本发明专利技术涉及一种水温水位测量装置，特别涉及一种用于太阳能热水器的水温水位测量装置。其包括温度传感器、水位探头、力传递部件、转轴、信号处理器、水温水位控制面板、导线和外壳，力传递部件从排气管伸入太阳能热水器水箱内部，一端插入水位探头内与水位探头顶部密封连接，另一端连接信号处理器。转轴垂直贯穿力传递部件固定在外壳上。水位探头为圆柱形结构，一端连接力传递部，另一端浸入太阳能热水器水箱内的水中，温度传感器置于水位探头内。本发明专利技术的测量数值不受水质的影响，准确度高，水位测量值不受设置电极数的限制，数值连续，便于使用和控制，电气元件与水隔绝，不会发生结垢现象，产品的使用寿命长。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种水温水位测量装置，特别涉及一种用于太阳能热水器的水温水 位测量装置。
技术介绍
目前，市场上用于太阳能热水器的水温水位测量装置，大致可以分为两类电 容式和电阻式。电容式水位传感器是依据电容原理制作的，电容由两极板和介质组成，改变介 质将改变电容量，水作为电容的介质，淹没传感器探头越高，电容量越大，且能随着水 位上升呈线性变化，可以通过检测电容量的大小来检测水箱内的水位。但是由于这个电 容变化值非常小，通常只有IOOP左右，加上环境恶劣，测量的准确性和稳定性，很难控 制。并且存在以下缺陷。1、受装配工艺直接影响，结构电容的一致性很差，需随机对 零水位和满水位点的电容值进行预先设定，但因测量时传感器的潮湿度不同，现场环境 不同，其预定值难以保证下一次的准确性。2、电容式水位传感器的温度特性比较差，使 用过程中受介质温度和环境温度的影响，其结构电容的大小也随着变化。3、使用一段时 间后，受太阳能热水器水箱内的高温蒸汽影响，传感器整体发生潮变后，其结构电容初 始值也会越来越大。测量误差可达30%以上。所以，电容式水位传感器测量准确度很 难控制，经常出现控制失灵。电阻式水位传感器是利用水的弱导电性，在探头上设有几个导电的电极，当水 位上升漫过电极时，电阻发生变化，以此判断水位的变化，一般探头设有几个电极，就 只能测量几个水位，水位不连续。由于水箱体内高温、高湿，电极很容易结水垢，从而 影响使用寿命，同时由于全国各地的水质不一样，水的导电性不同，这两个原因直接影 响电阻测量的准确度，最终导致传感器失灵。
技术实现思路
本专利技术旨在提出一种用于太阳能热水器的水温水位测量装置，它不利用水的导 电性，不受水质的影响，准确度高、稳定性好、使用寿命长，而且可以得到连续的水温 水位数值，使用更为准确方便。本专利技术可以通过以下技术方案来实现一种用于太阳能热水器的水温水位测量装置，包括温度传感器1、水位探头2、信号 处理器8、水温水位控制面板12、导线9、导线10和外壳11，其特征在于，还包括力传 递部件6和转轴7，其中，所述力传递部件6从排气管5伸入太阳能热水器水箱3内部， 一端插入所述水位探头2内与所述水位探头2顶部密封连接，另一端连接所述信号处理器 8。所述转轴7垂直贯穿所述力传递部件6固定在所述外壳11上，力传递部件6绕 转轴7在垂直面内转动。所述水位探头2为圆柱形结构，一端连接力传递部6，另一端浸入太阳能热水器 水箱3内的水中，所述温度传感器1置于所述水位探头2内。所述信号处理器8包括电阻应变测力传感器14、A/D模数转换单片机15和导线 16，所述力传递部件6与所述电阻应变测力传感器14连接，所述导线16 —端连接所述电 阻应变测力传感器14，一端连接所述A/D模数转换单片机15。所述导线10—端连接所述温度传感器1，另一端连接所述信号处理器8，所述导 线9 一端连接所述信号处理器8，另一端连接所述水温水位控制面板12。所述的水位探头2采用耐高温材料制成，比如硅胶或不锈钢。本专利技术的有益效果在于1、测量数值不受水质的影响，准确度高；2、水位测 量值不受设置电极数的限制，数值连续，便于使用和控制；3、电气元件与水隔绝，不会 发生结垢现象，延长产品的使用寿命。附图说明图1是本专利技术中实施例1所述的水温水位测量装置的结构示意图； 图2是本专利技术图1中A方向的部分剖视图3是本专利技术中实施例2所述的水温水位测量装置的结构示意图； 图4是本专利技术中所述的信号处理器的结构示意图。其中，图中所示1 一温度传感器，2—水位探头，3—太阳能热水器水箱，4一 密封圈，5—排气管，6—力传递部件，7—转轴，8—信号处理器，9、10、16—导线， 11 一外壳，12—水温水位控制面板，13—排气口，14一电阻应变测力传感器，15 — A/D 模数转换单片机。具体实施例方式下面将结合附图对本专利技术做进一步说明。