一種用於太陽能熱水器的水位及水溫檢測裝置的製作方法

2023-05-22 05:09:41

專利名稱：一種用於太陽能熱水器的水位及水溫檢測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水位檢測裝置，具體的說是一種用於太陽能熱水器的水位及水溫檢測裝置。
背景技術：
太陽能熱水器目前一般水位檢測裝置主要原理有浮球位置檢測或利用水導電性的探針檢測。這些裝置只能檢測水位是否達到浮球或探針位置，如需檢測多個水位，則需安裝多個浮球或採用多根探針。由於成本及安裝的便利性，目前多級水位檢測多採用根探針檢測原理。而多根帶電探針在水中的腐蝕，結垢，結構上密封面漏水等問題容易導致裝置失效。

實用新型內容本實用新型提供了一種用於太陽能熱水器的水位及水溫檢測裝置，克服了上述裝置的缺點，裝置結構簡單，使用壽命長，狀態穩定。本實用新型解決以上技術問題的技術方案是一種用於太陽能熱水器的水位及水溫檢測裝置，包括測量探針、參考電極以及連接量探針和參考電極的電容測量電路；參考電極為設置在水箱內的與水接觸的導體，或者當水箱內壁為金屬時，參考電極為水箱內壁；測量探針設置在水箱內沿水位高度方向設置，其長度大於等於水箱內最高水位，測量探針內設有連續的導電體，導電體在探針截面形成一定周長，導電體的表面積隨測量探針的有效檢測長度增加而增大，測量探針的導電體表面覆蓋或包裹著絕緣層，使測量探針的導電體與水隔離並絕緣。本實用新型的原理為包裹探針的水是導體，探針與水之間的電容與絕緣層的厚度成反比，與介電常數及探針浸入水中部分的外表面積成正比。當絕緣層的材料，厚度一定時，探針與水之間的電容與探針浸入水中部分的外表面積成正比。對於均勻截面的探針，其浸入水中部分的外表面積又與其浸入水中的長度成正比。因此，探針與水之間的電容，與其浸入水中的長度成正比。這樣，通過測量探針與水之間的電容值來感知探針浸入水中的長度，從而感知水位。基於上述原理，本實用新型裝置通過測量探針與水之間的電容值來感知探針浸入水中的長度，從而感知水位，同時在探針上安裝的安裝一個熱敏電阻用來測量水箱內的水溫。本實用新型進一步限定的技術方案是前述的用於太陽能熱水器的水位及水溫檢測裝置，電容測量電路為由CMOS型555時基晶片構成的多諧振蕩器電路，接量探針和參考電極相當於可變的電容Cx，接555晶片的TR/TH端與地之間，電源VCC通過電阻Rl和R2向電容Cx充電，電容Cx電壓上升到反轉電壓後，電容Cx通過電阻R2向555晶片的DC端放電，形成多諧振蕩。電路電阻參數固定後，振蕩頻率決定於電容，測量該電路輸出的頻率即可得到電容Cx的大小，從而得到水位的聞低。[0009]前述的用於太陽能熱水器的水位及水溫檢測裝置，在測量探針的最低水位探測點附近位置安裝一個熱敏電阻，用來測量水箱內的水溫。前述的用於太陽能熱水器的水位及水溫檢測裝置，測量探針的導電體表面的絕緣層為絕緣塗層或金屬緻密的氧化層。前述的用於太陽能熱水器的水位及水溫檢測裝置，測量探針為剛性結構或柔性結構。前述的用於太陽能熱水器的水位及水溫檢測裝置，測量探針的導電體為整體導體構件或導電的表面沉積層或鍍層或導電薄膜或導體編織層。前述的用於太陽能熱水器的水位及水溫檢測裝置，測量探針上還設有測量溫度的傳感器，測量溫度的傳感器為熱電阻或熱敏電阻。本實用新型適用於水箱內的水位測量，如太陽能熱水器儲水箱水位測量，或鍋爐水位測量，加溼器水位測量，以及其它各種型式儲水罐的水位測量。本實用新型的有益效果是目前太陽能熱水器多級水位檢測多採用根水電阻探針檢測原理，結構複雜。且多根帶電探針在水中的腐蝕，結垢，結構上密封面漏水等問題容易導致裝置失效。本實用新型解決了上述問題，結構簡單，狀態穩定，且使用壽命長，安裝更方便，成本低。

