高分辨率水位顯示的太陽(yáng)能熱水器測(cè)控裝置制造方法
【專利摘要】一種不受水垢影響的高分辨率水位顯示的太陽(yáng)能熱水器測(cè)控裝置：包括有控制器單元、上水電磁閥以及水位檢測(cè)傳感器，其特征是：水箱內(nèi)的浮子（1）帶動(dòng)處于溢水口處連桿頂端的轉(zhuǎn)軸（11）旋動(dòng)電位器（3），以輸出與水位變化相對(duì)應(yīng)的電阻模擬量，供二次儀表（101）高分辨率顯示水位分段，更可與現(xiàn)有四段顯示的常規(guī)二次儀表的互換配套。由于不再受水質(zhì)和水垢的影響，其使用壽命只取決于電位器的工作壽命，通常普通電位器的壽命只有數(shù)千次，而合適的高性能電位器的工作壽命可達(dá)10萬(wàn)至100萬(wàn)次，以每天上水和用水各1次推算，可以連續(xù)使用200年以上。
【專利說(shuō)明】高分辨率水位顯示的太陽(yáng)能熱水器測(cè)控裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及了 一種高分辨率水位顯示的太陽(yáng)能熱水器測(cè)控裝置。
技術(shù)背景
[0002]目前太陽(yáng)能熱水器的水位檢測(cè)元件，大多數(shù)采用設(shè)于不同水面高度，串聯(lián)相應(yīng)電阻的電極，利用水的導(dǎo)電特性，短路聯(lián)接水面以下的電極，使之得到不同的阻值分段來(lái)反映水位高度，由于電極長(zhǎng)期工作在熱水中，受水垢的富集，使導(dǎo)電性能不斷下降，直至失效。更受限于電極和導(dǎo)線的數(shù)量，顯示也只有20%、50%、80%和100%幾檔，誤差很大。最顯著的是，水滿時(shí)顯示100%，可剛使用很少一點(diǎn)水,水面剛離開(kāi)檢測(cè)點(diǎn)，顯示就變成80% 了。另有一種“電容式”傳感器，利用金屬空芯管壁和置于中心的絕緣導(dǎo)線存在的電容量，隨水位變化而改變，分辨率較高，但隨著水垢在管內(nèi)壁附著的增加，使電容量發(fā)生變化而致刻度失準(zhǔn)。還有一種以水表為檢測(cè)元件，以升為計(jì)量單位的表式測(cè)控水技術(shù)，由于增加了熱水表，使制造成本高，安裝復(fù)雜而難得到普及。至今為止，還沒(méi)有一款真正能長(zhǎng)期服役的水位檢測(cè)元件與太陽(yáng)能熱水器配套。導(dǎo)致熱水器行業(yè)大多以半成品銷售，水位檢控儀表則由用戶自主選擇配套，規(guī)避了熱水器廠家整機(jī)三包責(zé)任。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是要提供一種不受水垢影響的高分辨率水位顯示的太陽(yáng)能熱水器測(cè)控裝置:包括有控制器單元、上水電磁閥以及水位檢測(cè)傳感器，其特征是:水位檢測(cè)傳感器是由水箱內(nèi)的浮子(I)帶動(dòng)處于溢水口處連桿頂端的轉(zhuǎn)軸(11)旋動(dòng)電位器(3)，以輸出與水位變化相對(duì)應(yīng)的電阻模擬量，供二次儀表的控制器(101)高分辨率顯示水位分段，更可與現(xiàn)有四段顯示的常規(guī)二次儀表的互換配套。
[0004]為防止溫度探頭引線在關(guān)節(jié)處反復(fù)轉(zhuǎn)折而折斷，所敘的水位檢測(cè)傳感器，采用隨連桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)電刷片(10 )和固定在電位器支架上的固定電刷(9 )接觸聯(lián)結(jié)。
[0005]為防止電位器(3 )和電器聯(lián)結(jié)內(nèi)部浸水，所敘的水位檢測(cè)傳感器，在關(guān)節(jié)外包裹可折彎的硅橡膠保護(hù)套(8)。
[0006]為方便包裝運(yùn)輸，所敘的水位檢測(cè)傳感器，連桿上端設(shè)計(jì)成可折活動(dòng)式，分成連桿
(2)和折桿(12) 二節(jié)，通過(guò)軸(13)轉(zhuǎn)折便于包裝運(yùn)輸，安裝時(shí)反折連桿，使復(fù)位成一根完整的連桿狀態(tài)，并由定位器(14)限位固定。
[0007]所敘的水位檢測(cè)傳感器是從熱水器水箱的溢流管(7)伸入水箱內(nèi)，并固定引線支持管(4)，從中引出信號(hào)線連結(jié)控制器(101)。
