专利名称：一种用于太阳能热水器的水位及水温检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水位检测装置，具体的说是一种用于太阳能热水器的水位及水温检测装置。
背景技术：
太阳能热水器目前一般水位检测装置主要原理有浮球位置检测或利用水导电性的探针检测。这些装置只能检测水位是否达到浮球或探针位置，如需检测多个水位，则需安装多个浮球或采用多根探针。由于成本及安装的便利性，目前多级水位检测多采用根探针检测原理。而多根带电探针在水中的腐蚀，结垢，结构上密封面漏水等问题容易导致装置失效。
实用新型内容本实用新型提供了一种用于太阳能热水器的水位及水温检测装置，克服了上述装置的缺点，装置结构简单，使用寿命长，状态稳定。本实用新型解决以上技术问题的技术方案是一种用于太阳能热水器的水位及水温检测装置，包括测量探针、参考电极以及连接量探针和参考电极的电容测量电路；参考电极为设置在水箱内的与水接触的导体，或者当水箱内壁为金属时，参考电极为水箱内壁；测量探针设置在水箱内沿水位高度方向设置，其长度大于等于水箱内最高水位，测量探针内设有连续的导电体，导电体在探针截面形成一定周长，导电体的表面积随测量探针的有效检测长度增加而增大，测量探针的导电体表面覆盖或包裹着绝缘层，使测量探针的导电体与水隔离并绝缘。本实用新型的原理为包裹探针的水是导体，探针与水之间的电容与绝缘层的厚度成反比，与介电常数及探针浸入水中部分的外表面积成正比。当绝缘层的材料，厚度一定时，探针与水之间的电容与探针浸入水中部分的外表面积成正比。对于均匀截面的探针，其浸入水中部分的外表面积又与其浸入水中的长度成正比。因此，探针与水之间的电容，与其浸入水中的长度成正比。这样，通过测量探针与水之间的电容值来感知探针浸入水中的长度，从而感知水位。基于上述原理，本实用新型装置通过测量探针与水之间的电容值来感知探针浸入水中的长度，从而感知水位，同时在探针上安装的安装一个热敏电阻用来测量水箱内的水温。本实用新型进一步限定的技术方案是前述的用于太阳能热水器的水位及水温检测装置，电容测量电路为由CMOS型555时基芯片构成的多谐振荡器电路，接量探针和参考电极相当于可变的电容Cx，接555芯片的TR/TH端与地之间，电源VCC通过电阻Rl和R2向电容Cx充电，电容Cx电压上升到反转电压后，电容Cx通过电阻R2向555芯片的DC端放电，形成多谐振荡。电路电阻参数固定后，振荡频率决定于电容，测量该电路输出的频率即可得到电容Cx的大小，从而得到水位的闻低。[0009]前述的用于太阳能热水器的水位及水温检测装置，在测量探针的最低水位探测点附近位置安装一个热敏电阻，用来测量水箱内的水温。前述的用于太阳能热水器的水位及水温检测装置，测量探针的导电体表面的绝缘层为绝缘涂层或金属致密的氧化层。前述的用于太阳能热水器的水位及水温检测装置，测量探针为刚性结构或柔性结构。前述的用于太阳能热水器的水位及水温检测装置，测量探针的导电体为整体导体构件或导电的表面沉积层或镀层或导电薄膜或导体编织层。前述的用于太阳能热水器的水位及水温检测装置，测量探针上还设有测量温度的传感器，测量温度的传感器为热电阻或热敏电阻。本实用新型适用于水箱内的水位测量，如太阳能热水器储水箱水位测量，或锅炉水位测量，加湿器水位测量，以及其它各种型式储水罐的水位测量。本实用新型的有益效果是目前太阳能热水器多级水位检测多采用根水电阻探针检测原理，结构复杂。且多根带电探针在水中的腐蚀，结垢，结构上密封面漏水等问题容易导致装置失效。本实用新型解决了上述问题，结构简单，状态稳定，且使用寿命长，安装更方便，成本低。
图1是本实用新型的连接示意图。
具体实施方式
