CN201289396Y - 用于太阳能热水器的水温及水位测量装置 - Google Patents

用于太阳能热水器的水温及水位测量装置 Download PDF

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贺胜民
钱立国
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Abstract

本实用新型提供了一种用于太阳能热水器的水温及水位测量装置，包括外裹绝缘套的不锈钢套管的液位电容感应结构、参比电极、温度感测器、电容/电压变换电路及塑料组件；不锈钢套管插入塑料组件、插入端开口并且通过橡胶塞与其密封、另一端为密封端，不锈钢套管的内部设有温度感测器、外部套接有除垢块，橡胶塞内插设有参比电极，电容/电压变换电路设于塑料组件中；电容/电压变换电路包括顺次电连接的多谐振荡器、单稳态触发器和保护电路。本实用新型是基于电容变化原理测量太阳能热水器水位的装置，能实现太阳能热水器水位精确测量及变送传输的传感器，有效解决了目前太阳能热水器水位水温传感器寿命短、工作不稳定、水位测量分辨率低的缺点。

Description

用于太阳能热水器的水温及水位测量装置
技术领域
本实用新型涉及水温及水位测量装置，特别涉及一种用于太阳能热水器的水温及水位测量装置。
背景技术
在国家大力宣传建设节约型社会的有利前提下，太阳能光热应用有很大的市场潜力。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，使得太阳能热水器普及率每年都以较高的幅度增加，正在逐渐的被房地产开发商、市政建设部门所青睐，甚至有些地方政府通过强制或补贴措施推广太阳能。随之发展起来的是太阳能热水器的自动控制系。太阳能热水器自动控制系统使得太阳能热水器使用更方便、更省心，而控制系统的可靠性更依赖于水位、水温等感应部件的稳定性，特别是水温、水位感测部件工作环境恶劣，例如高温高湿、较宽的室外工作温度范围、水垢问题等都影响温度及水位感测的稳定性。目前的水温水位传感器主要是靠电阻电压模拟信号，在太阳能水箱这种高温高湿以及硬水结垢容易造成的信号显示不稳定，导致使用寿命短、工作不稳定、水位测量分辨率低等缺点，因此需要提供一种在恶劣环境下能够保持稳定性的的温度及水位测量装置。
发明内容
本实用新型主要针对上述太阳能热水器领域测量环境恶劣而又要感测部分稳定的要求，提供了一种用于太阳能热水器的水温及水位测量装置，能适应其环境要求而又稳定的太阳能热水器水温水位测量传感器。
为了实现上述目的本实用新型采取的技术方案是：一种用于太阳能热水器的水温及水位测量装置，主要包括液位电容感应结构、参比电极、温度感测器、电容/电压变换电路及塑料组件；液位电容感应结构是外裹绝缘套的不锈钢套管，不锈钢套管插入塑料组件中、其插入端开口并且通过橡胶塞与塑料组件密封、另一端为密封端，不锈钢套管的内部设有温度感测器、外部套接有除垢块，橡胶塞内插设有参比电极，电容/电压变换电路设于塑料组件中；电容/电压变换电路包括顺次电连接的多谐振荡器、单稳态触发器和保护电路，其中多谐振荡器和单稳态触发器主要由555定时电路组成，保护电路主要由三个齐纳二极管组成。故本实用新型是基于电容变化原理测量太阳能热水器水位的装置，能实现太阳能热水器水位精确测量及变送传输的传感器，有效解决了目前太阳能热水器水位水温传感器寿命短、工作不稳定、水位测量分辨率低的缺点。
所述温度感测器为LM35温度感测器。
为了好的除垢效果，所述除垢块与绝缘套之间设有内附套管。
所述绝缘套及内附套管均为聚四氟乙烯材料制成。
所述橡胶塞为硅橡胶塞。
本实用新型的有益效果是：相比现有技术，本实用新型是基于电容变化原理测量太阳能热水器水位的装置，能实现太阳能热水器水位精确测量及变送传输的传感器，有效解决了目前太阳能热水器水位水温传感器寿命短、工作不稳定、水位测量分辨率低的缺点。
附图说明
图1是本实用新型所述水温及水位测量装置的结构简图；
图2是本实用新型所述电容/电压变换电路原理图。