[0008]所敘的水位檢測(cè)傳感器，進(jìn)一步優(yōu)化是:浮子(I)和連桿(2)采用薄壁空管內(nèi)填充發(fā)泡劑結(jié)構(gòu)。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:由于不再受水質(zhì)和水垢的影響，其使用壽命只取決于電位器的工作壽命，通常普通電位器的壽命只有數(shù)千次，而專業(yè)高性能電位器的工作壽命可達(dá)10萬(wàn)至100萬(wàn)次，以每天上水和用水各I次推算，可以連續(xù)使用200年以上，徹底改變了太 陽(yáng)能熱水器水位控制技術(shù)不可靠的現(xiàn)狀。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]附圖1為由高分辨率水位顯示的太陽(yáng)能熱水器測(cè)控裝置工作狀態(tài)示意圖(虛線表示水位檢測(cè)傳感器處于較高水位檢測(cè)狀態(tài))。
[0011]附圖2為水位檢測(cè)傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]附圖3為水位檢測(cè)傳感器局部(A)細(xì)節(jié)放大圖。
[0013]附圖4為水位檢測(cè)傳感器的包裝運(yùn)輸狀態(tài)。
[0014]附圖5為微處理器控制器電原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]在太陽(yáng)能熱水器水箱(6)的溢水口管(7)，插入并固定由浮子(I)鏈接連桿(2);水位的變化帶動(dòng)浮子，通過(guò)連桿支點(diǎn)軸(11)的旋動(dòng)，改變固定在電位器支架(15)中的電位器
(3)的阻值；電位器和獨(dú)立附屬部件的溫度探頭(5)的信號(hào)線從引線支持管(4)內(nèi)引出，聯(lián)結(jié)控制儀(101)，以水位顯示器(103)顯示水位、溫度顯示器(105)顯示實(shí)時(shí)水溫。
[0016]當(dāng)水位較低時(shí)，由于浮子的自身重力，牽動(dòng)連桿處于下垂?fàn)顟B(tài)，使電位器輸出對(duì)應(yīng)的低水位時(shí)的電阻值；當(dāng)水位上升時(shí)，浮子牽動(dòng)連桿，以連桿支點(diǎn)軸及電位器轉(zhuǎn)軸為支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，旋動(dòng)電位器，使電位器電刷在電阻膜片上產(chǎn)生位移，達(dá)到輸出與水位同步對(duì)應(yīng)的電阻值(連桿同時(shí)設(shè)計(jì)成浮子形式將發(fā)揮更大的浮力作用，可有效保證經(jīng)若干年使用后，結(jié)集的水垢不至于影響浮力導(dǎo)致精度變化)。
[0017]實(shí)施例中還描述了自動(dòng)上水以及可附加的管道排空、低水壓增壓和電加熱功能的電子控制儀。它是由微處理芯片(IC)各輸出端口分別驅(qū)動(dòng)上水電磁閥(110)、管道排空閥(108)、放水閥(109)、增壓上水泵(211)和輔助電加熱器(215)，其數(shù)據(jù)端口聯(lián)結(jié)時(shí)鐘、溫度和水位顯示器件，輸入端口聯(lián)結(jié)有“設(shè)置”(217)、“上水”(218)、“排空”(219)和“電加熱”(220)等功能開(kāi)關(guān)，當(dāng)要實(shí)現(xiàn)或調(diào)動(dòng)某一功能時(shí)，可選擇按動(dòng)相應(yīng)功能開(kāi)關(guān)進(jìn)行定時(shí)上水、定時(shí)加熱、和水位設(shè)定以及恒溫控水的設(shè)定或發(fā)出執(zhí)行程序指令。
[0018]1/01端口聯(lián)結(jié)有水溫、水位RC充電回路和1/02端口聯(lián)結(jié)放電回路。當(dāng)測(cè)量水溫時(shí)，IC通過(guò)1/01端口輸出固定時(shí)長(zhǎng)的正向電壓，電流經(jīng)溫度探頭(5)的熱敏電阻和正向聯(lián)結(jié)的二極管以及充電電阻對(duì)電容(200)充電，再由經(jīng)1/02端口測(cè)得積分電壓并放電，由固定頻率通過(guò)放電時(shí)長(zhǎng)計(jì)算出脈沖數(shù)，折算成溫度值，由顯示器(105)顯示；而水位同樣通過(guò)1/01端口輸出固定時(shí)長(zhǎng)的反向電壓，電流經(jīng)反向聯(lián)結(jié)的二極管、充電電阻和電位器(3)對(duì)電容充電，還是經(jīng)由1/02端口放電，由固定頻率通過(guò)放電時(shí)長(zhǎng)計(jì)算出脈沖數(shù)，折算成水位值，由水位顯示器(103)顯示。
