專利名稱：有報警功能的水溫水位顯示儀的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種主要用來觀測太陽能熱水器水箱內(nèi)水溫水位的顯示儀，尤其是對具有上透氣溢流管水箱型的太陽能熱水器，無需改動管道，即可方便加裝使用。
目前公知的太陽能熱水器水箱水溫水位顯示控制設備大多采用220V交流供電且探頭(水溫水位傳感器)均做成硬質(zhì)的只能固定在某單一型號熱水器水箱上使用的形式，目前的設置存在以下缺點1、主顯示控制器一般都安裝在衛(wèi)生間以方便用戶觀測，但在濕氣漉漉的衛(wèi)生間里，若插上220V交流電，人總擔心有個不安全的問題。2、為提高安全系數(shù)，不得不使用昂貴的防漏電保險裝置及優(yōu)質(zhì)電纜、高耐壓元件等又造成了產(chǎn)品成本急驟加大的問題。3、硬質(zhì)的固定水位電極形式的探頭不便安裝，不便維護，且大小水箱不能通用，測水位顧上端顧不了下端，水位誤差大，另由于長期在水箱熱水中浸泡，水垢、氧化物等附著在電極圈上使探頭靈敏度逐漸降低直至無法使用，且大量正在使用的傳統(tǒng)型上透氣溢流管水箱形式的太陽能熱水器也根本無法加裝此類探頭。4、探頭同細多芯信號線纜不合理的一體化設計使長年在高溫高濕水箱內(nèi)的探頭抗勞性能極其脆弱，探頭內(nèi)的細電線隨時會銹斷、拉斷、沾粘短路、滲透擊穿而造成的探頭壽命短，故障率高的問題。5、集成電路、數(shù)字液晶顯示電路在衛(wèi)生間內(nèi)的抗潮濕性能差，元器件防潮封固難做、生產(chǎn)成本高，連帶故障多且顯示誤差不方便校對的問題。6交流供電若遇停電則設備無法使用的問題。
本實用新型的目的，就是提供一種能解決上述問題，方便各種新、老太陽能熱水器加裝使用的安全可靠，低成本，長壽命的水溫水位顯示儀。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的1、本裝置由設在主顯示控制器上的2節(jié)1.5V電池提供工作電力，各電子元器件均以此低電壓實施電路設計，故使用不受停電、元器件擊穿、漏電傷人的影響。2.弧型透氣溢流咀的設計使柔性探頭通過該透氣咀進入水箱內(nèi)十分方便。3.探頭設計為可以從弧型透氣溢流咀方便插入水箱內(nèi)的耐高溫(100℃水溫)耐腐蝕，并可方便抽出維護的軟管狀柔性探頭，探頭各電極設計為較寬面積的鍍錫合金金屬圈，加強了抗氧化、抗電解、抗結(jié)垢的能力。加之整個裝置均為低電壓工作，故探頭電極間的電解現(xiàn)象非常小，另在各水位電極之間還設有耐高水溫抗結(jié)垢的樹脂環(huán)型涂層，從而更進一步避免了因軟管上積累水銹水垢后沾連濕水可能引起的上下水位之間誤導通現(xiàn)象，加之柔性探頭還可方便抽出維護，故解決了探頭靈敏度不能長期保證的問題。4.本裝置溫度顯示采用了中等精度的電流表模擬顯示，故最大程度的簡化了電路，大幅提高了電路的可靠性，由于采用了雙級穩(wěn)壓電路供電，故水溫顯示的精度及穩(wěn)定性做為洗澡監(jiān)測用已經(jīng)足夠，由于采用了電流表的分流電阻可在顯示儀外部方便實施微調(diào)的方案，使本顯示儀基準溫度點的調(diào)校及同不同探頭、不同長度信號線纜的匹配變的更加容易。5.整機均采用低耗電設計，發(fā)光管均加設限流電阻，報警發(fā)光管除報警水箱中水位已處在設定的“低”水位之下外，因其選定2V才能起輝，故也起到了預警電池電壓的作用，各發(fā)光管耗電均設計為小于2毫安。加上人們的間斷使用習慣(用時打開，不用時關(guān)掉)故進一步肯定了該裝置電池長期供電的可實用性。6.該裝置由于采用了低電壓供電，使各元件都處在絕對安全的使用條件下，故該顯示器具備長期良性運轉(zhuǎn)的條件。7.