CN102322917A

CN102322917A - 数字通讯渐变式传感器

Info

Publication number: CN102322917A
Application number: CN201110140409A
Authority: CN
Inventors: 惠连才; 王国华; 王冬梅; 贺胜民; 李桂荣; 钱立国
Original assignee: Himin Solar Co Ltd
Current assignee: Himin Solar Co Ltd
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2011-05-27
Publication date: 2012-01-18

Abstract

本发明公开了一种数字通讯渐变式传感器，属于水温及水位测量装置领域。所述传感器包括塑料组件、测量控制器、通讯线、感温探头、管道温度传感器、电容接地电极、电容测量电极及防水密封模块，测量控制器设于塑料组件内并与室内仪表相连，感温探头及管道温度传感器与测量控制器相连，电容接地电极和电容测量电极与塑料组件密封连接并与测量控制器相连接，电容测量电极包括不锈钢管和包覆于其表面的绝缘层，电容测量电极的顶端设有防水密封模块，其中，感温探头设于电容测量电极内部。本发明实现了太阳能热水器渐变式水位、水温以及管道温度测量和数字信号的通讯，具有安装方便、信号稳定、成本低、不易结垢及寿命长等优点。

Description

数字通讯渐变式传感器

技术领域

本发明涉及管温、水温及水位测量装置，特别涉及一种用于太阳能热水器的数字通讯渐变式传感器。

背景技术

太阳能属于清洁可再生能源，具有一次性投入、节约、安全、可靠等优点，逐渐被人们开发利用。太阳能热水器逐渐走进千家万户，与太阳能热水器相配的太阳能控制器也得到了普及。

水温水位传感器是整个太阳能控制器中的核心部分，它的稳定性和寿命决定了太阳能控制器的稳定性和寿命。目前的水温水位传感器主要是靠电阻电压模拟信号测量水位。

现有的传感器主要存在两方面的问题：

其一，是传感器的精度和寿命问题，由于该水温水位传感器应用在太阳能水箱这种高温高湿的恶劣环境，而且硬水结垢后容易造成的信号显示不稳定，导致该传感器使用寿命短、工作不稳定等缺点。

其二，是传感器和仪表之间的走线问题，由于传感器在安装时，需要在室外拉扯很长的电加热线、管道温度线和传感器线等等，故给以后的维修带来了诸多不便。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述问题，本发明实施例提供了一种数字通讯渐变式传感器。所述技术方案如下：

一种数字通讯渐变式传感器，包括塑料组件、测量控制器、通讯线、感温探头、管道温度传感器、电容接地电极、电容测量电极及防水密封模块，所述测量控制器设于所述塑料组件内，并且通过所述通讯线与室内仪表相连，所述感温探头及所述管道温度传感器分别通过导线与所述测量控制器相连，所述电容接地电极和所述电容测量电极分别与所述塑料组件密封连接，并且通过导线与所述测量控制器相连接，所述电容测量电极包括不锈钢管和包覆于其表面的绝缘层，所述电容测量电极的顶端设有所述防水密封模块，其中，所述感温探头设于所述电容测量电极内部。

具体地，所述防水密封模块包括柱状本体，所述柱状本体的内壁设有凹凸的防水纹路。

具体地，所述防水密封模块优先采用硅胶材料制成。

具体地，所述电容测量电极的所述绝缘层优先采用聚四氟乙烯制成。

具体地，所述电容接地电极优先采用不锈钢材料制成。

具体地，所述感温探头和所述管道温度传感器均优选为0℃、30k热敏电阻。

具体地，所述管道温度传感器与所述测量控制器直接连接，所述通讯为数字方式，所述通讯线为三芯线。

具体地，所述塑料组件优先采用尼龙制成。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：相比现有技术，本发明是基于电容感应原理测量太阳能热水器水位的传感器，整个结构为简易的单杆测量结构，它不仅从结构上简化了组装方式，也在一定程度上降低了生产成本；在测量过程中，浸没在水中的电容测量电极部分和电容接地电极之间会形成特定的电容值，随着水位的上升，电容值呈近似线性变化，测量控制器根据电容变化来感知水位的高低。测量管道温度的传感器直接接到测量控制器上，并且测量控制器把测量的水位、水温和管温信号通过三芯导线以数字信号的形式传递给室内的主控制器，这样不仅克服了模拟信号传递的不稳定、易干扰和信息量少等缺点，还给以后的安装和维修带来了很大的便利。

故此本发明所述数字通讯渐变式传感器，实现了太阳能热水器渐变式水位、水温以及管道温度测量和数字信号的通讯，具有安装方便、信号稳定、成本低、不易结垢及寿命长等优点。

附图说明

图1是本发明实施例所述数字通讯渐变式传感器的结构示意图；

图2是本发明实施例所述防水密封模块的结构示意图；

图3是本发明实施例所述测量电极的结构示意图；

图中：

1 防水密封模块，1.1 柱状本体，1.2 防水纹路；

2 电容测量电极，2.1 绝缘层，2.2 不锈钢管；

3 感温探头，

4 电容接地电极，

5 塑料组件，

6 测量控制器，

7 管道温度传感器，

8 通讯线。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，本发明实施例所述的一种数字通讯渐变式传感器，包括塑料组件5、测量控制器6、通讯线8、感温探头3、管道温度传感器7、电容接地电极4、电容测量电极2及防水密封模块1，所述测量控制器6设于所述塑料组件5内，并且通过所述通讯线8与室内仪表相连，所述感温探头3及所述管道温度传感器7分别通过导线与所述测量控制器6相连，所述电容接地电极4和所述电容测量电极2分别与所述塑料组件5密封连接，并且通过导线与所述测量控制器6相连接，所述电容测量电极2包括不锈钢管2.2(参见图3所示)和包覆于其表面的绝缘层2.1(参见图3所示)，所述电容测量电极2的顶端设有所述防水密封模块1，其中，所述感温探头3设于所述电容测量电极2内部，所述感温探头3用于反映水温。所述防水密封模块1用于防止水汽进入测量电极，使电容测量电极2与水环境隔离开来。

