水,生命之源,在自然界滋养万物,但之于电子产品却是天敌,称为毒蛇猛兽也不为过。Type-C端子的进液腐蚀在手机售后上非常容易看到,甚至到了家常便饭、随处可见的程度。

苹果很早就集成了进水警告功能,主要是避免进液时充电导致充电口受损。苹果15上,充电口由闪电(Lightning)接口转换为Type-C接口。
闪电接口是苹果私有的,犹如私家花园,想吃什么菜就种什么菜。而Type-C接口是公有的,犹如公共场合得注意个人举止。业界为Type-C制定了一大堆协议,那么苹果如何在此基础上设计进液检测呢?与安卓手机厂商相比,能分高下吗?尤其是某些国产厂商高调宣称已“超越苹果”,我们可以从小处着眼,看他是真的有本事,还是营销噱头。
方案推测
拆解苹果手机的Type-C端子,与当前安卓机的端子相比,能看到一个显著不同的地方,存在两个pad,这两个pad专门用于进液检测,像两个哨兵一样。

测量这两个pad之间的波形,能测到百Hz量级的正弦波,然后传递到手机内部定制的芯片(定制芯片搜索不到信息)。由此推断苹果可能使用的是交流阻抗检测方案,类似于LCR表的阻抗测量方案,其原理是:
首先由信号源发生一个固定频率和幅度的正弦波(交流信号),这个信号加到DUT(待测器件)上,产生电流流到虚地。再由于运放虚断(输入电流为零),所以流过DUT的电流完全流过RM,对RM两端的电压进行放大,便能得到I。再用另外一个运放测得u,根据欧姆定律z = u/i,即能得到DUT的阻抗。

在网上查找苹果的专利,亦能找到高度相关方案,佐证苹果的进液检测为交流方案。

那么什么是交流方案?有啥魔力能被苹果青睐?它和直流方案比起来,谁更胜一筹?
直流方案 VS 交流方案
若想弄清楚交流方案的原理,得先从直流方案说起。最简单的,万用表测量电阻就是基于直流方案。

如上图,万用表测量电阻,可以通过分压方案测出待测电阻,或者通过恒流源灌入待测电阻测出阻值。
这种方案对付像电阻、导线这样的线性元件(遵循欧姆定律),没问题,可以测的很准。
可水呢?尤其是生活中的水,是一种电解质溶液,是个调皮鬼,含有各种离子(钙、镁、钠、氯离子等)。离子浓度越高,水的真实电阻率越低(导电性越好),导电性非常复杂,有如下两个效应导致测量结果不准确:
- 极化效应,当直流电压加在浸入水中的电极上时,正极会聚集负离子,负极会聚集正离子,形成所谓的“极化层”。这相当于在电路里串联了一个方向相反的自发电池。此外这个效应会随着测量时间变化,导致读数不稳定。
- 电解作用, 直流电会使水发生电解,在表笔上产生气泡(氢气和氧气),这会改变电极的有效接触面积,进一步导致电阻读数漂移和不准确。
你可以用万用表测一下自来水,你会发现数据老是跳,那么你记录哪个值呢?此外你还会发现使用不同型号的万用表测量,结果还不一样。因为水不遵守欧姆定律,不同型号的万用表,在测量电阻时提供的测试电压和电流是不同的,极化效应不同,导致测出的电阻值不同。
综上,用直流方案测水的阻抗,只能定性的测一测,定量的数据没有意义。
那交流方案行不行呢?
行,是一个重大改进。
交流电(通常是正弦波)可以有效地消除直流电带来的极化效应和电解作用,从而测得水的真实电阻,总结如下:
- 消除极化效应,交流电的方向在不断正负交替,使得电极表面的离子来不及形成稳定的极化层,从而极大地削弱甚至消除了极化效应带来的巨大误差。
- 避免电解,交流电也不会导致水发生持续的电解反应,避免了气泡的产生和电极表面的改变。
- 可以测量阻抗的矢量成分,不仅能测出阻抗的大小(|Z|),还能测出其相位角(θ),并能分解出电阻(R)和电抗(X) 两个分量。含有杂质的水可能会表现出一定的容性或感性,交流方案能提供更全面的信息,比如进入的液体是咖啡还是可乐等等。

总结
当前苹果集成的是交流进液检测方案,三星集成的是直流方案,而集成进液检测的国产厂商少之又少(当前小米、oppo上那个弹窗是防烧口方案,防烧口方案后知后觉,不是真正的进液检测)。
虽然集成了进液检测,但仍然要小心翼翼的对待含水的环境,任何检测方案精度都不能达到100%,有可能漏检测(进液了却不提示)或者误检测(没进液却提示进液)。又或者进液已使得端子内部生成铜绿,形成异物,去除不掉,不停的提示进液。

手机进液后,切记不可充电,拔下充电器和数据线(水可能潜伏其中)。最好关机,把水甩干,或者用纤细的纸巾把液体一点点吸出来(也要小心纸巾残留在内部)。如果是海水/盐水,务必冲洗接口部分,洗去盐分再小心弄干,也不要用热风猛吹,以免节外生枝。
国产手机厂商这里,他们宣传防水,但进水后又不保修,矛盾非常明显,也不知他们理顺了没有。国产厂商边角料方面的功能创新,所买的水军亦会不遗余力的摇旗呐喊,水军的水文甚至会被研发部门作为年终总结之用,形成了一个充满讽刺的闭环,用户真正受益了多少呢?