CN203615622U - 高分辨率水位显示的太阳能热水器测控装置 - Google Patents

Abstract

一种高分辨率水位显示的太阳能热水器测控装置：包括有控制器单元、上水电磁阀以及水位检测传感器，其特征是：水箱内的浮子(1)带动处于溢水口处连杆顶端的转轴(11)旋动电位器(3)，以输出与水位变化相对应的电阻模拟量，供二次仪表(101)高分辨率显示水位分段，同样可与现有四段显示的常规二次仪表的互换配套。由于不再受水质和水垢的影响，其使用寿命只取决于电位器的工作寿命，通常普通电位器的寿命只有数千次，而合适的高性能电位器的工作寿命可达10万至100万次，以每天上水和用水各1次推算，可以连续使用200年以上。

Description

高分辨率水位显示的太阳能热水器测控装置

技术领域

本实用新型涉及了一种高分辨率水位显示的太阳能热水器测控装置。

技术背景

目前太阳能热水器的水位检测元件，大多数采用设于不同水面高度，串联相应电阻的电极，利用水的导电特性，短路联接水面以下的电极，使之得到不同的阻值分段来反映水位高度，由于电极长期工作在热水中，受水垢的富集，使导电性能不断下降，直至失效。更受限于电极和导线的数量，显示也只有20%、50%、80%和100%几档，误差很大。最显著的是，水满时显示100%，可刚使用很少一点水，水面刚离开检测点，显示就变成80%了。另有一种“电容式”传感器，利用金属空芯管壁和置于中心的绝缘导线存在的电容量，随水位变化而改变，分辨率较高，但随着水垢在管内壁附着的增加，使电容量发生变化而致刻度失准。还有一种以水表为检测元件，以升为计量单位的表式测控水技术，由于增加了热水表，使制造成本高，安装复杂而难得到普及。至今为止，还没有一款真正能长期服役的水位检测元件与太阳能热水器配套。导致热水器行业大多以半成品销售，水位检控仪表则由用户自主选择配套，规避了热水器厂家整机三包责任。

发明内容

本实用新型的目的是要提供一种不受水垢影响的高分辨率水位显示的太阳能热水器测控装置：包括有控制器单元、上水电磁阀以及水位检测传感器，其特征是：水位检测传感器是由水箱内的浮子（1）带动处于溢水口处连杆顶端的转轴（11）旋动电位器（3），以输出与水位变化相对应的电阻模拟量，供二次仪表的控制器（101）高分辨率显示水位分段，更可与现有四段显示的常规二次仪表的互换配套。

为防止温度探头引线在关节处反复转折而折断，所叙的水位检测传感器，采用随连杆一起转动的动电刷片（10）和固定在电位器支架上的固定电刷（9）接触联结。

为防止电位器（3）和电器联结内部浸水，所叙的水位检测传感器，在关节外包裹可折弯的硅橡胶保护套（8）。

为方便包装运输，所叙的水位检测传感器，连杆上端设计成可折活动式，分成连杆（2）和折杆（12）二节，通过轴（13）转折便于包装运输，安装时反折连杆，使复位成一根完整的连杆状态，并由定位器（14）限位固定。

所叙的水位检测传感器是从热水器水箱的溢流管（7）伸入水箱内，并固定引线支持管（4），从中引出信号线连结控制器（101）。

所叙的水位检测传感器，进一步优化是：浮子（1）和连杆（2）采用薄壁空管内填充发泡剂结构。

本实用新型的有益效果是：由于不再受水质和水垢的影响，其使用寿命只取决于电位器的工作寿命，通常普通电位器的寿命只有数千次，而专业高性能电位器的工作寿命可达10万至100万次，以每天上水和用水各1次推算，可以连续使用200年以上，彻底改变了太阳能热水器水位控制技术不可靠的现状。

附图说明

附图1为由高分辨率水位显示的太阳能热水器测控装置工作状态示意图（虚线表示水位检测传感器处于较高水位检测状态）。

附图2为水位检测传感器结构示意图。

附图3为水位检测传感器局部（A）细节放大图。

附图4为水位检测传感器的包装运输状态。

附图5为微处理器控制器电原理图。

具体实施方式

在太阳能热水器水箱（6）的溢水口管（7），插入并固定由浮子（1）链接连杆（2）；水位的变化带动浮子，通过连杆支点轴（11）的旋动，改变固定在电位器支架（15）中的电位器（3）的阻值；电位器和独立附属部件的温度探头（5）的信号线从引线支持管（4）内引出，联结控制仪（101），以水位显示器（103）显示水位、温度显示器（105）显示实时水温。

