专利名称：太阳能热水器水位水温传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能热水器水箱中贮水的水位、水温的检测装置。
背景技术：
现有太阳能热水器由于被检测水位位差小、水温高，易产生水垢而给水位、水温的精确检测带来一定的困难，目前太阳能热水器的水位传感器中，内置位式电极点型、位式磁浮子型、电容型存在可靠性差、寿命短、不可连续测量或测量精度不够等缺点，压力型工艺要求高，成本高且测量精度也很难提高，外置流量计型因非直接测量水位而存在累计误差。
发明内容
本实用新型的目的是设计一种太阳能热水器水位水温传感器，它具有很高的灵敏性、密封隔离性、保温性和对高温热水及水垢的不敏感性，能在内部高温热水、水蒸汽、水垢和外部日晒雨淋、严寒酷热环境下长期可靠地提供连续高精度的水位水温信号，以实现对太阳能热水器水位水温全面、有效、高精度的测量。
本实用新型的目的是这样来实现的在太阳能热水器水箱箱顶开孔中安装一外壳内填充有保温材料的承台，以此承台为基础，在水箱内安装由浮子、杠杆、传动杆等组成的杠杆水位位移变换机构，在水箱外承台的上方竖向设置一下端开口的腔体，在腔体内竖向装有滑轨，滑轨上滑装有将光电码盘沿某一半径切开后展开成矩形状的光电码板，光电码板上按一定编码规则开有透光孔，光电码板下端与传动杆铰结，在腔体的中部与光电码板平行的两侧壁上分别设有一个透明窗体，一个窗体外侧水平装有多只(根据测量精度而定)发光管组成的发光管排，另一个窗体外侧水平装有数量与发光管相同的光敏接收管组成的接收管排，光电码板、发光管排和接收管排等组成位移电信号变换机构。由于光电码板上的透光孔是根据一定编码规则设置的，使得光电码板在一微小位移范围内只允许发光管排中各只发光管发出的光线以唯一一种组合形式通过，接收管排中各只光敏接收管也相应以这种组合形式被感光而导通。当浮子随水箱中的水位升降时，杠杆水位位移变换机构带动位移电信号变换机构中光电码板在发光管排与接收管排之间作上下移动，接收管排将相应产生不同组合形式的导通状态，从而实现太阳能水箱水位到接收管排导通状态之间的变换，接收管排导通状态信号由导线B引出供后继自动控制器使用，实现水位的自动测量；承台上还安装由外护套管和温度敏感器件组成的水温检测机构来实现水温的自动测量。
本实用新型结构简单，成本低，能在内部高温热水、水蒸汽、水垢和外部日晒雨淋、严寒酷热的环境下连续可靠地提供高精度的水位水温信号。
图1是本实用新型的正剖视(图3中A-A剖视)示意图。
图2是本实用新型的侧剖视(图3中B-B剖视)示意图。
图3是图1的C-C剖面示意图。
图4是图3中滑轨改成滑槽后的示意图。
图5是将图3中的光电码板改制成滑动齿条、齿轮和光电码盘结构后的示意图。
图6是图1中承台下面的浮子、杠杆、V型杠杆支架、传动杆结构改制成传动杆、浮子结构后的示意图。
图7是图1的D-D剖面示意图。
图8是图1的E-E剖面示意图。
具体实施方式
从图1、图2、图3可见，在太阳能热水器水箱箱顶开孔中安装一承台8，该承台8的外壳内部填充有保温材料9，承台8内竖向设有通孔29和通孔30。在承台8的上方(即在水箱的上方)竖向固定安装一下端开口的腔体3，在腔体3内竖向装有滑轨27，滑轨27的上下两端分别支承在腔体3内顶部滑轨支承孔28和承台8上滑轨支承孔(图中未画)中，将光电码盘沿某一半径切开后展开成矩形状的光电码板26滑装在滑轨27上，光电码板26上按一定编码规则开有透光孔42，光电码板26的下端用销钉21铰接传动杆20，传动杆20的下段从承台8上的通孔29中穿出，其下端部与杠杆12的短臂端用销钉16铰结。