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太阳能热水器水位水温传感器
2011-09-06 中国太阳能网我要评论
对于太阳能热水器，控制系统是十分重要的，在我们所遇到的太阳能热水器故障中，90%以上是由于控制系统的故障引起的。
对于太阳能热水器，控制系统是十分重要的，在我们所遇到的太阳能热水器故障中，90%以上是由于控制系统的故障引起的，其中由于水位水温传感器引起的故障率又占50%，所以深入地了解控制系统的作用，了解控制部件的原理，是掌握太阳能热水器安装和维修所必须的。说实在话，太阳能控制器目前完全过关的可以说没有，为此，笔者只能根据自己在长期实践中认为比较好的西子牌自尊太阳能控制仪为基本元件来解说这一章的内容。当然，市面上还有许多太阳能控制仪，质量也可能不错，无法一一介绍。可以负责地说，你只要掌握了本书介绍的控制仪和系统，已经可以解决绝大部分太阳能的问题了。
第一节水位水温传感器
目前探测水位的方法很多，但最常用的是导电式方法和浮子式方法，这两种方法也是太阳能热水器中使用面最广的探测方法，所以本书将专门介绍这两种探测法。（常用的太阳能的水位水温传感器如图7-1-1，图7-1-2所示）
图7-1-1导电式传感器图7-1-2浮子式传感器
太阳能热水器的水位水温传感器是太阳能的眼睛，它将太阳能大部分的信息传给控制仪，控制仪通过对这些信息的处理来管理太阳能热水器，同时将热水器的运行情况告诉用户，让用户合理正确的利用太阳能。传感器是太阳能热水器的重要部件，也是故障经常发生的地方，在太阳能普及的初期，太阳能90%以上的故障来自传感器。随着人们不断总结、改进，太阳能传感器的质量不断提高，传感期的寿命也逐步达到1年以上。
一、太阳能水位的控制原理
1、导电式探测原理
导电式水位传感器的原理就是利用水的导电性来探测水面的高度，如图7-1-3，在图中的水位情况下，0极（公共极）与1、2、3是导通的，与4是不导通的，因此控制系统就可以判断水面在3、4之间。
图7-1-3导电式探测水位原理图
实际使用中的家用太阳能导电式传感器的结构如图7-1-8。
2、浮子式探测原理
浮子式的原理就是通过不同高度的干簧管通断的情况来探测水面的高度的。干簧管是一种电子元件，当它遇到强烈的磁场时，内部的开关闭合，电流从干簧管两端流过，给出位置和温度的信号。如图7-1-4所示。
图7-1-4浮子式水位传感器原理图
实际使用的浮子详图如图7-1-9。
3、通用的控制方法
太阳能热水器经十几年的的发展，已经形成一个被国内同行普遍认可的控制模式和控制电阻参数，这方面的控制器已经可以互用和替代，其数量已经占新安装产品的80%以上，为此本书将以介绍通用控制方法为主。不管是导电式还是浮子式，目前太阳能热水器水位控制普遍采用开关控制法，利用开关接通和断开所造成的电阻的串联（并联）产生的不同电阻值来传递水位信号，让控制器判断水位，水位一般分为4档。传感器导电的原理有水导电（利用水的导电特性）和干簧管导电两种，实际上就是四个开关的开和关的状态。原理如图7-1-5。
图7-1-5水位传感器电路原理图
解说：当水位在1格以下时，所有开关都处于开的状态，1、2端输出的电阻值R1+R2+R3+R4=60K 很大，控制仪显示水位为一格20%以下。当水位到达１格时，开关K1由于水的导电作用（或者干簧管在磁铁的作用下）导通，电阻R1被短路，端口1、2的电阻值为R2+R3+R4=30K，控制仪显示水位为20%；当水位到达2格时，开关K2导通，电阻R2也被短接，端口1、2的电阻值为R3+R4=20K，控制仪显示水位为50%；当水位到达3格时，开关K3导通，电阻R3也被短接，端口1、2的电阻值为R4=10K，控制仪显示水位为80%；当水位到达4格时，开关K4导通，电阻R4也被短接，端口1、2的电阻值接近为0。控制仪显示水位已满。水位低于1格时，控制仪输出12V的电压，启动电磁阀等打开进水，水位高于4格时，控制仪关闭电磁阀等停止进水。
二、温度控制原理
1、温度传感器采用热敏电阻，目前统一的标准是Rt=10KΩ的NTC（负温度系数）电阻，B值在3800左右，精度在3%左右即可。温度传感探头一般是和水位传感器装在一起，一般放在水位传感器的中间部位，它表示太阳能水箱中间部分的温度。也有一些温度传感器是单独做成单一配件的，比如部分浮子式传感器。图7-1-6是温度传感器的温度曲线。图7-1-7是一种常用的温度传感器的外形。
图7-1-6温度传感器图7-1-710KΩ热敏电阻的温度曲线
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，最好的使用5年都见过；差的只有几十天，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7-1-8。
图7-1-8导电式水位水温传感器结构图
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Rt组成的电子电路（实际为等效电路），其水位原理如图7-1-5，温度原理如图7-1-7，安装方法见第四章的图4-1-8。
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。安装如第四章图４-1-9，有一个浮子和四个浮子之分，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用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。
浮子式传感器的电子线路原理图同导电式的原理图7-1-5，结构图如图7-1-9。
图7-1-9浮子式水位传感器和温度传感器
