CN201096545Y - 太阳能热水器温度液位传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能热水器液位温度传感器。传感元件是安装在机体上的一组三根以上采用不锈钢导线的液位电极和一根采用二种不同金属导线连接起来的温度探头；所述的液位电极包括电极和公共电极；所述的传感元件与电器线路相分离。本实用新型由于电子元件不接触水，因此整个传感器不需密封，其结构简单，安装方便，电极不容易结垢，使用寿命长。

Description

太阳能热水器温度液位传感器

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，尤其是涉及一种专门为太阳能热水器而设计的能感知液位及温度高低的传感器。

背景技术

现有技术用于太阳能热水器的液位及温度传感器，主要问题一是电子元件与传感探头一体，直接进入水箱，使电子元件长期处于高温水环境之中，加速电子元件的老化而降低使用寿命；二是为了不使电子元件与水接触，必须有很好的密封性能，现有的密封办法主要有用热缩管、硅胶、环氧树脂等，而采用上述办法使用寿命都不长；三是现有技术一般采用热敏电阻，而热敏电阻长期在高温、高湿环境中很容易损坏。

发明内容

本实用新型主要是解决现有技术所存在的不足，从而开发一种结构简单、可靠，机电分离，使用寿命长的太阳能热水器液位温度传感器。

本实用新型的另一个目的是：提供一种电极不易结垢的太阳能热水器液位温度传感器。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种太阳能热水器温度液位传感器，具有传感元件和电器线路，其特征在于：所述的传感元件是安装在机体上的一组三根以上采用不锈钢导线的液位电极和一根采用二种不同金属导线连接起来的温度探头；所述的液位电极包括电极和公共电极；所述的传感元件与电器线路相分离。不锈钢导线的直径可以根据需要而确定。

上述技术方案可以根据太阳能热水器热水箱出气口的不同结构而采用二种解决途径：

一种是热水箱出气口位于顶部，则采用竖插式传感器，它的液位电极的电极是一组裸露但相互分离且长短不等的不锈钢丝，所述的公共电极是一根铜管，一般采用紫铜管；所述的温度探头的金属导线由绝缘材料包覆，置于公共电极的铜管内，所述铜管下端封闭。电极的粗细程度以能达到杆与杆之间相互分离为原则，或者还可采用一种分离架，使电极与电极之间不会产生接触，还可降低电极的直径。

为了使热水箱出气口出气顺畅，机体内有T字形用于出气的通孔，所述通孔由机体的底部通向两侧。由中间引导到二边出气。

另一种是热水箱出气口位于侧边，则采用横插式传感器，液位电极是一组长短不同的不锈钢导线，所述导线由绝缘材料包覆，导线末端外露；温度探头的金属导线由绝缘材料包覆。在这种情况下就没有导线之间相互接触的问题，这样导线直径可以比较细。用材方面可以大大节省。

作为优选方案，外露的导线末端上绕有螺旋圈。这样有利于准确地测量出水位。

作为优选方案，温度探头的金属导线的端部连接有重锤体。在温度探头的下端部连接上重锤体使导线始终处于垂直状态，使水位测量更准确。

本实用新型的技术方案是基于：

水位电极：当电极放入水箱中后，根据水导电的原理，水箱中的水位发生变化时，与之相连的水位信号线二端的电阻值也会同步发生变化，不同电阻值通过仪表的换算得出一定的水位值。

温度传感器：是根据二种不同材料的热特性。二根不同材料的金属导线，当温度变化时，在温度信号线的二端会产生电动势，将这个电动势通过仪表内的差分放大器放大后，经A/D转换送入单片机进行线性化处理，因为这个电动势与环境温度之间也成一定关系，所以必须检测出机壳内热敏电阻的阻值，以确定环境温度。将环境温度与电动势进持综合运算后，得出水箱内热水的温度。

防止电极结垢的原理是因测液位时，液位信号线的一端正，而另一端负，而在测量环境温度时，正负极相反，所以电极上的电位极性是变化的，是高频交流脉冲，故在上电极不易结垢。

