我们制作的自来水龙头自动开闭装置,是一个控制水龙头的自动开关。当洗手时,只要把手伸向水龙头,水就自动流下;当手离开水龙头后,水流又自动停止。把这种装置用在公共场所、医院,可以防止病菌的传染,也可节约用水。

自动开闭装置线路见图1。它是由高频振荡器、调谐放大器、倍压检波、射极耦合双稳电路及稳压电源等部分组成。
BG\(_{1}\)1、C\(_{T}\)等组成高频振荡器,振荡频率f=3~5兆赫(一般选f=3.5兆赫)。振荡信号通过B2耦合到BG\(_{2}\)的基极进行选频放大,放大后的振荡信号经二极管D1、D\(_{2}\)倍压检波,检波后直流信号电压加在BG3的基极。BG\(_{3}\)、BG4组成射极耦合双稳态电路,直流信号电压触发BG\(_{3}\)使其导通,促使BG4截止,继电器J处于释放状态。继电器的常开触点把电磁阀绕组的电源断开,阀心不动作,把水龙头进水口堵住,水不流下。当人体(或其它金属物体)靠近天线时,相当于在振荡回路两端并联了一个电容C\(_{x}\)(Cx为人体与地间存在的分布电容),增大了振荡回路的电容,降低了振荡回路的振荡频率,由于B\(_{2}\)、C3\(_{3}\)、C5两个调谐回路对新的振荡频率信号处于失谐状态,使BG\(_{3}\)输出的振荡信号大大减弱,检波后的直流信号电压变小,于是BG3由导通变为截止,而BG\(_{4}\)则由截止变为导通,并且很快进入饱和,继电器吸合,触点把电磁阀绕组的电源接通,阀心动作,水流下。当人们洗手离开时,电路复原,水流停止。
这个电路对元器件无特殊要求,各管的放大倍数β\(_{1}\)≥100、β2≥60、BV\(_{ceo}\)>20伏。β3≥100、β\(_{4}\)≥60、β5>100 BV\(_{ceo}\)>30。C2用金属膜介质电容,C\(_{T}\)用瓷介半可变电容,要求它的动、定片配合较紧。Ck、C\(_{3}\)、C5用云母电容,C\(_{1}\)、C4、C\(_{6}\)用瓷片电容。电阻R4的大小对BG\(_{1}\)的工作状态影响很大,注意它的取值,一般取2千欧。B1是收音机用的小型振荡线圈LTF—2—3。B\(_{2}\)3用TTF—2—1中频变压器,磁心、磁帽换用电视机中的高频磁心、磁帽,用线径为0.08的高强度漆包线在高频磁心上重绕,绕的圈数仍同TTF—2—1。继电器用JRX—13F、JR—4,绕组电阻为1~2千欧。R\(_{1}\)0的阻值应同J的内阻相同。天线宜用单股导线,线径为1~2毫米。电磁阀的线圈用线径为0.25毫米的高强度漆包线绕450O匝。本装置用的电磁阀是自制的吸力大于4公斤。其它任何适用水阀只要吸力大于4公斤都可代用。
线路印制板见图2(1:1)。调试前应检查元器件的安装及线路焊接是否正确。然后把微调电阻R\(_{1}\)、R5、R\(_{9}\)调在阻值最大位置,R11调在最小位置。接通电源,电源电压应为20伏左右。调试时先从振荡级开始依次逐级调整,各级静态工作点已标在图1中(各工作电压仅供参考,调试中应以反应最灵敏为最佳值)。为了判断BG\(_{1}\)是否起振,可用万用表R4两端电压,用手直接碰天线,若R\(_{4}\)两端电压显著下降,说明起振,然后一边用手来回靠近天线。一边调节R1\(_{1}\)磁帽,使R4两端电压幅值下降最大,一般变化范围为0.1~0.3伏左右。接着调选频级,一边调节R\(_{5}\)2的磁帽,一边测量R\(_{7}\)上的电压。使其幅值变化最大,一般为0.01~0.05伏左右。最后调节R9\(_{3}\),使BG3处于临界导通、BG\(_{4}\)截止,继电器释放。下面再仔细调节B1\(_{2}\)组成的两个选频回路的谐振点。为了比较迅速地找出谐振点,我们通过调节B1的电感量来跟踪B\(_{2}\)3的谐振点。调节时,先把B\(_{2}\)3的磁帽固定在粗调位置,调节B\(_{1}\)磁帽使继电器动作,再把B1磁帽慢慢退出,让继电器处于临界释放状态,用手掌靠近天线,这时R\(_{9}\)两端电压应下降,继电器动作,若不是这样说明跟踪点没调准,可稍微改变B2\(_{3}\)的磁帽位置或调整R1、R\(_{5}\)、R9的位置,再调节B\(_{1}\)磁帽直至反应灵敏为止。由于各级工作点互相有一定牵制,需要反复耐心调试。调试到最佳点时,应当是人体靠近天线一定距离,继电器就动作,人体一离开天线,继电器就释放。调节R9可改变灵敏度,调节R\(_{11}\)可改变射耦双稳线路的回差,以防人体尚未接近感应距离时,继电器抖动。如果回差的调节不能消除这种抖动,可在继电器两端并联一只10微法/25伏的电容。在调试中若出现手靠近天线时继电器释放、而离开时继电器吸合的现象时,可把B1磁帽旋进去一点或增大C\(_{T}\),以降低振荡频率。

实际安装方法见图3。线路部分用一小盒装好后安装在水斗的侧面,天线直接焊在印刷板上,把引出的天线安置在水斗的卷边里面。把电源变压器、电磁阀绕组的电源接线、继电器触点均放在控制箱里,控制箱可固定在墙上。安装时一定要注意线路板与地、墙、金属物的绝缘,天线安装位置与地、墙或其它金属物的距离要大于人体与天线的感应距离,否则环境对天线干扰大,易引起继电器误动作,没人洗手时水会流下。一般我们在调试线路板时就把C\(_{T}\)选在最大容量位置,到现场安装时只要改变R9、C\(_{T}\)的值,就可使继电器动作准确无误。(上海市卢湾区清洁管理站)