当水位较低时，由于浮子的自身重力，牵动连杆处于下垂状态，使电位器输出对应的低水位时的电阻值；当水位上升时，浮子牵动连杆，以连杆支点轴及电位器转轴为支点转动，旋动电位器，使电位器电刷在电阻膜片上产生位移，达到输出与水位同步对应的电阻值（连杆同时设计成浮子形式将发挥更大的浮力作用，可有效保证经若干年使用后，结集的水垢不至于影响浮力导致精度变化）。

实施例中还描述了自动上水以及可附加的管道排空、低水压增压和电加热功能的电子控制仪。它是由微处理芯片（IC）各输出端口分别驱动上水电磁阀（110）、管道排空阀（108）、放水阀（109）、增压上水泵（211）和辅助电加热器（215），其数据端口联结时钟、温度和水位显示器件，输入端口联结有“设置”（217）、“上水”（218）、“排空”（219）和“电加热”（220）等功能开关，当要实现或调动某一功能时，可选择按动相应功能开关进行定时上水、定时加热、和水位设定以及恒温控水的设定或发出执行程序指令。 

I/O1端口联结有水温、水位RC充电回路和I/O2端口联结放电回路。当测量水温时，IC通过I/O1端口输出固定时长的正向电压，电流经温度探头（5）的热敏电阻和正向联结的二极管以及充电电阻对电容（200）充电，再由经I/O2端口测得积分电压并放电，由固定频率通过放电时长计算出脉冲数，折算成温度值，由显示器（105）显示；而水位同样通过I/O1端口输出固定时长的反向电压，电流经反向联结的二极管、充电电阻和电位器（3）对电容充电，还是经由I/O2端口放电，由固定频率通过放电时长计算出脉冲数，折算成水位值，由水位显示器（103）显示。

例如冬季手动上水操作时，按动“上水”（218）开关，IC执行指令，先打开水箱进出水口的三通结构的排空阀（108），让水路联通水箱，关闭输水管最底端的放水阀（109），切断流向下水道的通路，再打开联通自来水的电磁阀（110），水流向水箱输水；随着水位的不断上升，浮子牵动连杆并旋动电位器，使I/O1充电回路的RC常数改变，测得实时水位值；当该值与事先设定的水位值达到一致时，IC发出指令，先关闭电磁阀停止上水，再关闭排空阀，切断输水管与水箱的水路，选择与外界通气，使保持水管常压；再打开放水阀，将残留在水管中存水排入下水道。使放空的输水管不再受寒流侵袭冻坏而影响使用，并能随时都可享受使用热水。 

Claims (6)

1.一种高分辨率水位显示的太阳能热水器测控装置，包括有控制器单元、上水电磁阀以及水位检测传感器，其特征是：水位检测传感器是由水箱内的浮子(1)带动处于溢水口处连杆顶端的转轴(11)旋动电位器(3)，以输出与水位变化相对应的电阻模拟量，供二次仪表控制器(101)高分辨率显示水位分段，同样可与四段显示的二次仪表的互换配套。

2.根据权利要求1所述的高分辨率水位显示的太阳能热水器测控装置，其特征是：水位检测传感器采用随连杆一起转动的动电刷片(10)和固定在电位器支架上的固定电刷(9)接触联结。

3.根据权利要求1所述的高分辨率水位显示的太阳能热水器测控装置，其特征是：水位检测传感器在关节外包裹可折弯的硅橡胶保护套(8)。

4.根据权利要求1所述的高分辨率水位显示的太阳能热水器测控装置，其特征是：水位检测传感器连杆上端设计成可折活动式，分成连杆(2)和折杆(12)二节，通过轴(13)转折便于包装运输，安装时反折连杆，使复位成一根完整的连杆状态，并由定位器(14)限位固定。

5.根据权利要求1所述的高分辨率水位显示的太阳能热水器测控装置，其特征是：水位检测传感器是从热水器水箱的溢流管(7)伸入水箱内，并固定引线支持管(4)，从中引出信号线连结控制器(101)。

6.根据权利要求1所述的高分辨率水位显示的太阳能热水器测控装置，其特征是：水位检测传感器的浮子(1)和连杆(2)采用薄壁空管内填充发泡剂结构。

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