光電水位控制儀的製作方法

2023-05-03 12:25:46

專利名稱：光電水位控制儀的製作方法
技術領域：
光電水位控制儀技術領域[0001]本實用新型涉及太陽能技術領域，具體涉及一種用於太陽能上的光電水位控制儀。
背景技術：
[0002]目前，公知的太陽能熱水器自動上水裝置包括電磁閥、控制盒和探頭三個部分，通過人為設置後可以自動上水。但是，均採用了單片機控制，價格昂貴，操作相對複雜，安裝也不便捷，對太陽能熱水器的主體需進行改裝；還有，控制盒接入電壓均為220V交流電，對工作環境要求高，耗電的同時安全性較差，易引發安全事故。實用新型內容[0003]本實用新型所要解決的技術問題在於提供一種價格低廉、操作安全可靠、利用由太陽能轉化的12V安全電能的光電水位控制儀。[0004]本實用新型所要解決的技術問題採用以下技術方案來實現，[0005]一種光電水位控制儀，包括電磁閥、控制盒、水位探頭，其特徵在於還包括太陽能電池板，所述的水位探頭設於太陽能熱水器水箱內，所述的電磁閥安裝於自來水管道上，所述的水位探頭和電磁閥電連接於控制盒，所述的控制盒與太陽能電池板連接。[0006]所述的控制盒內設有控制電路及蓄電瓶。[0007]所述的電磁閥與自來水管道之間並聯一強制上水閥。[0008]所述的控制盒上設有控制面板，所述控制面板上設有充電指示燈、工作指示燈、電磁閥接線插頭、充電插線孔、太陽能電池板及水位探頭接線插頭及工作開關。[0009]所述的水位探頭為銅線製成，可任意彎曲，適應性強。[0010]工作過程中，太陽能電池板將光能轉化成電能，電能儲存在控制盒中的蓄電瓶裡面，供給整個系統的電力需求；同時，控制盒通過接收、處理水位探頭的水位信號，來控制電磁閥工作與否，即控制自來水水路的通、斷。水位探頭用銅導線製成，可任意彎曲，適應性強。安裝時，可直接將探頭從太陽能熱水器水箱的溢流口插入。電力不足時，可拔掉電磁閥接線插頭和水位探頭與太陽能電池板的共有接線插頭，將控制盒拿到安全的地方，插上可插拔式電源線，通過內置的變壓器充入220V交流電。[0011]本實用新型的有益效果是本實用新型不僅價格低廉、操作安全可靠，安裝簡便， 無需專業技術，利用由太陽能轉化的12V安全電能，能夠在溼度較大的環境中正常工作。


