歐陽亞秋 ，唐宗渤 ，劉洪林

（1.桂林計(jì)量檢驗(yàn)所，廣西 桂林 541004；2.桂林電子科技大學(xué)，廣西 桂林 541004）

長期以來，國內(nèi)家具行業(yè)對鞋柜的生產(chǎn)只是重復(fù)著簡單的裝配過程，而且只能在外觀造型和材料選擇上做出一定的變化。隨著生活水平的提高和生活的改善，人們對家居的概念也在發(fā)生變化，對衛(wèi)生的要求程度有了很大的提高，同樣對腳的護(hù)理已日益重視。各種浴足城、洗腳樓遍地開花，對腳部護(hù)理形成了一個(gè)巨大的市場，而腳部也確實(shí)是病菌生存及繁殖較多的地方。出現(xiàn)諸如腳臭、腳氣、腳蘚、腳部潰爛乃至香港腳等腳部疾病，除了個(gè)人衛(wèi)生問題外，最大的原因就是對鞋的日常保養(yǎng)不到位。傳統(tǒng)鞋柜只起簡單的儲(chǔ)存作用，達(dá)不到殺菌消毒的效果，智能電子消毒鞋柜的推出將會(huì)迎合這一巨大需求，隨著對家具類產(chǎn)品衛(wèi)生保健作用的重視程度的提升，特別是鞋柜類除了存儲(chǔ)作用外使之具有殺菌消毒輔助功能，使目前普通鞋柜擴(kuò)展為保健類、智能化的產(chǎn)品是當(dāng)今鞋柜的發(fā)展趨勢。

1 消毒鞋柜的原理

目前國內(nèi)消毒鞋柜的殺菌原理主要是從消毒碗柜的消毒原理引申而來，基本是沿襲了消毒碗柜所用的幾種殺菌消毒方法，其在鞋柜內(nèi)設(shè)置了臭氧發(fā)生器，用臭氧來殺滅鞋內(nèi)的病菌、抑制霉菌的產(chǎn)生。

但臭氧殺毒有它本身的缺陷：即臭氧濃度達(dá)到0.1ppm以上，可起到殺菌除異味作用。然而當(dāng)臭氧濃度達(dá)到0.15 ppm后，臭氧本身就會(huì)發(fā)出濃烈的惡臭，所以必須在封閉良好的空間類使用，否則一旦泄漏不僅不能起到凈化空氣的目的，反而對使用者的健康存在一定的隱患。

正是由于臭氧的不安全性，為了防止臭氧泄漏，使得臭氧消毒的產(chǎn)品只能采用密封較好的金屬柜體來配合使用，但這樣的消毒鞋柜價(jià)格高，而且采用了金屬柜體又不太符合廣大消費(fèi)者的使用習(xí)慣，而家具行業(yè)中廣泛使用的中纖板材料因?yàn)槊芊庑圆?，不得不放棄使用臭氧消毒技術(shù)，這就造成消毒鞋柜因?yàn)橄痉椒ǖ木窒扌允怪疅o法推廣普及。為此，要采用適合中纖板材料使用的殺菌方法才能使消毒鞋柜的成本降下來，并為消費(fèi)者所接受，本文采用光觸媒技術(shù)殺菌和生物分解酶除臭復(fù)合技術(shù)，使采用中纖板材料的鞋柜升級(jí)為消毒鞋柜成為可能。

2 光觸媒智能消毒鞋柜的原理和特點(diǎn)

光觸媒是一種含有納米級(jí)的二氧化鈦成份的原料。二氧化鈦?zhàn)鳛橐环N光觸媒，在吸收太陽光或照明光源中的紫外線后，在紫外線能量的激發(fā)下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，表面形成強(qiáng)氧化性的氫氧自由基和超氧陰離子自由基，把空氣中游離的有害物質(zhì)及微生物分解成無害的二氧化碳和水，從而達(dá)到凈化空氣、殺菌、除臭等目的。目前主要應(yīng)用在家庭裝修行業(yè)的污染處理。

