自製小型家用消毒液發生器

    本文介紹的小型家用消毒液發生器能夠生成有效含氯消毒劑，並具有製作成本低(＜25元)、操作簡單、使用原料便宜等特點，所生成的消毒液對人體無毒、對環境無污染．殺菌消毒效果好。

工作原理
    小型消毒液發生器的電路如圖1所示。它實質上是一個具有定時功能的小型電解食鹽水裝置。通過對食鹽水進行電解，可獲得主要化學成分為次氯酸鈉及原子氧的鹼性溶液，經適當稀釋后，就可用來進行各種消毒。
    電路工作過程：將電源插頭XP插入220V交流市電插座。則220V交流電經電源變壓器T降壓、二極體VD1和VD2全波整流、電容器C1濾波后，輸出約6.5v(電解時實測)直流電。該電壓一方面加至陽極和陰極兩端．對電解杯內的食鹽水進行電解；另一方面通過三端集成穩壓器A1穩壓、電容器C2濾波，輸出穩定的5v直流電，供定時和音響告知電路用電。定時電路的核心是一塊帶振蕩器的14位二進位計數/分頻器集成電路A2。這裡電阻器R2和R3、電容器C4等通過A2⑨-⑩腳與其內部兩個非門電路構成振蕩電路，產生時鐘脈衝信號，並直接送入A2內部分頻器電路。剛通電時，C3、R1在A2⑩腳(複位信號輸入端)產生一正尖脈衝，使A2內部電路自動清零，計數開始。此時，A2的穩出端③腳處於低電乎，三極體VT無偏流截止，繼電器K不工作，其轉換觸點Kz處於釋放狀態，發光二極體VD5通電發亮，表示電解正在進行。經過1小時(定時時間)、A2計數經2¹³＝8192個脈衝后，A2③腳(Q14端)跳變為高電平。該高電平一方面經隔離二極體VD3加至A2⑥腳，使該端恆為高電平，振蕩停止，電路狀態“自保”不變；另一方面通過限流電阻器R4向VT提供合適偏流，使VT飽和導通，K通電吸合，由Kz的常閉組觸點切斷電解電極供電迴路，使VD5熄滅，電解停止．同時由Kz的常開組觸點接通微型自帶音源音響器HA的供電迴路，使其發出告知聲，提醒主人：電解工作結束，消毒液己制好。
 
    電路中，每次電解食鹽水的時間長短(即定時時間)．可由公式t≈2.3N×R2×C4來進行計算。N為定時係數(計數脈衝個數)，本電路中A2輸出端選③腳(Q14端)，為最大數8192。
    電解反應過程：眾所周知，食鹽(NaCl)是強電解質，溶了水後會全部電離成Na^-和Cl；水是極弱電解質，微弱電離成H⁺和OH^-。當將食鹽水注入消毒液發生器的電解杯內，並接通直流電源后，就發生下列電解反應：
 
同時，部分OH^-在陽極放電產生原子氧：
 
此外，次氯酸遇光易分解，也產生原子氧：
 
    上述HClO、NaClO、Cl2、[O]均為強氧化劑，具有很強的殺滅病菌作用，對人體卻無毒無害，因而製得的電解液可用來進行一般安全消毒等。

元器件選擇
    A1選用78L05低功耗、100mA固定三端集成穩壓器；A2選用CD4060或MC14060帶振蕩器的14位二進位串列計數/分頻器數字集成電路，它採用DIP-16塑料雙列直插形式封裝。
    VT選用9014或3DG8硅NPN小功率三極體．要求β＞150。VD1、VD2均用1N5400(最大整流電流3A、最大反向電壓50V)硅整流二極體，亦可用2CZ56A(3A、25V)或1N5401(3A、100V)等同類產品來直接代換；VD3、VD4均用1N4148硅開關二極體；VD5用普通紅色發光二極體。
    R1-R5均用RTX-1/8W電阻器。C1—C3均用CD11-16V電解電容器，C4用CL11滌綸電容器。R2、C4分別為A2內部兩個非門電路產生時鐘脈衝的外接振蕩電阻器和電容器、為了確保定時準確，要求一定選擇數值精度高的產品。
    HA選用YMD-12095自帶音源微型(Φ12mm×9.5mm)直流電磁音響器，要求選用工作電壓是5V，能夠發出斷續音響的產品。以增強提醒效果。
    K用JZC-22FA/0)05-1Z超小型中功率電磁繼電器，其觸點負荷為28V×10A(直流)，完全可滿足控制需要；外形尺寸僅為22.5mm×16.5mm×16.5mm，可直接焊在印製電路板上。
    T用成品220V/2×7.5V、25W小型雙繞組輸出(帶抽頭)電源變壓器．要求質量保證，輸出功率足夠。F用BGXP-0.15A普通保險管，並配塑料安裝管座。XP用220v交流電器常用的普通電源插頭。
    電解杯採用市售500ml(毫升)容積的塑料量杯，要求其內門徑約8.8mm、高約100mm。
    電解電極須自製：陽極採用從大號廢電池(R20-1.5v)里退出來的炭棒(尺寸約Φ7.5mm×56mm)，其端頭的金屬帽正好用來焊接電源線頭；陰極用尺寸約為130mm×20mm的不鏽鋼片．將其彎折成“U”形狀，並在其一端打上小圓孔，配上合適的固定螺釘和螺帽。另取一尺寸約100mm×30mm×1.5mm的有機玻璃板或膠木板，參照圖3左上角所示，打上合適的兩個小孔，將炭棒和“U”形不鏽鋼片固定在板上即成。為了防止電解液腐蝕電極接線頭及固定螺釘等，可將其全部用環氧樹脂或熱熔膠密封起來。

