[实用新型]红外感应式小便斗电动冲洗阀控制电路

说明书

所属技术领域

本实用新型将为公共场所小便斗的无操作全自动冲洗装置，提供一种红外感应式小便斗电动冲洗阀控制电路。

背景技术

常规的红外感应式小便斗自动冲洗阀中的控水装置，均是采用直流脉冲式先导阀，其原理是控制电路向阀门的电磁线圈提供正、反向电流，电磁线圈将产生不同方向的磁场，通过磁力线圈中的活动堵塞控制着阀门橡胶密封垫上的先导孔，利用水的压力完成阀门的开启与关闭，由于逻辑关系是“小孔”带“大孔”，因此物理结构上将存在两道动态的密封环节，况且橡胶垫作为阀门的动态密封介质，且以平面封堵方式实现封水，在实际应用中的可靠性已深受质疑，在先导式电磁阀的进水端口增设过滤网也是其补救的措施。回顾小便斗冲洗阀的应用变迁，从早期手按式延迟阀的启用发展到红外感应式自动冲洗阀，仅是改变了操作的方式，却没有改变其两种阀门同为橡胶密封的形式。此外，先导式电磁阀在“零”压力用水环境中又不能正常开启，尤其在水质条件稍差的环境中使用，将大幅度增加使用中的维护成本。

发明内容

本实用新型由红外光反射式感应控制电路通过驱动直流减速电机，进而带动陶瓷密封阀门实现对小便器皿使用后的全自动冲洗。阀门中的密封装置采用动、定陶瓷片作为阀门控水的动态密封介质，针对性地解决了常规红外感应自动冲洗阀在实际使用中所存在的问题。电动冲洗阀总成内的直流减速电机通过主、从齿轮的扭力放大与传递，带动陶瓷阀芯内的陶瓷动片作90°角的往返扇形转动，形成陶瓷动片与定片上通水孔位的重叠或错位，从而实现了阀门的开启或关闭。阀门的控制电路分别由脉冲振荡单元、红外发射与接收单元、脉冲控制单元、阀门开关控制单元、阀门减速电机正、反向堵转电流延迟采样电路、断电识别阀门自动关闭电路以及为减速电机提供正、反向电流的放大电路等控制单元所组成，控制电路的基本逻辑概念为：红外接收信号的状态启动阀门开；延时电路控制阀门自动关。

本实用新型解决其技术问题所采用的方案是：采用90°角开启的陶瓷密封阀芯作为电动冲洗阀的控水部件，选用3V直流微型减速电机作为陶瓷密封阀芯的驱动组件。当控制电路接收到自身发射的红外反射信号时，随即向减速电机提供正向电流驱动阀门开启，当陶瓷密封阀芯转至“开启”限位点时(不同角度开启的陶瓷密封阀芯均有限位点)，减速电机因无法继续旋转进而产生堵转电流(减速电机的动态等效电阻突变为电机的静态直流电阻)，经电流采样后控制电路自动清零，正向电流终止输出；在控制电路向减速电机输出反向电流驱动阀门关闭时，当陶瓷密封阀芯转至“关闭”限位点时，因反向堵转电流的产生控制电路自动清零，反向电流也将终止输出。由于正、反向堵转电流的采样电阻是串联在减速电机的线圈回路中，所以对电机的正、反向启动电流也如同实施取样将导致电机无法启动运转。为了克服减速电机在正、反旋转时启动电流对堵转电流采样产生的影响，控制电路设置了由D触发器CD4013组成的正、反向堵转电流延迟采样电路，当控制电路发出阀门开启或关闭指令并向减速电机输出正向或反向电流时，经主、从齿轮的扭力驱动陶瓷密封阀芯逆时针或顺时针旋转0.5秒钟后(阀门完全开启的时间约为1.5秒)，控制电路才开始对正向或反向堵转电流进行采样，该自动延迟装置不仅确保了减速电机的启、停自如，而且对陶瓷密封阀芯的开启角度没有要求，同时也大幅度降低了陶瓷阀芯安装位置的精度。本控制电路采用的供电电压为3V(外接电源适配器为交流85-260V转直流5V)，控制电路中的各功能单元均采用额定工作电压低，静态工作电流小的CMOS集成电路芯片，红外发射脉冲由CD4046锁相环集成芯片组成，CD4046的管脚内部说明见表。红外反射信号接收的前置放大电路由SGM8521算放大器组成，它可将微弱的红外反射信号进行反向放大，并回送到CD4046内部与发射脉冲进行相位比较，当相位一致后CD4046将向阀门开关控制单元输出阀门开启指令，进入自动冲洗的程序，当到达预定时间后，阀门开关控制单元将发出阀门关闭指令，冲洗程序自动结束。由于公共场所的小便斗通常其休眠时间远高于使用的时间，当使用蓄电池供电时为尽量降低控制电路的无功功耗，即减小红外发射管的电流消耗，电路中设置了脉冲控制单元，由CD40106施密特反相器组成，它可控制CD4046输出脉冲信号的频率间隔，CD4046发送脉冲信号的频率是每3s发送一次，发送时间为120us，因此红外发射电流也将以间歇的方式输出，控制电路的待机平均电流小于300uA。阀门开关控制单元由延时触发器CD4013双D触发器组成，它不仅控制着阀门冲洗的时间，同时将根据CD4046的逻辑电平为下一级的两个“开启”与“关闭”状态触发器CD4013提供“开启”或“关闭”的逻辑指令。控制电路另设有断电识别阀门自动关闭电路，分别由法拉电容与断电识别电路组成，以确保在停电状态下阀门能够自动关闭。