防感染紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕研究

郅治

電梯作為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡倪\輸設(shè)備 ，承擔(dān)著建筑物內(nèi)樓層之間的運輸工作，其實用價值高， 被廣泛應(yīng)用于各個場所。目前常見的垂直式電梯是通過 直接操作電梯按鈕控制其運作的，而電梯按鈕一般都是 接觸式的按鈕，這就會導(dǎo)致同一天內(nèi)很多人接觸同一個 電梯按鈕，容易導(dǎo)致病菌聚集在該按鈕上，存在公共衛(wèi)生 安全隱患。尤其是在新冠疫情防控期間，多人相互接觸同 一個電梯按鈕，會導(dǎo)致疫情傳播速度加快。為了避免這種 情況的發(fā)生，各個場所的電梯設(shè)備也采用了各種措施，以 避免不同的人觸摸到同一個電梯按鈕。目前有人為了避免 接觸電梯按鈕，在按電梯按鈕時，會先使用酒精對電梯按 鈕進行消毒，也有人用紙巾包裹手指后再去按電梯按鈕， 甚至還有人專門備有小棍子，用小棍子代替手指接觸電梯 按鈕等等。這些現(xiàn)象映射出一個問題，那就是人們需要一 種非接觸式的電梯按鈕，以避免與他人的間接接觸，這也 是本文研究“紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕”的直接目的。

（一）現(xiàn)有電梯按鈕背景技術(shù)介紹

隨著科技的發(fā)展，電梯已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人們的 日常生活中，比如大型的商場，超市，車站，寫字樓等場 所，都配備有直梯、扶梯等電梯設(shè)備。電梯是一種在建筑 物中通過電力驅(qū)動的可代替人們步行上下樓的升降設(shè)備， 從功能角度可分為乘客電梯，載貨電梯，觀光電梯等，其 功能多樣，用途廣泛。如今電梯隨處可見，而常見的電梯 按鈕布置如下：電梯可分為轎廂內(nèi)和轎廂外，轎廂外的 按鈕比較簡單，一般就是兩個按鈕：上行按鈕和下行按鈕 ;轎廂內(nèi)按鍵較多，包括有對講按鈕，警鈴按鈕，數(shù)量較 多的樓層按鈕，關(guān)門按鈕，開門按鈕等;其中樓層按鈕， 關(guān)門按鈕，開門按鈕是主要功能按鈕，使用頻率較高， 對講按鈕，警鈴按鈕一般是應(yīng)對緊急情況的按鈕，使用次 數(shù)較少。電梯按鈕的控制方式也很簡單，就是接觸式按壓控 制。

（二）紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕研究的必要性

電梯大多時候是作為公共設(shè)備，服務(wù)于社會大 眾的，常見的電梯按鈕都是接觸式控制，這種方式比較直 接，簡單，易操作，但由于是公共設(shè)備，電梯按鈕長時間 被多人接觸，導(dǎo)致上面的細菌病毒不斷積累，容易造成細 菌病毒傳播問題。據(jù)調(diào)查顯示，實驗人員對乘坐的公交汽 車，手機，電梯按鈕以及馬桶坐墊進行細菌檢測，結(jié)果顯 示：細菌病毒含量排行第一的是電梯按鈕，手機排行第二 ，公交車上的把手排行第三，馬桶坐墊排行第四，令人驚 嘆，一個不起眼的電梯按鈕竟然藏匿如此多的細菌、病毒 。另外也會專門對醫(yī)院電梯內(nèi)的病菌進行檢測，由于醫(yī)院 電梯里有大量醫(yī)護人員、患者、陪護人員等往來，各種病 菌病毒交叉感染的風(fēng)險很高，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，電梯按鈕上的 病原微生物最多，遠多于電梯內(nèi)地板表面和墻面等，因此 需要按時對電梯進行消毒，防止病毒交叉感染。此次新冠 疫情對人們生活產(chǎn)生了較大的影響，各場所的電梯里也經(jīng) 常會放置抽紙，以及酒精、免洗手液等消毒用具，目的就 是為了減少或者避免多人直接接觸電梯按鈕，進而有效地 防止病菌的傳播。從功能角度來講，電梯確實是十分便捷 的工具，但從公共衛(wèi)生角度來講電梯按鈕也確實存在衛(wèi) 生安全隱患，因此發(fā)明一種非接觸式電梯按鈕來代替現(xiàn)有 電梯按鈕控制電梯運行十分必要。

