[实用新型]超声测距自动节水器具

说明书

本实用新型涉及非接触式(电子)给水器具的自动控制设计，特别是一种运用超声波反射测距和动态判别原理而实现给水器自动控制的超声测距自动节水器具，它可广泛地应用于机关、企事业单位、公共浴室、宾馆、饭店等单位的淋浴、冲便池、洗手池等场合。

由于超声波是以纵波和横波的形式传输的，其反射波特性和多种因素有关：1、选择不同的类型的发射接收探头，反射波信号的强弱和波形就有较大差异。2、应用环境和空间不同，遮挡物“混响”拖尾明显不同，特别是同室有多台超声产品同时工作时，常会导致无序干扰。3、由于人的头发和衣料对超声波有吸收作用，会导致反射波信号衰减，使信噪比变差。4、雾气和水流柱对反射信号会产生随机的动态干扰。

基于上述原因，目前单纯采用超声测距原理设计的电子控制的自动节水器，较难以实现它的正常使用功能，可靠性差，其实用性和推广应用受到一定制约。

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种超声测距自动节水器具，它的电子控制电路采用了对现场数据波形进行采集、分析和量化，并有针对性的采取地面反射波动态自动补偿原理，从而增强了抗干扰能力，提高了整机灵敏度和信噪比，使其技术指标满足国家建设部制定的《非接触式(电子)给水器具》(CJ/T3081-1999)标准的技术要求。

图1、本实用新型电子控制原理方框图

图2、本实用新型电子控制原理电路图

图3、实施例超声测距自动淋浴器安装示意图

现结合图1所示原理方框图来说明本实用新型的目的是如何实现的。为了叙述简便，仅以单台淋浴器的电子控制原理为例来说明本实用新型的电子控制原理。

由图1所示看出，本实用新型的电子控制电路是由两大部分组成的，点划线上方为集中控制电路部分，在实施中该部分将以配电箱形式安装在配电室或更衣室干燥处；点划线下方表示有多台并连的给水器具。例如淋浴器喷头，并给出了单台给水器-淋浴喷头的电子控制原理方框图，在实施时，该部分电子控制电路密封安装在喷头壳体内，并用导线与集中控制部分电路相连。图中虚线连接电路为实施例冲便器的附加电路。

现将各单元部分叙述如下：

1．电源变压器经漏电保护器将市电(220V)转换为低压交流电源，再经整流滤波电路变成低压直流电源，供集中控制电路和多台淋浴器(给水器)喷头同时使用。这里采用低于36V电压供电，旨在贯彻部颁《非接触式(电子)给水器具》(CJ/T3081-1999)标准中安全性的技术要求。

2．脉冲发生器与时序分配器组合同步输出三路门信号K₁、K₂、K₃，同时输至每个淋浴喷头，经保护电路后，门信号K₁、K₂、K₃变为K₁’、K₂’、K₃’(二者实际上相同)，顺序开关超声波发射电路和两路接收门电路控制范围模拟开关及地面反射波模拟开关电路。这也就是说，用于测距的一串超声波发射信号，可同时获得两路测距的反射信号。这里需要附带说明的是由于发射门信号和接收门信号均有一定的脉宽，因而其实际上探测的是同一范围。

3．时序分配器增设延迟电路，可以避免工作环境“混响”反射波拖尾带来的干扰。

4．点划线下方为并连着多台淋浴器(给水器)喷头，它们是处于同步发射和接收工作状态：

a、对应于K₁(K₁’)导通区间，多台淋浴器的超声波发射电路同时发出一串超声波探测信号。

b、超声波接收检波、放大电路处于连续工作状态，其功能是将反射波信号转换成为放大的包络线信号，该包络线各点电压的高低描述了对应时间反射波的强弱。该包络线信号输至两路模拟开关。

c、对应于K₂(K₂’)导通区间，若控制范围内有人体，包络线对应时段为高电平输出，于是以泵电路的形式使充电积分电路Ⅰ输出高电平。

d、同理，对应于K₃(K₃’)导通区间，若控制范围内没有人时，包络线对应地面反射波时段为高电平输出，于是充电积分电路Ⅱ输出高电平，经由比较器电路判别输出为零，于是驱动电路和电磁阀电路处于截止和关断状态。