从图8可见，销钉16外可套有定位圈40，定位圈40外套有防垢圈41，防垢圈41为橡胶或柔性塑料等柔性材料制成，用以减弱水垢沉积的影响。承台8的下底面向下安装有V形杠杆支架10，V形杠杆支架10下端与杠杆12间用销钉11铰结。从图7可见，销钉11外可套有定位圈37，定位圈37外套有防垢圈38，浮子14则用销钉13铰结在杠杆12的长臂末端部，销钉13外可套有定位圈，定位圈外套有防垢圈。浮子14、杠杆12、V形杠杆支架10及传动杆20的下段均穿过水箱箱顶开孔插入水箱中。在腔体3中部与光电码板26面平行的两侧壁上分别开有窗孔A7和窗孔B22，窗孔A7中粘接有透明窗体A4，发光管排6固装在窗体A4的外侧，窗孔B22中粘接有透明窗体B25，接收管排23固装在窗体B25的外侧，发光管排6和接收管排23分别引出导线A5和导线B24，腔体3外部包裹有保温材料2。罩壳1用螺栓固装在承台8上的固定支架18上，将上述承台8上方的所有装置罩盖住，免受日晒雨淋的影响。承台8的另一竖向通孔30中套装直至水箱底部的密封套管17，密封套管17内底部安装热电阻或热敏电阻或集成温度传感器等温度敏感器件15并引出导线C19。当浮子14随水箱内的水位上升或下降时，带动杠杆12转动并使传动杆20带动光电码板26下降或上升，由于光电码板26上按一定编码规则开有透光孔42，从而使得水位的变化转换成了接收管排23导通状态的变化，此变化的导通状态信号经导线传给后继自动控制器，实现水位的精确测量。温度敏感器件15将水箱中水的温度转换成变化的电参量也经导线传给后继自动控制器，实现热水器水温的精确测量。
由于承台8上通孔29、腔体3、腔体3侧壁上的透明窗体A4和透明窗体B25构成一密封隔离腔，腔体3内构件均为耐高温热水和水蒸气材料制成，使得本太阳能热水器水位水温传感器免受高温热水、水蒸汽的影响，具有很高的测量可靠性。腔体3外部包裹有保温材料2，使得本太阳能热水器水位水温传感器具有保温隔热性。
由图4可见，本实用新型中腔体3内壁上的滑轨27可改制成滑槽39来实现。
由图6可见，本实用新型中承台8下面的浮子14、杠杆12、V型杠杆支架10、传动杆20等组成的杠杆水位位移变换机构也可改制成传动杆35上端与光电码板26固结，传动杆35下端直接固结或铰结浮子36等组成的位移变换机构来实现。
由图5可见，也可将光电码板26改制成滑动齿条31、齿轮32和光电码盘34结构，滑动齿条31下端与传动杆20铰接，并在腔体3内中部装有一根横轴33，横轴33的一端装有一与滑动齿条31相啮和的齿轮32，横轴33的另一端装有光电码盘34，再将发光管排6和接收管排23改装在光电码盘34两侧来检测光电码盘34的角位移。水位变化通过水位位移机构带动滑动齿条31作上升或下降运动，近一步带动光电码盘34作旋转运动，接收管排23将测到光电码盘34的角位移变化信号，并由导线传出供后继自动控制器使用，也同样能实现水位的精密测量。
本实用新型中的发光管排6和接收管排23也可分别改制成发射光纤头和接收光纤头来实现。
本实用新型所提的太阳能热水器水位水温传感装置不仅可应用于太阳能热水器水位水温测量，也可用于其它工业、农业上液位、液温的检测或只用于液位的检测。