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传感器的浮子是4个的，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Rt，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、硅胶导电式水位传感器（探头）：硅胶水位传感器是利用硅胶的的导电特性制作的（如图7-1-10），它也是利用水的导电的原理来探测水位的，由于采用了硅胶作为导电体，可以有效地减缓传感器表面的结垢，延长传感器的寿命，它的电子线路原理同以上两种传感器。但部分产品阻值有所不同（如比华丽公司的产品，引线只有2根，设计更为先进，但也一定程度上限制了它使用的灵活性）。由于其成本低、安装简便，目前也是使用较多的太阳能水位温度传感器件。其缺点是无法克服水中泥土的附着，对泥沙较多的水质较容易失效。在温度传感方面，由于硅胶的导热性差，所以温度显示起伏大，不能准确的显示水箱的当前温度。另外，由于太阳能水箱的温度高低变化大，高的时候达100℃，低的时候仅在10℃以下，而硅胶的膨胀系数和金属导线的膨胀系数不一致，导电硅胶体与导线容易产
生脱离，出现导电不良的现象，在温差大的太阳能水箱里，硅胶体老化变质加快，它的寿命也是比较短的。
图7-1-10硅胶传感器
4、电子线路探测方案：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。用万用表的100KΩ以上的档测量，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。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是如何灵活应用传感器原理的：
例7-1-1：
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1K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7-1-6的温度传感器进行温度探测，效果跟例7-1-1是一样的。
还有一些传感器：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。
来源:太阳能联盟网
Tags:太阳能热水器水位水温传感器 太阳能热水器水位水温传感器 2011-09-06 中国太阳能网我要评论 对于太阳能热水器，控制系统是十分重要的，在我们所遇到的太阳能热水器故障中，90%以上是由于控制系统的故障引起的。 对于太阳能热水器，控制系统是十分重要的，在我们所遇到的太阳能热水器故障中，90%以上是由于控制系统的故障引起的，其中由于水位水温传感器引起的故障率又占50%，所以深入地了解控制系统的作用，了解控制部件的原理，是掌握太阳能热水器安装和维修所必须的。说实在话，太阳能控制器目前完全过关的可以说没有，为此，笔者只能根据自己在长期实践中认为比较好的西子牌自尊太阳能控制仪为基本元件来解说这一章的内容。当然，市面上还有许多太阳能控制仪，质量也可能不错，无法一一介绍。可以负责地说，你只要掌握了本书介绍的控制仪和系统，已经可以解决绝大部分太阳能的问题了。 第一节水位水温传感器 目前探测水位的方法很多，但最常用的是导电式方法和浮子式方法，这两种方法也是太阳能热水器中使用面最广的探测方法，所以本书将专门介绍这两种探测法。（常用的太阳能的水位水温传感器如图7-1-1，图7-1-2所示）
图7-1-1导电式传感器图7-1-2浮子式传感器 太阳能热水器的水位水温传感器是太阳能的眼睛，它将太阳能大部分的信息传给控制仪，控制仪通过对这些信息的处理来管理太阳能热水器，同时将热水器的运行情况告诉用户，让用户合理正确的利用太阳能。传感器是太阳能热水器的重要部件，也是故障经常发生的地方，在太阳能普及的初期，太阳能90%以上的故障来自传感器。随着人们不断总结、改进，太阳能传感器的质量不断提高，传感期的寿命也逐步达到1年以上。 一、太阳能水位的控制原理 1、导电式探测原理 导电式水位传感器的原理就是利用水的导电性来探测水面的高度，如图7-1-3，在图中的水位情况下，0极（公共极）与1、2、3是导通的，与4是不导通的，因此控制系统就可以判断水面在3、4之间。
水位传感器种类、工作原理介绍 水位传感器是一种可以检测水位的传感器，主要应用于医疗、食品、化工行业中，进行水位控制、水位的检测。先介绍水位传感器的分类。 水位传感器的种类： 水位传感器种类很多，包括单法兰静压/双法兰差压水位传感器，浮球式水位传感器，磁性水位传感器，投入式水位传感器，电动内浮球水位传感器，电动浮筒水位传感器，电容式水位传感器，磁致伸缩水位传感器，伺服水位传感器等，超声波水位传感器，雷达水位传感器等。 （图片源自网络）
（图片来源于网络）
上图是一个水位传感器种类的大概情况，由此图我们可以看出水位传感器种类较多，主要可以分为接触式和非接触式两种。 浮筒式水位传感器：浮筒式水位变送器是将磁性浮球改为浮筒，水位传感器是根据阿基米德浮力原理设计的。浮筒式水位变送器是利用微小的金属膜应变传感技术来测量液体的水位、界位或密度的，它在工作时可以通过现场按键来进行常规的设定操作。 浮球式水位传感器：浮球式水位变送器由磁性浮球、测量导管、信号单元、电子单元、接线盒及安装件组成，一般磁性浮球的比重小于0.5，可漂于液面之上并沿测量导管上下移动，导管内装有测量元件，它可以在外磁作用下将被测水位信号转换成正比于水位变化的电阻信号，并将电子单元转换成信号输出。浮球开关因为是最简单、最古老的检测方式，有着检测水位不精确的缺点，浮子易卡死。 （图片源自网络）
静压式水位传感器： 该变送器利用液体静压力的测量原理工作，它一般选用硅压力测压传感器将测量到的压力转换成电信号，再经放大电路放大和补偿电路补偿，最后以4～20mA或0～10mA电流方式输出。 超声波式水位传感器： 这是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的超声波，超声波在碰到液体会产生显著反射形成反射成回波。因此以超声波作为检测手段，产生超声波和接收超声波。这就是超声波式的水位传感器工作原理。超声波式水位传感器特点：频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播。 光电式水位传感器： 光电液位传感器是利用光在两种不同介质界面发生反射折射原理而 开发的新型接触式点液位测控装置。光电水位传感器具有结构简单、定位精度高，没有机械部件，不需调试，灵敏度高及耐腐蚀、耗电少、体积小等诸多优点，还具有耐高温、耐高压、耐强腐蚀，化学性质稳定，对被测介质影响小等特征。
太阳能热水器控制仪使用 说明书 The following text is amended on 12 November 2020.
