CN208420116U - 一种水位传感器及太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水位传感器，包括至少一个测量电极，所述测量电极密封在绝缘外壳内，所述测量电极通过导线与检测模块连接，当水位不低于所述测量电极时，水与所述测量电极之间产生耦合电容并通过导线反馈至所述检测模块。本实用新型的水位传感器，通过将测量电极密封在绝缘外壳内，利用水位不低于所述测量电极时，水与测量电极之间产生耦合电容的原理，若能够检测到该耦合电容，说明水位高度不低于测量电极，若检测不到该耦合电容，说明水位未达到该测量电极。

Description

一种水位传感器及太阳能热水器

技术领域

本实用新型涉及一种水位检测器件，具体地说，是涉及一种水位传感器及太阳能热水器。

背景技术

现有的测试水位的方法，一般是直接测量电极之间的电容或者电阻，通过电极之间电容或电阻的变化测试水位。传感器的结构上，需要将电极引出来和水直接接触，因此在电极和绝缘本体间需要密封好，但传感器工作在高温高湿的内胆内，很容易密封失效，若本体进水，引起电极间的电阻或电容的变化无法实现水位测量；另外水垢、高温蒸汽对电极间电容或电阻的影响也很大，不能准确的测试水位。

发明内容

本实用新型为了解决现有水位传感器电极片直接与水接触，电极片与绝缘本体之间密封容易失效导致无法测量水位，以及时间久了电极片表面结垢导致测量精度降低的技术问题，提出了一种水位传感器，可以解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种水位传感器，包括至少一个测量电极，所述测量电极密封在绝缘外壳内，所述测量电极通过导线与检测模块连接，当水位不低于所述测量电极时，水与所述测量电极之间产生耦合电容并通过导线反馈至所述检测模块。

进一步的，所述测量电极具有多个，该多个测量电极分别与所述检测模块连接，且沿高度方向布设在所述绝缘外壳内，相邻两测量电极之间具有间距。

进一步的，还包括参考电极，所述参考电极通过导线与检测模块连接。

进一步的，所述参考电极密封在所述绝缘外壳内。

进一步的，所述检测模块位于所述绝缘外壳内部，所述绝缘外壳上开设有容通信线穿过的过线孔，所述检测模块通过通信线与控制板连接。

进一步的，所述测量电极紧密贴合在所述绝缘外壳的内壁表面。

进一步的，所述绝缘外壳内还设置有温度传感器，所述温度传感器与所述检测模块连接。

进一步的，所述检测模块为单片机。

本实用新型同时提出了一种太阳能热水器，包括内胆，还包括前面所记载的水位传感器，所述绝缘外壳部分或者全部伸入至所述内胆内。

进一步的，当包括参考电极时，所述参考电极位于所述内胆外部。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的水位传感器，通过将测量电极密封在绝缘外壳内，利用水位不低于所述测量电极时，水与测量电极之间产生耦合电容的原理，若能够检测到该耦合电容，说明水位高度不低于测量电极，若检测不到该耦合电容，说明水位未达到该测量电极。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型所提出的水位传感器的一种实施例结构示意图；

图2是图1中水位传感器装配在水箱内胆中的示意图；

图3是图1中水位传感器的测量原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一，本实施例提出了一种水位传感器，如图1所示，包括至少一个测量电极11，测量电极11密封在绝缘外壳12内，测量电极11通过导线13与检测模块14连接，当水位不低于测量电极11时，水与测量电极11之间产生耦合电容并通过导线反馈至检测模块14。本实施例的水位传感器利用水位不低于测量电极时，水与测量电极之间产生耦合电容的原理，若能够检测到该耦合电容，说明水位高度不低于测量电极的位置，若检测不到该耦合电容，说明水位未达到该测量电极的位置。在将水位传感器装配在内胆中时，水位传感器的位置在内胆中标定好，因此各测量电极的位置在内胆中所对应的水位是一定的，当水位低于该测量电极的高度时，检测模块14仅能够检测到测量电极与地之间的寄生电容，水位上升经过测量电极时，利用内胆中的水具有导电性能，水与位于绝缘外壳内侧的测量电极产生耦合电极，寄生电容的大小与耦合电容相比可以忽略不计，因此可检测到电容值跃变，通过检测耦合电容即可获取水位信息，本实施例中通过将测量电极密封在绝缘外壳内，测量电极不与水直接接触，结垢、高温、蒸汽对电容的影响极其微小，可极大的提高探测准确率。内胆内无需密封，解决了传统传感器因密封不良导致的故障。内胆内部部分完全杜绝了进水点，不需要密封，仅需要在内胆外部引出线处进行密封，此密封点在内胆下部空气里，不容易接触到水、温度低，密封失效可能性低。

