專利名稱：太陽能熱水器溫度液位傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種傳感器，尤其是涉及一種專門為太陽能熱水器而設 計的能感知液位及溫度高低的傳感器。
技術背景現有技術用于太陽能熱水器的液位及溫度傳感器，主要問題一是電子元 件與傳感探頭一體，直接進入水箱，使電子元件長期處于高溫水環境之中，加速電子元件的老化而降低使用壽命；二是為了不使電子元件與水接觸，必 須有很好的密封性能，現有的密封辦法主要有用熱縮管、硅膠、環氧樹脂等， 而采用上述辦法使用壽命都不長；三是現有技術一般采用熱敏電阻，而熱敏 電阻長期在高溫、高濕環境中很容易損壞。 發明內容本實用新型主要是解決現有技術所存在的不足，從而開發一種結構簡 單、可靠，機電分離，使用壽命長的太陽能熱水器液位溫度傳感器。本實用新型的另一個目的是提供一種電極不易結垢的太陽能熱水器液 位溫度傳感器。本實用新型的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的 一種 太陽能熱水器溫度液位傳感器，具有傳感元件和電器線路，其特征在于所 述的傳感元件是安裝在機體上的一組三根以上采用不銹鋼導線的液位電極 和一根采用二種不同金屬導線連接起來的溫度探頭；所述的液位電極包括電 極和公共電極；所述的傳感元件與電器線路相分離。不銹鋼導線的直徑可以 根據需要而確定。上述技術方案可以根據太陽能熱水器熱水箱出氣口的不同結構而采用 二種解決途徑一種是熱水箱出氣口位于頂部，則采用豎插式傳感器，它的液位電極的 電極是一組裸露但相互分離且長短不等的不銹鋼絲，所述的公共電極是一根 銅管， 一般采用紫銅管；所述的溫度探頭的金屬導線由絕緣材料包覆，置于 公共電極的銅管內，所述銅管下端封閉。電極的粗細程度以能達到桿與桿之 間相互分離為原則，或者還可采用一種分離架，使電極與電極之間不會產生 接觸，還可降低電極的直徑。為了使熱水箱出氣口出氣順暢，機體內有T字形用于出氣的通孔，所述 通孔由機體的底部通向兩側。由中間引導到二邊出氣。另一種是熱水箱出氣口位于側邊，則采用橫插式傳感器，液位電極是一 組長短不同的不銹鋼導線，所述導線由絕緣材料包覆，導線末端外露；溫度 探頭的金屬導線由絕緣材料包覆。在這種情況下就沒有導線之間相互接觸的 問題，這樣導線直徑可以比較細。用材方面可以大大節省。作為優選方案，外露的導線末端上繞有螺旋圈。這樣有利于準確地測量 出水位。作為優選方案，溫度探頭的金屬導線的端部連接有重錘體。在溫度探頭 的下端部連接上重錘體使導線始終處于垂直狀態，使水位測量更準確。 本實用新型的技術方案是基于水位電極當電極放入水箱中后，根據水導電的原理，水箱中的水位發 生變化時，與之相連的水位信號線二端的電阻值也會同步發生變化，不同電 阻值通過儀表的換算得出一定的水位值。溫度傳感器是根據二種不同材料的熱特性。二根不同材料的金屬導線， 當溫度變化時，在溫度信號線的二端會產生電動勢，將這個電動勢通過儀表 內的差分放大器放大后，經A/D轉換送入單片機進行線性化處理，因為這個 電動勢與環境溫度之間也成一定關系，所以必須檢測出機殼內熱敏電阻的阻 值，以確定環境溫度。將環境溫度與電動勢進持綜合運算后，得出水箱內熱 水的溫度。防止電極結垢的原理是因測液位時，液位信號線的一端正，而另一端負， 而在測量環境溫度時，正負極相反，所以電極上的電位極性是變化的，是高頻交流脈沖，故在上電極不易結塘。因此，本實用新型的有益效果是由于電子元件不接觸水，因此整個傳 感器不需密封，其結構簡單，安裝方便，電極不容易結垢，使用壽命長。
附圖1是本實用新型的一種結構示意圖； 附圖2是本實用新型的另一種結構示意圖。 附圖3是本實用新型的電原理圖。
具體實施方式