太阳能热水器控制仪使用说明书 太阳能热水器使用说明，一般情况下也就是说的太阳能热水器控制仪的使用方法，在这里我们拿最常用的西子控制仪说明书，为大家讲解一下使用方法,希望对大家在使用过程中减少一些疑难问题，方便大家使用。 TMC至尊全天候测控仪使用说明书 【主要技术指标】 1.使用电源：220VAC 功耗：<5W 2.测温精度：±2℃ 3.测温范围：0-99℃ 4.控温精度：±2℃ 5.水位分档：五档环形显示 6.可控水泵或电热带功率：≤500W 7.可控电加热功率：≤1500W 可选：3000W 8.漏电动作电流：≤10mA/ 9.电磁阀参数：直流DC12V，可选用有压阀或无压阀 有压阀工作压力：～
无压阀工作压力：，适用于水箱供水或低压供水 10.广域亮彩显示屏低功耗：< 【主要功能】 1.北京时间：实时显示北京时间 2.水位预置：可预置加水水位50、80、100% 3.水温预置：可预置加热温度范围：30℃-80℃，定时加热若不需要启动电加热，可预置为00℃ 4.水温指示：显示太阳能热水器内部实际水温 5.水位指示：显示太阳能热水器内部所存水量 6.缺水提示：当水位从高变低，出现缺水状态时，蜂鸣报警，同时20%水位闪烁 7.缺水上水：当水位从高变低，出现缺水状态时，延时30分钟自动上水至预置水位 8.手动控制：可手动启动上水、加热，在操作时首先显示预置的水位或水温，用户可利用▲、▼键调整预置参数，确认后，启动上水、加热，也可手动关闭。启动加热时水位若低于50%，则先启动上水再加热。正在加热时水位低于50%自动关闭加热，保护电加热管。启动手动上水时，若实际水位大于等于预置水位时，测控仪自动上调预置水位，以保证用户上水需求，启动手动加热时，若实际水温大于等于预
1、水位传感器组成及工作原理 水位传感器是一种测量液位的压力传感器．静压投入式液位变送器（液位计）是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，采用国外先进的隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号（一般为4～20mA／１～５ＶＤＣ）。分为两类：一类为接触式，包括单法兰静压/双法兰差压液位变送器，浮球式液位变送器，磁性液位变送器，投入式液位变送器，电动内浮球液位变送器，电动浮筒液位变送器，电容式液位变送器，磁致伸缩液位变送器，侍服液位变送器等。第二类为非接触式，分为超声波液位变送器，雷达液位变送器等。 静压投入式液位变送器（液位计）适用于石油化工、冶金、电力、制药、供排水、环保等系统和行业的各种介质的液位测量。精巧的结构，简单的调校和灵活的安装方式为用户轻松地使用提供了方便。4～20mA、 0～5v、 0～10mA等标准信号输出方式由用户根据需要任选。 利用流体静力学原理测量液位，是压力传感器的一项重要应用。采用特种的中间带有通气导管的电缆及专门的密封技术，既保证了传感器的水密性，又使得参考压力腔与环境压力相通，从而保证了测量的高精度和高稳定性。 是针对化工工业中强腐蚀性的酸性液体而特制，壳体采用聚四氟乙烯材料制成，采用特种氟胶电缆及专门的密封技术进行电气连接，既保证了传感器的水密性、耐腐蚀性，又使得参考压力腔与环境压力相通，从而保证了测量的高精度和高稳定性。 工作原理： 用静压测量原理：当液位变送器投入到被测液体中某一深度时，传感器迎液面受到的压力公式为：Ρ = ρ . + Po式中： P ：变送器迎液面所受压力 ρ：被测液体密度 g ：当地重力加速度 Po ：液面上大气压 H ：变送器投入液体的深度 同时，通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔，再将液面上的大气压 Po 与传感器的负压腔相连，以抵消传感器背面的 Po ， 使传感器测得压力为：ρ . ，显然 , 通过测取压力 P ，可以得到液位深度。 功能特点：
(一)太阳能热水器的能量平衡方程 太阳能热水器实际吸收到的太阳辐射能一部分用来加热水，另一部分用于加热集热器、水箱、管路等其他部分，以及支付系统各部分的热损失。根据能量平衡理论，太阳能热水器的能量平衡方程可表达为 Q A=Q U+Q L+Q S 式中Q A —每天每平方米太阳能热水器吸热表面吸收的太阳辐射，kJ或kcal Q U —每天每平方米太阳能热水器中工作流体获得的热量，又称有效得热，kJ或kcal Q L —每天每平方米太阳能热水器通过辐射、对流和传导散失到周围环境的热量，又称热损失，kJ或kcal Q S —太阳能热水器贮存的能量，kJ或kcal 上式Q A =(ta)H T Q U =MC p (t e -t i )或M=Q U /C p (t e -t i ) Q L =U L (T e -T a )Dt Q S = SC c DT 其中 H T —单位面积集热器倾斜面太阳辐射日总量 kJ/ m2或kcal/m2 (ta)—透过吸收率乘积 % t e 、t i 、t a —热水器终止水温、初始水温和环境温度℃ M—单位面积太阳能热水器的产水量kg/ m2 C p —水定压比热kJ/kg℃ 或kcal/kg℃ U L —太阳能热水器总热损系数W/m2℃ 或kcal/ m2℃h Dt—集热器吸收辐射的累计时间s C c —单位面积太阳能热水器各部分的热容 kJ/ m2℃ T f —热水器的平均温度℃ DT—太阳能热水器各部分的温升℃
t—时间 s 各月代表日的选择 计算各月太阳辐射日总量月平均值，按中央气象局有关专家推荐，按下表选择各月代表日以简化计算。 (三)珠海市的太阳辐射资源和气象条件 根据广东省气象局提供的历年统计数据，把珠海地区的气象条件列如表2供分析参考，
对于太阳能热水器，控制系统是十分重要的，在我们所遇到的太阳能热水器故障中，90%以上是由于控制系统的故障引起的，其中由于水位水温传感器引起的故障率又占50%，所以深入地了解控制系统的作用，了解控制部件的原理，是掌握太阳能热水器安装和维修所必须的。说实在话，太阳能控制器目前完全过关的可以说没有，为此，笔者只能根据自己在长期实践中认为比较好的西子牌自尊太阳能控制仪为基本元件来解说这一章的内容。当然，市面上还有许多太阳能控制仪，质量也可能不错，无法一一介绍。可以负责地说，你只要掌握了本书介绍的控制仪和系统，已经可以解决绝大部分太阳能的问题了。 第一节水位水温传感器 目前探测水位的方法很多，但最常用的是导电式方法和浮子式方法，这两种方法也是太阳能热水器中使用面最广的探测方法，所以本书将专门介绍这两种探测法。（常用的太阳能的水位水温传感器如图7-1-1，图7-1-2所示） 图7-1-2浮子式传感器
