一种使用温度传感器测量水位的传感器及其使用方法技术

一种使用温度传感器测量水位的水位传感器，包括：恒流源、多个测温模块、密封防水外壳；所述测温模块包括电阻温度传感器和电阻，恒流源和所述多个测温模块中的电阻串联组成闭合回路；测量电路电气连接所述多个测温模块中的电阻温度传感器，以用于测量所述闭合回路中每个电阻温度传感器的温度；所述恒流源和测温模块均设置在密封防水外壳中。

Sensor for measuring water level by using temperature sensor and using method thereof

A temperature sensor for measuring water level of the water level sensor, including constant current source, a temperature measurement module, waterproof shell; the temperature measuring module includes a resistance temperature sensor and resistance resistance, constant current source and a temperature measurement module in series to form a closed circuit; the measurement circuit is electrically connected with the resistance temperature sensor a temperature measurement module, the temperature sensor for measuring the resistance of each closed loop temperature; the constant current source and temperature measurement module are arranged in the sealed waterproof housing.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别涉及一种 用于太阳能热水器中的使用温度传感器测量水位的传感器及其使用方法。
技术介绍
目前，用于太阳能热水器中的水位传感器大多采用电极式，这种传感器结构简单， 成本较低，测量结果准确可靠。但上述传感器需要比较干燥的工作环境，由于传感器长时间 浸泡在水中，当水渗入传感器内部后，其就完全失效了。为解决上述问题，本领域一般采取 改进密封的方法延长传感器的工作寿命，但由于热水器中水的温差变化较大，一般的密封 措施无法较长时间的起到应有的作用。因此，电极式传感器必须隔一段时间就进行更换，造 成极大的人力和物力浪费。在本领域中，温度传感器的使用非常普遍。其体积小，重量轻，尤其重要的是其可 以不接触水工作，因此防水封装相对容易。如果可以使用温度传感器代替电极测量水位，将 可以大大延长水位传感器的使用寿命。而且，由于太阳能热水器中一般都需要温度传感器， 因此，使用温度传感器测量水位可以一物两用，减小传感器的体积，且温度传感器一种通用 的标准件，价格与电极相比相对较低，可以显著降低传感器的成本。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出一种使用温度传感器测量水位的水位传感器，其技 术方案如下一种使用温度传感器测量水位的水位传感器，其特征在于，包括恒流源、多个测 温模块、密封防水外壳和测量电路；所述测温模块包括温度传感器和电阻，恒流源和所述多 个测温模块中的电阻串联组成闭合回路；测量电路电气连接所述多个测温模块中的温度传 感器，以用于测量所述闭合回路中每个温度传感器的温度；所述恒流源和测温模块均设置 在密封防水外壳中。其中还可以包括控制系统，所述控制系统控制所述闭合回路的通/断。其中所述测量电路仅包括导线，导线连接各温度传感器并具有从密封防水外壳中 引出的接线端。其中所述测量电路包括导线和测量单元，导线连接各电阻温度传感器和测量单 元，通过测量单元得到对应各温度传感器的温度的电信号。其中所述温度传感器与所述电阻紧密贴合。其中密封防水外壳接触温度传感器的部分采用传热材料，每两个相邻温度传感器 之间的密封防水外壳上具有隔温部件。使用上述温度传感器测量水位的原理在于当电阻通以电流时，由于电阻效应其 会升温。由于水和空气的散热效果不同，其中的电阻温度传感器升温表现也不同。由于空 气是热的不良导体，在空气中，电阻一旦通电，其温度几乎会直线上升，如果电流较大，温度的上升会相当明显；而由于水是热的良导体，电阻在水中通电的话，其热量会很快的传递到 水中，从而导致其温度也不会有太快的变化(如果容器较大的话甚至基本不变)。如果将多 个相同的电阻串联到恒流源上放入水中，由于采用的是恒流源，每个电阻产生的热量大体 是相同的，但在水中的电阻的温升将会远远小于空气中电阻的温升，即水中电阻的温度小 于空气中电阻的温度。