因此，本实用新型的有益效果是：由于电子元件不接触水，因此整个传感器不需密封，其结构简单，安装方便，电极不容易结垢，使用寿命长。

附图说明

附图1是本实用新型的一种结构示意图；

附图2是本实用新型的另一种结构示意图。

附图3是本实用新型的电原理图。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。

实施例：

如图1所示是一种用于热水箱顶部的竖插式传感器，本实施例液位电极的电极有4个即11、12、13、14，是一组裸露但相互分离且长短不等的不锈钢丝，公共电极10是一根铜管，一般采用紫铜管；温度探头2的金属导线由绝缘材料包覆，置于公共电极的铜管内，所述铜管下端封闭。电极的粗细程度以能达到杆与杆之间相互分离为原则，或者还可采用一种分离架，使电极与电极之间不会产生接触，还可降低电极的直径。为了使热水箱出气口出气顺畅，机体3内有T字形用于出气的通孔31，所述通孔由机体的底部通向两侧，由中间引导到二边出气的出气口32，图中，用信号线1将液位电极与温度探头2的金属导线相连，5是电路板。

如图2所示是热水箱出气口位于侧边，则采用横插式传感器，液位电极1有4个即11、12、13、14，10是公共电极，是一组长短不同的不锈钢导线，上述导线由绝缘材料包覆，导线末端外露，外露的导线末端绕有螺旋圈，温度探头2的金属导线由绝缘材料包覆。在这种情况下就没有导线之间相互接触的问题，这样导线直径可以比较细，用材方面可以大大节省。在温度探头的金属导线的端部连接有重锤体4，使导线始终处于垂直状态，水位测量更准确，图中，用信号线1将液位电极与温度探头2的金属导线相连，4是固定件。

如图3所示的电原理图，11、12、13、14、10是电极，其中10是公共电极，T是温度传感器，D₁、D₂是三极管，R₁、R₂、R₃、R₄是电阻，R_T热敏电阻。

水位测量：

①无水时，T₃、T₄端电阻值R_无水＝R₁+R₂+R₃+R₄

②1档水位时，即10电极与11电极短路，其电阻值R_1档＝R₂+R₃+R₄

③2档水位时，即10电极与11、12电极短路，其电阻值R_2档＝R₃+R₄

④3档水位时，即10电极与11、12、13电极短路，其电阻值R_3档＝R₄

⑤4档水位时，即10电极与11、12、13、14电极短路，

其电阻值R_4档＝0Ω

测水位就是测T₃，T₄端的电阻大小。

温度测量：

①温度传感器T根据温度变化在T₁、T₂端会产生相应的电位差，电位值与温度值成对应关系。

②T₁、T₂二端的电位差经仪表放大器放大后，经A/D转换，送到单片机换算成温度值显示出来。

Claims (6)

1. 一种太阳能热水器温度液位传感器，具有机体，液位传感器，温度传感器和相配合的电器元件以及电气线路，其特征在于：所述的液位传感器是安装在机体上的一组三根以上采用不锈钢导线的液位电极，所述的温度传感器是一根采用二种不同金属导线连接起来的温度探头；所述的液位电极包括电极和公共电极；所述的传感器与电器元件及电气线路相分离。

2. 根据权利要求1所述的太阳能热水器温度液位传感器，其特征在于：所述的液位电极的电极是一组裸露但相互分离且长短不等的不锈钢丝，所述的公共电极是一根铜管；所述的温度探头的金属导线由绝缘材料包覆，置于公共电极的铜管内，所述铜管下端封闭。

3. 根据权利要求1或2所述的太阳能热水器温度液位传感器，其特征在于：所述的机体内有T字形用于出气的通孔，所述通孔由机体的底部通向两侧。

4. 根据权利要求1所述的太阳能热水器温度液位传感器，其特征在于：所述的液位电极是一组长短不同的不锈钢导线，所述导线由绝缘材料包覆，导线末端外露；所述的温度探头的金属导线由绝缘材料包覆。

5. 根据权利要求4所述的太阳能热水器温度液位传感器，其特征在于：所述外露的导线末端绕有螺旋圈。

6. 根据权利要求4或5所述的太阳能热水器温度液位传感器，其特征在于：所述温度探头的金属导线的端部连接有重锤体。

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