图7-1-1导电式传感器 太阳能热水器的水位水温传感器是太阳能的眼睛，它将太阳能大部分的信息传给控制仪，控制仪通过对这些信息的处理来管理太阳能热水器，同时将热水器的运行情况告诉用户，让用户合理正确的利用太阳能。传感器是太阳能热水器的重要部件，也是故障经常发生的地方，在太阳能普及的初期，太阳能90%以上的故障来自传感器。随着人们不断总结、改进，太阳能传感器的质量不断提高，传感期的寿命也逐步达到1年以上。 一、太阳能水位的控制原理 1、导电式探测原理 导电式水位传感器的原理就是利用水的导电性来探测水面的高度，如图7-1-3，在图中的水位情况下，0极（公共极）与1、2、3是导通的，与4是不导通的，因此控制系统就可以判断水面在3、4之间。
太阳能热水器水位报警器 [摘要]: 太阳能热水器一般都设在室外或房屋的顶处，热水器的水位在使用时不易观测，使用水位报警器后，则可以实现水箱中缺水或加水过多时自动发出声光报警。此报警器电路在设计中要求当水位报警器接通电源时，主电路有相应的电源指示灯点亮，指示电源正常。当太阳能热水器水箱缺水，电路能发出声光报警，告知人们应向水箱中送水。当水箱中的水上升到需要的高度时，电路发出声光报警，应停止向水箱中送水。为了适应社会日益增长的物质需求此报警器需要更多更好改进以满足人们的需求。 关键词整流电路稳压电路电导式传感器电解电容稳压管 一、系统总体方案 1.1设计目的 传感器技术、数字电子技术与自动控制技术在生产过程、科学研究、现实生活应用、医疗卫生、环保事业及其他各个领域的应用十分广泛。传感器技术、控制逻辑电路的设计及门电路芯片的选择是感应自动控制设计的重要环节，系统设计应满足环保、实用及课题要求的总体技术方案。这种专用感应控制装置的设计可以提升专业知识的运用能力，促进科技向生活的转化及环保事业的发展，对提高生活质量有重要作用。数字逻辑电路控制器使近十几年来发展起来的一种新型控制电路，具有功能齐全、控制简单、抗干扰能力强，价格便宜、重量轻、耗电省等优点。 随着太阳能热水器的推广普及，在没有自来水的地方，如何使用水泵自动启停抽水并保证连续供水是一个现实的问题。由于太阳能热水器的注水箱大多安装在房顶上，是否缺水不易观察，如果使用自动水位控制装置来控制水泵的工作，就能够很好的解决这个问题，给广大用户带来方便。 1.2系统设计 本课程设计是利用电导式传感器的三个电极设计一个太阳能热水器的水位报警器，通过传感器将水位变化转化为电信号送到测控电路中，通过对信号的处理对外在条件进行操作，可大体用图表表示为： 被测量输出信号 敏感元件转换元件调制电路
. . . . 基于89C51单片机 振弦式传感器水位测量系统 专业名称：机电一体化 年级班别： 姓名： 学号： 指导教师： 年月
摘要 (2) 前言 (3) 一、绪论 (4) 1.1水位测量的历史及现状 (4) 1.2 方案论证 (5) 1.3 本系统的设计原理 (6) 1.4总体概况及展望 (7) 1.5设计要求 (7) 二、振弦式传感器 (7) 2.1 工作原理 (8) 2.2 振弦式传感器的设计 (9) 2.3 结论 (11) 三、硬件系统设计 (12) 3、硬件系统设计原理 (12) 四、程序设计 (13) 4、程序 (13) 五、小结 (14) 六、参考文献 (15) 七、附录 (16) 7.1当处于低水位时Protues仿真图 (16) 7.1当处于高水位时Protues仿真图 (17)
摘要 本文简要介绍了利用单片机和传感器进行水位测量的基本原理，本课题的任务就是利用振弦式压力传感器测量水位，用单片机组成智能测量装置，实现水位的智能监测，并将采集的数据汇总、处理。然后对本系统的工作原理、智能监测方法、要现的功能、监测系统的组成和硬件线路设计作了详细的讲解。在结合装置具体要求的基础上，确定了以8051单片机为核心，用振弦式传感器测量共振频率以计算水位的设计方案。 本文例举了智能测量装置的一个整体实现方案。包括硬件的连接以及软件的实现。在硬件的连接中具体的讲解了本设计主要采用的振弦式压力传感器的性能以及硬件的连接及各电路模块的主要功能。在软件的实现中具体的讲解了利用单片机可编程来实现水位测量的扫频和测频两部分，这包括了D/A转换，周期测量，频率计算等子程序。本文对采用传感器和单片机实现水位测量替代传统的人工方法做出了一定的探讨，并分析比较得出比较可行的实现方案。 关键词单片机、水位测量、振弦式传感器
太阳能热水器微电脑全智能测控仪使用说明现在目前大多数太阳能微电脑的功能与操作如下：（说明：为了用户跟好使用，本人义务为大家扫描微电脑说明书，有可能个别字乱码错误，见谅） 特点：上水实现全自动，有恒温补水功能，定时上水，水温水位数码彩屏显示，采用人性化设计，具有水位预置、低水压上水模式、可定时控制，手动控制、自动防溢流、高温保护等主要功能，使用更方便、更安全、更实用。 一、主要技术指标 1、使用电源：220VAC功耗：＜5W 2、测温精度：土2C 3、测温范围：0-99 %C 4、水位分档：五档 5 、电磁阀参数：直流DCI 2V，可选用有压阀或无压阀 二、主要功能 1、开机自检：开机时发出“嘀”提示音，表示机器处于正常状态 2、水位预置：可预置加水水位50、80、100％ 3、水位显示：显示太阳能热水器内部所有水量 4、水温显示：可显示太阳能热水器内部实际水温 5、水温预置：可预置加热温度 3 0％-80 ％，若不需要加热功能，可预置为00 C。 6、缺水报警：当水位从高变低，出现缺水状态时，蜂呜报警，同时位时，测控仪会自动进入低水压模式，“低水压” 图案点亮，在此上水模
式中，测控仪会间隔30 分钟启动一次，同时测控仪自动静音，以免上水、关闭时经常蜂呜，打扰用户休息：按“上水键”可取消该次低水压上水模式： 11 、温控上水：当水箱水未加满，水温以超过85~C 时，自动补水至合适水温65cC 左右，此功能可防止出现低水量高水温的不合理现象。 12 、定时上水：若有供水不正常，有时有水，有时没水等特殊情况用户可根据自己的生活习惯，设定定时上水或定时加热，设定完毕后测控仪每天会根据所设定的时间自动上水及加热。 1 3、强制上水：水位传感器出现故障时，可按“上水”键，实现强制止水，每分钟会出现蜂鸣提示，注意有无溢水，8 分钟后自动关闭上水。 三、使用方法 通电后，测控仪会自动将水位加满至100％，如果无太阳光照使 水温升高，则3小时后自动加热至水温50C，太阳能上水、加热是合智能运行的，因此，用户不必作任何操作，若想变更预置水位、水温或采用定时模式，可按如下方法操作： 1 、水温水位设置：先按“预置”键，当前预置温度。预置水位快速跳动，然后按“上水、水位”键设置水位，按“加热、水温”键设置水温，请用户根据自己的需要设置到所需水位和水温；建议设置水温不超过60?C,可充分利用太阳能，减少电加热，节约电能。2、定时控制：在需要定时上水或加热时，长按“上水、水位”键或“加热、水温”键盘，约 3 秒钟听到“嘀”短提示音后放手，数码显示“ 00''， 然后按“上水、水位”或“加热、水温”键调整时间，设定温度C或圆圈图案闪烁：若3小时后上水或加热，先按“上水、水位”键或“加热、保温” 键盘约3 秒钟，听到“嘀” 短提示音后放手，再按“上水、水位”