下面通過實施例并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體說明。實施例如圖l所示是一種用于熱水箱頂部的豎插式傳感器，本實施例液位電極 的電極有4個即11、 12、 13、 14，是一組裸露但相互分離且長短不等的不銹 鋼絲，公共電極10是一根銅管， 一般采用紫銅管；溫度探頭2的金屬導線 由絕緣材料包覆，置于公共電極的銅管內，所述銅管下端封閉。電極的粗細 程度以能達到桿與桿之間相互分離為原則，或者還可采用一種分離架，使電 極與電極之間不會產生接觸，還可降低電極的直徑。為了使熱水箱出氣口出 氣順暢，機體3內有T字形用于出氣的通孔31，所述通孔由機體的底部通向 兩側，由中間引導到二邊出氣的出氣口 32，圖中，用信號線l將液位電極與 溫度探頭2的金屬導線相連，5是電路板。如圖2所示是熱水箱出氣口位于側邊，則采用橫插式傳感器，液位電極 1有4個即11、 12、 13、 14， IO是公共電極，是一組長短不同的不銹鋼導線， 上述導線由絕緣材料包覆，導線末端外露，外露的導線末端繞有螺旋圈，溫 度探頭2的金屬導線由絕緣材料包覆。在這種情況下就沒有導線之間相互接 觸的問題，這樣導線直徑可以比較細，用材方面可以大大節省。在溫度探頭 的金屬導線的端部連接有重綞體4，使導線始終處于垂直狀態，水位測量更 準確，圖中，用信號線1將液位電極與溫度探頭2的金屬導線相連，4是固 定件。如圖3所示的電原理圖，11、 12、 13、 14、 IO是電極，其中10是公共 電極，T是溫度傳感器，Di、 D2是三極管，Ri、 R2、 R3、 R4是電阻，Rt熱敏 電阻。水位測量① 無水時，T3、 T4端電阻值R無水二Ri+R2+R3+R4② 1檔水位時，即10電極與11電極短路，其電阻值Ri檔=R2+R3+R4③ 2檔水位時，即10電極與11、 12電極短路，其電阻值R2檔=R3+R4④ 3檔水位時，即10電極與11、 12、 13電極短路，其電阻值R3檔二R4⑤ 4檔水位時，即10電極與11、 12、 13、 14電極短路， 其電阻值R4檔=0 Q測水位就是測T3， T4端的電阻大小。 溫度測量① 溫度傳感器T根據溫度變化在L、 T2端會產生相應的電位差，電位值與溫度值成對應關系。② L、 T2 二端的電位差經儀表放大器放大后，經A/D轉換，送到單片機換算成溫度值顯示出來。
權利要求1. 一種太陽能熱水器溫度液位傳感器，具有機體，液位傳感器，溫度傳感器和相配合的電器元件以及電氣線路，其特征在于所述的液位傳感器是安裝在機體上的一組三根以上采用不銹鋼導線的液位電極，所述的溫度傳感器是一根采用二種不同金屬導線連接起來的溫度探頭；所述的液位電極包括電極和公共電極；所述的傳感器與電器元件及電氣線路相分離。
2、 根據權利要求1所述的太陽能熱水器溫度液位傳感器，其特征在于 所述的液位電極的電極是一組裸露但相互分離且長短不等的不銹鋼絲，所 述的公共電極是一根銅管；所述的溫度探頭的金屬導線由絕緣材料包覆， 置于公共電極的銅管內，所述銅管下端封閉。
3、 根據權利要求1或2所述的太陽能熱水器溫度液位傳感器，其特征 在于所述的機體內有T字形用于出氣的通孔，所述通孔由機體的底部通 向兩側。
4、 根據權利要求1所述的太陽能熱水器溫度液位傳感器，其特征在于: 所述的液位電極是一組長短不同的不銹鋼導線，所述導線由絕緣材料包覆， 導線末端外露；所述的溫度探頭的金屬導線由絕緣材料包覆。
5、 根據權利要求4所述的太陽能熱水器溫度液位傳感器，其特征在于: 所述外露的導線末端繞有螺旋圈。
6、 根據權利要求4或5所述的太陽能熱水器溫度液位傳感器，其特征 在于所述溫度探頭的金屬導線的端部連接有重錘體。
專利摘要本實用新型涉及一種太陽能熱水器液位溫度傳感器。傳感元件是安裝在機體上的一組三根以上采用不銹鋼導線的液位電極和一根采用二種不同金屬導線連接起來的溫度探頭；所述的液位電極包括電極和公共電極；所述的傳感元件與電器線路相分離。本實用新型由于電子元件不接觸水，因此整個傳感器不需密封，其結構簡單，安裝方便，電極不容易結垢，使用壽命長。
文檔編號G01F23/22GK201096545SQ20072011096
公開日2008年8月6日 申請日期2007年6月21日 優先權日2007年6月21日
發明者楊麗君, 鄭方定 申請人:鄭方定