图中：1密封端，2不锈钢套管，3除垢块，4温度感测器，5参比电极，6塑料组件，7电容/电压变换电路、7.1多谐振荡器、7.2单稳态触发器、7.3保护电路，8橡胶塞。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为对本实用新型的限定。
如图1所示的一种用于太阳能热水器的水温及水位测量装置，包括液位电容感应结构、参比电极5、温度感测器4、电容/电压变换电路7、塑料组件5及除垢块3。
液位电容感应结构是外裹绝缘套的不锈钢套管2，不锈钢套管2插入塑料组件5中。不锈钢套管2插入端开口并且通过橡胶塞8与塑料组件5密封，另一端为密封端1。不锈钢套管2的内部设有温度感测器4，不锈钢套管2的外部套接有除垢块3。为了好的除垢效果，所述除垢块3与绝缘套之间设有内附套管。橡胶塞8内插设有与导电液体接触的参比电极5。电容/电压变换电路7设于塑料组件5中。
其中，所述绝缘套及内附套管均为聚四氟乙烯材料制成。所述温度感测器4为LM35温度感测器。所述橡胶塞8为硅橡胶塞。
如图2所示，电容/电压变换电路7，包括顺次电连接的多谐振荡器7.1、单稳态触发器7.2和保护电路7.3，其中多谐振荡器7.1和单稳态触发器7.2主要由555定时电路组成，保护电路7.3主要由三个齐纳二极管组成。
首先，C1为滤波电容。在左边555定时电路中，由TRG和THRES连在一起，再和C2组成施密特触发器，在施密特触发器的反向输出端经RC积分电路(由R1、C1组成)接回到它的输入端，就构成多谐振荡器7.1。多谐振荡器7.1是一种自激振荡器，不需要外加触发信号就能产生矩形脉冲，它构成电路的第一部分。
其次，以右边555定时电路的TRG端作为触发信号的输入端，并将DIS和THRES组成的反相器输出电压接入RST端，同时在DIS和地端接入调节电容CT，就构成图中的右半部分：单稳态触发器7.2。
由多谐振荡器7.1的矩形输出脉冲作为单稳态触发电路的触发源，单稳态触发器7.2的触发信号会随电容CX的变化而产生占空比不同的波形，最后通过单稳态触发器7.2的输出端OUT通过R3输出的电压信号达到水位精确测量及变送传输的目的。同时LM35温度感测器4在+5V的电源下会输出一定线性的电压，即温度信号。
电路的最右端为保护电路7.3，三个TVS管(齐纳二极管)D1、D2、D3组成耐高压钳位电路，两个电解电容C5、C6组成滤波电路，这样就保护了信号的良好传输，及电子器件的抗感应雷击浪涌能力。
故本实用新型是基于电容变化原理测量太阳能热水器水位的装置，能够实现太阳能热水器水位精确测量及变送传输的传感器，有效解决了目前太阳能热水器水位水温传感器寿命短、工作不稳定、水位测量分辨率低的缺点。
以上所述的实施例，只是本实用新型较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于太阳能热水器的水温及水位测量装置，其特征在于：主要包括液位电容感应结构、参比电极、温度感测器、电容/电压变换电路及塑料组件；
液位电容感应结构是外裹绝缘套的不锈钢套管，不锈钢套管插入塑料组件中、其插入端开口并且通过橡胶塞与塑料组件密封、另一端为密封端，不锈钢套管的内部设有温度感测器、外部套接有除垢块，橡胶塞内插设有参比电极，电容/电压变换电路设于塑料组件中；
电容/电压变换电路包括顺次电连接的多谐振荡器、单稳态触发器和保护电路，其中多谐振荡器和单稳态触发器主要由555定时电路组成，保护电路主要由三个齐纳二极管组成。
2.根据权利要求1所述的水温及水位测量装置，其特征在于：所述温度感测器为LM35温度感测器。
3.根据权利要求1所述的水温及水位测量装置，其特征在于：所述除垢块与绝缘套之间设有内附套管。
4.根据权利要求3所述的水温及水位测量装置，其特征在于：所述绝缘套及内附套管均为聚四氟乙烯材料制成。
5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的水温及水位测量装置，其特征在于：所述橡胶塞为硅橡胶塞。
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