专利名称：光电水位控制仪的制作方法
技术领域：
光电水位控制仪技术领域[0001]本实用新型涉及太阳能技术领域，具体涉及一种用于太阳能上的光电水位控制仪。
背景技术：
[0002]目前，公知的太阳能热水器自动上水装置包括电磁阀、控制盒和探头三个部分，通过人为设置后可以自动上水。但是，均采用了单片机控制，价格昂贵，操作相对复杂，安装也不便捷，对太阳能热水器的主体需进行改装；还有，控制盒接入电压均为220V交流电，对工作环境要求高，耗电的同时安全性较差，易引发安全事故。实用新型内容[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种价格低廉、操作安全可靠、利用由太阳能转化的12V安全电能的光电水位控制仪。[0004]本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现，[0005]一种光电水位控制仪，包括电磁阀、控制盒、水位探头，其特征在于还包括太阳能电池板，所述的水位探头设于太阳能热水器水箱内，所述的电磁阀安装于自来水管道上，所述的水位探头和电磁阀电连接于控制盒，所述的控制盒与太阳能电池板连接。[0006]所述的控制盒内设有控制电路及蓄电瓶。[0007]所述的电磁阀与自来水管道之间并联一强制上水阀。[0008]所述的控制盒上设有控制面板，所述控制面板上设有充电指示灯、工作指示灯、电磁阀接线插头、充电插线孔、太阳能电池板及水位探头接线插头及工作开关。[0009]所述的水位探头为铜线制成，可任意弯曲，适应性强。[0010]工作过程中，太阳能电池板将光能转化成电能，电能储存在控制盒中的蓄电瓶里面，供给整个系统的电力需求；同时，控制盒通过接收、处理水位探头的水位信号，来控制电磁阀工作与否，即控制自来水水路的通、断。水位探头用铜导线制成，可任意弯曲，适应性强。安装时，可直接将探头从太阳能热水器水箱的溢流口插入。电力不足时，可拔掉电磁阀接线插头和水位探头与太阳能电池板的共有接线插头，将控制盒拿到安全的地方，插上可插拔式电源线，通过内置的变压器充入220V交流电。[0011]本实用新型的有益效果是本实用新型不仅价格低廉、操作安全可靠，安装简便， 无需专业技术，利用由太阳能转化的12V安全电能，能够在湿度较大的环境中正常工作。
[0012]图1是本实用新型安装结构示意图；[0013]图2是图1中控制盒的控制电路原理图；[0014]图3是开始上水时，处于工作状态的控制电路图；[0015]图4是停止上水时，处于工作状态的控制电路图；[0016]图5是图1中控制盒的控制面板布置图；[0017]图6是图1中强制上水阀的管路图。
具体实施方式
[0018]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。[0019]如图1、图5及图6所示，一种光电水位控制仪，包括电磁阀6、控制盒4、水位探头 2，还包括太阳能电池板1，水位探头2设于太阳能热水器水箱3内，电磁阀6安装于自来水管道5上，水位探头2和电磁阀6电连接于控制盒4，控制盒4与太阳能电池板1连接，控制盒4内设有控制电路及蓄电瓶，电磁阀6与自来水管道5之间并联一强制上水阀7。控制盒 4上设有控制面板，制面板上设有充电指示灯10、工作指示灯8、电磁阀接线插头11、充电插线孔12、太阳能电池板及水位探头接线插头9及工作开关13，水位探头2为铜线制成，可任意弯曲，适应性强。[0020]太阳能电池板1先将太阳能转化成电能储存在控制盒4中的蓄电瓶中，蓄电瓶给整个系统提供正常工作时所必须的电能，使系统能够不间断的获取水位探头2感应的低、 高两个水位信号，信号经控制和处理后最终转变为电磁阀与控制盒中的蓄电瓶电路的通、 断从而达到自动上水的目的。另外考虑到气候差异使太阳能电池板1工作效率的降低，本实用新型内置了蓄电瓶充电器，以确保系统可靠性高绝对的正常运行。[0021]本实用新型的控制电路利用了三极管饱和和截止的工作特性，如图2所示，闭合开关K后，当水箱3里水位低于人为设定的最低水位a或b (a和b在同一高度)时，拟使T2 进入饱和区，此时三极管T2集电极与发射极之间的压降UCE ^ 0，即继电器J工作在12V的线圈电压下，在释放电压与吸合之间，满足正常工作电压，继电器J吸合。此继电器J为2p 继电器，在没有工作的情况下Jki常闭，Jk2常开。在吸合的瞬间Jki断开，Jk2闭合电磁阀电路导通，水路打开开始上水。当水上到最高水位点d时，三极管T2工作在截止区，Jki恢复为闭合，Jk2恢复为断开，Jk2断开即电磁阀电路断开，电磁阀关闭，因而也就停止上水了。