（三）紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕研究意義

紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕與普通的電梯按鈕 相比，其優(yōu)點不言而喻，無接觸式的電梯按鈕很大程度上 能夠防止病菌的傳播。不管是針對在當(dāng)前新冠疫情防控的 嚴峻情況，還是平時防止細菌交叉感染等情況，無接觸式 的電梯按鈕對公共衛(wèi)生安全具有良好的保障作用，而且其 操作也很簡單，手指靠近相應(yīng)位置就可以觸發(fā)信號，輕松 實現(xiàn)對電梯的控制。

（四）電梯按鈕研究的發(fā)展趨勢

電梯從最開始的提升機構(gòu)到后來發(fā)展為電力驅(qū) 動的升降梯，其功能性一直在發(fā)展，相應(yīng)的電梯按鈕也需 要優(yōu)化升級，這次新冠疫情也給人們敲響了警鐘，再加上 人們對于健康的要求在不斷提高，公共衛(wèi)生也成為人們關(guān) 注焦點，所以紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕也是電梯按鈕 的一個發(fā)展趨勢。目前社會正朝著智能化和節(jié)能環(huán)保的方 向發(fā)展，免接觸電梯按鈕就是運用紅外線感應(yīng)技術(shù)，進 行智能化的改進。今后的電梯按鈕可能還會進一步實現(xiàn)更 多的智能化，例如通過語音控制電梯運作等;另外，電梯 的運行將更加節(jié)能環(huán)保，如利用人工智能技術(shù)等優(yōu)化運行 邏輯。總而言之，隨著科技的發(fā)展，電梯智能化程度一定 會不斷提升，以更好的服務(wù)于大眾。

（一）紅外線感應(yīng)技術(shù)介紹

紅外線是一種頻率介于可見光與微波之間的一 種電磁波，屬于不可見光的一種，就是說人無法通過肉眼 觀察到紅外線，但其實紅外線時刻存在于我們身邊，這是 由于紅外線具有熱效應(yīng)，即溫度高于絕對零度（- 273.15℃）的物質(zhì)都可以產(chǎn)生紅外線。隨著對紅外線性質(zhì)的進 一步探究，其被應(yīng)用到各個領(lǐng)域中，比如醫(yī)療領(lǐng)域，4 μm～14μm波段的紅外線被譽為“生育光線”，具有促 進血液循環(huán)，活化細胞，消炎，抑菌等功能。軍事領(lǐng)域的 夜視儀，熱成像等也都是利用紅外線技術(shù)制成的。在人 們?nèi)粘Ｉ钪幸灿泻芏嗬?，如遙控器，自動門，感應(yīng) 水龍頭，防盜裝置，安檢設(shè)備等，可見紅外線技術(shù)已經(jīng) 運用到了各個領(lǐng)域，是一種很成熟的技術(shù)手段。

（二）紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕構(gòu)成

紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕的構(gòu)成是比較復(fù)雜 的，下面對照圖1進行說明。圖1是我們在乘坐電梯時常見 的按鈕面板，叫做選層器，其包括顯示器，相應(yīng)的電梯按 鈕，操作箱。然而這些只是表面上看到的，遠不能實現(xiàn)免 接觸的功能，也不具備紅外線感應(yīng)功能。實際上在按鈕的 外表面還有發(fā)射裝置，接收裝置，提示裝置，這些才是實 現(xiàn)紅外線感應(yīng)的主要裝置。發(fā)射裝置實質(zhì)是貼片式的紅外 線發(fā)射管，結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括環(huán)形的金屬支架，中 間為接收芯片封裝在第一薄片膠體內(nèi)，通過正，負支腳架 與金屬支架連接。接收裝置為貼片式的紅外線接收管，其 結(jié)構(gòu)與發(fā)射裝置類似，如圖3所示。提示裝置為聲光提示 器，包括發(fā)聲器和發(fā)光二極管。操作箱內(nèi)設(shè)有微處理器和 電源。

（三）紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕工作原理

發(fā)射裝置，接收裝置，聲光提示裝置和微處理 器均與電源相連接，微處理器同時與控制柜連接。其工作 原理如下：紅外線發(fā)射管會發(fā)射紅外線光束，接收器接收 到紅外線光束，會形成一個信號傳輸給微處理器，當(dāng)人用 手指靠近按鈕時，接收器接收到的紅外線信號會發(fā)生改變 ，形成新的信號，稱為第一信號傳輸給微處理器;同時紅 外線感應(yīng)器會感應(yīng)到人發(fā)出的紅外線信號，形成第二信號 傳輸給微處理器，當(dāng)處理器同時接到這兩個信號后反饋 給控制柜，也會將信號傳輸給聲光提示裝置，則會有語音 播報樓層號，相應(yīng)按鈕會變亮，方便人們核實所選樓層 是否正確，此時控制柜會發(fā)出相應(yīng)的控制信號，電梯開始 運作。