製作與使用
    圖2所示為該小型消毒液發生器的印製電路板接線圖，印製電路板實際尺寸約為65mm×45mm。焊接好的電路板裝入尺寸約為120mm×70mm×53mm的絕緣材料小盒(可用現成的塑料飯盒等來代替)內。盒面板參照圖3右邊所示，分別開孔安裝微型自帶音源音響器HA、伸出發光二極體VD5的發光帽；盒子側面位置開出兩個小孔，分別通過長約1.5m和0.5m的雙股塑料外皮電線，引接出電源插頭XP和電解電極。盒子適當位置處。還應為電源變壓器T開出散熱小孔。
 
    製作成的小型消毒液發生器，其外形如圖3所示。在正式投入使用前．應檢驗其工作性能和指標是否達到設計要求。具體方法是：在電解杯內放人20g精鹽和500m1(0.5kB)水．攪拌使鹽完全溶解。放好電解電極架，將電源插頭XP插入220v交流電源插座。則可見發光二極體VD5點亮(注意開始對照鐘錶計時)，這時電解杯內的炭棒和不鏽鋼片上均泛起氣泡，說明電解開始。用DT830B數字萬用表測量電極上電壓應為6.5V左右，電流應為2.8—3A，表示此裝置可正常工作。如果工作電流偏大，可適當加大炭棒與小銹鋼片之間的距離(向外扳可活動的“U”形極片一端)，或者減小炭棒插入食鹽水的深度；反之，則應使不鏽鋼片盡量靠近炭棒，或者盡量加大炭棒插入食鹽水的深度。經過1小時，VD5應自動熄滅，微型自帶音源音響器HA應發出聲響．說明電解結束。如果電解時間超過1小時太多，應通過適當減小電阻器R2的阻值來加以調整；反之，如果電解時間遠達不到1小時，則應通過適當增大R2的阻值來加以調整。一般情況下，只要R2和電容器C4質量保證(主要是漏電要小、容量誤差亦應小)，無需調整R2阻值，即可獲得比較準確的1小時(誤差在5Min內屬正常)電解時間。
 
    每次使用時，應在電解杯內放入20g精鹽和500ml水，使鹽全部溶解，選擇陰涼通風處放置發生器，將電源插頭XP插入220v交流電源插座，即可看到發光二極體VD5點亮、電極上不斷有氣泡泛起；1小時后電路自動斷開電解電極的電源。VD5熄滅，微型自帶音源音響器HA發出告知聲，表示電解結束。這時，應及時從電解杯內取出電極架，並用清水沖洗掉上面的電解液，以防止電極等腐蝕損壞。
    這種電解生成的消毒液是當今世界普遍推廣使用的高效殺菌劑，它對人體無毒，對環境和被消毒對象無污染，能有效殺滅肝炎病菌、大腸桿菌、葡萄球菌、枯草桿菌等病菌，並能預防肝炎、傷寒、霍亂、痢疾等疾病傳染，對各類皮膚病、傳染性疾病也有—定的治療作用。對殘留於蔬菜、果品表面的農藥，還具有較好的氧化脫毒作用。經國家有關部門鑒定，這種消毒液對病菌殺滅率達到99.9%，可廣泛應用於餐具、衛生間、浴盆、病人用具、蔬菜、水果等的清潔消毒。除此以外．它還對清潔除垢、除臭和漂白有明顯的效果；在日常生活中還有許多妙用，如身體被蚊蟲叮咬，塗抹一點，就會立刻止癢；生火疥子、痊瘡，抹上也會很快消失，且不留疤痕。
    我們所製成的消毒母液，其有效氯含量可達3.2×10^-3，通過用水按一定比例稀釋后，即可使用。下表列出了不同消毒類別下母液的稀釋比例及用法，僅供讀者參考。消毒母液不宜久存、應隨時生產、隨時使用，以免效能降低。