专利名称：太阳能热水器存水总量控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种采用流量传感器的太阳能热水器存水总量控制系统。
目前，太阳能热水器的水量控制装置，大多数是通过控制液面的变化来控制水箱里的水量，这些解决办法需要在水箱上面安装控制装置或放置压力传感探头，工作可靠性差，控制精度不高，出现故障后不便维修。名为《太阳能热水器水量自动测量与控制系统》(99114571。2)的发明提出了与本发明类似的控制方法，与本发明不同的是该发明对原始水量加或减计数的依据是电磁阀的开启或关闭，而本发明是根据流量传感器的两路脉冲信号比较情况；该发明脉冲计数没有消除误差的措施，在使用上还有不够完善的地方。
本发明的目的是克服现行技术在工作可靠性和水位控制精度方面的不足，为太阳能热水器的水量控制提供一种更好的解决方案，给太阳能热水器的使用带来方便。
本发明的目的是这样实现的在水箱的上下水管上，接一个三通结构的流量传感器，在与电磁阀的连接处有一个单向阀；流量传感器内部有一个叶轮，叶轮上面有永磁体；外部有两个由干簧管或霍尔电路组成的磁传感器，对应叶轮的转动，分别产生两路计数脉冲输出。脉冲输出端接到控制电路上。由于流量传感器的输出脉冲数与通过的水容积有近似常数关系，水箱的容积参数可以转变成脉冲数值保存在控制电路中，控制电路比较流量传感器两路脉冲信号的时间差，判断水流方向，根据脉冲信号的数值，完成对保存在电路中原有存水量数值的加或减计数，并消除误脉冲；控制电路通过处理流量传感器输出的脉冲，能及时掌握太阳能热水器水箱的存水量变化情况，修正电路内部保存的原始存水量数值，控制加水电磁阀开启和关闭，完成存水量输出显示等控制功能。
图1为本发明的结构原理图。
图2为水箱(3)放水时，流量传感器(11)输出的脉冲信号图。
图3为水箱(3)加水时，流量传感器(11)输出的脉冲信号图。
下面结合附图对本发明的工作原理做进一步说明。
如图1所示，在太阳能热水器水箱(3)的上下水管(6)上，接一个三通结构的流量传感器(11)，外壳(8)采用非磁屏蔽材料，上面分布了两个磁传感器(4)(5)，中间有一个叶轮(9)，叶轮(9)上面有永磁体(7)；水箱(3)加水或放水时，上下水管(6)中流动的水分别使叶轮(9)产生逆时针和顺时针转动，永磁体(7)随着叶轮(9)转动，使磁传感器(4)(5)各产生一路脉冲信号输出到控制电路(2)。
磁传感器(4)(5)的分布位置要保证两路脉冲的输出有可供控制电路(2)处理的时间差，条件是不在外壳(8)的圆周均布，使T1≠T2；夹角B也不与任意两个永磁体(7)的夹角A相等或相近，避免因为磁传感器(4)(5)响应时间的差异而改变脉冲输出的时间顺序。
如图2所示，当T1＞T2时，叶轮(9)顺时针转动，表示水箱(3)是在放水状态；如图3所示，当T1＜T2时，叶轮(9)逆时针转动，表示水箱(3)是在加水状态。控制电路(2)通过比较这两组脉冲信号的时间差关系，可以准确的判断水流方向，再根据流量传感器(11)输出的脉冲数值，对保存在电路内部的存水量值进行加减运算，可得到最新的存水量值，根据存水量值的变化情况，按照程序完成显示、控制加水电磁阀(1)开启或关闭等动作。
磁传感器(4)(5)状态转换时，特别是干簧管类型的器件，动作时输出波形不整齐，有毛刺；当永磁体(7)正好停留在状态转换的临界位置时，会使状态转换不稳定，产生一些误脉冲输出；这些现象能够影响脉冲计数的准确性，需要采取措施消除这些误脉冲。