（四）紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕與普通電梯按鈕對比

圖1 選層器結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 紅外線接收管結(jié)構(gòu)示意圖

紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕與普通電梯按鈕相比結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，普通的電梯按鈕可能僅有按壓發(fā)光或者 警示作用的相關(guān)功能裝置，而紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕 為實現(xiàn)免接觸功能，增加了紅外線發(fā)射裝置，接收裝置， 感應(yīng)裝置和用于接收和反饋信號的微處理器。紅外線感應(yīng) 免接觸電梯按鈕的功能更加全面且可以替代普通電梯按鈕 。

（一）安全性

紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕與普通電梯按鈕相 比最大的優(yōu)點就是安全性較高，這種新型按鈕操作時不需 要人手直接接觸電梯按鈕就可以控制電梯，降低電梯按鈕 表面藏匿病菌的可能性。在當(dāng)今疫情防控的背景下，人們 出行都需注意衛(wèi)生安全問題，而電梯是人們出行經(jīng)常乘坐 的電器設(shè)備之一，在乘坐電梯時更要多加注意衛(wèi)生安全。 紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕廣泛應(yīng)用后，人們就無需擔(dān)心 接觸電梯按鈕會導(dǎo)致交叉感染等危及公共衛(wèi)生安全的問題 。這種紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕可應(yīng)用于住宅電梯、 車站電梯、辦公樓電梯內(nèi)等各種人員密集的公共場所，可 以保障人們乘坐電梯出行的安全。

（二）便捷性

便捷性是紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕的另一大 優(yōu)點，對比免接觸電梯按鈕與普通按鈕的結(jié)構(gòu)，免接觸電 梯按鈕的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，其應(yīng)用了紅外線感應(yīng)技術(shù)，人們 無需接觸按鈕就可以操縱電梯，方便人們對電梯的控制。 而當(dāng)乘坐電梯的人員較多時，其響應(yīng)更快、操作更方便。 另外電梯配備了聲光提示裝置，聲音提示會播報乘梯人所 選的樓層號，光提示則是在人們選擇樓層后電梯按鈕會發(fā)光，以便于乘梯人核對樓層信息，避免乘坐錯誤樓層的情 況。另外電梯內(nèi)的顯示屏上也會顯示相關(guān)信息，讓人們能 夠直觀了解電梯的運行情況，提高人們的乘梯體驗。同時 電梯還具備應(yīng)急提示功能，以應(yīng)對緊急情況的發(fā)生，保障 人們的乘梯安全。

（三）環(huán)保性

環(huán)保性也是紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕具有的一個優(yōu)點，普通按鈕是接觸式的按鈕，每天被按壓很多次 ，再加上有些乘梯人員按壓力度過重等不規(guī)范、不道德的行為，容易導(dǎo)致按鈕不同程度的受損，需要更換、維修。 然而紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕就可以避免這種情況的發(fā)生。

（四）智能性

智能控制可以說是紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕最大的亮點，也是實現(xiàn)免接觸功能的直接途徑，通過聲光 電各種信號的綜合控制，最后達到控制電梯運行的目的。 運用紅外線感應(yīng)技術(shù)，將對應(yīng)的紅外線信號作出處理轉(zhuǎn)換 為電信號，然后將電信號傳輸給處理器，最后通過控制柜 發(fā)出相應(yīng)的控制命令，實現(xiàn)對電梯的精細控制。

紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕是對普通電梯按鈕的改良升級，是基于新冠疫情防控背景下，滿足人們對在 公共場合中少接觸、避免接觸的需求。因此，研究出的新 型電梯按鈕保障了公共衛(wèi)生安全，與現(xiàn)有的電梯按鈕相比 ，紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕更加的安全、便捷、環(huán)保、 智能。未來隨著科技的發(fā)展，電梯按鈕可能會變得更加智 能、環(huán)保。在今后，基于人們的各種需求，對于電梯的控 制和運行也會出現(xiàn)更多具有創(chuàng)新性、實用性、高效性的設(shè) 計方案，例如通過語音控制使用電梯，或者通過改善電 梯的運行邏輯使其更加的節(jié)能環(huán)保等，讓人們的出行能有 更加安全良好的體驗。