一种渐变式电容传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种渐变式电容传感器，属于水温及水位测量装置领域。所述传感器包括塑料组件、测量控制器、电容接地电极、电容测量电极及电容修正模块，电容接地电极、电容测量电极及电容修正模块三者形成U形测量结构，电容测量电极与述电容修正模块外部套设热缩套管，电容接地电极靠近电容修正模块的部分套设热缩套管，电容接地电极内设有温度感测器，电容接地电极、电容测量电极、电容修正模块及所述温度感测器分别通过导线与测量控制器相连。由于本发明专利技术是基于电容感应原理测量太阳能热水器水位的传感器，并且采用的U形测量结构，能实现太阳能热水器渐变式水位精确测量及变送传输的传感器，具有不易结垢、寿命长及工作稳定的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水温及水位测量装置，特别涉及一种用于太阳能热水器的渐变式电容 传感器。
技术介绍
太阳能属于清洁可再生能源，具有一次性投入、节约、安全、可靠等优点，逐渐被人 们开发利用。目前，在国家大力宣传建设节约型社会的有利前提下，太阳能光热应用有很大 的市场潜力，太阳能热水器普及率每年都以较高的幅度增加，正在逐渐的被房地产开发商、 市政建设部门所青睐，甚至有些地方政府通过强制或补贴措施推广太阳能。随之发展起来的是太阳能热水器的自动控制系统。太阳能热水器自动控制系统使 得太阳能热水器使用更方便、更省心。目前的水温水位传感器主要是靠电阻电压模拟信号 测量水位。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题现有的水温水位传感器，在太阳能水箱这种高温高湿的恶劣环境，以及由于硬水 结垢后容易造成的信号显示不稳定，导致该传感器使用寿命短、工作不稳定等缺点。因此需 要提供一种在恶劣环境下能够保持稳定性的温度及水位测量装置。
技术实现思路
为了克服现有技术所述传感器，存在的在恶劣环境下无法保持稳定性的问题，本 专利技术实施例提供了一种渐变式电容传感器。所述技术方案如下—种渐变式电容传感器，包括塑料组件，设于所述塑料组件内的测量控制器，与所 述塑料组件密封连接的电容接地电极和电容测量电极，与所述电容接地电极和所述电容测 量电极相连的电容修正模块，所述电容接地电极、所述电容测量电极及所述电容修正模块 三者形成U形测量结构，其中，所述电容测量电极与所述电容修正模块外部套设热缩套管， 所述电容接地电极靠近所述电容修正模块的部分套设热缩套管，所述电容接地电极上设有 温度感测器，所述电容接地电极、所述电容测量电极、所述电容修正模块及所述温度感测器 分别通过导线与所述测量控制器相连。具体地，所述电容修正模块包括感应元件，以及分别连接在所述感应元件两端的 第一绝缘件和第二绝缘件，所述第一绝缘件与所述电容接地电极相连，所述第二绝缘件通 过螺栓与塞入所述感应元件的金属连接件相连，并且所述第二绝缘件还与所述电容测量电 极相连。具体地，所述第一绝缘件和所述第二绝缘件均采用聚四氟乙烯制成。具体地，所述电容修正模块中的所述感应元件、所述电容接地电极及所述电容测 量电极均采用不锈钢管制成。具体地，所述温度感测器为LM35温度感测器。具体地，所述热缩套管为热缩铁氟龙套管。具体地，所述塑料组件采用尼龙制成。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是相比现有技术，本专利技术是基于 电容感应原理测量太阳能热水器水位的传感器，采用的U形测量结构，能实现太阳能热水 器渐变式水位精确测量及变送传输的传感器，具有不易结垢、寿命长及工作稳定的优点。附图说明图1是本专利技术实施例所述渐变式电容传感器的结构示意图；图2是本专利技术实施例所述电容修正模块的结构示意图；图3是图2的零件分解图。图中1电容修正模块，1. 1感应元件，1. 2金属连接件，1. 3第二绝缘件，1. 4螺栓， 1.5引出导线，1.6第一绝缘件；2热缩套管，3电容接地电极，4电容测量电极，5温度感测器，6塑料组件，7测量控 制器，8输出信号线。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方 式作进一步地详细描述。