表1所示為本設(shè)計(jì)所使用的光觸媒產(chǎn)品——怡居光觸媒在相關(guān)檢測機(jī)構(gòu)的檢測報(bào)告，可以看出，其具有較好的殺菌效果。在鞋柜的內(nèi)壁均勻涂有這種材料的涂層，而這種涂層具有光催化功能?，F(xiàn)在新一代的光觸媒涂料在自然光等微弱光源甚至是無光的條件下，也能起到空氣凈化、殺菌防霉、除臭等功效，并且效果徹底、持久，對人體安全無害。同時(shí)采用光觸媒技術(shù)和紫外線照射相結(jié)合的技術(shù)，不但能發(fā)揮紫外線自身消毒殺菌的功效，而且還能幫助激活光觸媒完成殺菌的處理，因而使得電子鞋柜的殺菌更徹底，效果更持久。

表1 光觸媒殺菌檢測報(bào)告

光觸媒本身在光催化后它的活動(dòng)空間僅局限于鞋體的表面，所以對鞋內(nèi)的除臭效果不是非常理想，為此，本設(shè)計(jì)采用了生物分解酶配合鞋內(nèi)除臭，使鞋柜的整體消毒效果趨于理想，由表2可以看到這種生物分解酶除臭功能的檢測指標(biāo)。

表2 生物分解酶除臭檢測報(bào)告

3 智能控制及軟件設(shè)計(jì)

消毒鞋柜最重要功能就是殺菌消毒部分，這部分方案設(shè)計(jì)一旦落實(shí)其他的就是控制部分的設(shè)計(jì)了，在本方案中對消毒鞋柜增加了祛潮功能，這部分的實(shí)現(xiàn)采用了PTC加熱元件和軸流風(fēng)機(jī)的配合，可以在PTC表面形成50°左右的熱風(fēng)，通過熱風(fēng)的循環(huán)來達(dá)到祛潮的效果，為此增加了溫度檢測傳感器和濕度檢測傳感器來實(shí)現(xiàn)這一功能。圖1為消毒鞋柜的整體結(jié)構(gòu)。

在本控制方案中采用了如下技術(shù)：

（1）彩色真空管顯示技術(shù)（VFD）：使系統(tǒng)工作顯示界面動(dòng)感強(qiáng)烈、美觀；

（2）瑞薩單片機(jī)控制，簡化了硬件設(shè)計(jì)；

（3）集成化的溫/濕度傳感器，安裝更簡單。

電路設(shè)計(jì)原理圖如圖2所示。

圖2 消毒鞋柜控制系統(tǒng)原理圖

在軟件設(shè)計(jì)上比較簡單，主要是考慮時(shí)間控制和使用習(xí)慣，一般定義如下：

（1）自動(dòng)：30 min（消毒、祛潮）；

（2）祛潮：25 min（PTC、風(fēng)機(jī)控制）；

（3）消毒：10 min（光觸媒、紫外線、分解酶）。

將傳統(tǒng)的只作為儲(chǔ)存功能的鞋柜升級(jí)為帶有消毒、除臭等保健功能的消毒鞋柜，是現(xiàn)代家居的發(fā)展方向，而光觸媒作為一種無色、無味的納米殺菌材料，不但殺菌理念先進(jìn)、環(huán)保，避免了傳統(tǒng)臭氧需要有電才能工作的缺陷。同時(shí)不存在二次污染的問題，能夠在常規(guī)情況下實(shí)現(xiàn)抗菌和抑菌的功效，特別適合板式家具的應(yīng)用，同時(shí)該方案可以延伸推廣到消毒衣柜、消毒櫥柜等，擴(kuò)展領(lǐng)域可以到商務(wù)酒店、洗衣、浴足、桑拿等大眾場所，對全民的衛(wèi)生健康有著巨大的作用，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益十分巨大。

[1]岡樹雅一.瑞薩 H8 SLP單片機(jī)原理和應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.

[2]竇振中.PIC系列單片機(jī)原理和程序設(shè)計(jì)[M].北京：北京航天航空大學(xué)出版社，1998.

[3]Guide to PIC microcontrollers[M].Prompt Pub.2001.

[4]宋文緒，楊帆.傳感器與檢測技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2004.

[5]趙茂泰.智能儀器原理及應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2001.