实施例1本实施例提供一种用于太阳能热水器的水位及水温检测装置，连接如图1所示，包括测量探针1、参考电极2以及连接量探针I和参考电极2的电容测量电路3 ;参考电极2为设置在水箱内的与水接触的导体，或者当水箱内壁为金属时，参考电极2为水箱内壁；测量探针I设置在水箱内沿水位高度方向设置，其长度大于等于水箱内最高水位，测量探针I内设有连续的导电体，导电体在探针截面形成一定周长，导电体的表面积随测量探针的有效检测长度增加而增大，测量探针I的导电体表面覆盖或包裹着绝缘层，使测量探针的导电体与水隔离并绝缘。在探针的最低水位探测点附近位置安装一个热敏电阻4用来测量水箱内的水温。电容测量电路3为由CMOS型555时基芯片构成的多谐振荡器电路，接量探针I和参考电极2相当于可变的电容Cx，接555芯片的TR/TH端与地之间，电源VCC通过电阻Rl和R2向电容Cx充电，电容Cx电压上升到反转电压后，电容Cx通过电阻R2向555芯片的DC端放电，形成多谐振荡。电路电阻参数固定后，振荡频率决定于电容，测量该电路输出的频率即可得到电容Cx的大小，从而得到水位的高低。测量探针I的导电体表面可以采用通过金属致密的氧化层或涂层来实现探针的导电体与水的绝缘。测量探针I可以是刚性的，也可以是柔性的结构。测量探针I的导电体可以完整的导体构件，也可以是导电的表面沉积层或镀层，或导电薄膜或导体编织层。测量探针I可以与测量温度的传感器如热电阻或热敏电阻组合成一体成为水位温度测量探针。[0020]水位变化时，测量探针I浸入水中的长度随着变化。测量探针I浸入水中的长度越长，测量探针导体与水(参考电极2)之间的电容越大。电容测量电路3将测量探针I与参考电极2之间的电容值转换为电参数(输出方波的频率)。这样，测量电路3输出方波的频率值就反映了测量探针浸入水中的长度。当测量探针I固定安装后，由输出方波的频率即可换算成水位。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
权利要求1.一种用于太阳能热水器的水位及水温检测装置，其特征在于包括测量探针(I)、参考电极(2)以及连接测量探针(I)和参考电极(2)的电容测量电路(3);所述参考电极(2)为设置在水箱内的与水接触的导体，或者当水箱内壁为金属时，所述参考电极(2)为水箱内壁；所述测量探针(I)设置在水箱内沿水位高度方向设置，其长度大于等于水箱内最高水位，所述测量探针(I)内设有连续的导电体，导电体在探针截面形成一定周长，导电体的表面积随测量探针的有效检测长度增加而增大，所述测量探针(I)的导电体表面覆盖或包裹着绝缘层，使测量探针的导电体与水隔离并绝缘。
2.如权利要求1所述的用于太阳能热水器的水位及水温检测装置，其特征在于所述电容测量电路(3)为由CMOS型555时基芯片构成的多谐振荡器电路，接测量探针(I)和参考电极(2)相当于可变的电容Cx，接555芯片的TR/TH端与地之间，电源VCC通过电阻Rl和R2向电容Cx充电，电容Cx电压上升到反转电压后，电容Cx通过电阻R2向555芯片的DC端放电，形成多谐振荡。
3.如权利要求1或2所述的用于太阳能热水器的水位及水温检测装置，其特征在于在所述测量探针(I)的最低水位探测点附近位置安装一个热敏电阻，用来测量水箱内的水温。
4.如权利要求1或2所述的用于太阳能热水器的水位及水温检测装置，其特征在于所述测量探针(I)的导电体表面的绝缘层为绝缘涂层或金属致密的氧化层。
5.如权利要求1或2所述的用于太阳能热水器的水位及水温检测装置，其特征在于所述测量探针(I)为刚性结构或柔性结构。
6.如权利要求1或2所述的用于太阳能热水器的水位及水温检测装置，其特征在于所述测量探针(I)的导电体为整体导体构件或导电的表面沉积层或镀层或导电薄膜或导体编织层。
7.如权利要求1或所述的用于太阳能热水器的水位及水温检测装置，其特征在于所述测量探针(I)上还设有测量温度的传感器，所述测量温度的传感器为热电阻或热敏电阻。
专利摘要本实用新型涉及一种用于太阳能热水器储水箱的水位和温度检测装置，由测量探针(探针内安装有一个热敏电阻)，参考电极，电容测量电路组成。测量探针外表为连续的导体，导体表面由绝缘材料包裹，参考电极为与水接触的导体，当水箱内壁为金属时，可直接使用水箱体为参考电极。水位变化时，测量探针浸入水中的长度随着变化，测量探针浸入水中的长度越长，测量探针导体与水之间的电容越大。电容测量电路将测量探针与参考电极之间的电容值转换为电参数。这样，测量电路输出方波的频率值就反映了测量探针浸入水中的长度，当测量探针固定安装后，由输出方波的频率即可换算成水位。探针内安装的一个热敏电阻处于最低水位点附近，可检测水温。
文档编号G01F23/26GK202869597SQ20122031870
公开日2013年4月10日 申请日期2012年7月2日 优先权日2012年7月2日
发明者邹亮平 申请人:邹亮平