专利名称：有报警功能的水温水位显示仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种主要用来观测太阳能热水器水箱内水温水位的显示仪，尤其是对具有上透气溢流管水箱型的太阳能热水器，无需改动管道，即可方便加装使用。
目前公知的太阳能热水器水箱水温水位显示控制设备大多采用220V交流供电且探头(水温水位传感器)均做成硬质的只能固定在某单一型号热水器水箱上使用的形式，目前的设置存在以下缺点1、主显示控制器一般都安装在卫生间以方便用户观测，但在湿气漉漉的卫生间里，若插上220V交流电，人总担心有个不安全的问题。2、为提高安全系数，不得不使用昂贵的防漏电保险装置及优质电缆、高耐压元件等又造成了产品成本急骤加大的问题。3、硬质的固定水位电极形式的探头不便安装，不便维护，且大小水箱不能通用，测水位顾上端顾不了下端，水位误差大，另由于长期在水箱热水中浸泡，水垢、氧化物等附着在电极圈上使探头灵敏度逐渐降低直至无法使用，且大量正在使用的传统型上透气溢流管水箱形式的太阳能热水器也根本无法加装此类探头。4、探头同细多芯信号线缆不合理的一体化设计使长年在高温高湿水箱内的探头抗劳性能极其脆弱，探头内的细电线随时会锈断、拉断、沾粘短路、渗透击穿而造成的探头寿命短，故障率高的问题。5、集成电路、数字液晶显示电路在卫生间内的抗潮湿性能差，元器件防潮封固难做、生产成本高，连带故障多且显示误差不方便校对的问题。6交流供电若遇停电则设备无法使用的问题。
本实用新型的目的，就是提供一种能解决上述问题，方便各种新、老太阳能热水器加装使用的安全可靠，低成本，长寿命的水温水位显示仪。
本实用新型的目的是这样实现的1、本装置由设在主显示控制器上的2节1.5V电池提供工作电力，各电子元器件均以此低电压实施电路设计，故使用不受停电、元器件击穿、漏电伤人的影响。2.弧型透气溢流咀的设计使柔性探头通过该透气咀进入水箱内十分方便。3.探头设计为可以从弧型透气溢流咀方便插入水箱内的耐高温(100℃水温)耐腐蚀，并可方便抽出维护的软管状柔性探头，探头各电极设计为较宽面积的镀锡合金金属圈，加强了抗氧化、抗电解、抗结垢的能力。加之整个装置均为低电压工作，故探头电极间的电解现象非常小，另在各水位电极之间还设有耐高水温抗结垢的树脂环型涂层，从而更进一步避免了因软管上积累水锈水垢后沾连湿水可能引起的上下水位之间误导通现象，加之柔性探头还可方便抽出维护，故解决了探头灵敏度不能长期保证的问题。4.本装置温度显示采用了中等精度的电流表模拟显示，故最大程度的简化了电路，大幅提高了电路的可靠性，由于采用了双级稳压电路供电，故水温显示的精度及稳定性做为洗澡监测用已经足够，由于采用了电流表的分流电阻可在显示仪外部方便实施微调的方案，使本显示仪基准温度点的调校及同不同探头、不同长度信号线缆的匹配变的更加容易。5.整机均采用低耗电设计，发光管均加设限流电阻，报警发光管除报警水箱中水位已处在设定的“低”水位之下外，因其选定2V才能起辉，故也起到了预警电池电压的作用，各发光管耗电均设计为小于2毫安。加上人们的间断使用习惯(用时打开，不用时关掉)故进一步肯定了该装置电池长期供电的可实用性。6.该装置由于采用了低电压供电，使各元件都处在绝对安全的使用条件下，故该显示器具备长期良性运转的条件。7.探头各水位电极圈均设计为可上下移动调节形式，对不同大小的水箱，通过调节探头各水位电极圈位置尤其是调准“满”水位电极圈的位置，均可方便的与之准确匹配。故本显示器的使用基本上不受水箱规格不同的限制而具有了可通用的特性。8.探头同多芯信号线缆分体设计，可使探头部分的信号引线可选用足够粗的耐高温、不生锈、抗结垢的镀锡护套线，从而使插入高温高湿的水箱内的探头从材料上可以做的非常结实耐用，故可使探头的使用寿命大幅提高。9.上满水时，“满”水位指示灯辉亮并讯响报警器同步鸣叫，当水位低于“低”水位时，“低”水位指示灯熄灭，低于“低”水位报警指示灯辉亮闪烁并讯响报警器同步鸣叫，关掉讯响控制开关，讯响报警器电路切断，讯响报警功能关闭，但各水位指示功能不受影响，此设置解决了部分用户不喜欢报警器吵闹的问题。“中”水位为参考水位。10.在主显示仪上设有水满讯响报警检测电路及开关，按下检测开关，模拟水满报警电路即接通，满水位指示灯应辉亮，同时讯响报警器鸣叫，讯响报警器设定大于2V工作，若讯响报警器鸣叫声音轻小或无鸣叫或满水位指示灯不辉亮，则提示电池欠压或电路有故障，从而使用户每次上水水满时都能有效报警。11.本显示仪盒体采用弧线型设计，不设背部挂孔，从而有效的防止了洗澡汽露水明水流入电路的现象。