探頭各水位電極圈均設計為可上下移動調(diào)節(jié)形式，對不同大小的水箱，通過調(diào)節(jié)探頭各水位電極圈位置尤其是調(diào)準“滿”水位電極圈的位置，均可方便的與之準確匹配。故本顯示器的使用基本上不受水箱規(guī)格不同的限制而具有了可通用的特性。8.探頭同多芯信號線纜分體設計，可使探頭部分的信號引線可選用足夠粗的耐高溫、不生銹、抗結(jié)垢的鍍錫護套線，從而使插入高溫高濕的水箱內(nèi)的探頭從材料上可以做的非常結(jié)實耐用，故可使探頭的使用壽命大幅提高。9.上滿水時，“滿”水位指示燈輝亮并訊響報警器同步鳴叫，當水位低于“低”水位時，“低”水位指示燈熄滅，低于“低”水位報警指示燈輝亮閃爍并訊響報警器同步鳴叫，關(guān)掉訊響控制開關(guān)，訊響報警器電路切斷，訊響報警功能關(guān)閉，但各水位指示功能不受影響，此設置解決了部分用戶不喜歡報警器吵鬧的問題?！爸小彼粸閰⒖妓?。10.在主顯示儀上設有水滿訊響報警檢測電路及開關(guān)，按下檢測開關(guān)，模擬水滿報警電路即接通，滿水位指示燈應輝亮，同時訊響報警器鳴叫，訊響報警器設定大于2V工作，若訊響報警器鳴叫聲音輕小或無鳴叫或滿水位指示燈不輝亮，則提示電池欠壓或電路有故障，從而使用戶每次上水水滿時都能有效報警。11.本顯示儀盒體采用弧線型設計，不設背部掛孔，從而有效的防止了洗澡汽露水明水流入電路的現(xiàn)象。
本實用新型由于采用了上述方案，故解決了市場現(xiàn)有裝置存在的問題，并具有生產(chǎn)成本低、安裝維護方便、安全可靠、選材容易、通用性強、便于推廣的特點。下面結(jié)合圖解說明本實用新型的原理。


圖1本實用新型實施例系統(tǒng)安裝示意圖圖2本實用新型實施例電原理圖圖3柔性可調(diào)水位探頭實施例結(jié)構(gòu)示意圖圖4主顯示儀實施例功能說明圖(圖4a圖4b)圖5弧型透氣溢流咀實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖解
圖11.插接件 2.外接式各水位信號線及余量示意 3.弧型透氣溢流咀 4.滿水位電極圈 5.柔性探頭軟管 6.水箱示意 7.信號線纜及插接件 8.主顯示器儀 9.上(下)水管 10.上水閥 11.配冷水管 12.低水位電極圈 13.總電極 14.中水位電極圈圖2R1R2R3為‘低’、‘中’、‘滿’水位信息偶合及偏置電阻，R4R8R10為射極輸出負載電阻，R5R7R9R16為發(fā)光管限流電阻，R15R6為偶合電阻，Rt1為熱敏電阻， R11R12為穩(wěn)壓電路電阻，R13為限流電阻，R14為電流表M的分流電阻，A部分為探頭內(nèi)部電路，B為總電極，‘滿’為滿水位電極，‘低’為低水位電極，‘中’為中水位電極，E為電源，K1為電源開關(guān)，D1低水位指示發(fā)光管，D2低于低水位報警自閃爍發(fā)光管。D3中水位指示發(fā)光管，D4滿水位指示發(fā)光管，G1-G9為晶體三極管，R17、19為報警電路偶合電阻，R18為報警電路G8的負載電阻K2為訊響報警控制開關(guān)，M為電流表型溫度計，K3水滿訊響報警電路檢測開關(guān)，D5為穩(wěn)壓二極管，D6D7為二極管，HA為蜂鳴器。
圖31.插接件 2.各水位電極圈信號線及余量 3.軟管體 4.滿水位電極圈 5.水位電極圈可移動示意 6.低水位電極圈 7.熱敏電阻 8.密封材料 9.總電極金屬管 10.實芯金屬堵頭 11.中水位電極圈 12.防水密封物 13.抗結(jié)垢環(huán)型樹脂隔離涂層。
圖41.信號線纜 2.滿、中、低水位指示發(fā)光管 3.水溫計示意 4.低于“低”水位報警指示燈 5.電源開關(guān) 6.殼體 7.訊響報警控制開關(guān) 8.蜂鳴器傳聲孔 9.水滿訊響報警電路檢測開關(guān)。圖4a為主視圖。圖4b為左視圖。
