专利名称：水箱水位水温显示报警器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水箱的液位检测和温度检测，尤其是太阳能热水器水箱的水位和水温的检测和显示。
太阳能热水器的水箱水位检测，走过了从溢水管到液位指示器，再到水位水温显示报警器的发展历程。但现有的水位水温显示报警器电路结构复杂，工作可靠性差，液位显示档数少，成本价格高。
本实用新型的任务是提供一种电路结构简单，工作可靠性高，成本低，液位和温度显示档数多的水箱水位水温显示报警器。
为解决上述任务，本实用新型的技术方案是该水箱水位水温显示报警器主要由水位水温探棒和本体电路组成，其本体电路包括信号比较放大显示电路，报警电路，电源电路等，其水位水温探棒有一个水位检测电路和一个水温检测电路；一根三芯连接导线将水位水温探棒和本体电路电连接水位检测电路和水温检测电路经三芯连接导线和切换开关与本体电路中同一个信号比较放大显示电路相连接。
水位检测电路由多个电阻器串连而成，每个电阻器两端均连接一个水位电极。
水温检测电路由热敏电阻构成。
上述技术方案中仅有一根三芯连接导线连接水位水温探棒和本体电路，水位检测显示和水温检测显示由同一个信号比较放大显示电路完成，由切换开关切换，使用方便，水位检测电路中有n个电阻器就有n+1个水位检测电极，液位和温度显示档数多，电路结构简单，工作可靠性高，成本低。
以下结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
图1是本实用新型水箱水位水温显示报警器的水位水温探棒结构示意图；图2是图1的局部放大剖视图；图3是本实用新型水箱水位水温显示报警器的电路原理图。
由图1至图3所示，本实用新型水箱水位水温显示报警器主要由水位水温探棒50和本体电路组成，本体电路则由信号比较放大显示电路40，报警电路30，电源电路20等构成。
水位水温探棒50有一条水位检测电路和一条水温检测电路，水位检测电路由8个电阻器R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8串连而成，每个电阻器两端连接一个水位检测电极，水位由低到高共有1′、2′、3′、4′、5′、6′、7′、8′、9′九个水位电极。水温检测电路由热敏电阻Rt构成。热敏电阻Rt的一端还连接有浅水位电极0′和接地电极0，浅水位电极0′低于低水位电极1′。如图2所示，水位水温探棒50主要由环氧胶管57及各个金属水位电极组成，外面套有热缩套管56，内有密封胶58填充。水位水温探棒50竖直地挂在太阳能热水器的水箱中，接地电极0则沉入水箱底部，各个水位电极的位置就能反映水箱中的水位。也可以不用接地电板0，这时可把浅水位电极0′做的较大，以增加与水的接触面积。这种结构也属于本实用新型的保护范围。
水位检测电路中串连的各个电阻器的阻值均较小，一般为几K，最高也不超过60K，这样能有效地防止水箱中水位迅速下降时水位水温探棒50上残存的水膜的影响。水位水温探棒50上有水膜，能导电，就会使水温显示出现假像实际水位已经下降，而显示的却是上一位甚至上几位的水位。但由于水位检测电路中各个电阻器的阻值小，而水膜电阻在100K以上，水膜与电阻器并连后，其并连电阻接近电阻器的阻值，水膜的影响可以忽略，可避免如上所述的误显示。
由图1至图3所示，水位水温探棒50由一根软质三芯连接导线54通过三芯连接插头插座55与本体电路相连接。三芯连接导线54中，水位检测连接导线51与水位检测电路满水位电极9′相连接，水温检测连接导线52与水温检测电路中热敏电阻Rt的一端相连接。公共接地连接导线53则与热敏电阻Rt另一端浅水位电极0′相连接。
当水箱中水位浸到某一水位电极时，该水位电极以下电阻器被水短路，经电阻器R10分压的A点电位经射极跟随器VTI，再经可调电阻器RP分压后输入电压信号比较放大集成电路IC1的第4脚，IC1是一块十位线性LED指示驱动器，其内部包括一个输入缓冲器，十个比较器，一个十位线性分压器，一个1.25V基准电源和模式转换电路等，输入IC1第5脚的电位经内部分压器分压后逐一与输入第4脚的信号进行比较，经IC1放大后输出驱动相应的发光二极管，即IC1中第1、18、17、16、15、14、13、12、11、10十个输出脚中的发光二极管VD0、VD1、VD2、VD3、VD4、VD5、VD6、VD7、VD8、VD9中的一个，从而指示相应的水位。
当检测水温时，只要拨动切换开关S1，水温检测电路中热敏电阻Rt经电阻器R11分压，由射极跟随器VT1，可调电阻器RP分压将电压信号输入IC1的第4脚，经IC1比较放大驱动相应的发光二极管，以指示相应的水温，VD0指示低温，VD9指示高温，热敏电阻Rt为负温度系数。
如图3所示，IC1的9脚悬空，以点状显示状态工作。
在水位水温探棒50和电压信号比较放大集成电路IC1间接入由切换开关S1、射极跟随器VT1、可调电阻器RP组成的输入调整电路，可方便地切换水位检测和水温检测，调整可调电阻器RP，将合适的电位送入IC1的第4脚，以保证在检测范围内VD0至VD9十个发光二极管逐一点亮。