实施例1 参见图1、图2和图4，用于太阳能热水器的水温水位测量装置，安装于太阳能热水 器水箱3的侧面排气管5处，其包括温度传感器1、水位探头2、力传递部件6、转轴7、 信号处理器8、水温水位控制面板12、导线9、导线10和外壳11。力传递部件6从排气 管5伸入太阳能热水器水箱3内部，一端插入水位探头2内与水位探头2顶部密封连接， 另一端连接信号处理器8。转轴7垂直贯穿力传递部件6固定在外壳11上，力传递部件 6绕转轴7在垂直面内转动。水位探头2为圆柱形结构，一端连接力传递部6，另一端浸 入太阳能热水器水箱3内的水中，温度传感器1置于水位探头2内。水位探头2采用耐 高温材料制成，比如硅胶或不锈钢。信号处理器8包括电阻应变测力传感器14、A/D模 数转换单片机15和导线16，力传递部件6与电阻应变测力传感器14连接，导线16—端 连接所述电阻应变测力传感器14，一端连接A/D模数转换单片机15。导线10 —端连接 所述温度传感器1，另一端连接信号处理器8，导线9一端连接信号处理器8，另一端连接 水温水位控制面板12。测量水位的原理和过程如下水位探头2在垂直方向上，受到三个力的作用， 自身重力、水的浮力及力传递部件的拉力。水位探头2的自身重力略大于水的浮力。平衡时，力的关系为自身重力=水的浮力+力传递部件6的拉力。水的浮力的大小等于 水位探头2排开的水的重力的大小。水位变化时，通过测量水位探头2所受到的浮力的 变化，可以计算出水位的变化。水位上升，水的浮力变大，水位探头2的自身重力为定 值，要达到平衡，力传递部件6的拉力变小；水位下降，水的浮力变小，力传递部件6的 拉力变大。由此，根据力传递部件6的拉力的大小变化可以判断水箱3内水位的高低变 化。假设水位探头2自身重力G，水位探头2浸在水中时水位高度为H，水位探头2 横截面积S，水的密度P，重力加速度为g，水位探头2受到力传递部件6的拉力为F1， 水位探头受到水的浮力为F2，电阻应变测力传感器14测到的力为F3,力传递部件6的总 长度为L，转轴7到力传递部件6与水位探头2连接端的长度为Li，计算公式如下F2= P XSXHXg ；Fl = G-F2 = G-P XSXHXg (G > F2)；所以，H= (G-Fl) /(P XSXg)。- (1)根据上述计算公式，根据杠杆原理可以得出，本专利技术安装于太阳能热水器水箱3 的侧面排气管 5 处时，Fl =XF3，所以，H = (G_XF3)/ (pXSXg)。力传递部件6将其拉力变化的信号传递给电阻应变测力传感器14，电阻应 变测力传感器14将力信号转换成电信号，并将电信号通过导线16传递到A/D模数转换 单片机15，A/D模数转换单片机15将电信号转换成数字信号，计算出水箱水位，并将水 位值通过导线9传递到水温水位控制面板12。测量水温的原理和过程如下水位探头2采用导热材料制成，温度传感器1将温 度信号转换成电信号通过导线10传递到A/D模数转换单片机16，A/D模数转换单片机 16将电信号转换成数字信号，计算出水箱3内水的温度，并将温度值通过导线9传递到水 温水位控制面板12。实施例2 本实施例中，水温水位测量装置的安装位置与实施例1不同。参见图3和图4，用于太阳能热水器的水温水位测量装置，安装于太阳能热水器 水箱3顶部的排气管5本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于太阳能热水器的水温水位测量装置，包括温度传感器（１）、水位探头（２）、信号处理器（８）、水温水位控制面板（１２）、导线（９）、导线（１０）和外壳（１１），其特征在于，还包括力传递部件（６）和转轴（７），其中，所述力传递部件（６）从排气管（５）伸入太阳能热水器水箱（３）内部，一端插入所述水位探头（２）内与所述水位探头（２）顶部密封连接，另一端连接所述信号处理器（８）；所述转轴（７）垂直贯穿所述力传递部件（６）固定在所述外壳（１１）上；所述水位探头（２）为圆柱形结构，一端连接力传递部件（６），另一端浸入太阳能热水器水箱（３）内的水中，所述温度传感器（１）置于所述水位探头（２）内；所述信号处理器（８）包括电阻应变测力传感器（１４）、Ａ／Ｄ模数转换单片机（１５）和导线（１６），所述力传递部件（６）与所述电阻应变测力传感器（１４）连接，所述导线（１６）一端连接所述电阻应变测力传感器（１４），一端连接所述Ａ／Ｄ模数转换单片机（１５）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谢路军，
申请(专利权)人：谢路军，
类型：发明
国别省市：95
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。