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太阳能热水器水位水温传感器知识介绍

发布者:  发布时间:2020-04-02 11:17 浏览量:

    

要正确使用和灵活安装太阳能热水器,就必须充分了解太阳能热水器传感器的原理和结构。
 
  1、导电式水位水温传感器(探头):在传感器中间还带有温度探头,目前50%以上的太阳能热水器的传感器是采用导电式传感器,优点是成本低,安装简便;最大的缺点是受水的质量影响大,易结垢,水质好的地方可以用一年以上,最好的使用5年都见过;差的只有几十天,最短的只有两个星期。一般情况下,寿命在一年左右。虽然导电式传感器有致命的缺点,但由于成本低、安装简便,目前还是使用最广泛的太阳能的水位温度器件。其结构如图7-1-8。
 
太阳能热水器水位水温传感器知识介绍
 
  图7-1-8导电式水位水温传感器结构图
 
  传感器的探头是由热缩套管和不锈钢管做成的,里面安装由4个电阻和一个热敏电阻Rt组成的电子电路(实际为等效电路),其水位原理如图7-1-5,温度原理如图7-1-7,安装方法见第四章的图4-1-8。
 
  2、浮子式水位控制传感器(探头):这种传感器的水位和温度是分开的。安装如第四章图4-1-9,有一个浮子和四个浮子之分,一般采用4个浮子的为多,浮子式方案中,采用浮子和温度探头分开的安装方式,这样各自在不同的位置进行探测,比较准确,浮子又与水箱分离,利用同水位原理探测水位,传感器的环境温度比太阳能水箱内的温度低,这样延长了传感器的寿命。这种传感器一般做成可以拆卸的,如果浮子脏了,或是结垢了,可以拆下来清洗,还可以反复使用,这样可以达到在太阳能有效的生命期内不用更换水位传感器的目的。温度探头另外安装,可以安装在热水出水口附近,温度显示比较准确。根据实践得出的结论,温度传感器的故障率很小,一般在5%以下,寿命在10年以上。浮子式方案的缺点是成本比较高,安装比较复杂。所以目前用的不多。但随着人们对太阳能热水器可靠性的要求提高,浮子式的使用量可能会增加。
 
  浮子式传感器的电子线路原理图同导电式的原理图7-1-5,结构图如图7-1-9。
 
太阳能热水器水位水温传感器知识介绍
 
  图7-1-9浮子式水位传感器和温度传感器
 
  传感器上有4个浮子,带有磁铁的浮子浮在水面上,当水位上升时浮子跟着上升,当它浮到干簧管附近时,被浮子上挡圈挡住,传感器内部相应干簧管导通,送出水位信号给控制系统,告知水面的位置。实际中家用太阳能浮子式传感器的浮子是4个的,主要考虑的是实际使用中断电时的状况和浮子浮动范围不能太大。传感器内部的电子原理与导电式一样,不再赘述。温度探头就是一个热敏电阻Rt,安装在一边封死的探头体内,温度传感器的故障率很低,一般不超过2%,只要探头体不漏水,寿命可达10年以上。
 
  3、硅胶导电式水位传感器(探头):硅胶水位传感器是利用硅胶的的导电特性制作的(如图7-1-10),它也是利用水的导电的原理来探测水位的,由于采用了硅胶作为导电体,可以有效地减缓传感器表面的结垢,延长传感器的寿命,它的电子线路原理同以上两种传感器。但部分产品阻值有所不同(如比华丽公司的产品,引线只有2根,设计更为先进,但也一定程度上限制了它使用的灵活性)。由于其成本低、安装简便,目前也是使用较多的太阳能水位温度传感器件。其缺点是无法克服水中泥土的附着,对泥沙较多的水质较容易失效。在温度传感方面,由于硅胶的导热性差,所以温度显示起伏大,不能准确的显示水箱的当前温度。另外,由于太阳能水箱的温度高低变化大,高的时候达100℃,低的时候仅在10℃以下,而硅胶的膨胀系数和金属导线的膨胀系数不一致,导电硅胶体与导线容易产生脱离,出现导电不良的现象,在温差大的太阳能水箱里,硅胶体老化变质加快,它的寿命也是比较短的。
 
太阳能热水器水位水温传感器知识介绍
 
  图7-1-10硅胶传感器
 
  4、电子线路探测方案:目前,国内已经自然形成了较为统一的电子线路探测方案,为各种控制仪的传感器的互换创造了好的条件。
 
  了解了水位温度传感器的原理,可以知道:传感器的输出一般是4条线(有部分是2条的),其中两条是传递温度信号的,两条是传递水位的。用万用表的100KΩ以上的档测量,能量出电阻的(阻值在7-10KΩ)是温度线,另外两条就是水位线,水位线的阻值一般在60KΩ左右。水位和温度的电子线路都是由电阻组成,所以它是没有极性的,接头可以互调。下面举一个例子说明是如何灵活应用传感器原理的:
 
  例7-1-1:
 
  有一台承压式太阳能热水器,水位不需要控制,水箱侧面留有探测温度的盲孔,以便控制温度,手头上有一台普通的“西子牌”控制仪,如何达到控制太阳能温度的目的?
 
  解决的办法:
 
  1)用10KΩ,B值为3800左右的热敏电阻两端焊上导线,用热缩套管将热敏电阻保护起来(其他保护方法也可以),做成一个简易的水温探头,将它插入测温孔中。将导线与控制仪传感器导线连接,如果没有标记,可以试着连接传感器导线中的两条,有温度出现,且与水温相近的就是了,其他两条同时可断定为水位线。
 
  2)将水位的两条导线短接(如有1K左右的电阻更好)。
 
  3)此时控制仪显示当前水的温度,同时显示水位为满格,太阳能可以正常工作了(如电加热)。
 
  如果没有测温孔,用户可以通过三通,还有水箱的排污口,使用图7-1-6的温度传感器进行温度探测,效果跟例7-1-1是一样的。
 
  还有一些传感器:压电式传感器,厚膜电阻传感器,由于应用不多,这里暂不介绍。

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