水位传感器原理及其基本信息 水位传感器，从字面上来讲，它就是一种反应水位，并输送其检测的信息给相关人员、单位的仪器，其实，这也就是它的大致概念了。它的应用范围非常的广泛，且都是一些较大的工厂，如：水厂、化工厂等地方。当然，我们平常人能够接触到它的机会就非常之少了。但是 作为知识的积累，我们还是很有必要了解到它的一些基本信息及其工作原理的。水位传感器，
能将被测点水位参量实时地转变为相应电量信号的仪器。LC-SW1型水位传感器由全密封隔离膜充油传感器和内置高性能微处理器构成，可对传感器的非线性、温度漂移等进行全范围内的数字化修正处理，并有HART通信协议输出和模拟输出。具有精度高、稳定性极好的特点，可实现现场诊断过程双向通信，可使用在城市供电、水利水电、冶金、石化等。广泛用于水厂、炼油厂、化工厂、玻璃厂、污水处理厂、高楼供水系统、水库、河道、海洋等对供水池、配水池、水处理池、水井、水罐、水箱、油井、油罐、油池及对各种液体静态、动态液位的测量和控制。工作原理:容器内的水位传感器，将感受到的水位信号传送到控制器，控制器内的计算机将实测的水位信号与设定信号进行比较，得出偏差，然后根据偏差的性质，向给水电动阀发出”开”“关”的指令，保证容器达到设定水位。进水程序完成后，温控部份的计算机向供给热媒的电动阀发出”开”的指令，于是系统开始对容器内的水进行加热。到设定温度时。控制器才发出关阀的命令、切断热源，系统进入保温状态。程序编制过程中，确保系统在没有达到安全水位的情况下，控制热源的电动调节阀不开阀，从而避免了热量的损失与事故的发生。技术参数：被测介质：弱腐蚀性液体量程:100mmH2O～100mH2O、500mmH2O～500mH2O(水位高/深度)输出：4～20mA(二线制)、0～5VDC、0～10VDC、0.5～
七种液位传感器的应用及原理 液位传感器已经存在了几十年，在食品和饮料，工业，医疗和家用，印刷，农业，汽车和白色家电等市场中进行泄漏检测或液位测量。我们经常想知道为什么客户选择一种技术而不是另一种技术。这是我们被问到的一个常见问题。一些设备制造商也可能对市场上可用的液位传感替代品的种类和智能感到惊讶。 过去，那些昂贵的，涉及到设备的检测过程的技术，现在可以使用先进，创新和智能方法来实现，这些技术具有成本低，效益高，可靠，坚固，高度准确且易于安装的特点。历史上已知的，具有极难挑战性的流体，例如含有气泡/泡沫的肥皂，牛奶和粘性物质（如胶水和墨水），现在被证明是可能的并且很容易被各种液位传感技术检测的物质。 但是，客户否需要这样的传感器或由传感器开发的设备是很多人关心的问题。而且，随着行业的竞争性和一贯想要提高质量，降低成本，提高效率、减少浪费资源的目的，没有一家公司愿意冒险尝试那种不尽人意的解决方案的。 因此熟悉不同液位传感器的工作原理及优缺点，有助于帮助我们选择更合适的液位传感器，下面本文整理了目前常见的液位传感器的检测原理。 一、光电液位开关 优点：紧凑，无活动部件，耐高压和抗高温能力，同时可检测极少量液体。 缺点：由于传感器需要接触液体，需要电源，某些粘稠物质会残留棱镜上导致误报（如黄油）。 应用：容器、油罐液位测量和泄漏检测应用 有一系列的技术术语用于描述这种类型的液位传感技术。光学棱镜，电光学，单点光学，光学水平开关等等，以下以光电液位开关这个术语为大家做简单的介绍： 光电液位开关内包含一个发光LED和一个光电晶体管。当传感器尖端处于空气中时，传感器尖端内的红外光会反射回晶体管探测器。当处于液体状态时，红外液体会从传感器尖端折射出来，从而减少到达这个探测器的能量。 作为固态器件，这些紧凑型开关非常适用于各种点级传感应用，尤其是在可靠性至关重要的情况下。光学液位开关适用于几乎任何大型或小型罐中的高，低或中等水平检测。它们也适用于检测泄漏，防止代价高昂的设备损坏。 二、电容式液位传感器 优点：固态，可以是非侵入性的，紧凑的，准确的。 缺点：可能需要校准，只能在某些液体中使用。 应用：化学，食品，水处理，电力和酿酒行业的罐体液位监测。
本设计所用到的传感器，包括测水位的传感器与测水温的传感器，分别作如下介绍： （1）水位传感器： 它的结构图如下： 说明：结构图中的电阻外表面均不与水直接接触，但分别与a、b、、c、d 良好接触，a、b、c、d用于感知水位。 硬件图中HD74HC04P是一个六反向器，管脚如下图所示： 它在本设计中用于接成环形振荡器。
选择合适电容、电阻值时，环形振荡器就能根据每次传感器的阻值产生相应特定周期的方波。 其中为水位传感器的电阻值 由传感器的结构图可看出： 当水位未达到a时，即h 所以，水位传感器测水位的基本原理如下： （m 为T1的计数值，为T0的定时值）。 （2）水温传感器 本设计可选选用具有负温度系数的热敏电阻来测水温，热敏电阻与普通电阻不同，它具有负的温度特性，当温度升高时，电阻值减小，它的应用是为了感知温度。 现选用MF51型直热式负温度系数热敏电阻，它的技术特性如下： ）） 它能满足本设计的测量灵敏度要求和2%的测量精度要求，性价比较高。 测量原理： 与水位传感器一样，在设定好合适的参数（R1、R2、Rs 、C ）后，对应每个热敏电阻阻值，环形振荡器便能产生一个特定周期的矩形波。 T 可通过单片机的T0外部计数和T1内部定时的方式确定。 故 太阳能热水器水位水温传感器 对于太阳能热水器，控制系统是十分重要的，在我们所遇到的太阳能热水器故障中，90%以上是由于控制系统的故障引起的。 对于太阳能热水器，控制系统是十分重要的，在我们所遇到的太阳能热水器故障中，90%以上是由于控制系统的故障引起的，其中由于水位水温传感器引起的故障率又占50%，所以深入地了解控制系统的作用，了解控制部件的原理，是掌握太阳能热水器安装和维修所必须的。说实在话，太阳能控制器目前完全过关的可以说没有，为此，笔者只能根据自己在长期实践中认为比较好的西子牌自尊太阳能控制仪为基本元件来解说这一章的内容。当然，市面上还有许多太阳能控制仪，质量也可能不错，无法一一介绍。可以负责地说，你只要掌握了本书介绍的控制仪和系统，已经可以解决绝大部分太阳能的问题了。 