毕业设计（论文）开题报告-太阳能热水器上水控制系统--变换器部分

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1、淮阴工学院毕业设计(论文)开题报告学生姓名：学号：专业：测控技术与仪器设计(论文)题目：太阳能热水器上水控制系统——变换器部分指导教师:张处武2011年2月21日毕业设计（论文）开题报告1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述文献综述一、选题的背景以及国内外发展状况将太阳能作为新的能源，在全球气候变暖的环境下，越来越受到各个国家的重视。最近世博会上，世博主题馆示意图建一座“太阳城”的梦想，正在中国馆等上海世博园区标志性建筑的屋顶上闪闪发光。除了屋顶，在园区道路两侧和世博村，各种各样的光伏发电装

2、置将得到规模化应用。这不仅形象演绎着上海世博会科技、绿色的理念，也生动反映了中国应对气候变化、改善能源结构的努力。所以，研究太阳能产业的国内外发展状态，对发展趋势预测，具有现实意义。随着各国人民生活水平的提高，从城市到农村，太阳能热水器处处可见，嫣然成为每个家庭生活热水的依靠。目前，市场上有三类热水器，燃气热水器，电热水器以及运用最为广泛的太阳能热水器。众所周知，能源的消耗随着科技的进步也在不断的超负荷消耗着，燃气、电都需要用到不可再生的石油和煤炭资源，而太阳能则是取之不尽用之不竭的，因此，使用太阳能热水器不仅仅节省了生活开支也保护了生态环

3、境。二、选题的目的和意义在广泛的使用太阳能热水器的同时，我们又不得不考虑一些比较客观的问题，太阳能热水器有很多优点但是也存着在很多缺点。从热水产量方面来说太阳能热水器占了很大的优势，太阳能热水器按照年平均气温15.7℃、年日照时数2014小时、太阳总辐射总量年均为111.59千卡／平方米计算，如果集热面积为2平方米，年吸收太阳辐射能量为9.37×106千焦，按把水温升高35℃计算（基础水温10℃），全年可提供生活用热水（45℃）53.5吨，每人每次洗澡用热水约需50公斤，则全年可洗1070人次，平均每天可洗2.93人次。这是非常理想的计算，

4、但实际情形往往是，夏天热水多得根本用不完，有时水甚至沸腾；冬天，阴冷天气时候，热水基本不够热，完全靠辅助电加热器工作来加热才能够获得热水。目前太阳能热水器在设计上面仍然存在着很多的不足，比如，很多老式的太阳能热水器在上水之后不能自动控制阀门关闭，要人为的控制上水阀门使自来水管停止上水，毕业设计（论文）开题报告因而造成让水资源白白的流失，造成了不必要的浪费。特别是夏天的时候，热水器的集热管收到太阳光的曝晒，假如这时候上水，集热管就会发生爆裂，损坏热水器。所以我们需要将现有的太阳能热水器上水控制部分进行改进，达到按时上水，水满自动关阀的目的。一

5、、变换器部分设计方案1.传感器选择——电容式传感器电容式水位传感器是依据电容原理而制作，采用两块耐腐蚀金属电极吸附于太阳能热水器溢出管的内侧作为感应体，水作为电容的介质。根据电容的计算我们可以得出，当有水从溢出管流出的时候，电容传感器的电容值大概是没有水从溢出管流出时电容值的80多倍，因此可以利用这个特性来完成对信号的检测。控制系统通过检测电容量的大小变化来判断溢水管是否有水流出。具有结构合理、动态范围大、分辨率高，无密封防水要求、不受水质水垢影响、无使用寿命周期等优点。2.测量电路2.1电桥电路在较低工作频率下常采用电桥电路即AC桥路法实

6、现电容变化的精确测量。AC电桥电容测量电路，其原理是将被测电容放在一个桥臂（亦可有漏导)可调的参考阻抗放在相邻的邻一个桥臂，二桥臂分别接到频率相同、幅值相同的信号源上，调节参考阻抗使桥路平衡，则被测桥臂中的阻抗与参考阻抗共轭相等。这种电路的主要优点是：精度高，适合作精密电容测量，可以做到高SNR（信噪比）。其缺点主是：不具备自动平衡措施，构成较复杂。2.2调频电路将电容式传感器接入高频振荡器的LC谐振回路中，作为回路的一部分，当被测量使电容发生变化时，就使振荡频率产生相应变化。由于振荡器的频率受电容传感器的电容调制，故称调频电路。调频电路的

7、灵敏度较高，可测至0.01μm级位移变化；频率输出易于得到数字输出而不需用A/D转换器；能获得高电平直流信号，抗干扰能力强，可以发送、接受实现遥测遥控。但调频电路的频率受温度和电缆电容影响较大，需采取稳频措施，电路较为复杂，频率稳定度也不可能很高，因此实现比较困难。2.3差动脉冲调宽电路差动脉冲调宽电路也称为脉冲调制电路，它是利用对传感器电容的充放电使电路输出脉冲的宽度随电容式传感器的电容量变化而变化，然后通过低通滤波器就能得到对应被测量变化的直流信号。差动脉冲调宽电路与电桥电路相比，只采用直流电源，无需振荡器，也就不存在对载波波形纯度等的

8、要求。输出信号一般为100kHz～1MHz的矩形波，只要配置一个低通滤波器就能得到直流信号，对矩形波的纯度要求不高，也不需要相敏检波器，从而避免了伴随而来的线性问题。虽然对直流电