一台能管理健康的马桶盖,背后有多少的魔鬼细节?|传感器|高敏度|
（原标题：一台能管理健康的马桶盖，背后有多少的魔鬼细节？）
PL40是国内首台实现健康管理功能的智能马桶盖，它基于BP神经网络算法和精密感应元件，能对人的身体健康数据进行高精度的测量并自动生成趋势报告，不仅完成了智能马桶盖从“健康器具”从“健康管家”的角色转变，也为行业带来了革命性的新可能。
谈到智能马桶盖，许多人都不陌生。它用一根小小的喷头改变了我们长期以来的纸擦习惯，为我们提供了一种洁净、舒适的健康生活新方式。但在松下看来，用水洗代替纸擦解决的是最基本的如厕卫生问题，智能马桶盖能为人们做的其实远不止这些：当物联网和云储存技术成熟到一定程度后，它将在人们的生活中扮演一个更为重要的角色——作为一个身体数据的入口，它会帮助我们更好地管理自己的身体健康。PL40正是诞生在这样的构想之下。
怎样才算健康？体脂肪率是关键性指标
“健康”没有一个标准的定义，但可以通过某些数据来量化，比如身体成分构成。身体成分指的是人体内脂肪、蛋白质、无机盐和水分等主要化学组成成分的百分比，其中对健康影响最大的是脂肪。对普通人来说，将身体内的脂肪比（也就是我们常说的体脂肪率）保持在一个正常的百分比范围内对预防某些慢性病如糖尿病、高血压、动脉硬化等有重要意义。
以往我们会去健身房或者使用体脂秤、体脂手环等设备来测试自己的体脂肪率，但这些途径都各有弊端：健身房只能单次测量，无法直观地看到趋势变化；体脂秤和手环则属于局部测量，结果并不是非常精准。
PL40解决了这些问题：安装在操作面板侧部以及便圈内的4个高敏度电极，能够覆盖从手到大腿的身体主要躯干，因而可以更全面更准确地测量出体脂肪率、BMI、肌肉水平、骨量水平、内脏脂肪等级、基础代谢值等6大身体数据；多次测量后，用户可以在APP上查看曲线图表形式的健康趋势报告，实现可视化的健康管理。
也就是说，以后用户每天只需在如厕的时候花上5秒钟时间，就可以轻松地了解自己的身体状态。这也使得PL40成为了国内首台能够实现健康管理功能的智能马桶盖。
这样一个里程碑式的产品，背后隐藏了无数魔鬼般的细节。
国际公认的高精度测算方法
常见的体脂测量法通常有这几种：核磁共振成像（MRI）、双能X射线测试法（DXA）、水下称重法、皮褶厚度测量等。它们有的测量精准，但需要复杂昂贵的精密仪器；有的则需要专业的操作手法，否则无法得到精确的数据。总而言之，很难同时达到便利和精准。
PL40使用的是国际上公认且最为流行的生物电阻抗分析法（BIA），其原理与人体构造有关。众所周知，人体成分由水分、蛋白质等可导电的物质以及脂肪等不可导电物质组成，当人体内脂肪增加、水分减少时，人体生物电阻抗会相应增加。生物电阻抗分析法采用微电流通过身体，利用身体不同组织的阻抗差异来判断身体成分比例，从而精确地测量出体脂肪率。
PL40在操作面板侧部以及便圈与大腿接触部分放置了4个高敏度金属电极。落座后，用户与电极接触并按下测试键，来自电极的微电流会流经大腿部及手部，形成一个完整的电回路。体脂数据会通过这个电回路被收集反馈到产品上，并在APP上实时显示。整个过程只耗费短短5秒钟时间，且人体几乎不会感应到电流的存在。
医用级别的高性能检测元件
PL40之所以能如此快速并精准地测量出体脂肪率，除了得益于生物电阻抗这一测算方法之外，4枚个高敏度感应电极也功不可没。它们设置在操作面板侧面与便圈前部，分别接触用户的手部及大腿部位，覆盖了人体的主要躯干，极大地拓展了测量范围。
别看它们只是一块小小的不锈钢片，在细节上可是下足了苦功。由于PL40使用的是松下根据人体的臀部曲线量身设计的3D曲面便圈，其表面不像一般便圈那么平整而是带有一定的弧度，这对电极片的材质要求和制造工艺提出了很高的要求。既要能够完美贴合便圈表面，最大程度地接触人体皮肤，又不能破坏整体的美观度。
松下用两个方法解决了这个难题：
