浊度检测技术在洗碗机上的应用

雷发桂

佛山市顺德区美的洗涤电器制造有限公司 广东佛山 528311

摘要：随着人工智能的发展，家电领域也开始向智能化方向布局，传统的洗碗机都是需要用户手动操作来控制相关执行器件，不够人性化，而且清洗效果也不是很显著。通过浊度检测提升洗碗机的智能化水平，也为洗碗机获得市场认可提供了有效保障。

关键词：浊度检测；光感现状；应用；发展

1.前言

传统的洗碗机都是固定程序，针对油污程度不同的餐具在清洗过程中，都采取同样的频率，这样不断浪费了水电，也不利于节能环保。

2.光线传感现状

2.1传统光线传感

现有的接近感应技术一般只是采用光线是否有遮挡做出判断，进行下一步操作。会因外界环境光线的改变而受到影响，比如在白天设置的阈值，到了夜间，相对值就会发生变化，从而影响数据传输的准确性，干扰控制动作。

2.2人体接近传感

人体接近传感采用菲涅尔滤波透镜方案，开口率为120°大广角，可以检测最长距离为2m内的人体靠近红外信号。还具有高抗干扰性能，内部电路做有温度补偿，不随环境光线强弱变化而影响识别效果。同时，精确区分人和其他动物红外辐射温度，比如家中有宠物狗，体温为42℃，人体为37℃，可以有效辨别，防止动物走过，误操作机器。

（1）接近感应原理

自然界中的所有物体都会根据其温度辐射出相应的红外线。红外线的特性是具有热效果，并且其波长介于可见光和微波之间的电磁波。热释电效应就是温度变化导致电荷发生变化，从而产生电流的过程。

（2）接近工作原理

热释电陶瓷的自发极化强度与温度的关系一一对应。当电极化陶瓷受到红外线照射时，因陶瓷表面离子的迁移，其极性结构随即发生改变，从而在两端对外表现出的电荷变化。热释电陶瓷是压电陶瓷的一种，它可以根据温度的变化改变自发极化强度。居里温度就是指该材料由铁磁体转化为顺磁体的临界温度。例如，当陶瓷元件的温度由于红外线照射从T1升高到T2时，自发极化强度就会相应变化△P，PIR传感器就是根据该现象实现其功能的。当陶瓷软件的温度处于稳定状态时，自发极化强度将保持不变。因此，PIR传感器仅仅只是检测温度变化。

3.浊度检测在洗碗机上的应用

通过研究洗碗机的结构和电气控制并调查用户的使用情况，进行了综合研究，以决定使用浊度检测技术来实现这一目标，并且浊度传感器将其安装在洗碗机中，并进行了一系列测试和研究。

首先，将浊度传感器的输出电压直接用作判断水污染程度的标准。结果，测试结果的偏差将很大。即使使用相同的水，如果使用不同的浊度传感器，输出电压也不能稳定在该范围内，并且不能有效地形成数据。经过多次测试，最终可以先检测出净水的浊度，然后再检测出脏水的浊度，然后可以将两者进行比较以获得有效的浊度数据。该比较方法避免了由电子元件干扰和其他问题引起的偏差，并且是相对准确的数据。通常，洗碗机清洁程序分为四个阶段：预洗，主洗，漂洗和干燥。在电脑板程序中设置，它会根据不同的浊度自动选择合适的洗涤温度，用水量，洗涤阶段，并且洗碗机可以自动运行和控制。该功能被命名为“AUTO”。

当洗碗机启动时，干净的自来水开始进入。取水完成后，浊度传感器会检测到水的浊度并记录X1值。然后洗碗机将开始洗涤。一段时间后，洗碗机将停止几秒钟，并记录水的浊度值X2，并获得浊度比较数据X=X1-X2。

浊度值X1：根据传感器的检测原理，水越清澈，透光率越高，散射越少，输出电压值越高。理论值为5，即所有路径都没有光损耗。在NTU<1的情况下测试水后，该值非常接近5，可以根据5进行理论计算。