[0012]圖1是本實用新型安裝結構示意圖；[0013]圖2是圖1中控制盒的控制電路原理圖；[0014]圖3是開始上水時，處於工作狀態的控制電路圖；[0015]圖4是停止上水時，處於工作狀態的控制電路圖；[0016]圖5是圖1中控制盒的控制面板布置圖；[0017]圖6是圖1中強制上水閥的管路圖。
具體實施方式
[0018]為了使本實用新型實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。[0019]如圖1、圖5及圖6所示，一種光電水位控制儀，包括電磁閥6、控制盒4、水位探頭 2，還包括太陽能電池板1，水位探頭2設於太陽能熱水器水箱3內，電磁閥6安裝於自來水管道5上，水位探頭2和電磁閥6電連接於控制盒4，控制盒4與太陽能電池板1連接，控制盒4內設有控制電路及蓄電瓶，電磁閥6與自來水管道5之間並聯一強制上水閥7。控制盒 4上設有控制面板，制面板上設有充電指示燈10、工作指示燈8、電磁閥接線插頭11、充電插線孔12、太陽能電池板及水位探頭接線插頭9及工作開關13，水位探頭2為銅線製成，可任意彎曲，適應性強。[0020]太陽能電池板1先將太陽能轉化成電能儲存在控制盒4中的蓄電瓶中，蓄電瓶給整個系統提供正常工作時所必須的電能，使系統能夠不間斷的獲取水位探頭2感應的低、 高兩個水位信號，信號經控制和處理後最終轉變為電磁閥與控制盒中的蓄電瓶電路的通、 斷從而達到自動上水的目的。另外考慮到氣候差異使太陽能電池板1工作效率的降低，本實用新型內置了蓄電瓶充電器，以確保系統可靠性高絕對的正常運行。[0021]本實用新型的控制電路利用了三極體飽和和截止的工作特性，如圖2所示，閉合開關K後，當水箱3裡水位低於人為設定的最低水位a或b (a和b在同一高度)時，擬使T2 進入飽和區，此時三極體T2集電極與發射極之間的壓降UCE ^ 0，即繼電器J工作在12V的線圈電壓下，在釋放電壓與吸合之間，滿足正常工作電壓，繼電器J吸合。此繼電器J為2p 繼電器，在沒有工作的情況下Jki常閉，Jk2常開。在吸合的瞬間Jki斷開，Jk2閉合電磁閥電路導通，水路打開開始上水。當水上到最高水位點d時，三極體T2工作在截止區，Jki恢復為閉合，Jk2恢復為斷開，Jk2斷開即電磁閥電路斷開，電磁閥關閉，因而也就停止上水了。[0022]如圖2所示，本實用新型電路的設計利用了三極體的放大、飽和、截止的工作特性，採用三極體2N5551。[0023]2N5551 參數[0024]類型NPN(UBE= 0·6 0·7V)[0025]集電極-發射集最小雪崩電壓Vceo (V) 160[0026]集電極最大電流Ic (max) (A) :0. 600[0027]功率(W)0. 31[0028]直流電流增益hFE最小值(dB) 80[0029]直流電流增益hFE最大值(dB) 250[0030]最小電流增益帶寬乘積Ft (MHz) 100[0031]封裝/ 溫度(°C ) :T092/-55 150[0032]根據已知的蓄電瓶額定工作電壓Ucc取定額定工作電壓(線圈工作電壓)為U。= Ucc的繼電器，此繼電器的吸合電壓為Uns，釋放電壓為Uxo[0033]根據繼電器工作特性，當繼電器兩端電壓仏滿足U。^ Uj ^ Uft時，繼電器正常工作且處於吸合狀態；當仏< Uff時，繼電器不能正常工作且觸片釋放。a、開始上水在圖2中，閉合K，當水位下降到最低設定水位a或b (a、b兩點同高度)時，繼電器開始吸合。此時，Jki斷開Jk2閉合T1截止不工作。則有U。彡Uj彡U吸。如圖3所示，開始上水時，工作部分的電路圖，
r UJ繼電器電流L="^ &由選定繼電器決定。由於2N5551集電極最大電流It
=0. 600Ac即 >h= Ph =
Ucc - Ube β-^ ^ > Ucc — Ube
R
Ir
β (I3為通過R3的電流) ⑴要使繼電器吸合，要滿足U。彡仏彡U吸的條件。
U, = UcC~UbE PR, > Um uCC-uBE pRj > Ri
由⑴(2)聯立得
U1
吸
uCC-^be >i 3> Ucc-Um β
⑵
U1
吸
b、停止上水
在圖2中，當水位上升到最高設定位置a時，要停止上水，須滿足Uj < Uff的條件t 恢復到閉合Jk2恢復到斷開。
此時，Jki如圖4所示，停止上水時，工作部分的電路圖，
Uj = IJRJ = IBT2 β Rj < Uff (ΙΒΤ2 為三極體 T2 基極電流) h = UCC~UBE (I3為通過R3的電流)(4)
K3
Icn = I3"Ibt2 (Icti為通過T1集電極的電流)
⑶
(5)
將⑷帶入(5)式得/cn =
Ucc-U
BE
R,
-I
BTl
(6)
τ _ Ign _ Ucc — Ube
1 ΒΤ\ 一
β
R1
(ΙΒΤ1為通過Tl基極的電流)
(7)
將(6)帶入(7)式得『2 = UcC_Um
R,
Tj -U
uCC u BE β
R,「
⑶
將⑶帶入⑶式得
R1 <
R^2Rj(UCC-Use) PRjQJcc-UBE)-UnRi
又因為2N5551集電極最大電流It = 0. 600AC
Tj -TJ
一 uCC uBE _
、-h 「
(9)
(Ucc 一 Ube) · β zz> Ictx =、Ucc 一 Ube) ·β<Ιτ
Ict
R,
5[0056]
權利要求1.光電水位控制儀，包括電磁閥、控制盒、水位探頭，其特徵在於還包括太陽能電池板，所述的水位探頭設於太陽能熱水器水箱內，所述的電磁閥安裝於自來水管道上，所述的水位探頭和電磁閥電連接於控制盒，所述的控制盒與太陽能電池板連接。
2.根據權利要求1所述的光電水位控制儀，其特徵在於所述的控制盒內設有控制電路及蓄電瓶。
3.根據權利要求1所述的光電水位控制儀，其特徵在於所述的電磁閥與自來水管道之間並聯一強制上水閥。
4.根據權利要求1所述的光電水位控制儀，其特徵在於所述的控制盒上設有控制面板，所述控制面板上設有充電指示燈、工作指示燈、電磁閥接線插頭、充電插線孔、太陽能電池板及水位探頭接線插頭及工作開關。
5.根據權利要求1所述的光電水位控制儀，其特徵在於所述的水位探頭為銅線製成。
專利摘要一種光電水位控制儀，涉及太陽能技術領域，包括電磁閥、控制盒、水位探頭，其特徵在於還包括太陽能電池板，所述的水位探頭設於太陽能熱水器水箱內，所述的電磁閥安裝於自來水管道上，所述的水位探頭和電磁閥電連接於控制盒，所述的控制盒與太陽能電池板連接。本實用新型不僅價格低廉、操作安全可靠，安裝簡便，無需專業技術，利用由太陽能轉化的12V安全電能，能夠在溼度較大的環境中正常工作。
文檔編號F24J2/40GK202254400SQ20112034220
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月13日 優先權日2011年9月13日
發明者劉萍, 陳昱明 申請人:安徽理工大學