[0019]例如冬季手動(dòng)上水操作時(shí)，按動(dòng)“上水”(218)開(kāi)關(guān)，IC執(zhí)行指令，先打開(kāi)水箱進(jìn)出水口的三通結(jié)構(gòu)的排空閥(108)，讓水路聯(lián)通水箱，關(guān)閉輸水管最底端的放水閥(109)，切斷流向下水道的通路，再打開(kāi)聯(lián)通自來(lái)水的電磁閥(110)，水流向水箱輸水；隨著水位的不斷上升，浮子牽動(dòng)連桿并旋動(dòng)電位器，使1/01充電回路的RC常數(shù)改變，測(cè)得實(shí)時(shí)水位值；當(dāng)該值與事先設(shè)定的水位值達(dá)到一致時(shí)，IC發(fā)出指令，先關(guān)閉電磁閥停止上水，再關(guān)閉排空閥，切斷輸水管與水箱的水路，選擇與外界通氣，使保持水管常壓；再打開(kāi)放水閥，將殘留在水管中存水排入下水道。使放空的輸水管不再受寒流侵襲凍壞而影響使用，并能隨時(shí)都可享受使用熱水。
【權(quán)利要求】
1.一種高分辨率水位顯示的太陽(yáng)能熱水器測(cè)控裝置，包括有控制器單元、上水電磁閥以及水位檢測(cè)傳感器，其特征是:水位檢測(cè)傳感器是由水箱內(nèi)的浮子(I)帶動(dòng)處于溢水口處連桿頂端的轉(zhuǎn)軸(11)旋動(dòng)電位器(3)，以輸出與水位變化相對(duì)應(yīng)的電阻模擬量，供二次儀表控制器(101)高分辨率顯示水位分段，更可與現(xiàn)有四段顯示的常規(guī)二次儀表的互換配套。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所敘的高分辨率水位顯示的太陽(yáng)能熱水器測(cè)控裝置，其特征是:水位檢測(cè)傳感器采用隨連桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)電刷片(10)和固定在電位器支架上的固定電刷(9)接觸聯(lián)結(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所敘的高分辨率水位顯示的太陽(yáng)能熱水器測(cè)控裝置，其特征是:水位檢測(cè)傳感器在關(guān)節(jié)外包裹可折彎的硅橡膠保護(hù)套(8 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所敘的高分辨率水位顯示的太陽(yáng)能熱水器測(cè)控裝置，其特征是:水位檢測(cè)傳感器連桿上端設(shè)計(jì)成可折活動(dòng)式，分成連桿(2)和折桿(12) 二節(jié)，通過(guò)軸(13)轉(zhuǎn)折便于包裝運(yùn)輸，安裝時(shí)反折連桿，使復(fù)位成一根完整的連桿狀態(tài)，并由定位器(14)限位固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所敘的高分辨率水位顯示的太陽(yáng)能熱水器測(cè)控裝置，其特征是:水位檢測(cè)傳感器是從熱水器水箱的溢流管(7)伸入水箱內(nèi)，并固定引線支持管(4)，從中引出信號(hào)線連結(jié)控制器(101)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所敘的高分辨率水位顯示的太陽(yáng)能熱水器測(cè)控裝置，其特征是:水位檢測(cè)傳感器的浮子(I)和連桿(2)采用薄壁空管內(nèi)填充發(fā)泡劑結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】G01F23/36GK103438593SQ201310431537
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】王庭洪 申請(qǐng)人:王庭洪