本实用新型由于采用了上述方案，故解决了市场现有装置存在的问题，并具有生产成本低、安装维护方便、安全可靠、选材容易、通用性强、便于推广的特点。下面结合图解说明本实用新型的原理。
图1本实用新型实施例系统安装示意图图2本实用新型实施例电原理图图3柔性可调水位探头实施例结构示意图图4主显示仪实施例功能说明图(图4a图4b)图5弧型透气溢流咀实施例结构示意图。
图解
图11.插接件 2.外接式各水位信号线及余量示意 3.弧型透气溢流咀 4.满水位电极圈 5.柔性探头软管 6.水箱示意 7.信号线缆及插接件 8.主显示器仪 9.上(下)水管 10.上水阀 11.配冷水管 12.低水位电极圈 13.总电极 14.中水位电极圈图2R1R2R3为‘低’、‘中’、‘满’水位信息偶合及偏置电阻，R4R8R10为射极输出负载电阻，R5R7R9R16为发光管限流电阻，R15R6为偶合电阻，Rt1为热敏电阻， R11R12为稳压电路电阻，R13为限流电阻，R14为电流表M的分流电阻，A部分为探头内部电路，B为总电极，‘满’为满水位电极，‘低’为低水位电极，‘中’为中水位电极，E为电源，K1为电源开关，D1低水位指示发光管，D2低于低水位报警自闪烁发光管。D3中水位指示发光管，D4满水位指示发光管，G1-G9为晶体三极管，R17、19为报警电路偶合电阻，R18为报警电路G8的负载电阻K2为讯响报警控制开关，M为电流表型温度计，K3水满讯响报警电路检测开关，D5为稳压二极管，D6D7为二极管，HA为蜂鸣器。
图31.插接件 2.各水位电极圈信号线及余量 3.软管体 4.满水位电极圈 5.水位电极圈可移动示意 6.低水位电极圈 7.热敏电阻 8.密封材料 9.总电极金属管 10.实芯金属堵头 11.中水位电极圈 12.防水密封物 13.抗结垢环型树脂隔离涂层。
图41.信号线缆 2.满、中、低水位指示发光管 3.水温计示意 4.低于“低”水位报警指示灯 5.电源开关 6.壳体 7.讯响报警控制开关 8.蜂鸣器传声孔 9.水满讯响报警电路检测开关。图4a为主视图。图4b为左视图。
图51.弧型透气溢流咀实施例剖视图 2.溢流咀 3.锣纹管接口(接水箱透气管) 4.透气咀。
下面结合图2进一步说明本实用新型的工作原理A部分为探头内部电路，在探头上设有热敏电阻Rt1及总电极B和‘满’‘中’‘低’叁水位电极圈，总电极接电源的正极，低水位电极圈经电阻R1同G1G2组成的两级放大器连接，若水位达到‘低’水位时，低水位电极圈通过水介质与总电极B导通，G1正向偏置导通，R4接G2基极端输出高电位使G2饱合导通，D1辉亮，R5为限流电阻，使通过D1的电流限制在适当的值内，这时G3因基极为低电位而截止，故D2不发光。若水位低于‘低’水位电极圈时，低水位电极圈同总电极开路，G1因无偏置而截止，G2基极为低电位，G2截止，D1熄灭，因G2集电极为高电位，G3饱合导通，D2辉亮闪烁同时由于R16接G3端的低电位通过R19使报警电路G8截止G9饱和导通，蜂鸣器HA鸣叫，报警提示水位已低于‘低’水位了。若水位上升到‘中’水位时，中水位电极圈同总电极通过水介质导通，同上原理，G4G5工作，D3辉亮，R7为限流电阻。若达到满水位时，G6G7工作，D4辉亮，R9接G7端的低电位通过R17偶合到G8基极端同时通过R19R16于D2连接，D2的自闪烁特性使D2以微小电流间歇性导通(不足以发光或发光很微弱)，经R17于R19、R16分压后使报警电路工作，HA报警鸣叫。K2串联在HA电路中，关掉K2，HA报警鸣叫功能即停止，但各指示灯功能不受影响。因讯响报警器HA设定＞2V才能正常鸣叫工作，故当电源电压低于2.2V时，HA即鸣叫声音轻细或不能发音，故也起到了电池欠压提示的作用。测水温电路由探头内的热敏电阻Rt1及设在主显示仪的电流表M、分流电阻R14、限流电阻R13串并联组成，由电源经二级稳压后提供的相对恒定电压供电，调节分流电阻值可调节通过电流表电流的大小，由于采用了电流表的分流电阻可在显示仪外部方便实施微调的方案，使本显示仪基准温度点的调校及同不同探头、不同长度信号线缆的匹配变的更加容易。D1、D2、D3D4均设定为大于2V发光，故根据发光管的亮度也可判定电池电压是否偏低及是否需要更换。另外，各放大电路均采用多极放大，可有效提高显示灵敏度，并且可使探头的输出阻抗做的比较大，这样就可有效的降低水中各电极圈之间的电压降及通过电极圈的电流，使电极的电解氧化现象更加弱小。
