洗衣机混浊度检测与洗净程度判断

目前，洗衣机中液体混浊度检测主要通过检测被洗衣物的脏污程度、脏污性质来决定洗涤时间、漂洗次数等洗涤参数。但由于受洗涤剂、洗涤方式等因素的影响，在检测过程中，被洗衣物的污染程度难以被准确地测定，其污染性质的检测更难以进行，可采用一种检测液体混浊度和导电率的传感器，通过动态检测混浊度和洗涤液导电率的变化，来决定洗涤时间、漂洗次数和时间。

被洗衣物的脏污程度越大，洗涤液越混浊，即洗涤液的混浊程度与被洗衣物的脏污程度有关。另外，根据洗涤液达到相同混浊度所需的时间不同，可判断出衣物的脏污性质是油性还是泥性脏污，并在此基础上确定洗涤时间。为了更好地通过混浊度检测来确定主洗时间，需要摸索出一种混浊度反馈控制的检测方法，其结构原理如图7-39所示。

图7-39 混浊度检测装置

该结构的工作过程是：在进行混浊度检测时，单片机先通过继电器打开电磁阀，等待20s，待洗衣机内的洗涤液进入到排水泵后，单片机通过继电器启动排水泵，30s后，关断电磁阀和排水泵。这样洗涤液进入到混浊度传感器的测量槽，洗涤液静止30s后，进行混浊度检测。以上结构中，电磁阀和排水泵的加入有以下几个作用：

1）电磁阀的截止功能能实现洗涤液混浊度的静态检测，起到硬件滤波的作用。

2）保护传感器。由于工业洗衣机进行洗涤时，温度有可能高于传感器的工作温度，因此电磁阀还可起到隔绝高温液体，从而保护传感器。

3）实时检测。排水泵的排水功能使混浊度传感器测量槽内的洗涤液和洗衣机内的洗涤液保持一致，从而实现实时检测洗涤液混浊度的功能。

光传感器是全自动洗衣机中的检测和反馈元件，它根据衣物洗涤过程中洗涤循环水的透光率（脏污程度），决定最佳洗衣程序。

光传感器由发光二极管和接收用光敏三极管构成，把它装在排水口上（见图7-40），用于检测排水的光透射率，并经微机判断洗搽、排水、漂洗和甩干等状态。发光二极管的发光量通过4位D/A转换器由微机进行控制；光敏三极管的受光量变换成电压，通过A/D转换器变换成相应的数宇巨输入到微处理器中。

图7-40 模糊控制洗衣机结构图

图7-41 光电传感器组件图

图7-41中的光电传感器设在排水阀的旁边，发光二极管与光电晶体管把排水管夹在中间，使其对称设置，发光二极管发出的光透过洗涤液体，用光电晶体管变换电压，用微机判断其程度，然后检验洗涤液的污染程度，如图7-42所示。

图7-42 光传感器与CPU的连接(https://www.xing528.com)

传感器的输出端连接在芯片上，经过数据处理后，可进行模糊推理，从而决定最适当的水位、水流的强弱、洗涤时间的长短、漂洗的次数及脱水的时间。图7-43为模糊推理的结构，根据混浊度达到饱和状态的时间（即污垢的性质），以及这时的洗涤时间，推论的规则是以“假如（或如果）……的话，就（那么）……”这样的规则所组成。例如“如果洗涤物很脏，而巨有油污，那么洗涤时间需要很长”，“假如洗涤物不太脏，而巨是灰泥污垢，那么洗涤时间就不需要太长”等等，按这样的思维方法，在模糊控制洗衣机上，可在各种洗涤状态下，由制定的规则，推理设定最合适的洗涤方法。

图7-43 用光电传感器检验洗涤液的混浊度

1.洗净程度判断

衣物和洗衣粉投入洗涤槽后，按启动开关开始供水。最初，由于浓洗涤液流入排水口，光传感器输出急速下降。当给水达到规定水位后，洗涤搅动器开始转动，洗衣粉溶解。洗衣粉完全溶于水时浓度均匀，透光度逐渐增加。再继续转动搅动器，衣物上的污垢开始脱落，洗涤液慢慢混浊。衣物洗净后，污垢不再出现，洗涤液混浊度不再发生变化。光传感器每隔一定时间检测洗涤液的透光度，一旦进光度不再发生变化，证明衣物已洗干净，洗涤工序终了，进入排水工序。污垢的脱落与光传感器输出的关系如图7-44所示。

图7-44 污垢脱落与光传感器输出的关系

2.排水终了判断

洗涤一结束便向外排水，开始时由于洗涤液中的泡沫进入排水口，透射光变得散乱，光传感器输出下降。但当洗涤液流过排水口，泡沫旋即浮于洗涤液表面，排水口流过的只有洗涤液，于是光传感器的输出开始上升，当排水即将终了时，排水口又流入泡沫，光传感器输出急剧下降。据此微机把光传感器输出急剧下降值作为最大值输入，意味着排水终了，进入下一道工序。漂洗后的水虽然不会含泡沫，但排水快终了时流过排水口的水内含有空气，同样使透射光散乱，利用上述同一原理判断排水终了。

3.漂洗终了判断

洗涤后的浊水排完后，立即注入清水。当清水注入到所规定的水位后，漂洗搅拌器开始运转，首先进行一次贮水漂洗，根据漂洗液的混浊程度和泡沫多少决定漂洗方法。如果原洗液有污泥而巨有脱落的纤维屑，则洗衣机自动决定用活水漂洗方法，即给水到一定的水位后，边给水边排水的漂洗；反之，用贮水漂洗的方法进行漂洗。漂洗搅拌器开始运转后，衣物中所含的洗涤液开始溶出，清水逐渐变混。漂洗过程中水的混浊程度根据漂洗搅拌前后水的光透射率之差V₁判定。清洗过程中水含泡沫的多少根据漂洗水量最后流入排水口时光传感器的输出变化V₂决定。当V₁与V₂之和很小时，证明衣物已经漂洗干净；如果V₁与V₂之和继续变化，则根据不同情况追加贮水漂洗或用活水漂洗，直到清洗干净之后进入甩干工序（见图7-45）。

图7-45 漂洗程度与光传感器输出

4.甩干终了判断

漂洗排水后进入甩干工序，搅动器甩出衣物水分，排水口流水因含有空气，形成散乱透射光，光传感器输出下降；排水流量随着甩干过程不断减少，光透射率又慢慢回升。微机定时检测光透射率，当达到一定值不再变化时，证明甩干工序终了。