第一节水位水温传感器 目前探测水位的方法很多，但最常用的是导电式方法和浮子式方法，这两种方法也是太阳能热水器中使用面最广的探测方法，所以本书将专门介绍这两种探测法。（常用的太阳能的水位水温传感器如图7-1-1，图7-1-2所示） 图7-1-1导电式传感器图7-1-2浮子式传感器 太阳能热水器的水位水温传感器是太阳能的眼睛，它将太阳能大部分的信息传给控制仪，控制仪通过对这些信息的处理来管理太阳能热水器，同时将热水器的运行情况告诉用户，让用户合理正确的利用太阳能。传感器是太阳能热水器的重要部件，也是故障经常发生的地方，在太阳能普及的初期，太阳能90%以上的故障来自传感器。随着人们不断总结、改进，太阳能传感器的质量不断提高，传感期的寿命也逐步达到1年以上。 一、太阳能水位的控制原理 1、导电式探测原理 导电式水位传感器的原理就是利用水的导电性来探测水面的高度，如图7-1-3，在图中的水位情况下，0极（公共极）与1、2、3是导通的，与4是不导通的，因此控制系统就可以判断水面在3、4之间。 图7-1-3导电式探测水位原理图 实际使用中的家用太阳能导电式传感器的结构如图7-1-8。 2、浮子式探测原理 电容式液位变送器原理：是采用侦测液位变化时所引起的微小电容量（通常为pf）差值变化，由专用的ada电容检测芯片进行信号处理，可以输出多种信号通讯协议，如：io，bcd，pwm，uart，iic…，电容式液位检测的最大优势在于可以隔着任何介质检测到容器内的水位或液体的变化，大大扩展了实际应用，同时有效避免了传统液位检测方式的稳定性、可靠性差的弊端，甚至在某些特殊领域不能检测的问题。该专用ada电容检测芯片由于内置mcu双核处理，就可以实现很多特殊控制功能，甚至实现更多的集成化、智能化水位检测功能，诸如太阳能热水器、咖啡壶等应用中掉电后的水位变化也能可靠检测当前水位，电容式液位检测是目前液位变送器中最有优势的检测方法。 有些放大器对前开关来选择扬声器a或b或a和b，液位变送器如果不是，您将需要一个扬声器选择开关。只要开关打开或关闭扬声器良好，选择开关里面有一些多余的部分，以确保放大器是不超载。你可以设计为4或8欧姆开关放大器输出。他们确定了由放大器看到不降到4或8欧姆负载分别。您的开关信息可能会说“与4欧姆负载或以上”的发言者不超过4欧姆。这意味着，只要每一位发言者是采用4或6或8欧姆，你不会有问题。 在你回来放大器，输出评价应该可见。比如，它可以说每声道50瓦rms的4欧姆。对于这种情况下，选择一个4欧姆开关。确保你的开关思想的有效值评级是合适的放大器。保护您的放大器应该有内在的。您的发言者也应该有一个装载或阻抗值对他们说这可能回显示8欧姆，例如。接下来，您需要决定您需要多少产出。你可以得到2，4或8通道单元容易。这就是你的单位线是连接在放大器（左，右）的输出开关的输入。接下来，液位变送器连接您现有的喇叭输出1和输出2，3等为您的新的立体声双扬声器。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解图尔克、奥托尼克斯、科瑞、山武、倍加福、邦纳、亚德客、施克等各类传感器的选型，报价，采购，参数，图片，批发信息，请关注艾驰商城https://www.doczj.com/doc/668129365.html,/ 太阳能热水器控制器原 理图 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI- 太阳能热水器控制器原理图 家用太阳能热水器方便、节能、无污染，应用广泛。本文介绍的太阳能热水器辅助控制系统以单片机为核心，对储水箱水位、水温等进行检测和显示；水位过低时进行自动上水、水满自停，防止溢水；在无光照阴雨天或寒冷季节进行辅助电加热，且温度可由用户预置；在寒冷的冬季能对上水管道的水进行排空，防止管道冻裂；具有防漏电、防干烧等多种安全保护和声光报警功能。 一、系统结构 太阳能热水器辅助控制系统结构如图1所示。在真空管太阳能热水器的保温储水箱内增加一个与电热水器类似的电热元件并固定在绝缘底座上，引出交流电源线入户，由辅助控制系统的继电器控制通断电。水位、水温探测器从保温储水箱顶部安装在水箱中，通过电缆线接入用户室内控制器。进行管道排空时，由控制系统关闭排空控制阀，打开热水开关和淋浴开关，将管道中的水放掉；用水时则打开排空控制阀。系统自动上水时，通过单项电磁阀上水。水流电开关用于检测淋浴开关是否打开、是否有水的流动，当淋浴开关打开用水时，系统自动停止上水、切断辅助电加热器的电源。 二控制系统组成 太阳能热水器控制系统的组成如图2所示。整个系统以AT89C51单片机为核心，对水温、水位等参数进行智能检测和显示，读取水流开关、排空阀门的状态，经 键盘操作和单片机内部运算比较，控制相应得执行机构进行通、断电；进行防漏电、防干烧等保护，并进行相应得声光报警。 对水箱水温信号的检测采用DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器DS18B20，它具有3引脚TO-92小体积封装形式，CPU只需一根端口线就能与DS18B20通信控制读取温度值。水流开关信号的检测采用开关式传感器，其内部是一个霍尔开关，排空阀是一个带行程开关的球型阀，由5W交流伺服电机带动，每旋转90度输出一个开关信号，排空阀的开闭状态对应于该开关信号。上水电磁阀采用12V 直流单项电磁阀；辅助电加热体的通断电采用继电器控制；排空阀由36V（5W）交流伺服电机带动，由排空阀的开闭状态信号确定并通过继电器控制交流伺服电机电源通断电。 三、控制软件设计主程序流程图如图3所示。子程序流程图如图4所示。主程序首先完成串行口、定时器、中断源的初始化，设置初始运行参数、开中断，然后循环读取键盘状态、检测系统是否漏电。一旦检测到系统漏电，进行声音和显示报警，将所有执行机构断电；若系统不漏电则根据存储的键盘状态和检测的水温、水位等状态信号进行相应得处理并等待中断服务程序的执行。系统正常控制时，首先显示水温和水位，若检测到水流开关打开用水时，自动断开上水阀和电加热体电源，即实现水电联动，用水停电。当检测到水位过低时打开电磁阀上水；到达最高水位后，自动关闭电磁阀。在水位超过第二档时，将检测的实际水温与设置水温进行比较，若实际水温低于设置水温，则加热体通电进行辅助电加热；若实际水温高于设置水温时，切断加热体电源；若检测到水位低于第二档，不管设置温度高低，总是停止加热，以防止加热体干烧。 液位传感器选型应考虑的因素 液位控制的核心在于液位传感器，它决定了液位控制系统的可靠性、稳定性及使用寿命。