绝缘外壳12优选采用耐高温材质实现，如塑料、橡胶、陶瓷等材质。

测量电极11优选紧密贴合在绝缘外壳12的内壁表面，当水位升高到测量电极11时，绝缘外壳12位于测量电极与水之间，形成电容器，可产生耦合电容。

检测模块14可以采用单片机实现，用于接收测量电极反馈的电容信号。

为了提高水位检测精准度，测量电极11优选设置多个，该多个测量电极11分别与检测模块14连接，且沿高度方向布设在绝缘外壳12内，相邻两测量电极11之间具有间距。如图1、图2所示，本实施例的水位传感器上设有110、111、112、113、114共5个测量电极，用来检测水位。0水位电极110为0水位探测点，处于内胆15的最底部，满水水位电极114，处于内胆15顶端和溢流口151同水平位置。测量电极111、112、113，将内胆15水位平分为四分，测量电极110、111、112、113、114全部封装在一体成型的绝缘外壳12内，检测模块14通过导线分别和测量电极连接，采集测量电极所反馈的耦合电容信号。

如图3所示，当内胆15内无水的时候，测量电极110、111、112、113、114上的电容都是该测量电极对地产生的寄生电容。当内胆15内的水位上升的时候，水位依次到达测量电极110、111、112、113、114，水位达到某个测量电极的时候，对应测量电极的电容值发生变化，跃变为测量电极对水之间形成的电容和原来寄生电容的并联电容，电容值发生跃变，判断为水位到达此测量电极。

当水位到达测量电极111的时候，测量电极110、111的电容值跃变，识别为25%水位，水位到达测量电极112的时候，测量电极110、111、112的电容值跃变，识别为50%水位，水位到达测量电极113的时候，测量电极110、111、112、113的电容值跃变，识别为75%水位，水位到达测量电极114的时候，测量电极110、111、112、113、114的电容值跃变，识别为100%满水水位。

为了提高检测精度，还包括参考电极10，参考电极10通过导线与检测模块14连接。参考电极10位于内胆15外部，水位的多少对参考电极10不存在影响，其向检测模块14所反馈的电容值始终为与地之间产生的寄生电容，可以为测量电极提供检测判断耦合电容时的比较基准，且参考电极10位于内胆15的外部，不受水箱内雾气、凝珠的影响，更加可靠。

优选参考电极10密封在绝缘外壳12内。可以延长使用寿命。

检测模块14位于绝缘外壳12内部，绝缘外壳12上开设有容通信17线穿过的过线孔（图中未示出），检测模块14通过通信线16与控制板18连接。

绝缘外壳12内还设置有温度传感器17，温度传感器17与检测模块14连接。温度传感器17用于检测水箱内的温度，并反馈至检测模块，实现了水温检测功能。温度传感器17可以设置一个，也可以多个，用于检测不同位置的温度。设置数量越多，检测精度越高。

实施例二，本实施例提出了一种太阳能热水器，如图2所示，包括内胆15，还包括实施例一所记载的水位传感器，如图1所示，该水位传感器包括至少一个测量电极11，测量电极11密封在绝缘外壳12内，测量电极11通过导线13与检测模块14连接，当水位不低于测量电极11时，水与测量电极11之间产生耦合电容并通过导线反馈至检测模块14。绝缘外壳12部分或者全部伸入至内胆15内。

水位传感器的其他特征可参见实施例一及图1-图3所记载，在此不做赘述。

需要说明的是，参考电极10用于为测量电极提供检测判断耦合电容时的比较基准，当包括参考电极10时，参考电极10位于内胆15外部。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种水位传感器，其特征在于：包括至少一个测量电极，所述测量电极密封在绝缘外壳内，所述测量电极通过导线与检测模块连接，当水位不低于所述测量电极时，水与所述测量电极之间产生耦合电容并通过导线反馈至所述检测模块。

2.根据权利要求1所述的水位传感器，其特征在于：所述测量电极具有多个，该多个测量电极分别与所述检测模块连接，且沿高度方向布设在所述绝缘外壳内，相邻两测量电极之间具有间距。

3.根据权利要求1所述的水位传感器，其特征在于：还包括参考电极，所述参考电极通过导线与检测模块连接。

4.根据权利要求3所述的水位传感器，其特征在于：所述参考电极密封在所述绝缘外壳内。

5.根据权利要求1所述的水位传感器，其特征在于：所述检测模块位于所述绝缘外壳内部，所述绝缘外壳上开设有容通信线穿过的过线孔，所述检测模块通过通信线与控制板连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的水位传感器，其特征在于：所述测量电极紧密贴合在所述绝缘外壳的内壁表面。

7.根据权利要求1-5任一项所述的水位传感器，其特征在于：所述绝缘外壳内还设置有温度传感器，所述温度传感器与所述检测模块连接。

8.根据权利要求1-5任一项所述的水位传感器，其特征在于：所述检测模块为单片机。

9.一种太阳能热水器，包括内胆，其特征在于：还包括权利要求1-8任一项所述的水位传感器，所述绝缘外壳部分或者全部伸入至所述内胆内。

10.根据权利要求9所述的太阳能热水器，其特征在于：当包括参考电极时，所述参考电极位于所述内胆外部。