解析水溫水位傳感器相關(guān)問(wèn)題

傳感器就是一種能夠感受水溫水位，并且將感受到的水溫水位轉變成變化的電信號的儀器。在太陽(yáng)能熱水器的發(fā)展史上，水溫水位傳感器一直起著(zhù)舉足輕重的作用，熱水器的智能化、人性化都與水溫水位傳感器密不可分，水溫水位測控儀更是離不開(kāi)水溫水位傳感器，水溫水位傳感器工作穩定是對整個(gè)熱水器智能控制的保障。水溫水位傳感器的從無(wú)到有，從簡(jiǎn)單到復雜，使用壽命的由短到長(cháng)，都與太陽(yáng)能專(zhuān)業(yè)人士的努力是分不開(kāi)的。

　　傳感器技術(shù)在熱水器的應用中，由于受到多種使用時(shí)惡劣環(huán)境的影響，一般很難保證長(cháng)期可靠地使用，一批批專(zhuān)業(yè)人士雖然制作了多種形式的傳感器，但是都沒(méi)能解決實(shí)際問(wèn)題，到底這些問(wèn)題能不能解決呢？

　　我們首先要先分析技術(shù)上存在的難點(diǎn)，只要能夠找到解決這些難點(diǎn)的辦法，問(wèn)題也就迎刃而解了。

　　下面我們從多個(gè)方面探討一下這些問(wèn)題：

一、耐高溫問(wèn)題：

　　傳感器要長(cháng)期工作在熱水器水箱之中，因為真空管的得熱量大，傳給熱水器水箱很多熱量，使水箱溫度能長(cháng)時(shí)間達到100度左右，短時(shí)間能達到130度，甚至150度，這就對傳感器帶來(lái)了耐高溫問(wèn)題，從太陽(yáng)能界用的第一個(gè)水溫水位傳感器一直到近期，傳感器的材料在耐高溫方面一直存在缺陷，在長(cháng)期的空曬過(guò)程中、在長(cháng)期的水煮過(guò)程中、在長(cháng)期的汽蒸過(guò)程中，不管是電子器件還是其他的傳感器材料都很容易老化、損壞。

　　突破這一難題，必須使進(jìn)入水箱的傳感器部分能夠耐高溫，在科學(xué)快速發(fā)展的今天，我國已經(jīng)研制除了一種能夠絕緣的、耐高溫的抗高溫聚丙烯材料，它能夠在150度的環(huán)境中正常使用，短時(shí)間能耐170度高溫，導電的電極部分使用優(yōu)質(zhì)不銹鋼材料SUS316L，既能滿(mǎn)足耐高溫，又能滿(mǎn)足耐腐蝕的要求；而不耐高溫的電路部分，可以選取遠離高溫水箱的結構。這樣傳感器的耐高溫問(wèn)題就解決了。

二、密封問(wèn)題：

　　對太陽(yáng)能熱水器水箱里的水溫水位探測，一般將感溫探頭和水位探頭都直接接觸水源，而一些感光的器件做成探測水位的傳感器成本又過(guò)高，作為一個(gè)熱水器配件的成本占整個(gè)熱水器成本很大一部分也很不合理，同時(shí)也超過(guò)了人們的購買(mǎi)能力，還有一些壓力傳感器又難逃水垢的影響，使壓力傳感器的壽命大打折扣，所以電極式傳感器一直是太陽(yáng)能熱水器傳感器的主流，但是電極、信號線(xiàn)和感溫器件的密封問(wèn)題一直困擾著(zhù)眾多傳感器研究者們，又因為信號線(xiàn)的呼吸毛細現象，使的信號線(xiàn)被水汽腐蝕，電阻增大甚至腐蝕斷信號線(xiàn)，直接導致控制部件失靈。