所以如液位传感器选型是液位控制系统设计的关键。现在的液位传感器型号很多，但其液位检测的基本原理无外乎电极式、UQK/GSK式、光电式、压力式、GKY式等几种。我们先分析其基本原理明白这些传感器使用的特点和局限性。有些固有的缺点，无论怎么做都无法避免。当然传感器的制造工艺和材质也会影响其性能。 一、电极式液位控制传感器 电极式是最早的液位控制方式，其控制原理很简单：因为水是导体，有水的时候两个电极间导电，交流接触器吸合。图1.1为电极式在水中控制原理示意图。但是电极在水中会分解而且会吸附很多杂质。如果不及时清理，电极就会失去作用，这是电极式液位传感器固有的缺陷。电极式液位传感器的制造非常简单，有人将导线外皮拨开，插到水里就可以做成电极式液位控制器。所以电极式液位控制器造价很低，价格便宜，但使用寿命很短。当然，如果采用不锈钢做电极，硬度较强，分解得就会慢一点。如果表面再处理光滑一些,电镀一下，吸附的杂质就会少一些，使用寿命就会长一点。但是无论怎么做，其品质都不可能超过干簧管。 二、UQK液位控制原理 干簧管将电极触点密封在玻璃管内，接近磁铁，触点就会吸合。所以人们在浮球里放一块磁铁和上、下两个干簧管，通过导线将浮球固定于水池中，如图2.1。这就是UQK的液位控制方式。当水池无水的时候，浮球下垂，磁铁在下限干簧管处，故下限干簧管吸合。当水池有水的时候如图2.2，浮球上翻，磁铁在上限干簧管处，故上限干簧管吸合。将干簧管触点串接交流接触器，就可以控制水泵启动，见图2.3。这种方式依靠水的浮力使浮球上下翻转，上限、下限间的距离依据导线的长度来决定。由于要考虑耐流问题，导线不能太细。同时导线使用一段时间后，变得僵化发硬，翻转很不灵活。于是浮子翻转有时高一点，有时低一点，上下限位置很不准确。于是出现了定位准确的GSK方式。 水位传感器的工作原理及结构作用 水位传感器是一种可以检测水位的传感器，主要应用于医疗、食品、化工行业中，进行水位控制、水位的检测。先介绍水位传感器的分类。 水位传感器的种类： 水位传感器种类很多，包括单法兰静压/双法兰差压水位传感器，浮球式水位传感器，磁性水位传感器，投入式水位传感器，电动内浮球水位传感器，电动浮筒水位传感器，电容式水位传感器，磁致伸缩水位传感器，伺服水位传感器等，超声波水位传感器，雷达水位传感器等。 不同水位传感器的工作原理也不一样，适用的地方也不一样，简单介绍一下这几种水位传感器的原理 浮筒式水位传感器：浮筒式水位变送器是将磁性浮球改为浮筒，水位传感器是根据阿基米德浮力原理设计的。浮筒式水位变送器是利用微小的金属膜应变传感技术来测量液体的水位、界位或密度的，它在工作时可以通过现场按键来进行常规的设定操作。 浮球式水位传感器： 浮球式水位变送器由磁性浮球、测量导管、信号单元、电子单元、接线盒及安装件组成，一般磁性浮球的比重小于0.5，可漂于液面之上并沿测量导管上下移动，导管内装有测量元件，它可以在外磁作用下将被测水位信号转换成正比于水位变化的电阻信号，并将电子单元转换成信号输出。浮球开关因为是最简单、最古老的检测方式，有着检测水位不精确的缺点，浮子易卡死。 静压式水位传感器： 该变送器利用液体静压力的测量原理工作，它一般选用硅压力测压传感器将测量到的压力转换成电信号，再经放大电路放大和补偿电路补偿，最后以4～20mA 或0～10mA电流方式输出。 超声波式水位传感器： 这是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的超声波，超声波在碰到液体会产生显著反射形成反射成回波。因此以超声波作为检测手段，产生超声波和接收超声波。这就是超声波式的水位传感器工作原理。超声波式水位传感器特点：频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播。 光电式水位传感器： 光电液位传感器是利用光在两种不同介质界面发生反射折射原理而开发的新型接触式点液位测控装置。光电水位传感器具有结构简单、定位精度高，没有机械部件，不需调试，灵敏度高及耐腐蚀、耗电少、体积小等诸多优点，还具有耐高温、耐高压、耐强腐蚀，化学性质稳定，对被测介质影响小等特征。 水位传感器结构及工作 原理 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】 1、水位传感器组成及工作原理 水位传感器是一种测量液位的压力传感器．静压投入式液位变送器（液位计）是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，采用国外先进的隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号（一般为4～20mA／１～５ＶＤＣ）。 分为两类：一类为接触式，包括单法兰静压/双法兰差压液位变送器，浮球式液位变送器，磁性液位变送器，投入式液位变送器，电动内浮球液位变送器，电动浮筒液位变送器，电容式液位变送器，磁致伸缩液位变送器，侍服液位变送器等。第二类为非接触式，分为超声波液位变送器，雷达液位变送器等。 静压投入式液位变送器（液位计）适用于石油化工、冶金、电力、制药、供排水、环保等系统和行业的各种介质的液位测量。精巧的结构，简单的调校和灵活的安装方式为用户轻松地使用提供了方便。4～20mA、 0～5v、 0～10mA等标准信号输出方式由用户根据需要任选。 利用流体静力学原理测量液位，是压力传感器的一项重要应用。采用特种的中间带有通气导管的电缆及专门的密封技术，既保证了传感器的水密性，又使得参考压力腔与环境压力相通，从而保证了测量的高精度和高稳定性。 是针对化工工业中强腐蚀性的酸性液体而特制，壳体采用聚四氟乙烯材料制成，采用特种氟胶电缆及专门的密封技术进行电气连接，既保证了传感器的水密性、耐腐蚀性，又使得参考压力腔与环境压力相通，从而保证了测量的高精度和高稳定性。 液位传感器（静压液位计／液位变送器／液位传感器／水位传感器）是一种测量液位的压力传感器．静压投入式液位变送器（液位计）是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，采用国外先进的隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号（一般为4～20mA／１～５ＶＤＣ）。 分为两类：一类为接触式，包括单法兰静压/双法兰差压液位变送器，浮球式液位变送器，磁性液位变送器，投入式液位变送器，电动内浮球液位变送器，电动浮筒液位变送器，电容式液位变送器，磁致伸缩液位变送器，侍服液位变送器等。第二类为非接触式，分为超声波液位变送器，雷达液位变送器等。 