人体感应自动加水控制装置

一、研制背景
      我单位驻地由2个救护小队共24人常年轮流值班。院内有一个公共厕所，采用储水式水箱冲洗，当水箱加满后自动泄水，利用水的冲力实现冲刷的目的。经过实地测量，男、女厕所使用的储水箱体积为：0.45×0.3×0.4=0.054立方米，男厕所加满一箱水用时3分20秒，女厕所加满一箱水用时2分50秒。不论白天黑夜，有无人员使用厕所，水箱均按照这个规律加水—泄水，浪费严重。下面计算一个昼夜24小时男、女厕所的用水量。
二、每天用水量的计算
（一）男厕所用水量计算如下：
1、每昼夜24小时合计秒数：
（24小时×60分×60秒）=86400（秒）
2、加满一箱水用时：3分20秒=210（秒）
3、每昼夜水箱泄水次数：86400（秒）÷210（秒）≈411（箱）
4、每天合计用水量：411（箱）×0.054（m3）=22.19（吨）
（二）女厕所用水量计算如下：
1、加满一箱水用时：2分50秒=170（秒）
2、每昼夜水箱泄水次数：86400（秒）÷170（秒）=508（箱）
3、每天合计用水量：508（箱）×0.054（m3）=27.43（吨）
（三）男、女厕所合计每月用水量为：
（22.19+27.43）×30=1488.6（吨）
      怎样才能做到既能保持厕所卫生，又能达到节水的目的呢？通过实地勘察、实验设计了人体感应自动加水控制装置，彻底解决了以上问题，到了节水的目标。
三、设计思想
      利用红外线人体感应延时开关，来控制自来水管路中的电磁阀门，当有人出入厕所时，电磁阀门自动开启加水，当无人出入厕所时，电磁阀门延时关闭，实现了有人加水，无人停水的节水目标。
四、工作原理
      红外线人体感应延时开关安装在厕所进门处，电磁阀门安装在水箱的进水管路中，采用220V交流供电。当有人出入厕所时，红外线感应开关检测到人体信号，输出220V电源。该电源经过一个电压转换器变成12V直流电压，送到12V电磁阀门上，电磁阀门得电后自动开启，自来水通过供水管路—电磁阀给水箱加水，当水箱加满水后自动卸载，冲刷厕所。当无人出入厕所时，红外线人体感应开关延时关闭，电磁阀门无电后自动关闭进水。调整红外线人体感应延时开关的延时时间，就实现了有人加水，无人停水的节水目标。
工作原理见如下方框图：

图1摇延时开关控制原理方框图
五、每一个水箱控制装置所需器材如下
1、红外线人体感应延时器1个；
2、 220V/12V（1-2A））电源转换器1个；
3、12V直流电磁阀1个带直活接2个；
4、空气开关1个；
5、1.5m2护套线10米。以上材料成本不到100元。
六、改进后节水量的计算：
（一）男厕所每天节水量的计算
1、人员如厕次数的估算
两个救护小队合计24人，其他人员按照10人计算，共计34人。按照每人每天如厕6次计算，出入厕所的次数为：34×6=204（次）。设同时如厕人数为20%，则如厕次数为：204×0.8=163（次）。
2、电磁阀每天工作时间的计算
调整延时开关的延时旋钮，设定每次开启时间为150秒，则电磁阀每天接通时间约为：163（次）×150（秒）=24450秒。
3、每天用水量为：
24450（秒）÷210（秒/箱）×0.054（m3）≈6.3（吨）
4、每月节水量为：（22.19-6.3）×30=476.7（吨）
（二）女厕所每天节水量的计算
1、人员如厕次数的估算
院内女性很少，按照5人每天每人如厕6次计算，出入厕所的次数为：5×6=30（次）。
2、电磁阀每天工作时间的计算
调整延时开关每次开启时间为150秒，电磁阀送电时间为：30（次）×150（秒）=4500秒。
3、每天用水量为：
4500（秒）÷170（秒/箱）×0.054（m3）=1.43（吨）
4、每月节水量为：（27.43-1.43）×30=780（吨）
七、改进后男女两个厕所每年节水量和经济效益：
两个厕所每年节水量为：（476.7+780）×12=15080.4（吨），每吨水按照5元计算，每年节约水费：75402元，经济效益明显。如果将该装置推广到其他单位公共厕所使用，（特别是夜间，很少有人使用厕所），将大大节约用水量和水费开支。

人体感应自动加水控制装置实物安装图
◇山东 成哲武