太阳能热水工程控制系统——水位水温传感器(二)

　　太阳能热水工程控制系统——水位水温传感器(一)

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　　三、太阳能热水器常用的水位水温传感器

　　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的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，最好的可以使用5年;水质差的只能使用几十天，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5-9。

　　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组成的电子电路(实际为等效电路)，其安装方法见图5—10。

　　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。有1个浮子和4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要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。

　　浮子式水位传感器的结构如图5—11。

　　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的传感器的浮子是4个，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，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.电极导电式水位传感器(探头)

　　电极式水位传感器，利用的是水的导电式原理做成的，其优点是简单易行。比如用电线剪成不同长度的线端，放入水中，就行了。电极式水位传感器在水塔等低温水箱中使用较多，但由于太阳能水箱的温度比较高，电机极易腐蚀和结垢，造成信号探测错误。所以在太阳能的探测器中用得较少，如有应用，也是要将电极做成比较粗大的不锈钢条或者铜条，这样比较耐腐蚀，寿命相对长一点。电极式探头的示意如图5—12所示。

　　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100kΩ以上的挡测量，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(西子导电式)。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如何灵活应用传感器原理的。

　　例：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lkΩ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，太阳能热水器可以正常工作了(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5—8的温度传感器进行温度探测，效果跟本例是一样的。

　　还有一些传感器，如压电式传感器、厚膜电阻传感器，由于应用不多，这里暂不介绍。

　　未完待续……

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