　　突破這一難題，就必須選取一種結構，使得信號線(xiàn)、電子器件等元件遠離高溫的水箱，而進(jìn)入水箱的部分僅僅是耐腐蝕、耐高溫的優(yōu)質(zhì)不銹鋼材料SUS316L和抗高溫聚丙烯材料，而不銹鋼材料部分和納米材料部分之間是用硅膠圈進(jìn)行密封的，用硅膠密封圈進(jìn)行密封，密封容易且簡(jiǎn)單高效。信號線(xiàn)和電路部分都在水箱外邊和不銹鋼材料部分連接，能保證電路部分感受到水箱里面的水溫和水位，電路部分將感受到的水溫水位準確轉變成電信號。傳感器的密封問(wèn)題得以解決。

三、耐水垢問(wèn)題：

　　我國水質(zhì)不一，很多地區的水質(zhì)問(wèn)題很?chē)乐�，水垢給傳感器帶來(lái)很多麻煩，水垢附著(zhù)在電極和感溫塊上，造成傳感器感知水位水溫不準確。突破這一難題，就必須從電路上找突破口，在連續的模擬電路作用下，Ca²⁺、Mg²⁺等離子受到一個(gè)固定方向的電磁力作用，有利于傳感器金屬探頭上水垢的形成，且鋼鐵等金屬物質(zhì)本身都極易形成水垢，當水的溫度升高時(shí)，他們之間的分子勢能會(huì )增大，就是說(shuō)分子間距增大，當分子間距大到一定程度的時(shí)候，Ca²⁺、Mg²⁺等離子就會(huì )附著(zhù)在金屬的表面，時(shí)間長(cháng)了就會(huì )形成一層水垢膜，水垢膜的分子間隙較大，所以形成水垢膜后，水垢生成速度加快，最終導致傳感器電路部分感受不到準確的水溫和水位，電路部分再轉變成錯誤的電信號輸出，即傳感器失靈，而電路部分采用小信號觸發(fā)原理的數字電路能大大克服這一缺點(diǎn)，小信號觸發(fā)原理能有效減小Ca²⁺、Mg²⁺等離子受到的電磁力，而數字信號使水分子受到很小的電磁力不連續——時(shí)有時(shí)無(wú)，能有效減少因電路導致水垢的形成；再解決金屬本身形成水垢，可以使用一種導電的硅膠材料作為優(yōu)質(zhì)不銹鋼材料的保護體，硅膠材料不易形成水垢，這是硅膠等高分子材料的一大特點(diǎn)，因Ca²⁺、Mg²⁺等離子不容易滲透進(jìn)硅膠高分子連，所以水垢難以形成即不能附著(zhù)在硅膠表面。而不銹鋼探頭同樣能夠準確的感受水位，能保證傳感器正常的工作，水垢問(wèn)題解決了。

四、抗干擾問(wèn)題：

　　當今社會(huì )信息縱橫，高壓線(xiàn)、低壓線(xiàn)、信號塔等電磁干擾源更是多的令人難以想象，這對傳感器的信號傳輸帶來(lái)很大的影響，以前大多使用電子模擬信號，雖然有濾波電路的保護，但還是不能達到理想的效果。突破這一難題，必須采用數字信號傳輸，數字信號傳輸具有抗干擾性強，數據傳輸準確的優(yōu)點(diǎn)。

　　將上述多套解決方案組合安裝在一起，就組成了新結構的傳感器，經(jīng)過(guò)多年的研究和多次的改進(jìn)，結合了多項專(zhuān)利技術(shù)水平，現在皇明公司已經(jīng)完全成功的研制出了一種新結構的傳感器，引領(lǐng)傳感器設計潮流，采用新結構、新材料、數字電路，完全能夠解決困擾太陽(yáng)能熱水器行業(yè)多年的傳感器難題，經(jīng)有關(guān)部門(mén)檢驗認可開(kāi)始準備全面上市，愿此技術(shù)能在太陽(yáng)能熱水器的升級換代中發(fā)揮作用，能對太陽(yáng)能的智能化應用有所促進(jìn)。