紅外臭氧電子消毒柜教學實驗裝置研發

摘要 介紹一種新研發的紅外臭氧消毒教學實驗箱，實驗箱由底盒和面板兩部分組成。將紅外臭氧消毒柜的電路部件如電發熱管、臭氧發生器、溫控開關及控制電路等按電氣原理的要求安裝在實驗箱體表面上，并在箱體表面印制電氣接線圖，設有器件連接插孔，配置連接導線，通過導線連接插孔能夠全面模擬和進行紅外臭氧消毒柜的工作過程及常見故障的模擬和檢修的教學實驗。

關鍵詞 紅外臭氧消毒;教學;裝置

中圖分類號:G712 文獻標識碼:B 文章編號:1671-489X(2010)03-0070-03

Development of Infrared Ozone Disinfection Teaching Experiment Box//Wang Shuping

Abstract A newly developed infrared ozone disinfection teaching experiment box which is composed of bottom box and panel. According to the principles of the requires， you can install the infrared ozone cabinet circuit parts such as electric heating， ozone generator， temperature control switch， control circuits and so on to the surface of the experiment， and print electrical wiring diagram on surface of gearbox. The box was designed the wire connection jack， the configure connection wire. Through the conductor connection jack， you can operate an all-around simulation. Also you can know the work process of infrared ozone cabinet， and the teaching equipment that mainly study the frequent breakdown’s simulation and overhaul of infrared ozone teaching experiment box.

Key words infrared ozone disinfection; teaching; equipment

Author’s address Wuwei Occupational College， Wuwei， Gansu， China 733000

作為家電產品的紅外臭氧消毒柜已進入各類職高及培訓學校的課堂，目的是培養一批高素質的家電制造、維修和服務的技術工人。作為供教學使用的紅外臭氧消毒實驗裝置或模型目前未見報道，傳統的教學總是借助實物進行教學，教學中需要實驗的關鍵電路在實物中比較隱蔽，使得教學實驗有諸多不便。筆者針對教學實驗課程設計一種紅外臭氧電子消毒教學實驗裝置，可以直觀演示，易于學生掌握紅外臭氧消毒柜的基本工作原理，實現教學實驗和技能考核。下面對該裝置所涉及的相關問題逐一介紹。

1 電子消毒柜

電子消毒柜又稱電熱消毒柜、電子消毒碗柜、電子食具消毒柜等，是一種近幾年開發出來的集食具消毒、烘干、儲存于一體的新型廚用電器。電子消毒柜按工作原理可分為紅外(高溫)型電子消毒柜、臭氧(低溫)型電子消毒柜和同時具有紅外臭氧雙功能的電子消毒柜。紅外型電子消毒柜采用遠紅外線石英電熱管高溫消毒，殺菌效果好，升溫速度快，工作時沒有氣味產生，并兼有烘箱輔助功能。它適用于消毒金屬、陶瓷、玻璃制成的餐具和茶具，但不適用于消毒塑料餐具，而且它的耗電量比較大。臭氧型電子消毒柜利用電暈放電產生臭氧，在低溫狀態下殺滅病毒和細菌，適用于任何材料，包括塑料制成的餐具[1]。但在臭氧還原過程中，如果柜門門封不好，會有少量難聞的臭氧溢出。目前，市場上多為紅外臭氧雙功能消毒柜。

2 紅外臭氧電子消毒柜結構

圖1是紅外臭氧雙功能電子消毒柜的結構圖，從圖可知，紅外臭氧雙功能電子消毒柜實際上是由紅外型電子消毒柜和臭氧型電子消毒柜合為一體的消毒柜。

紅外消毒室在消毒柜的下方，它主要由箱體、碗碟杯架、電熱管、溫控器、柜門、電源開關、指示燈和電源線等組成。碗架在箱體的上層，中層為杯架，下層為碟架。架子兩側用滑槽固定，可以推入和拉出。在消毒室的底層和碗架內壁以水平狀態各安裝一支300 W電熱管，它是紅外型電子消毒柜的核心部件。在電熱管外面設置保護架，可以有效地防止碰壞電熱管。溫控器安裝在箱體背部上端，紅外消毒室的溫度控制在125 ℃左右。臭氧消毒室在消毒柜的上方，是一個獨立的單元，內設層架，供放置茶具、餐具。在消毒室的頂部安裝消毒柜的核心部件——微型臭氧發生器，功率在3 W左右。它利用臭氧發生器高壓放電，激發空氣中的氧氣電離，產生臭氧在消毒室內流動。臭氧是一種強氧化劑和殺菌劑，它進入細菌、病毒的細胞內部，破壞其結構與氧化酶，起到殺滅細菌和病毒的作用，從而達到消毒食具的目的[2]。在消毒室的底部安裝一支100 W遠紅外線石英玻璃電熱管，對茶具和餐具進行烘干。溫控器安裝在消毒室的頂部，消毒室的溫度控制在50 ℃左右。

3 紅外臭氧電子消毒柜工作原理

圖2是紅外臭氧型電子消毒柜原理圖。XP為電源插頭。FUSE1(FUSE2)為超溫保險器，當消毒室內出現非常短路和溫升超高時會自動熔斷，起保險作用。SB1(SB2)為按鈕開關，ST1(ST2)為碟形溫控器，KA1(KA2)為交流繼電器，KA1-1(KA2-1)為繼電器觸點開關，LED1(LED2)為消毒指示燈，EH1、EH2和EH3為遠紅外線石英電熱管，SQ為門控開關，此外還有臭氧發生器。