本发明的水位测量，是通过测量电极、接地电极和它们之间的水介质形成的电容来测量的。具体地，参见图1，在无水的状态下，测量控制器6读取出此时的初始电容值作为无水信号输出，随着水位的升高电容的两个电极之间逐渐充满介质即水，电容也会随着水位的升高呈线性变化，测量控制器6通过测量模拟电容量计算出水位的高度，另外感温探头3和管道温度传感器7分别测量出水箱内水的温度和水箱外管道上的温度，同时传递给测量控制器6，并通过控制器运算后转化成数字信号从通讯线8输送到远程控制仪表显示。由于本发明是基于电容感应原理测量太阳能热水器水位的传感器，并且采用简易的测量结构，能实现太阳能热水器渐变式水位精确测量及数字传输的传感器，具有不易结垢、寿命长及工作稳定的优点。

其中，电容测量电极4与塑料组件5之间，优选通过密封材料和塑料组件5结合在一起共同实现了防水和固定。所述密封材料优选硅胶，更好的保证了密封性能和抗老化性能。

具体地，如图2所示，所述防水密封模块1包括柱状本体1.1，所述柱状本体1.1的内壁设有凹凸的防水纹路1.2，防水纹路1.2用于紧固和防水。具体地，所述防水密封模块1优先采用硅胶材料制成，具体实施时，所述防水密封结构可采用任何橡胶材料。本例中，防水纹路1.2为设有螺纹状的结构。防水密封模块1与所述电容测量电极2之间套接且密封。

具体地，如图3所示，本例中，所述电容测量电极2的所述绝缘层2.1优先采用聚四氟乙烯制成，聚四氟乙烯材料具有很低的吸水率，不仅具有稳定电容的作用还可以有很好的抗结垢效果。

所述绝缘层2.1可以由任何绝缘树脂材料。本例中，所述绝缘材料和不锈钢管2.2的结合方式采用注塑或者热缩工艺。

具体地，所述电容接地电极4优先采用不锈钢材料制成。

具体地，如图1所示，本例中，所述感温探头3和管道温度传感器7优选为0℃、30k热敏电阻。本例中，感温探头3放在电容测量电极2的中偏下部位，可以更准确的测量水的温度。

具体地，如图1所示，管道温度传感器7从塑料组件5内部的测量控制器6直接引出，这样可以减少传感器的引线，降低成本。

具体地，如图1所示，所述测量控制器6和所述室内主控制器通过通讯线8以数字通讯的方式传递信息。

具体地，如图1所示，所述塑料组件5优先采用尼龙制成。

如图1所示，本发明实施例是根据电容感应原理检测水位，集成测量水温和管道温度变化，实现渐变式水位、水温和管温的测量，并以通讯方式通过通讯线8传输给远程仪表；感温探头3设于测量电极内的中偏下部位，能够更好的反应温度；测量电极外表面使用聚四氟乙烯绝缘层2.1做为测量介质，其具有耐高温、防腐蚀、不易结垢的特点。因此，本发明能够实现太阳能热水器水温、管道温度及水位渐变测量并通过数字通讯的方式传输的高性能传感器，有效解决了目前太阳能热水器管道温度传感器7独立、水位水温传感器易结垢、寿命短、模拟信号传输过程中存在信号不稳定的缺点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种数字通讯渐变式传感器，其特征在于，包括塑料组件、测量控制器、通讯线、感温探头、管道温度传感器、电容接地电极、电容测量电极及防水密封模块，所述测量控制器设于所述塑料组件内，并且通过所述通讯线与室内仪表相连，所述感温探头及所述管道温度传感器分别通过导线与所述测量控制器相连，所述电容接地电极和所述电容测量电极分别与所述塑料组件密封连接，并且通过导线与所述测量控制器相连接，所述电容测量电极包括不锈钢管和包覆于其表面的绝缘层，所述电容测量电极的顶端设有所述防水密封模块，其中，所述感温探头设于所述电容测量电极内部。

2.如权利要求1所述的数字通讯渐变式传感器，其特征在于，所述防水密封模块包括柱状本体，所述柱状本体的内壁设有凹凸的防水纹路。

3.如权利要求2所述的数字通讯渐变式传感器，其特征在于，所述防水密封模块采用硅胶材料制成。

4.如权利要求1所述的数字通讯渐变式传感器，其特征在于，所述电容测量电极的所述绝缘层由聚四氟乙烯制成。

5.如权利要求1所述的数字通讯渐变式传感器，其特征在于，所述电容接地电极采用不锈钢材料制成。

6.如权利要求1所述的数字通讯渐变式传感器，其特征在于，所述述感温探头和所述管道温度传感器均为0℃、30k热敏电阻。

7.如权利要求1所述的数字通讯渐变式传感器，其特征在于，所述管道温度传感器与所述测量控制器直接连接，所述通讯为数字方式，所述通讯线为三芯线。

8.如权利要求1-7任一项权利要求所述的数字通讯渐变式传感器，其特征在于，所述塑料组件采用尼龙制成。