自制小型家用消毒液发生器

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自制小型家用消毒液发生器

本文介绍的小型家用消毒液发生器能够生成有效含氯消毒剂,并具有制作成本低(<25元)、操作简单、使用原料便宜等特点,所生成的消毒液对人体无毒、对环境无污染.杀菌消毒效果好。

工作原理
    小型消毒液发生器的电路如图1所示。它实质上是一个具有定时功能的小型电解食盐水装置。通过对食盐水进行电解,可获得主要化学成分为次氯酸钠及原子氧的碱性溶液,经适当稀释后,就可用来进行各种消毒。
    电路工作过程:将电源插头XP插入220V交流市电插座。则220V交流电经电源变压器T降压、二极管VD1和VD2全波整流、电容器C1滤波后,输出约6.5v(电解时实测)直流电。该电压一方面加至阳极和阴极两端.对电解杯内的食盐水进行电解;另一方面通过三端集成稳压器A1稳压、电容器C2滤波,输出稳定的5v直流电,供定时和音响告知电路用电。定时电路的核心是一块带振荡器的14位二进制计数/分频器集成电路A2。这里电阻器R2和R3、电容器C4等通过A2⑨-⑩脚与其内部两个非门电路构成振荡电路,产生时钟脉冲信号,并直接送入A2内部分频器电路。刚通电时,C3、R1在A2⑩脚(复位信号输入端)产生一正尖脉冲,使A2内部电路自动清零,计数开始。此时,A2的稳出端③脚处于低电乎,三极管VT无偏流截止,继电器K不工作,其转换触点Kz处于释放状态,发光二极管VD5通电发亮,表示电解正在进行。经过1小时(定时时间)、A2计数经213=8192个脉冲后,A2③脚(Q14端)跳变为高电平。该高电平一方面经隔离二极管VD3加至A2⑥脚,使该端恒为高电平,振荡停止,电路状态“自保”不变;另一方面通过限流电阻器R4向VT提供合适偏流,使VT饱和导通,K通电吸合,由Kz的常闭组触点切断电解电极供电回路,使VD5熄灭,电解停止.同时由Kz的常开组触点接通微型自带音源音响器HA的供电回路,使其发出告知声,提醒主人:电解工作结束,消毒液己制好。
小型消毒液发生器<a target=电路图" src="/article/UploadPic/2010-11/20101121224951538.jpg" width="448" border="0" style="cursor:pointer;" onload="return imgzoom(this,600);" onclick="javascript:window.open(this.src);" style="cursor:pointer;"/> 
    电路中,每次电解食盐水的时间长短(即定时时间).可由公式t≈2.3N×R2×C4来进行计算。N为定时系数(计数脉冲个数),本电路中A2输出端选③脚(Q14端),为最大数8192。
    电解反应过程:众所周知,食盐(NaCl)是强电解质,溶了水后会全部电离成Na-和Cl;水是极弱电解质,微弱电离成H+和OH-。当将食盐水注入消毒液发生器的电解杯内,并接通直流电源后,就发生下列电解反应:
 
同时,部分OH-在阳极放电产生原子氧:
 
此外,次氯酸遇光易分解,也产生原子氧:
 
    上述HClO、NaClO、Cl2、[O]均为强氧化剂,具有很强的杀灭病菌作用,对人体却无毒无害,因而制得的电解液可用来进行一般安全消毒等。

元器件选择
    A1选用78L05低功耗、100mA固定三端集成稳压器;A2选用CD4060或MC14060带振荡器的14位二进制串行计数/分频器数字集成电路,它采用DIP-16塑料双列直插形式封装。
    VT选用9014或3DG8硅NPN小功率三极管.要求β>150。VD1、VD2均用1N5400(最大整流电流3A、最大反向电压50V)硅整流二极管,亦可用2CZ56A(3A、25V)或1N5401(3A、100V)等同类产品来直接代换;VD3、VD4均用1N4148硅开关二极管;VD5用普通红色发光二极管。
    R1-R5均用RTX-1/8W电阻器。C1—C3均用CD11-16V电解电容器,C4用CL11涤纶电容器。R2、C4分别为A2内部两个非门电路产生时钟脉冲的外接振荡电阻器和电容器、为了确保定时准确,要求一定选择数值精度高的产品。
    HA选用YMD-12095自带音源微型(Φ12mm×9.5mm)直流电磁音响器,要求选用工作电压是5V,能够发出断续音响的产品。以增强提醒效果。
    K用JZC-22FA/0)05-1Z超小型中功率电磁继电器,其触点负荷为28V×10A(直流),完全可满足控制需要;外形尺寸仅为22.5mm×16.5mm×16.5mm,可直接焊在印制电路板上。
    T用成品220V/2×7.5V、25W小型双绕组输出(带抽头)电源变压器.要求质量保证,输出功率足够。F用BGXP-0.15A普通保险管,并配塑料安装管座。XP用220v交流电器常用的普通电源插头。
    电解杯采用市售500ml(毫升)容积的塑料量杯,要求其内门径约8.8mm、高约100mm。
    电解电极须自制:阳极采用从大号废电池(R20-1.5v)里退出来的炭棒(尺寸约Φ7.5mm×56mm),其端头的金属帽正好用来焊接电源线头;阴极用尺寸约为130mm×20mm的不锈钢片.将其弯折成“U”形状,并在其一端打上小圆孔,配上合适的固定螺钉和螺帽。另取一尺寸约100mm×30mm×1.5mm的有机玻璃板或胶木板,参照图3左上角所示,打上合适的两个小孔,将炭棒和“U”形不锈钢片固定在板上即成。为了防止电解液腐蚀电极接线头及固定螺钉等,可将其全部用环氧树脂或热熔胶密封起来。

制作与使用
    图2所示为该小型消毒液发生器的印制电路板接线图,印制电路板实际尺寸约为65mm×45mm。焊接好的电路板装入尺寸约为120mm×70mm×53mm的绝缘材料小盒(可用现成的塑料饭盒等来代替)内。盒面板参照图3右边所示,分别开孔安装微型自带音源音响器HA、伸出发光二极管VD5的发光帽;盒子侧面位置开出两个小孔,分别通过长约1.5m和0.5m的双股塑料外皮电线,引接出电源插头XP和电解电极。盒子适当位置处。还应为电源变压器T开出散热小孔。
 
    制作成的小型消毒液发生器,其外形如图3所示。在正式投入使用前.应检验其工作性能和指标是否达到设计要求。具体方法是:在电解杯内放人20g精盐和500m1(0.5kB)水.搅拌使盐完全溶解。放好电解电极架,将电源插头XP插入220v交流电源插座。则可见发光二极管VD5点亮(注意开始对照钟表计时),这时电解杯内的炭棒和不锈钢片上均泛起气泡,说明电解开始。用DT830B数字万用表测量电极上电压应为6.5V左右,电流应为2.8—3A,表示此装置可正常工作。如果工作电流偏大,可适当加大炭棒与小锈钢片之间的距离(向外扳可活动的“U”形极片一端),或者减小炭棒插入食盐水的深度;反之,则应使不锈钢片尽量靠近炭棒,或者尽量加大炭棒插入食盐水的深度。经过1小时,VD5应自动熄灭,微型自带音源音响器HA应发出声响.说明电解结束。如果电解时间超过1小时太多,应通过适当减小电阻器R2的阻值来加以调整;反之,如果电解时间远达不到1小时,则应通过适当增大R2的阻值来加以调整。一般情况下,只要R2和电容器C4质量保证(主要是漏电要小、容量误差亦应小),无需调整R2阻值,即可获得比较准确的1小时(误差在5Min内属正常)电解时间。

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