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洗衣机中用到的传感器技术

日期: 2017-09-11
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近年来,传感器及其技术在洗衣机上应用越来越广泛,传感器把水温、布质、布量、洗净度等洗衣机状态信息检测出来,并将这些信息送到单片机中,单片机应用模糊控制程序对所检测到的信息进行分析,以确定其最佳的洗涤时间、水流强度、漂洗方式、脱水时间以及注水水位等参数,对洗衣机全过程进行自动控制。

以下介绍全自动洗衣机中的几种主要传感器

一、布量传感器

布量传感器又称衣物负载传感器,它是用来检测洗衣时衣物量多少的。根据传感器检测原理可分三种类型:

1.根据电机负荷电流的变化来检测衣物的重量。其检测原理是,负荷大时,电机的电流变大;负荷小时,电机电流就变小。通过对电机电流变化量的测定,按照一定时间的积分值来判断衣物的重量。

2.根据电动机停机时绕组两端产生电动势的变化规律进行检测。其检测原理是,当洗涤桶内注入一定量的清水后将衣物放入桶内,这时让驱动电机以断续通电运转的方式工作一分钟左右,利用电机绕组上产生的感应电动势,经光电隔离及比较整型,产生脉冲信号,这种脉冲数目与电机惯性转过的角度成比例。若衣物多,则电机受到的阻力大,电机惯性转过的角度就小,相应地,传感器产生的脉冲就小,这样就间接“测量”出了衣物量的多少。

3.根据脉冲驱动电机“转”、“停”时惯性转速的脉冲数计测衣物量。在洗涤桶内放入一定衣物和水,其后以脉冲驱动电机,按“开”0.3s、“停”0.7s的规律,在32s内反复操作,期间电机处于“停”时的惯性转速,用耦合器以脉冲方式计测。洗涤衣物量大,脉冲数少,反之脉冲数多。

二、布质传感器

布质传感器又叫衣质传感器,它是为检测衣物的质地而设的。应用衣物负载传感器和水位传 感器也可作为布质传感器。根据衣物纤维中棉纤维、化学纤维所占比例的大小,衣物的布质分为“柔软棉”、“较硬棉”、“棉与化纤”以及“化纤”四个档 。

衣质传感器和衣量传感器实际上是同一个装置,只是检测的方法不同。在进行衣质检测时洗涤桶内的水位比设定水位要低,然后仍按照测衣物量的方法,让驱动电机以通断电的方式工作一段时间,检测每次断电期间衣量传感器发出的脉冲数。用测衣量时得到脉冲数减去测衣质时得到的脉冲数,二者之差即可以判别衣质。若衣物棉纤维所占比例大, 脉冲数差就大反之 , 脉冲数差就小 。

三、水位传感器

用单片机控制电子式水位传感器可以自动准确地控制水位。洗涤桶内的水位不同,对桶底及 桶壁的压力就不同,将这种压力转变为橡胶隔膜的形变,使固定在隔膜上的磁芯发生位移,进而使得电感线圈的电感发生改变,LC振荡电路的振荡频率也产生变化。对于不同的水位,LC振荡电路都有对应的频率脉冲信号输出,将这个信号输入单片机接口,当水位传感器输出的脉冲信号与选定储存在单片机中的频率相同时,单片机即可判定已达到了要求的水位,停止注水。

四、水温传感器

适当的洗衣温度有利于污枯的活化,,可以提高洗涤效果。水温传感器装在洗涤桶的下部,以热敏电阻为检测元件。测定打开洗衣机开关时的温度为环境温度,注水结束时的温度为水温,将所测温度信号输入给单片机,为模糊推论提供信息。

五、光敏传感器

光敏传感器即洗净度传感器。它是由发光二极管和光敏三极管构成。把发光二极管和光敏三极管面对面地设置在排水口上部,它的作用是检测排水口的光透射率,再由微电脑对检测结果进行数据处理。判断洗涤、排水、硕漂洗和脱水等状况。

光敏传感器的作用如下:

1.判断洗净程度。当给水到达规定水位时开始洗涤,洗衣粉溶解。洗衣粉完全溶于水后,浓度变得均匀,透射率逐渐增加。再继续洗涤,衣物上的污垢开始脱落,洗涤液慢变浑浊,光的透射率也慢慢降低,直至洗涤液的混浊度不再变化,透光率也不变化。

2.判断排水。洗涤结束排水,由于洗涤液中的泡沫,透射光被散射,透射率下降,但洗涤液流过排水口排出后,泡沫悬浮于洗涤液表面,排水口只流过洗涤液,于是光救传感器输出开始上升,当排水即将结束时,排水口又流入泡沫,光敏传感器输出又急剧下降。微电脑把光敏传感器输出急剧下降值作为最大值记录下,表明排水过程结束,进入下道工序。漂洗的排水过程虽少含或不含泡沫,但排水快结束时流过排水口的水内含有空气,同样使透射率下降,利用上述同一原理来判断排水结束。

3.判断漂净度。漂洗方法有活水漂洗和储水漂洗。漂洗搅拌器开始运转后衣物中所含的洗涤液即溶出,清水逐渐变浑。漂洗过捏中水的浑浊程度是根据搅拌前后水的光透射率之差(V1)来判定的。漂洗过程中水含泡沫程度是根据漂洗水最后流入排水口时光敏传感器输出变化(V2)来决定的。当V1与V2之和小到不能再小时,证明衣物已漂洗干净;如果V1和V2之和还在变化,则可根据情况迫加漂洗。

4.判断脱水。漂洗排水后进入脱水工序 。开始脱水时排水口有紊流空气,使透过光散射,这时光敏传感器输出呈最低值。随脱水的过程进行,排水量逐渐减少,光的透射率也逐渐回升,每隔一定时间微电脑便检测一次光透射率的变化,当变化到一恒定值后,表明脱水结束。

于是结束全过程。

 

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