浊度值X2：根据传感器的检测原理，由于存在异物而使光散射，并且透光率降低。散射的光越多，透射率越低，输出电压越低，并且散射的光越多。在理想条件下，过速率为0，理论输出电压为0，可以根据0进行理论计算。如果X=0：表示水未被污染并证明餐具是干净的。如果X<3：水的污染物含量低，而膳食污染物的含量低。对于X>3：水是高污染物的，这意味着食物中有许多污染物。

对于X=0，餐具是干净的并且没有污染物，因此用户的主要目的是简单地洗涤和干燥。因此，可以省去预清洗和漂洗，仅维持主清洗和干燥阶段，主清洗温度为50°C。然而，这节省了大量的清洁时间和水消耗，并且可以完全满足用户的实际需求。

如果X<3，则看到简单的污染。可以节省冲洗并保持预洗，主洗和干燥。预洗会洗掉许多没有牢固附着的污染物。主洗涤和干燥是必不可少的步骤，主洗涤温度可以为50℃，这种情况对大多数用户而言，为用户和时间节省了水和电。

如果X>3，则碗碟的污染非常严重，不能省略链接，并且主洗涤温度需要升高到65°C。否则，我们将无法满足需求。此时，有必要进行第二次浊度测试。为了确保较高的清洁效果，漂洗完成后要检测水的浊度。如果检测到水是干净的，请干燥，否则请再次冲洗并再次干燥。从理论上讲，这是无数个循环，但是为了满足用户对洗碗机的使用，该程序设置为仅运行一次。在其他情况下，可能会在不停止机器的情况下发生连续运行的现象。

试验后，清洗速度可以达到A级要求，但干燥速度不能达到要求。如果干燥速率也需要满足A级要求，则需要延长更长的时间，无法满足节省时间的要求。在实际使用中，洗碗碟机完成后不会立即将碗碟移走。此时，洗碗机中的餐具温度变得很高。干燥大约1小时后，干燥速率可能达到A级要求。

4国内商业洗碗机需求

中国的洗碗机生产起步较晚，洗碗机的研究与开发始于七十年代，直到现在，它们的使用还没有普及。今天，全国各地的大学和学院拥有近一千万家大型酒店，饭店，大型工厂，矿山和食堂。有数不清的小型餐饮业餐馆，旅馆，但大多数厨房设备相对落后。洗碗机的所有权更低，主要依靠体力劳动，人工，水和时间，并且不能保证清洁度。由于国家卫生部门颁布了公共卫生条例，餐饮业的卫生要求不断提高，并且用户对商用洗碗机有强烈的需求。家用洗碗机的开发才刚刚开始，满足酒店，饭店等需求的商用洗碗机制造商很少，商用洗碗机行业是积极发展的机会。

5.洗碗机发展方向

随着科学技术的发展和能源危机的加剧，商用洗碗机行业的发展不可避免地经历了从高能耗到低能耗智能化的大规模发展。目前，我国商用洗碗机的主要发展方向如下：①节能节水。洗碗机的容量和尺寸将继续增加，但能耗和水消耗将继续减少；②降低噪音并简化设计。大功率设备的噪声污染是限制洗碗机发展的另一个障碍。因此，寻求有效，可靠的降噪方法也是洗碗机发展的主要方向，它也将大大降低成本。产品配件的本地化也是重要的发展方向。③智能控制。洗涤方法可根据餐具的油腻程度灵活调整。实现智能的主要原因是开发洗碗机中的模糊控制技术应用。模糊控制的洗碗机具有两个主要功能：智能以及节电和节水。通过智能化，无需选择洗碗过程和水温。“一按”就足够了，洗碗机能够智能进行判断。节水和节电的好处也很明显。智能洗碗机可以安排在固定时间洗涤，也可以自动选择在低功率峰值下运行。由于世界各地普遍缺乏能源，峰值用电成本将大大增加。智能洗碗机不仅可以为消费者节省金钱，还可以节省宝贵的能源并防止跳闸和停电。

6.结束语

综上所述，随着科技水平的发展进步，洗碗机朝向智能化方向发展，通过浊度的检测，有效提高了洗碗机的清洗效果，为使用者带来更满意的使用体验。

参考文献

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