如图1所示，本专利技术实施例所述一种渐变式电容传感器，是用于太阳能热水器的 水温和水位的下置式测量装置，所述传感器包括塑料组件6，设于所述塑料组件6内的测量 控制器7，与所述塑料组件6密封连接的电容接地电极3和电容测量电极4，与所述电容接 地电极3和所述电容测量电极4相连的电容修正模块1，所述电容接地电极3、所述电容测 量电极4及所述电容修正模块1三者形成U形测量结构，其中，所述电容测量电极4与所述 电容修正模块1外部套设热缩套管2，所述电容接地电极3靠近所述电容修正模块1的部分 套设有热缩套管2，所述电容接地电极3上设有温度感测器5，所述电容接地电极3、所述电 容测量电极4、所述电容修正模块1及所述温度感测器5分别通过导线与所述测量控制器7 相连。其中，U形结构不仅从固定和组装上具有支撑和稳定测量结构的作用，也保证了电 容测量电极和电容接地电极的等长、等距和等相对面积，在测量过程中，浸没在水中的部分 会形成一定的电容值，此种结构恰好保证了测量电容时电容值的稳定，随着水位的上升，电 容值呈近似线性变化，数据运算方面也大大的简化。故U形测量结构能实现太阳能热水器 渐变式水位精确测量及变送传输的传感器，具有不易结垢、寿命长及工作稳定的优点。本专利技术实施例的测量原理是参见图1，在无水的状态下，测量控制器7读取出此 时的初始电容值作为无水信号输出，随着水位的升高电容的两个电极之间逐渐充满介质即 水，电容也会随着水位的升高呈线性变化，测量控制器7通过测量模拟电容量计算出水位 的数字信号，并通过控制器的PWM调制从信号线8输出，输出信号与温度量一起输送到远程 控制仪表显示。本例中，参见图1，所述电容接地电极3与塑料组件6之间、所述电容测量电极4与 塑料组件6之间，优选通过密封塞和塑料组件6结合在一起共同实现了防水和固定。所述 密封塞优选硅胶，更好的保证了密封性能和抗老化性能。如图2所示，还可参见图3，具体地，所述电容修正模块1(可参见图1)包括感应元 件1. 1，以及分别连接在所述感应元件1. 1两端的第一绝缘件1. 6和第二绝缘件1. 3，所述 第一绝缘件1. 6与所述电容接地电极3相连，所述第二绝缘件1. 3通过螺栓1. 4与塞入所 述感应元件1. 1的金属连接件1. 2相连，并且所述第二绝缘件1. 3还与所述电容测量电极 4相连。其中，螺栓1.4上缠绕着引出导线1.5。本例中，通过第一绝缘件1.6使电容接地 电极3与感应元件1. 1绝缘，通过第二绝缘件1. 3使电容测量电极4与感应元件1. 1的绝 缘，保证了测量的准确性。具体地，如图3所示，本例中，所述第一绝缘件1. 6和第二绝缘件1. 3均优先采用 聚四氟乙烯制成。具体实施时，所述绝缘层可采用任何绝缘树脂。具体地，如图2所示，本例中，优选将所述电容修正模块1(可参见图1)设置在所 述电容测量电极4与所述电容接地电极3的顶端，并且将电容修正模块1的外形轮廓设置 为半圆形。该电容修正模块1(可参见图1)不仅起到了校准电容的作用，而且还起到防止 传感器失效时的跑水作用。具体地，如图1所示，所述电容修正模块1(可参见图1)中的所述感应元件1. 1(可 参见图2、、所述电容接地电极3及所述电容测量电极4均优先采用不锈钢管制成。具体地，如图1所示，本例中，所述温度感测器优选为LM35温度感测器。本例中， 温度感测器5放在U形管的中偏下部位，可以更准确的测量水的温度。具体地，如图1所示，所述热缩套管2优选为热缩铁氟龙套管，具有很低的吸水率， 不仅具有稳定电容的作用还可以有很好的抗结垢效果。具体地，如图1所示，所述塑料组件6优先采用尼龙制成。本专利技术实施例是根据电容感应原理检测水位，实现渐变式水位测量，其中测量电 极与接地电极采用相平行的两个不锈钢管，能够测量稳定的电容值；温度感测器设于电容 接地电极内的中偏下部位，能够更好的反应温度；电容测量电极、电容修正模块及电容接地 电极的外表面均用热缩铁氟龙套管做为防水密封，不易结垢；本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种渐变式电容传感器，其特征在于，包括塑料组件，设于所述塑料组件内的测量控制器，与所述塑料组件密封连接的电容接地电极和电容测量电极，与所述电容接地电极和所述电容测量电极相连的电容修正模块，所述电容接地电极、所述电容测量电极及所述电容修正模块三者形成Ｕ形测量结构，其中，所述电容测量电极与所述电容修正模块外部套设热缩套管，所述电容接地电极靠近所述电容修正模块的部分套设热缩套管，所述电容接地电极内设有温度感测器，所述电容接地电极、所述电容测量电极、所述电容修正模块及所述温度感测器分别通过导线与所述测量控制器相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：惠连才，王国华，王冬梅，贺胜民，李桂荣，张瑞芳，
申请(专利权)人：皇明太阳能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：37