静压投入式液位变送器（液位计）适用于石油化工、冶金、电力、制药、供排水、环保等系统和行业的各种介质的液位测量。精巧的结构，简单的调校和灵活的安装方式为用户轻松地使用提供了方便。4～20mA、0～5v、0～10mA等标准信号输出方式由用户根据需要任选。 利用流体静力学原理测量液位，是压力传感器的一项重要应用。采用特种的中间带有通气导管的电缆及专门的密封技术，既保证了传感器的水密性，又使得参考压力腔与环境压力相通，从而保证了测量的高精度和高稳定性。 是针对化工工业中强腐蚀性的酸性液体而特制，壳体采用聚四氟乙烯材料制成，采用特种氟胶电缆及专门的密封技术进行电气连接，既保证了传感器的水密性、耐腐蚀性，又使得参考压力腔与环境压力相通，从而保证了测量的高精度和高稳定性。 工作原理： 用静压测量原理：当液位变送器投入到被测液体中某一深度时，传感器迎液面受到的压力公式为：Ρ = ρ .g.H + Po式中： P ：变送器迎液面所受压力 ρ：被测液体密度 g ：当地重力加速度 Po ：液面上大气压 H ：变送器投入液体的深度 同时，通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔，再将液面上的大气压 Po 与传感器的负压腔相连，以抵消传感器背面的Po ，使传感器测得压力为：ρ .g.H ，显然, 通过测取压力P ，可以得到液位深度。 功能特点： 院别: xxxx 课程名称: xxxx 实验名称: 液位自动检测与控制系统 实验教室: xxx 指导教师: xxx 实验日期：xx 年x 月x 日 一、设计要求 1.基本要求 本方案设计一个自动检测液体液位的检测仪器系统。然后通过1602液晶显示器把 测得的参数显示出来。 二、实验设备与软件 计算机、Keil C51编程器、STC下载器、Altium designer软件、数字万用表、陶瓷压力传感器 三、方案分析 根据系统的设计要求，得出以下两种方案： 方案一：红外光电传感器 红外光电传感器是由红外发射二极管和敏感三极管组成，红外发射二极管发出的红外光的波长和敏感三极管的受光波长相同或相近。当发射管和接受管之间没有障碍物时，敏感三极管由于收到红外光信号而导通，电路输出电平为低电平；当发射管和接受管之间有障碍物挡住时，敏感三极管由于收不到红外光信号而截止，电路输出电平为高电平。 该系统中，对量筒中的液体表面的检测基本上是利用散射原理，在玻璃量筒中液体表面处的液体会发生外延现象或吸附现象而形成一个环形曲面，这个曲面正好供我们检测用。它是由一对红外光电对管组成的，在玻璃量筒中液体表面处的液体会发生外延现象或吸附现象而形成一个环形曲面,由于散射作用，接收管接收不到发射管的红外光信号而截止，电路输出电平为高电平。因此,可以利用其输出电平的高低来检测液面的位置，其输出信号再通过电缆输出到单片机接口电路和显示驱动电路进行处理。为了适应本系统的特殊要求，我们将红外发射、接受管分别装在U形板的两边，两管距离大于玻璃量筒的直径。为了减少外来自然光的干扰，在两管的发射、接受头安装有一定深度的导光孔槽，它一方面减少了外来光的干扰，另一方面可以限制光束直径，以利于提高检测分辨率。 方案二：压力传感器 该系统中，利用不同水位是对压力传感器压力大小不同，从而有不同的电压输出，然后由仪表放大器放大一定倍数，输入比较器一端与单片机通过按键设定的电压值比较从而决定是进水还是放水。 四、方案选择 经过分析和实验要求，传统的设计方案主要靠软件实现，且操不方便，精度不高，不容易实现。所以我们选择方案二，直接将压力传感器输出的电压与单片机的设计电压进行比较，从而决定是输入水，还是放出水。实现水位的检查与控制。而且方案二通过单片机输出电压控制信号，由比较器输出高低信号来控制水电泵或者电磁阀的开关，来获得实际所需的水位。 太阳能热水器控制仪使用说明书 太阳能热水器使用说明，一般情况下也就是说的太阳能热水器控制仪的使用方法，在这里我们拿最常用的西子控制仪说明书，为大家讲解一下使用方法,希望对大家在使用过程中减少一些疑难问题，方便大家使用。 TMC 至尊全天候测控仪使用说明书 【主要技术指标】 1. 使用电源：220VAC 功耗：<5W 2. 测温精度：±2 C 3. 测温范围：0-99 C 4?控温精度：±2 C 5. 水位分档：五档环形显示 6. 可控水泵或电热带功率：w 500W 7. 可控电加热功率：w 1500W 可选：3000W 8. 漏电动作电流：w 10mA/0.1s 9. 电磁阀参数：直流DC12V，可选用有压阀或无压阀 有压阀工作压力：0.02MPa?0.8MPa 无压阀工作压力：0.0MPa，适用于水箱供水或低压供水 10. 广域亮彩显示屏低功耗：<0.5W 【主要功能】 1. 北京时间：实时显示北京时间 2. 水位预置：可预置加水水位50、80、100% 3?水温预置：可预置加热温度范围：30 C -80 C,定时加热若不需要启动电加热，可预置为00 C 4. 水温指示：显示太阳能热水器内部实际水温 5. 水位指示：显示太阳能热水器内部所存水量 6. 缺水提示：当水位从高变低，出现缺水状态时，蜂鸣报警，同时20% 水位闪烁 7. 缺水上水：当水位从高变低，出现缺水状态时，延时30 分钟自动上水至预置水位 8. 手动控制：可手动启动上水、加热，在操作时首先显示预置的水位或水温，用户可利 用^、▼键调整预置参数，确认后，启动上水、加热，也可手动关闭。启动加热时水位若低于50%，则先启动上水再加热。正在加热时水位低于50%自动关闭加热，保护电 加热管。启动手动上水时，若实际水位大于等于预置水位时，测控仪自动上调预置水位，以保证用户上水需求，启动手动加热时，若实际水温大于等于预置水温时，自动上调预置水温，以保证用户加热需求，建议用户预置水温不超过60C 9. 自选模式：有智能、定时、温控三种模式可选 定时模式：可设定二次定时上水、二次定时加热，原厂设置定时上水第一次9：00 上水至100% 水位，第二次15：00 启动上水至100%水位。定时加热，第一次4：00 加热至50 C,第二次16: 00加热至50 C。用户可重新设定时间及参数，完全满足用户个性化需求.温控模式:当水箱水未加满，水温高于用户设定的温控上水温度（原厂设置为60C）自动补水至低于温控温度10 C的合适水温，此功能可防止出现低水量、高水温的不合理现象。当正在用水（水位发生变化）时，则延时60 分钟启动，以避免用户正在用水时启动上水。几太阳能热水器水位水温传感器
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