太阳能热水器水位控制电路设计【文献综述】

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1、毕业设计文献综述电子信息工程太阳能热水器水位控制电路设计前言随着现代科技的发展，人们对于能源的利用率越来越高，太阳能就是其中最无偿且最环保的一种，怎么样合理、高效、最大范围地利用太阳能已经成为21世纪最炙手可热的研究之一。太阳能热水器是其中应用范围最广的一种途径，但随着太阳能热水器的迅速推广，太阳能热水器环保、省电、安全等优势深受消费者喜爱，广大消费者对太阳能热水器特别是太阳能热水器控制系统的要求也越来越高了，很多国内外太阳能热水器商家为了使自己的产品能在市场上有一席之地，在不断提高太阳能热水器性能的同时，也不断加

2、大力度满足消费者对于太阳能使用方便的要求，于是太阳能热水器的智能化程度也一年比一年高。但是大部分太阳能热水器还是存在着使用不便和小毛病多等问题，归根到底还是技术水平低同时厂家为了以低成本创造高效益的目的下造成的[1]。太阳能热水器的水位监测太阳能热水器整个系统的核心装置，水位控制系统的核心部位是水位传感器。水位传感器作为太阳能热水器电子控制系统中的感觉器官，承载系统的信息源，在太阳能热水器的多功能化和智能化方面具有举足轻重的地位[2]。水位传感器在太阳能热水器的应用中由于受到恶劣使用环境的影响，一直很难保证长期可靠

3、地运行，在自身质量方面都饱受诟病。一直以来很多厂家虽然也研制了多种水位测量的传感器，但基本都是治标不治本。在国内，传感器技术水平的低下，已成为影响太阳能热水器行业发展的最大的挑战[3]。对此我们认为，只有准确找到问题所在，进行仔细分析，认真总结，做到有的放矢，同时利用适合的水位传感器技术，才能达解决各种疑难杂症，制造出符合现代人需求的太阳能热水器[4]。主题太阳能热水器作为普及率很高的民用产品，再考虑到电子控制系统的制造的成本，一直以来那些价格相对低廉、制作相对简单的电极式水位传感器长期被众多热水器生产厂家所采用，

4、但这些传感器技术水平，且大都存在着许多大致命的、无法改善的短板[5]。本设计跟随科技应用前沿，根据他人的论文资料及市场现有太阳能热水器产品模型，再加上自己的创意，设计出了一套更适用于的太阳能热水器水位控制系统。本套太阳能热水器的水位控制系统本身智能化程度高[6]，并且对成本的要求不高，是一套很不错的太阳能水位（热水器）控制系统。一．关于传感器问题水位测量的工作由热水器中的水位传感器来完成。目前,市场上主要水位传感器有以下几种：1.涡流计量式传感器基本工作原理是利用水流推动叶轮转动从而产生脉冲信号,再由单片机计算出水

5、箱中的水量。但是这种传感器在受到叶轮的惰性、启动水流太小等不良市场反应后,投入市场后不久就被弃用了。2.内置浮子式传感器[7]内置浮子式传感器是现在市场上被使用比较多的水位传感器，其工作的原理是利用磁性的浮子随水面的上升（下降）使测量管中的干簧管通断从而产生信号,再显示出水箱中水量的有多少。这种内置浮子式传感器传感器在开放式液位测量与控制中应用比较多,但在热水器中应用不是很理想。首先因为这种传感器需垂直安装,由于太阳能热水器水箱是全封闭的,使传感器安装难度较大，所以垂直安装的难度不言而喻了。其次由于热水器水箱温度较

6、高，高温度会析出一定水垢，水垢很可能将浮子卡死,导致测量失准，所以用于太阳能传感器也不太理想。3.外置浮子式传感器外置浮子式传感器的应用虽然成功解决了水垢吸附表面及安装难的缺点,但在测量筒中出现了黏性且潮湿物质,容易粘住浮子而使测量失准。所以从实际使用效果出发来看,也不是很理想。4.排阻分档键盘式水位传感器[8]一种类似键盘电路的分档水位传感器工作原理大致是分别用5根铜针分别置于水箱内的四种不同高度的位置。铜若针不接触水面，其输出为高电平；若铜针与其对应水面接触时则输出为低电平，输出接至电子开关，经过CD4069反

7、向并经74LS244驱动后分别接到89S52的P1．0~P1．3引脚。单片机对这些引脚进行判断后，显示相应的水位值。显示共分4档，每档为满水位的20%。用了这种方法可以省去了传统的A／D转换器步骤，成本也降低。不过也有个缺点就是精度不高。[9]5．RC充放电式水位传感器[10]这种电路资料较少，本设计就是利用该传感器来设计的。传感器外很形很普通，该传感器一共只有两个端口，第一个端口是公共水位，第二个端口是实际水位端口。观察传感器可知水位传感器有5个与水接触点，测量不同水位时公共和水位端口之间的电阻，经过一系列计算得

8、出水位的高度。[5]从各方面看RC充放电水位传感器都是最理想的。二．关于自动上水的问题实际上目前太阳热水器生产厂家真正能配备自动上水器的很少，大体是因为是这些年自动上水器质量不过关,而质量不过关的首要原因是传感器容易生水垢，导致上水器失灵，电磁阀长期受水质、沙土的影响，寿命不长，再加上很很大一部分安装人员电工知识淡薄，安装过程中不规范导致故障，因此上水器用不