圖1是本實用新型的連接示意圖。
具體實施方式
實施例1本實施例提供一種用於太陽能熱水器的水位及水溫檢測裝置，連接如圖1所示，包括測量探針1、參考電極2以及連接量探針I和參考電極2的電容測量電路3 ;參考電極2為設置在水箱內的與水接觸的導體，或者當水箱內壁為金屬時，參考電極2為水箱內壁；測量探針I設置在水箱內沿水位高度方向設置，其長度大於等於水箱內最高水位，測量探針I內設有連續的導電體，導電體在探針截面形成一定周長，導電體的表面積隨測量探針的有效檢測長度增加而增大，測量探針I的導電體表面覆蓋或包裹著絕緣層，使測量探針的導電體與水隔離並絕緣。在探針的最低水位探測點附近位置安裝一個熱敏電阻4用來測量水箱內的水溫。電容測量電路3為由CMOS型555時基晶片構成的多諧振蕩器電路，接量探針I和參考電極2相當於可變的電容Cx，接555晶片的TR/TH端與地之間，電源VCC通過電阻Rl和R2向電容Cx充電，電容Cx電壓上升到反轉電壓後，電容Cx通過電阻R2向555晶片的DC端放電，形成多諧振蕩。電路電阻參數固定後，振蕩頻率決定於電容，測量該電路輸出的頻率即可得到電容Cx的大小，從而得到水位的高低。測量探針I的導電體表面可以採用通過金屬緻密的氧化層或塗層來實現探針的導電體與水的絕緣。測量探針I可以是剛性的，也可以是柔性的結構。測量探針I的導電體可以完整的導體構件，也可以是導電的表面沉積層或鍍層，或導電薄膜或導體編織層。測量探針I可以與測量溫度的傳感器如熱電阻或熱敏電阻組合成一體成為水位溫度測量探針。[0020]水位變化時，測量探針I浸入水中的長度隨著變化。測量探針I浸入水中的長度越長，測量探針導體與水(參考電極2)之間的電容越大。電容測量電路3將測量探針I與參考電極2之間的電容值轉換為電參數(輸出方波的頻率)。這樣，測量電路3輸出方波的頻率值就反映了測量探針浸入水中的長度。當測量探針I固定安裝後，由輸出方波的頻率即可換算成水位。除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護範圍。
權利要求1.一種用於太陽能熱水器的水位及水溫檢測裝置，其特徵在於包括測量探針(I)、參考電極(2)以及連接測量探針(I)和參考電極(2)的電容測量電路(3);所述參考電極(2)為設置在水箱內的與水接觸的導體，或者當水箱內壁為金屬時，所述參考電極(2)為水箱內壁；所述測量探針(I)設置在水箱內沿水位高度方向設置，其長度大於等於水箱內最高水位，所述測量探針(I)內設有連續的導電體，導電體在探針截面形成一定周長，導電體的表面積隨測量探針的有效檢測長度增加而增大，所述測量探針(I)的導電體表面覆蓋或包裹著絕緣層，使測量探針的導電體與水隔離並絕緣。
2.如權利要求1所述的用於太陽能熱水器的水位及水溫檢測裝置，其特徵在於所述電容測量電路(3)為由CMOS型555時基晶片構成的多諧振蕩器電路，接測量探針(I)和參考電極(2)相當於可變的電容Cx，接555晶片的TR/TH端與地之間，電源VCC通過電阻Rl和R2向電容Cx充電，電容Cx電壓上升到反轉電壓後，電容Cx通過電阻R2向555晶片的DC端放電，形成多諧振蕩。
3.如權利要求1或2所述的用於太陽能熱水器的水位及水溫檢測裝置，其特徵在於在所述測量探針(I)的最低水位探測點附近位置安裝一個熱敏電阻，用來測量水箱內的水溫。
4.如權利要求1或2所述的用於太陽能熱水器的水位及水溫檢測裝置，其特徵在於所述測量探針(I)的導電體表面的絕緣層為絕緣塗層或金屬緻密的氧化層。
5.如權利要求1或2所述的用於太陽能熱水器的水位及水溫檢測裝置，其特徵在於所述測量探針(I)為剛性結構或柔性結構。
6.如權利要求1或2所述的用於太陽能熱水器的水位及水溫檢測裝置，其特徵在於所述測量探針(I)的導電體為整體導體構件或導電的表面沉積層或鍍層或導電薄膜或導體編織層。
7.如權利要求1或所述的用於太陽能熱水器的水位及水溫檢測裝置，其特徵在於所述測量探針(I)上還設有測量溫度的傳感器，所述測量溫度的傳感器為熱電阻或熱敏電阻。
專利摘要本實用新型涉及一種用於太陽能熱水器儲水箱的水位和溫度檢測裝置，由測量探針(探針內安裝有一個熱敏電阻)，參考電極，電容測量電路組成。測量探針外表為連續的導體，導體表面由絕緣材料包裹，參考電極為與水接觸的導體，當水箱內壁為金屬時，可直接使用水箱體為參考電極。水位變化時，測量探針浸入水中的長度隨著變化，測量探針浸入水中的長度越長，測量探針導體與水之間的電容越大。電容測量電路將測量探針與參考電極之間的電容值轉換為電參數。這樣，測量電路輸出方波的頻率值就反映了測量探針浸入水中的長度，當測量探針固定安裝後，由輸出方波的頻率即可換算成水位。探針內安裝的一個熱敏電阻處於最低水位點附近，可檢測水溫。
文檔編號G01F23/26GK202869597SQ20122031870
公開日2013年4月10日 申請日期2012年7月2日 優先權日2012年7月2日
發明者鄒亮平 申請人:鄒亮平