一，将SUS316不锈钢作为电极片的材质。这种不锈钢被广泛地用于食品工业和外科手术器材上，塑性与韧性很强，可以实现与便圈表面相同的曲面形状；同时，耐腐蚀性能也十分优秀，使用寿命相比普通的304不锈钢要高上许多。
二，利用CD式无痕焊接技术来焊接电极片上的螺栓。这种工艺能够在0.001~0.003秒内快速完成焊接，在保证焊接强度（能承受2500N以上的受力）的前提下，依然能保持外观的美观。通常，一枚焊接的电极片要达到以下这几点要求才算合格：1.表面没有焊痕；2.黏贴面没有灰尘、油腻等污物附着；3.螺纹没有有损伤；4.焊接处饱满、没有缺口，5：焊接根部的残渣范围保持在一定数值：根部1.5mm以内，高度0.5mm以内。
此外，为了让金属电极片在树脂便圈上显得不那么“违和”，松下还特别对其表面进行了磨砂处理，这样一来就大大降低金属材质本身的冰冷感。
更为严格的温度控制系统
松下智能马桶盖的便圈材质为经SIAA认证的抗菌性树脂，而PL40在这一基础上增加了金属电极。“树脂+金属”这样的组合，使得对便圈温度的控制有了更高的要求。根据我国的GB标准规定，在正常状态下树脂及电极金属的表面温度需分别低于46℃和36℃；即使是在异常状态下，也应低于76℃和46℃，如此才能保证用户使用时的人身安全。PL40的相应数值远远低于这一标准，这背后的最大功臣就是位于智能马桶盖内部、由十几个高灵敏传感器组成的温度控制系统。
市面上智能马桶盖的便圈加热控制方式主要有三种：第一种只靠高、中、低三档来切换控制程序实现温度控制，不会随环境温度变化自动调节，用户体验感不足；第二种装有室温感知器，通过感知室温来调节便圈温度。这种方法改善了第一种方法的问题，但又带来了感知器的安装成本等新问题；第三种由第二种变化而来，在感知室温的基础上采用分段式控温，其缺点是在室温控制分界点附近用户使用会有温差感，使用感不足。
松下发明了一种全新的温度控制方式，在没有增加传感器等材料成本及传感器安装固定等开发成本的前提下，充分利用产品中原有的干燥组件室温检知器（便圈温度感知器），来根据室温智能调节控制温度值。这些传感器就像“保险丝”一样，确保马桶盖的便圈表面温度始终维持在安全、节能的范围内。
神奇的3秒快速加热
剩下的传感器根据用途可分为两种，一种是水温与水位传感器，一种则是快速加热装置的传感器。这两种传感器具体起到什么作用呢？这就不得不提到PL40的另一项核心技术——温水快速加热。
温水快速加热技术由松下于1997年首创，它取消了储热式智能马桶盖里的水箱相比，改用一块进口陶瓷加热片代替。从进水到出水，只需3秒钟就能实现从5℃到40℃的快速加热，并且持续长达5分钟。在这5分钟里，水会一直保持在一个人体感觉舒适的温度。
那么，问题来了：水箱取消后，使用流动水的PL40是靠什么来实现稳定温度的出水？要知道，流动水的水速非常快，要让它保持在一定温度非常困难，更何况是在短短3秒钟之内。
答案就是那块神奇的陶瓷加热片，以及之前提到的两种传感器。这块陶瓷加热片由京瓷制造，拥有着相当优秀的加热性能。它的水容量只有7ML，因而有着极高的换热效率，加热速度非常快。传感器负责的则是加热的稳定性。水的高速流动与环境温度的变化，使得温度控制系统必须对产品功率实时修正，十几个传感器要对水温和水温进行精确地感应才能让用户做到无论什么季节都能享受温暖舒适的热水。
结语
PL40的意义在于，它不仅完成了智能马桶盖从“健康器具”从“健康管家”的角色转变，同时也为整个行业带来了革命性的新可能。未来，作为数据入口的智能马桶盖在对用户及其家人进行精准测量后，将数据上传到云端，就可以充分应用到不同的生活场景中：与专业医疗、健身等服务机构进行对接，从而及时获得医疗救助以及健身建议等信息;与大型商场对接，为用户构建精准化购物渠道，创造专属的健康购物环境；与生活电器、美健产品等设备共享，达成全面物联，实现全屋智能……让我们共同期待这一天的到来。