將XP接入220 V交流電源，撳下按鈕開關SB1(SB2)，電源經FUSE1(FUSE2)和ST1(ST2)，KA1(KA2)得電動作，KA1-1(KA2-1)吸合，電源指示燈LED1(LED2)發亮，臭氧發生器和電熱管EH1(EH2、EH3)得電升溫。

當臭氧消毒室的溫度達到50 ℃時，溫控器ST1的雙金屬片位移，使動靜觸點分開，繼電器KA1失電釋放，KA1-1觸點復位斷開，電路電源被切斷，電源指示燈熄滅，表示臭氧消毒完成。如再需消毒，則重新撳動按鈕。

當紅外消毒室的溫度達到125 ℃時，溫控器ST2的雙金屬片位移，使動靜觸點分開，繼電器KA2失電釋放，KA2-1換觸點復位斷開，電路電源被切斷，電源指示燈熄滅，表示紅外消毒完成。如再需消毒，則重新撳動按鈕。

4 紅外臭氧電子消毒柜教學實驗裝置

紅外臭氧電子消毒柜教學實驗裝置設計為實驗箱結構，由底盒和面板兩部分組成。圖3是箱體面板結構圖。將紅外臭氧消毒柜的電路部件如電發熱管、臭氧發生器、溫控開關及控制電路等按電氣原理的要求安裝在實驗箱體上，并在箱體表面印制電氣接線圖，設有器件連接插孔，配置連接導線，通過導線連接插孔能夠全面模擬紅外臭氧消毒柜的電路工作過程，進行常見故障的模擬、檢修的教學實驗。

圖3中:10—面板;11—臭氧發生器;12—上發熱管;13—下發熱管;21、22、23、24—電熱管底座;31—限溫開關I;32—限溫開關II;33—安全開關;41、42、43、44、45、46、47、48、49、410、411、412、413、414、415—連接插孔;51—保險管I;52—保險管II;61—指示燈I;62—指示燈II;71—按鈕開關I;72—按鈕開關II;81—繼電器I;82—繼電器II;91—把手I;92—把手II;FUSE1、FUSE2—保險管電路;SQ—安全開關電路;R1、R2—電阻器電路;LED1、LED2—指示燈電路;ST1、ST2—限溫開關電路;EH1、EH2、EH3—電熱管電路;KA1、KA2、 KA1-1、KA2-1—繼電器電路;SB1、SB2—按鈕開關電路;L—火線電路;E—接地電路;N—零線電路。

5 使用方法

該裝置既可單獨作為實驗箱放在桌面上使用，也可在實驗箱上設置掛鉤，并通過掛鉤掛在立式實驗臺上使用。使用時，首先將220 V交流電由電源供電輸入插孔415輸入，閉合安全開關33，此時該裝置處于準備工作狀態。

5.1 臭氧消毒演示將器件連接插孔41、42、43、44、49、410、411、412按圖4所示連接，此時該裝置處于臭氧消毒模式待機狀態。按動按鈕開關71(臭氧消毒開關)，繼電器81(臭氧消毒控制繼電器)中的KA1-1吸合，指示燈61(臭氧消毒指示燈)亮，臭氧發生器11及上發熱管12工作，此時該裝置處于臭氧消毒狀態。當溫度升至50 ℃時，限溫開關31斷開，繼電器81中的KA1-1斷開，臭氧消毒結束。該模式下上發熱管12對消毒的餐具起烘干作用。

5.2 紅外消毒演示將器件連接插孔47、48、413、414按圖5所示連接，此時該裝置處于紅外消毒模式待機狀態。按動按鈕開關72(紅外消毒開關)，繼電器82(紅外消毒控制繼電器)中的KA2-1吸合，指示燈62(紅外消毒指示燈)亮，下發熱管13工作，此時該裝置處于紅外消毒狀態。當溫度升至125 ℃時，限溫開關32斷開，繼電器82中的KA2-1斷開，紅外消毒結束。

5.3 紅外臭氧消毒演示將器件連接插孔41、42、43、44、47、48、49、410、411、412、413、414按圖6所示連接，此時該裝置處于臭氧紅外雙模消毒待機狀態。

按動按鈕開關71，繼電器81中的KA1-1吸合，指示燈61亮，臭氧發生器11及上發熱管12工作，此時該裝置處于臭氧消毒狀態。當溫度升至50 ℃時，限溫開關31斷開，繼電器81中的KA1-1斷開，臭氧消毒結束。

在按動按鈕開關71的同時按動按鈕開關72，繼電器82中的KA2-1吸合，指示燈62亮，下發熱管13工作，此時該裝置處于紅外消毒狀態。當溫度升至125 ℃時，限溫開關32斷開，繼電器82中的KA2-1斷開，紅外消毒結束。

6 結束語

該裝置結構簡單、成本低廉，適合各類學校在教學中進行臭氧消毒、紅外消毒的形象直觀的演示，同時可通過連接導線的通斷來模擬常見故障現象。筆者通過教學使用，取得良好的效果。目前，該產品已獲得國家實用新型專利，專利號:200920143939.8。

參考文獻

[1]黃簽名，黃鸝.家庭廚用電器使用與維修[M].北京:金盾出版社，2006

[2]黃勇定.家用電器基礎與維修技術[M].北京:機械工業出版社，2009