权利要求1.一种太阳能热水器水位水温传感器，其特征在于a、在热水器水箱箱顶开孔中安装一承台(8)，承台(8)上设有二个竖向通孔(29)和通孔(30)；b、承台(8)的上部竖向固装一下端开口的腔体(3)，在腔体(3)内竖向装有滑轨(27)，滑轨(27)上滑装有将光电码盘沿某一半径切开后展开成矩形状的光电码板(26)，光电码板上按一定编码规则开有透光孔(42)；c、光电码板(26)的下端联接传动杆(20)，传动杆(20)的下段从承台(8)的通孔(29)中穿出，其下端与杠杆(12)的短臂端用销钉(16)铰结；d、承台(8)的下底面安装V形杠杆支架(10)，V形杠杆支架(10)的下端用销钉(11)和杠杆(12)铰结，浮子(14)和杠杆(12)长臂末端用销钉(13)铰结，浮子(14)、杠杆(12)、V形杠杆支架(10)和传动杆(20)的下段均穿过水箱箱顶开孔插入水箱之中；e、在腔体(3)中部与光电码板(26)面平行的两侧壁上分别开有窗孔A(7)和窗孔B(22)，窗孔A(7)中装有透明窗体A(4)，窗体A(4)的外侧装有发光管排(6)，窗孔B(22)中装有透明窗体B(25)，窗体B(25)的外侧装有接收管排(23)，发光管排(6)和接收管排(23)分别引出导线A(5)和导线B(24)；f、承台(8)的另一竖向通孔(30)中套装密封套管(17)，密封套管(17)内底部安装温度敏感器件(15)并引出导线C(19)；g、腔体(3)外部包裹有保温材料(2)，保温材料(2)外罩有罩壳(1)。
2.根据权利要求1所述的太阳能热水器水位水温传感器，其特征在于腔体(3)内竖向装有的滑轨(27)制成腔体(3)内侧壁上的滑槽(39)。
3.根据权利要求1所述的太阳能热水器水位水温传感器，其特征在于承台(8)下面的浮子(14)、杠杆(12)、V型杠杆支架(10)和与光电码板(26)铰接的传动杆(20)组成的结构制成传动杆(35)上端与光电码板(26)固结，传动杆(35)下端直接铰结浮子(36)的结构。
4.根据权利要求1所述的太阳能热水器水位水温传感器，其特征在于光电码板(26)制成滑动齿条(31)、齿轮(32)和光电码盘(34)结构，滑动齿条(31)下端与传动杆(20)铰接，腔体(3)内中部装有一根横轴(33)，横轴(33)的一端装有一与滑动齿条(31)相啮和的齿轮(32)，横轴(33)的另一端装有光电码盘(34)，发光管排(6)和接收管排(23)改装在光电码盘(34)两侧。
5.根据权利要求1所述的太阳能热水器水位水温传感器，其特征在于销钉(11)外套有定位圈(37)，定位圈(37)外套有防垢圈(38)。
6.根据权利要求1所述的太阳能热水器水位水温传感器，其特征在于销钉(16)外套有定位圈(40)，定位圈(40)外套有防垢圈(41)。
专利摘要一种太阳能热水器水位水温传感装置，在太阳能热水器水箱箱顶开孔中安装一承台，以此承台为基础，在水箱内装置一套由浮子、杠杆、传动杆等组成的水位位移机构，在水箱外、承台的上方竖向设置一下端开口的腔体，在腔体内滑装在滑轨上的光电码板和腔体上和光电码板平行的两侧壁上的发光管排和光敏接收管排等组成位移电信号变换机构，水位位移机构与位移电信号变换机构通过传动杆相连，使水位的变化转换成光敏接收管排导通状态的变化，此导通状态由导线引出供后继自动控制器使用，实现水位的自动测量；承台上安装的直达水箱底部的温度敏感器件来实现水温的自动测量，该水位水温传感器结构简单、工作安全可靠，灵敏度高。
文档编号F24J2/46GK2591524SQ0229193
公开日2003年12月10日 申请日期2002年12月23日 优先权日2002年3月14日
发明者钢城 申请人:钢城