在各电阻附件放置温度传感器，使用温度传感器测量各电阻的温度 变化，通过变化测量其是否位于水中，以此测量水位。上述水位传感器的测量方法如下①将装置基本竖直的放置于需测量水位容器内；②使恒流源向闭合回路通电；③使用测量单元依次测量每个温度传感器的温度，并将对应该温度的电信号值记 为第一温度；④经过一段预设的时间后，使用测量电路再次依次测量每个温度传感器的温度， 并将对应该温度的电信号值记为第二温度；⑤外接的比较电路将各传感器的第一温度与第二温度比较，将各传感器的第一温 度与第二温度的差值记录为第三温度；⑥外接的比较电路将第三温度与预设的阀值比较，每个第三温度对应有一个预设 的阀值，如第三温度小于其对应的预设的阀值，则该第三温度所属的温度传感器位于水中， 如第三温度大于其对应的预设的阀值，则该第三温度所属的温度传感器位于空气中；⑦根据步骤⑥中的结果确定水位。在上述方法中，所述预设的时间为5-120秒，每个第三温度对应的预设的阀值为各自第一温度的 3%。附图说明附图1为本专利技术的一个优选实施例；附图2为本专利技术的另一个优选实施例；附图3为本专利技术中测温模块的结构图。附图标记如下1-测温模块；2-恒流源；3-密封防水外壳；4-导线；5-接线端；6_隔温部件；7_测 温单元；8-电阻；9-温度传感器。具体实施例方式参见附图1，其公开了根据本专利技术的使用温度传感器测量水位的水位传感器的一 个优选实施例。包括恒流源、多个测温模块、密封防水外壳；所述测温模块包括温度传感 器和电阻，恒流源依次连接多个测温模块中的电阻串联组成闭合回路，各电阻阻值相同；温 度传感器采用电阻温度传感器，测量电路为导线和测量单元，导线连接多个测温模块中温 度传感器的两端，同时连接测量单元，用于测量每个温度传感器两端的电压，以此得到温度 传感器的温度，测量单元连接外接的比较电路(比较电路及其与测量单元的连接未示出)； 所述恒流源和测温模块均设置在密封防水外壳中；在测温模块中，温度传感器与电阻紧密 贴合，使温度传感器测量结果直接反应电阻的温度；水位传感器密封防水外壳接触温度传4感器的部分采用不锈钢制成，有利于热的传导，提高了测量的准确度，当然，在实际应用中， 也可以使用其它传热材料，例如铝、铜等。在使用传热材料的情况下，每两个相邻温度传感 器之间的密封防水外壳上可以设置隔温部件，各温度传感器具有热独立性，避免由于外壳 导热带来的干扰。下面简述上述水位传感器的测量方法①将装置基本竖直的放置于需测量水位容器内；②使恒流源向闭合回路通电；③使用测量电路依次测量每个温度传感器两端的电压值(其反应温度传感器的 温度)，记录上述电压值为第一电压值(第一温度)；④经过一段预设的时间后，使用测量电路再次依次测量每个温度传感器两端的电 压值，记录上述电压值为第一电压值(第二温度)；⑤外接的比较电路将各传感器的第一电压值与第二电压值比较，将各传感器的第 一电压值与第二电压值的差值记录为第三电压值(第三温度)；⑥外接的比较电路将第三电压值与预设的阀值比较，每个第三电压值对应有一个 预设的阀值，如第三电压值小于其对应的预设的阀值，则该第三电压值所属的温度传感器 位于水中，如第三电压值大于其对应的预设的阀值，则该第三电压值所属的温度传感器位 于空气中；⑦根据步骤⑥中的结果确定水位。参见附图2，其公开了根据本专利技术的使用温度传感器测量水位的水位传感器的另 一种优选实施例。包括恒流源、多个测温模块、密封防水外壳；所述测温模块包括温度传 感器和电阻，恒流源和多个测温模块中的电阻串联组成闭合回路，各电阻阻值相同；测量电 路为导线，电连接所述多个测温模块中的温度传感器，以用于测量所述闭合回路中每个温 度传感器的温度；导线具有接线端，其从密封防水外壳中引出，用于连接外部的测量单元和 比较电路，所述恒流源和测温模块均设置在密封防水外壳中；所述温度传感器与所述电阻 紧密贴合，使温度传感器的测量结果更为准确。密封防水外壳接触电阻的部分采用传热材 料，保证电阻与周围环境之间热交互的顺畅，每两个相邻电阻之间的密封防水外壳上具有 隔温部件，防止密封防水外壳中的热传导对温度测量结果的影响。封防水外壳中的热传导对温度测量结果的影响。下面简述上述水位传感器的测量方法①将装置基本竖直的放置于需测量水位容器内；②使恒流源向闭合回路通电；③使用外接或内置的测量单元依次测量每个温度传感器的温度，并将对应该温度 的电信号值记为第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种使用温度传感器测量水位的水位传感器，其特征在于，包括：恒流源、多个测温模块、密封防水外壳和测量电路；所述测温模块包括温度传感器和电阻，恒流源和所述多个测温模块中的电阻串联组成闭合回路；测量电路电连接所述多个测温模块中的温度传感器，以用于测量所述闭合回路中每个温度传感器的温度；所述恒流源和测温模块均设置在密封防水外壳中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邹洪威，陈兆乾，李小鹏，王蕾，张本超，武鑫，任守亮，周玉凤，
申请(专利权)人：江苏桑乐数字化太阳能有限公司，
类型：发明
国别省市：32