[0022]如图2所示，本实用新型电路的设计利用了三极管的放大、饱和、截止的工作特性，采用三极管2N5551。[0023]2N5551 参数[0024]类型NPN(UBE= 0·6 0·7V)[0025]集电极-发射集最小雪崩电压Vceo (V) 160[0026]集电极最大电流Ic (max) (A) :0. 600[0027]功率(W)0. 31[0028]直流电流增益hFE最小值(dB) 80[0029]直流电流增益hFE最大值(dB) 250[0030]最小电流增益带宽乘积Ft (MHz) 100[0031]封装/ 温度(°C ) :T092/-55 150[0032]根据已知的蓄电瓶额定工作电压Ucc取定额定工作电压(线圈工作电压)为U。= Ucc的继电器，此继电器的吸合电压为Uns，释放电压为Uxo[0033]根据继电器工作特性，当继电器两端电压仏满足U。^ Uj ^ Uft时，继电器正常工作且处于吸合状态；当仏< Uff时，继电器不能正常工作且触片释放。a、开始上水在图2中，闭合K，当水位下降到最低设定水位a或b (a、b两点同高度)时，继电器开始吸合。此时，Jki断开Jk2闭合T1截止不工作。则有U。彡Uj彡U吸。如图3所示，开始上水时，工作部分的电路图，
r UJ<1>继电器电流L="^ &由选定继电器决定。由于2N5551集电极最大电流It
=0. 600Ac即 >h= Ph =
Ucc - Ube β-^ ^ > Ucc — Ube
R
Ir
β (I3为通过R3的电流) ⑴<2>要使继电器吸合，要满足U。彡仏彡U吸的条件。
U, = UcC~UbE PR, > Um uCC-uBE pRj > Ri
由⑴(2)联立得
U1
吸
uCC-^be >i 3> Ucc-Um β
⑵
U1
吸
b、停止上水
在图2中，当水位上升到最高设定位置a时，要停止上水，须满足Uj < Uff的条件t 恢复到闭合Jk2恢复到断开。
此时，Jki如图4所示，停止上水时，工作部分的电路图，
Uj = IJRJ = IBT2 β Rj < Uff (ΙΒΤ2 为三极管 T2 基极电流) h = UCC~UBE (I3为通过R3的电流)(4)
K3
Icn = I3"Ibt2 (Icti为通过T1集电极的电流)
⑶
(5)
将⑷带入(5)式得/cn =
Ucc-U
BE
R,
-I
BTl
(6)
τ _ Ign _ Ucc — Ube
1 ΒΤ\ 一
β
R1
(ΙΒΤ1为通过Tl基极的电流)
(7)
将(6)带入(7)式得‘2 = UcC_Um
R,
Tj -U
uCC u BE β
R,“
⑶
将⑶带入⑶式得
R1 <
R^2Rj(UCC-Use) PRjQJcc-UBE)-UnRi
又因为2N5551集电极最大电流It = 0. 600AC
Tj -TJ
一 uCC uBE _
、-h “
(9)
(Ucc 一 Ube) · β zz> Ictx =、Ucc 一 Ube) ·β<Ιτ
Ict
R,
5[0056]
权利要求1.光电水位控制仪，包括电磁阀、控制盒、水位探头，其特征在于还包括太阳能电池板，所述的水位探头设于太阳能热水器水箱内，所述的电磁阀安装于自来水管道上，所述的水位探头和电磁阀电连接于控制盒，所述的控制盒与太阳能电池板连接。
2.根据权利要求1所述的光电水位控制仪，其特征在于所述的控制盒内设有控制电路及蓄电瓶。
3.根据权利要求1所述的光电水位控制仪，其特征在于所述的电磁阀与自来水管道之间并联一强制上水阀。
4.根据权利要求1所述的光电水位控制仪，其特征在于所述的控制盒上设有控制面板，所述控制面板上设有充电指示灯、工作指示灯、电磁阀接线插头、充电插线孔、太阳能电池板及水位探头接线插头及工作开关。
5.根据权利要求1所述的光电水位控制仪，其特征在于所述的水位探头为铜线制成。
专利摘要一种光电水位控制仪，涉及太阳能技术领域，包括电磁阀、控制盒、水位探头，其特征在于还包括太阳能电池板，所述的水位探头设于太阳能热水器水箱内，所述的电磁阀安装于自来水管道上，所述的水位探头和电磁阀电连接于控制盒，所述的控制盒与太阳能电池板连接。本实用新型不仅价格低廉、操作安全可靠，安装简便，无需专业技术，利用由太阳能转化的12V安全电能，能够在湿度较大的环境中正常工作。
文档编号F24J2/40GK202254400SQ20112034220
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月13日 优先权日2011年9月13日
发明者刘萍, 陈昱明 申请人:安徽理工大学