在水位检测时，水温检测电路和串接在公共接地线中的电阻器R18组成水位检测温度补偿电路。由于水的导电性能与水温有关，水温低电阻大，水温高电阻小，因而水温的变化就会引起A点电位的变化，从而影响水位检测的正确性。如图3所示，在水位检测时，水位检测电路与水温检测电路并连后串接电阻器R18，由于热敏电阻Rt也是负温度系数，水温低电阻大，水温高电阻小，水温的变化在电阻器R18上得到了补偿，使A点电位保持稳定。如水温降低，从水位检测电路看，A点电位将升高；又从水温检测电路看，热敏电阻Rt阻值也增大，使电阻器R18上的压降减少，从而使A点电位拉低不致升高。，同样，水温升高时，A点电位不致降低。
报警电路30由晶体管VT2、VT3组成互补型音频振荡器，其反馈网络由电阻器R16和电容器C3串接构成。当水位达到满水位电极9′或高温时，发光二极管VD9导通，使晶体管VT3发射极处于低电位，振荡电路起振，讯响器SP发声报警。当水位下降到浅水位电极0′或低温时，发光二极管VD0导通而同样报警。改变电解电容器C1的电容，则报警音频改变。电阻器R13使IC1的第1脚和第10脚不短路，以免VD0和VD9同时导通点亮。
由图3所示，电源电路20中由稳压集成电路IC2的第1脚输出稳定的电压，由发光二极警VD10(红色，导通电压为1.5V)和电阻器R17串接而成的电池电压显示电路跨接在稳压集成电路IC2的第1脚和第3脚之间，电池电压为9-15V，电池电压越高，发光二极管VD10越亮，当电池电压下降至6.4V以下低于VD10起始电压时，VD10熄灭，告知用户更换电池。由图3所示，流过电池电压显示电路的电流作为工作电流的一部分参与系统的工作，有利于节电。电解电容C2提供了音频旁路。
本实用新型最佳实施例的元器件参数如下电阻器R1＝56 R2＝22K R3＝11K R4＝4.7KR5＝5.1K R6＝2.2K R7＝2.2K R8＝4.7K热敏电阻Rt为103AT型；R10＝7.5K R11＝1K可调电阻器RP＝3KR12＝8.2K R13＝1.2K R14＝1.2K R15＝62KR16＝2.4K R17＝2.2K R18＝470Ω电容器C1＝4.7μf16V电解电容C2＝47μf16V电解电容C3＝0.01μf晶体管VT1、VT3为9013型，VT2为9012型讯响器SPΦ12×16Ω集成电路IC1为LM3914，IC2为78L05切换开关S12×2电源开关S21×1工作电压5V，工作电流12mA(报声25mA)。
权利要求1.一种主要由水位水温探棒(50)和本体电路组成的水箱水位显示报警器，其本体电路包括信号比较放大显示电路(40)，报警电路(30)，电源电路(20)等，其特征在于水位水温探棒(50)有一个水位检测电路和一个水温检测电路；一根三芯连接导线(54)将水位水温探棒(50)和本体电路电连接；水位检测电路和水温检测电路经三芯连接导线(54)和切换开关(S1)与本体电路中同一个信号比较放大显示电路(40)电连接。
2.根据权利要求1所述的水箱水位水温显示报警器，其特征是所述的水位检测电路由多个电阻器串连而成，每个电阻器两端均连接一个水位电极，该水位检测电路的一端连接的是满水位电极(9′)并与三芯连接导线(54)中的水位检测连接导线(51)相连接，其另一端连接的是低水位电极(1′)。
3.根据权利要求2所述的水箱水位水温显示报警器，其特征是所述的水位检测电路中每个电阻器的电阻值均小于60KΩ。
4.根据权利要求1所述的水箱水位水温显示报警器，其特征是所述水温检测电路由一个热敏电阻(Rt)组成，其一端与三芯连接导线(54)中的水温检测连接导线(52)相连接，其另一端与三芯连接导线(54)中的公共接地连接导线(53)相连接，此外，该端还连接一个浅水位电极(0′)。
5.根据权利要求1所述的水箱水位水温显示报警器，其特征是由热敏电阻(Rt)组成的水温检测电路与串接在本体电路中公共接地线中的电阻器(R18)相串连组成水位检测温度补偿电路。
6.根据权利要求1所述的水箱水位水温显示报警器，其特征是所述信号比较放大显示电路(40)中有一个由切换开关(S1)、射极跟随器(VTI)和可调电阻(RP)组成的输入调整电路。
7.根据权利要求1所述的水箱水位水温显示报警器，其特征是所述的电源电路(20)有一个电池电压显示电路。
8.根据权利要求7所述的水箱水位水温显示报警器，其特征是所述的电池电压显示电路是连接在稳压集成电路(IC2)两端的由发光二极管(VD10)和电阻器(R17)相串连的支路。
专利摘要本实用新型公开了一种太阳能热水器的水箱水位水温显示报警器,它由水位水温探棒(50)和本体电路组成,本体电路包括信号比较放大显示电路(40)、报警电路(30)、电源电路(20)等。一根三芯连接导线(54)将水位水温探棒(50)和本体电路相连接,水位检测和水温检测信号经切换开关(S1)输入同一个信号比较放大显示电路(40)比较显示,显示档数多,并具有浅水、满水、低温、高温四种报警功能。
文档编号G01K7/16GK2383048SQ9923909
公开日2000年6月14日 申请日期1999年7月24日 优先权日1999年7月24日
发明者沈荣华 申请人:沈荣华