC2)输出与需要冲水时相同的电平信号。
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