Инфракрасное vs. емкостное чувствительное устройство: техническое сравнение технологий датчиков в коммерческих бесконтактных смесителях

Бесконтактные краны сегодня стали стандартом в туалетах аэропортов, на медицинских раковинах для мытья рук, на кухнях предприятий общественного питания и в офисных помещениях с высокой проходимостью — не потому, что они новы, а потому, что их гигиеничность подтверждена измерениями, а расход воды снижается на 30–70 % по сравнению с ручными кранами. Однако термин «сенсорный кран» не обозначает одну технологию. Под изливом конкурируют два принципиально разных метода обнаружения: активное инфракрасное (ИК) определение приближения и ёмкостное обнаружение. Их поведение различается при взаимодействии с тёмными объектами, глянцевыми поверхностями, попадании солнечного света и брызгах воды — неправильный выбор технологии проявляется в ложных срабатываниях, быстрой разрядке батареек и обращениях в службу технического обслуживания.
В этой статье инженерам МЕП, управляющим зданиями и специалистам по техническим заданиям предлагается сравнительный анализ двух технологий для принятия решений.

Как работает инфракрасное датчики приближения

Инфракрасный кран содержит инфракрасный излучатель (светодиод) и фотодиодный приемник, обычно расположенные за окном вблизи основания излива. Излучатель посылает импульсы ИК-света; когда рука попадает в зону обнаружения, отражённый импульс достигает приемника, и контроллер открывает соленоидный клапан. Когда рука убирается и отражение исчезает, клапан закрывается — зачастую с небольшой задержкой.

Преимущества:

• Работает на расстоянии — типичные зоны обнаружения составляют 5–20 см, что соответствует геометрии раковины, где тело пользователя не должно вызывать срабатывание крана.
• Полное отсутствие контакта с поверхностью крана; руке не нужно касаться чего-либо.
• Низкая стоимость и зрелая цепочка поставок; проверено на практике десятилетиями.

Слабости:

• Зависит от отражательной способности : тёмная одежда, тёмный оттенок кожи или матово-чёрные предметы поглощают ИК-излучение и снижают дальность обнаружения; блестящие или светлые предметы могут отражать излучение под непредусмотренными углами.
• Помехи от окружающего света яркое солнечное освещение или источники света с высоким индексом цветопередачи могут перегружать фотоприёмник, вызывая пропуски срабатываний или ложные срабатывания, если контроллер не использует модулированный (импульсный) ИК-сигнал с синхронным детектированием. Модулированный ИК-сигнал сейчас является стандартом, однако дешёвые немодулированные решения по-прежнему дают сбои в ярко освещённых помещениях для мытья рук.
• Ложные срабатывания от струи воды струя воды может преломлять и рассеивать ИК-излучение, кратковременно имитируя наличие руки.
• Непрерывная импульсная подача потребляет энергию даже в режиме ожидания — это особенно важно для устройств, работающих от батарей.

Принцип работы ёмкостного датчика

Ёмкостный смеситель рассматривает излив или зону датчика как одну из обкладок конденсатора. Человеческое тело представляет собой крупный проводящий и заземлённый объект; при приближении руки изменяется электрическое поле вокруг чувствительного электрода, и контроллер фиксирует это изменение ёмкости. Важно отметить: обнаружение не зависит от отражения света рукой — оно основано на изменении электрического поля, вызванном диэлектрическими и проводящими свойствами руки.

Преимущества:

• Не зависит от материала темные перчатки, мокрые руки или полотенце надежно изменяют поле. Это делает ёмкостное управление более предпочтительным решением для кухонь, лабораторий и промышленных моек, где пользователи носят перчатки или работают с темными материалами.
• Устойчиво к фоновому освещению — оптического окна нет: оно не запотевает, не покрывается мыльным налётом и не насыщается солнечным светом.
• Датчик можно встроить в литой латунный излив без видимого окна — это проще в уходе и значительно устойчивее к вандализму.

Слабости:

• Более короткий и менее предсказуемый диапазон — обычно 2–8 см; чувствительность зависит от условий установки (материал столешницы, заземление трубопровода и водяная плёнка на изливе смещают исходный уровень).
• Чувствительность сильнее зависит от условий монтажа: ёмкостный кран, установленный на проводящей столешнице или с длинными незаземлёнными подводящими шлангами, может потребовать настройки чувствительности на месте.
• Несколько более высокая стоимость единицы в большинстве конфигураций.

Сравнение бок о бок

Как выбрать подходящее решение для вашего проекта

Выбирайте ИК-датчик, когда : приоритетом является длинная и предсказуемая зона активации над стандартной белой фарфоровой раковиной; освещение в уборной контролируется; пользователи не носят перчаток (офисы, розничные магазины, аэропорты, школы). Более длинный диапазон ИК-датчика также обеспечивает большую толерантность к пользователям, которые «парят» над зоной активации, не попадая в «идеальную точку».

Выберите ёмкостный датчик, когда окружающая среда делает оптические датчики непригодными — зоны приготовления пищи на кухне в перчатках и при использовании тёмных разделочных досок, лаборатории, промышленные мойки или любые уборные с остеклением от пола до потолка, при котором солнечный свет попадает прямо в раковину. Выберите его также тогда, когда устойчивость к вандализму и простота очистки важнее дальности действия, например, в терминалах общественного транспорта и на трибунных конкордах стадионов.

Не забудьте про остальную часть смесителя. Датчик — лишь один компонент системы, в которую также входят соленоид, источник питания (батарейка, сетевой адаптер или стационарное подключение), смесительный клапан и ограничитель расхода. В коммерческой эксплуатации укажите корпуса из латуни (с хромированным или матово-никелевым покрытием), керамические картриджи и сервисные сборки соленоидов. Неисправность датчика означает, что смеситель необходимо отключить — поэтому выбирайте модели, в которых соленоид и контроллер можно заменить без демонтажа всего изделия.

Подход Xindong к производству бесконтактных устройств

Компания Zhejiang Xindong Sanitary Ware Co., Ltd. производит латунные смесители и клапаны с 1999 года; в штате компании более 380 сотрудников, получено более 65 патентов на конструкции, имеется собственная испытательная лаборатория, а ежемесячный объём выпуска превышает 200 000 комплектов. Наша инженерная команда разрабатывает корпуса смесителей с датчиками, смесители для умывальников и термостатические душевые системы для партнёров OEM, поддерживая как ИК-, так и ёмкостные конфигурации, а также предлагая индивидуальные конструкции латунных изливов, покрытия и интеграцию электроники управления. Для проектировщиков это означает, что механическое «ядро» — корпус, картридж, покрытие и долговечность — соответствует тем же стандартам, что и сам датчик.

Проверка работоспособности после установки

Независимо от выбранной технологии, проведите её ввод в эксплуатацию с помощью трёхточечного теста: активация чистой сухой рукой, активация мокрой/мыльной рукой и проверка в режиме ожидания в течение 30 секунд при включённом и выключенном освещении в уборной. Если устройство проходит все три теста без корректировок, выбранный датчик подходит для данной среды. В случае неудачи сначала отрегулируйте чувствительность, затем повторно проверьте заземление и крепление, прежде чем обвинять смеситель.

О авторе : Инженерная команда Xindong разрабатывает и производит латунные клапаны, смесители и термостатические душевые системы для коммерческих проектов по всему миру. Для получения образцов, технических спецификаций и разработки под OEM-заказ свяжитесь с Doris Fu по электронной почте [email protected] или по телефону +86-0576-87499008. Полный ассортимент представлен на сайте cn-xindong.com. https://www.cn-xindong.com)