圖51.弧型透氣溢流咀實施例剖視圖 2.溢流咀 3.鑼紋管接口(接水箱透氣管) 4.透氣咀。
下面結(jié)合圖2進一步說明本實用新型的工作原理A部分為探頭內(nèi)部電路，在探頭上設有熱敏電阻Rt1及總電極B和‘滿’‘中’‘低’叁水位電極圈，總電極接電源的正極，低水位電極圈經(jīng)電阻R1同G1G2組成的兩級放大器連接，若水位達到‘低’水位時，低水位電極圈通過水介質(zhì)與總電極B導通，G1正向偏置導通，R4接G2基極端輸出高電位使G2飽合導通，D1輝亮，R5為限流電阻，使通過D1的電流限制在適當?shù)闹祪?nèi)，這時G3因基極為低電位而截止，故D2不發(fā)光。若水位低于‘低’水位電極圈時，低水位電極圈同總電極開路，G1因無偏置而截止，G2基極為低電位，G2截止，D1熄滅，因G2集電極為高電位，G3飽合導通，D2輝亮閃爍同時由于R16接G3端的低電位通過R19使報警電路G8截止G9飽和導通，蜂鳴器HA鳴叫，報警提示水位已低于‘低’水位了。若水位上升到‘中’水位時，中水位電極圈同總電極通過水介質(zhì)導通，同上原理，G4G5工作，D3輝亮，R7為限流電阻。若達到滿水位時，G6G7工作，D4輝亮，R9接G7端的低電位通過R17偶合到G8基極端同時通過R19R16于D2連接，D2的自閃爍特性使D2以微小電流間歇性導通(不足以發(fā)光或發(fā)光很微弱)，經(jīng)R17于R19、R16分壓后使報警電路工作，HA報警鳴叫。K2串聯(lián)在HA電路中，關(guān)掉K2，HA報警鳴叫功能即停止，但各指示燈功能不受影響。因訊響報警器HA設定＞2V才能正常鳴叫工作，故當電源電壓低于2.2V時，HA即鳴叫聲音輕細或不能發(fā)音，故也起到了電池欠壓提示的作用。測水溫電路由探頭內(nèi)的熱敏電阻Rt1及設在主顯示儀的電流表M、分流電阻R14、限流電阻R13串并聯(lián)組成，由電源經(jīng)二級穩(wěn)壓后提供的相對恒定電壓供電，調(diào)節(jié)分流電阻值可調(diào)節(jié)通過電流表電流的大小，由于采用了電流表的分流電阻可在顯示儀外部方便實施微調(diào)的方案，使本顯示儀基準溫度點的調(diào)校及同不同探頭、不同長度信號線纜的匹配變的更加容易。D1、D2、D3D4均設定為大于2V發(fā)光，故根據(jù)發(fā)光管的亮度也可判定電池電壓是否偏低及是否需要更換。另外，各放大電路均采用多極放大，可有效提高顯示靈敏度，并且可使探頭的輸出阻抗做的比較大，這樣就可有效的降低水中各電極圈之間的電壓降及通過電極圈的電流，使電極的電解氧化現(xiàn)象更加弱小。
本實用新型安裝簡便，取下水箱上原來的垂直型透氣咀，換上弧型透氣溢流咀，根據(jù)水箱實際內(nèi)徑尺寸調(diào)整好探頭的各水位電極圈位置，加上規(guī)定余量后將探頭通過弧型透氣咀插入水箱內(nèi)，柔性軟管探頭遇熱水將自動下垂到水箱底，接好室外插接件，做好室外插接件的防水防雨，甩信號線纜到戶內(nèi)，插接上主顯示儀即可使用。
權(quán)利要求1.一種有報警功能的水溫水位顯示儀，它由探頭、弧型透氣溢流咀、插接件、信號連線、及主顯示儀組成，其特征是探頭為可以通過弧型透氣溢流咀插入水箱內(nèi)的耐高溫且可方便抽出維護及探頭各水位電極位置可隨水箱大小任意調(diào)節(jié)的軟管狀柔性探頭，探頭主骨架由耐高水溫的尼龍或硅橡膠或其它耐高溫抗老化抗結(jié)垢的絕緣軟管材料制成，探頭端頭上設總金屬電極并配一定重量，在探頭上設“低”水位、“中”水位、及“滿”水位電極，各水位電極由探頭軟管外插接件上引出相應數(shù)根耐高溫絕緣護套信號線從軟管外連接，各電極圈在軟管上可以上下滑動，各信號線長度須留一定調(diào)節(jié)余量，探頭端頭部位的