叶轮(9)转动时，永磁体(7)会使磁传感器(4)(5)按照一定的规律先后动作，产生脉冲输出，利用这一特点，控制电路(2)对脉冲计数时，要参考两路脉冲输出情况，既某一路不论输入了一个或一串脉冲，控制电路(2)不是立即进行计数处理，而是等待另一路有脉冲输入时，才会做一次有效计数。如仅有一路脉冲信号参与计数时，另一路脉冲信号则作为计数参考，如果两路脉冲信号均参与计数，则脉冲计数和计数参考的工作相互交替进行。通过这样的计数方法，能可靠的消除误脉冲造成计数误差。
由于流量传感器(11)对水的计量会有误差，误差的积累会影响到太阳能热水器的正常工作，既当水箱(3)里的水放完时，控制电路(2)的计数器里面还会有少许水的存量计数或负存量计数，这时，控制电路(2)要修正计数器的值。按照程序设定的与流量传感器(11)累计加水或放水脉冲总数(自前一次修正以后)成正比，与流量传感器(11)计量精度成反比的函数关系[f(x)＝x/k；x为自上一次修正以来的脉冲总数，k是流量传感器精度系数]所得到的函数值作为修正依据，当计数器水的存量计数值小于该值时，控制电路(2)就对计数器复位(回零)，并修正原始水量设置；当出现负存量计数时，控制电路(2)也对计数器复位(回零)，修正原始水量设置。通过这些方法来消除流量传感器(11)的积累误差，保证太阳能热水器的正常使用，降低流量传感器(11)的制造精度和成本。
现有大多数电磁阀(1)的技术特点，在供水端失压时，无法阻止太阳能热水器水箱(3)的水回流，本发明在流量传感器(11)与电磁阀(1)的连接处增加了一个单向阀(10)，在供水端失压时阻止水箱(3)水回流。
控制电路(2)还可以按照程序的设定，结合温度信号完成对电磁阀(1)的开启、关闭控制和水箱(3)温度显示、定时定量的加水、加温等控制功能。永磁体(7)也可以不在叶轮(9)上，而设在叶轮(9)旋转输出轴上。
本发明可以使传统的液面控制方式转变为储水总量控制方式，安装维护方便，工作可靠性高，对于不同规格型号的太阳能热水器均能适用。
权利要求
1.一种太阳能热水器存水总量控制系统，其特征在于由流量传感器(11)、电磁阀(1)、和控制电路(2)组成。
2.根据权力要求1所述的太阳能热水器存水总量控制系统，其特征在于流量传感器(11)是一个三通结构，一端接水箱(3)的上下水管(6)，一端接电磁阀(1)，一端是热水出口。
3.根据权力要求1或2所述的太阳能热水器存水总量控制系统，其特征在于流量传感器(11)有两个磁传感器(4)(5)。
4.根据权力要求1或3所述的太阳能热水器存水总量控制系统，其特征在于两个磁传感器(4)(5)输出脉冲的时间差，是水流方向的判断依据。
5.根据权力要求1或3所述的太阳能热水器存水总量控制系统，其特征在于两个磁传感器(4)(5)的输出脉冲信号分别参与计数和计数参考。
6.根据权力要求1所述的太阳能热水器存水总量控制系统，其特征在于控制电路(2)对误差修正的依据是函数值和负计数值。
7.根据权力要求1或2所述的太阳能热水器存水总量控制系统，其特征在于流量传感器(11)与电磁阀(1)的连接处，有一个单向阀(10)。
全文摘要
本发明涉及一种太阳能热水器存水总量控制系统，安装在水箱(3)的上下水管(6)上，控制电路(2)通过比较流量传感器(11)输出的两路信号，完成水量显示、电磁阀(1)开启和关闭等动作，最终达到对水箱(3)存水量的控制。该系统计量精度高，有保障系统正常运行的措施，安装维护方便，适用于不同规格型号的太阳能热水器。
文档编号F24J2/40GK1425885SQ01137399
公开日2003年6月25日 申请日期2001年12月18日 优先权日2001年12月18日
发明者刘晓明 申请人:刘晓明