本实用新型安装简便，取下水箱上原来的垂直型透气咀，换上弧型透气溢流咀，根据水箱实际内径尺寸调整好探头的各水位电极圈位置，加上规定余量后将探头通过弧型透气咀插入水箱内，柔性软管探头遇热水将自动下垂到水箱底，接好室外插接件，做好室外插接件的防水防雨，甩信号线缆到户内，插接上主显示仪即可使用。
权利要求1.一种有报警功能的水温水位显示仪，它由探头、弧型透气溢流咀、插接件、信号连线、及主显示仪组成，其特征是探头为可以通过弧型透气溢流咀插入水箱内的耐高温且可方便抽出维护及探头各水位电极位置可随水箱大小任意调节的软管状柔性探头，探头主骨架由耐高水温的尼龙或硅橡胶或其它耐高温抗老化抗结垢的绝缘软管材料制成，探头端头上设总金属电极并配一定重量，在探头上设“低”水位、“中”水位、及“满”水位电极，各水位电极由探头软管外插接件上引出相应数根耐高温绝缘护套信号线从软管外连接，各电极圈在软管上可以上下滑动，各信号线长度须留一定调节余量，探头端头部位的总电极金属管内设耐水热敏元件并由耐高温信号线经软管内连接到探头外的插接件上，在总电极金属管及软管内的热敏元件及连接线裸露部分均再做耐高温水密封固，总电极金属管下口封以实芯金属堵头，总电极金属管与软管接口做水密封粘接处理，各水位电极圈及总电极均采用不易氧化耐腐蚀的金属材料并用锡或其它不易电解、抗氧化、抗结垢的导电合金材料涂镀，总电极金属管外壁裸露部分可绕接以数圈焊锡丝配重，探头上各信号线均相互绝缘，软管外各水位信号线与软管用热缩管细环扎束，在各水位电极之间的软管上涂设抗结垢的环型树脂隔离涂层。
2.根据权利要求1所述的有报警功能的水温水位显示仪，其特征是该显示仪由设在主显示仪上的两节1.5伏电池串联提供全部工作电力。
3.根据权利要求1所述的有报警功能的水温水位显示仪，其特征是水温显示电路是由电源经二级稳压后提供的相对恒定电压供电，由设在探头内一端接电源正极的热敏元件、信号线缆、插接件、及设在主显示仪的电流表、分流电阻、限流电阻串并联电连接组成，调节分流电阻值可调节通过电流表电流的大小。
4.根据权利要求1所述的有报警功能的水温水位显示仪，其特征是水位显示部分的“低”水位显示、低于“低”水位报警提示、“中”水位显示、“满”水位显示及声讯报警、水满报警电路检测、电池弱电提示，由设在探头上的各电极圈通过信号线及插接件、信号线缆及设在主显示仪上的多级晶体管放大电路推动的发光二极管、报警发光二极管、各功能开关、直流电源及讯响报警电路电连接组成。
5.根据权利要求1所述的有报警功能的水温水位显示仪，其特征是上满水时，“满”水位指示灯辉亮并讯响报警器同步鸣叫，当水位低于“低”水位时，“低”水位指示灯熄灭，低于“低”水位报警指示灯辉亮闪烁并讯响报警器同步鸣叫，关掉讯响控制开关，讯响报警器电路切断，但各水位指示功能不受影响，“中”水位为参考水位。
6.根据权利要求1所述的有报警功能的水温水位显示仪，其特征是在主显示仪上设有水满讯响报警检测电路及开关，按下检测开关，模拟水满报警电路接通，满水位指示灯应辉亮，同时讯响报警器鸣叫，讯响报警器设定大于2V工作，若讯响报警器鸣叫声音轻小或无鸣叫或满水位灯不亮，则提示电池欠压或电路有故障。
专利摘要一种用于观测太阳能热水器水箱内水温水位并具有报警功能的显示仪,该显示仪由两节1.5V电池供电,它由可从水箱上透气管插入水箱内的耐高温抗结垢并可方便抽出维护及探头各水位电极位置可随不同水箱大小任意调节的软管状柔性探头、插接件、信号连线、及主显示仪组成,解决了现有设备220V供电不安全,硬质固定水位探头不便安装适用范围小抗结垢能力差,探头同细信号线一体而导致探头性能脆弱寿命短,集成电路抗潮湿性能差成本大故障率高的问题。
文档编号F24J2/04GK2506988SQ0126572
公开日2002年8月21日 申请日期2001年10月11日 优先权日2001年10月11日
发明者尹晓刚 申请人:尹晓刚