總電極金屬管內(nèi)設耐水熱敏元件并由耐高溫信號線經(jīng)軟管內(nèi)連接到探頭外的插接件上，在總電極金屬管及軟管內(nèi)的熱敏元件及連接線裸露部分均再做耐高溫水密封固，總電極金屬管下口封以實芯金屬堵頭，總電極金屬管與軟管接口做水密封粘接處理，各水位電極圈及總電極均采用不易氧化耐腐蝕的金屬材料并用錫或其它不易電解、抗氧化、抗結(jié)垢的導電合金材料涂鍍，總電極金屬管外壁裸露部分可繞接以數(shù)圈焊錫絲配重，探頭上各信號線均相互絕緣，軟管外各水位信號線與軟管用熱縮管細環(huán)扎束，在各水位電極之間的軟管上涂設抗結(jié)垢的環(huán)型樹脂隔離涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有報警功能的水溫水位顯示儀，其特征是該顯示儀由設在主顯示儀上的兩節(jié)1.5伏電池串聯(lián)提供全部工作電力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有報警功能的水溫水位顯示儀，其特征是水溫顯示電路是由電源經(jīng)二級穩(wěn)壓后提供的相對恒定電壓供電，由設在探頭內(nèi)一端接電源正極的熱敏元件、信號線纜、插接件、及設在主顯示儀的電流表、分流電阻、限流電阻串并聯(lián)電連接組成，調(diào)節(jié)分流電阻值可調(diào)節(jié)通過電流表電流的大小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有報警功能的水溫水位顯示儀，其特征是水位顯示部分的“低”水位顯示、低于“低”水位報警提示、“中”水位顯示、“滿”水位顯示及聲訊報警、水滿報警電路檢測、電池弱電提示，由設在探頭上的各電極圈通過信號線及插接件、信號線纜及設在主顯示儀上的多級晶體管放大電路推動的發(fā)光二極管、報警發(fā)光二極管、各功能開關(guān)、直流電源及訊響報警電路電連接組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有報警功能的水溫水位顯示儀，其特征是上滿水時，“滿”水位指示燈輝亮并訊響報警器同步鳴叫，當水位低于“低”水位時，“低”水位指示燈熄滅，低于“低”水位報警指示燈輝亮閃爍并訊響報警器同步鳴叫，關(guān)掉訊響控制開關(guān)，訊響報警器電路切斷，但各水位指示功能不受影響，“中”水位為參考水位。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有報警功能的水溫水位顯示儀，其特征是在主顯示儀上設有水滿訊響報警檢測電路及開關(guān)，按下檢測開關(guān)，模擬水滿報警電路接通，滿水位指示燈應輝亮，同時訊響報警器鳴叫，訊響報警器設定大于2V工作，若訊響報警器鳴叫聲音輕小或無鳴叫或滿水位燈不亮，則提示電池欠壓或電路有故障。
專利摘要一種用于觀測太陽能熱水器水箱內(nèi)水溫水位并具有報警功能的顯示儀,該顯示儀由兩節(jié)1.5V電池供電,它由可從水箱上透氣管插入水箱內(nèi)的耐高溫抗結(jié)垢并可方便抽出維護及探頭各水位電極位置可隨不同水箱大小任意調(diào)節(jié)的軟管狀柔性探頭、插接件、信號連線、及主顯示儀組成,解決了現(xiàn)有設備220V供電不安全,硬質(zhì)固定水位探頭不便安裝適用范圍小抗結(jié)垢能力差,探頭同細信號線一體而導致探頭性能脆弱壽命短,集成電路抗潮濕性能差成本大故障率高的問題。
文檔編號F24J2/04GK2506988SQ0126572
公開日2002年8月21日 申請日期2001年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月11日
發(fā)明者尹曉剛 申請人:尹曉剛