[发明专利]浓度检测装置、浓度监控装置和太阳能热水器

权利要求书

1.一种浓度检测装置，用于在线检测太阳能热水器内的换热介质(101)中的抗冻剂的浓度，所述浓度检测装置包括：

折射率检测器(10)，适于设置在所述太阳能热水器内的换热介质(101)中，用于检测所述换热介质(101)的折射率；

温度传感器(20)，适于设置在所述太阳能热水器内的换热介质(101)中，用于检测所述太阳能热水器内的换热介质(101)的温度；和

浓度计算单元，根据所述折射率检测器(10)检测到的折射率和所述温度传感器(20)检测到的温度计算所述换热介质(101)中的抗冻剂的浓度。

2.根据权利要求1所述的浓度检测装置，其特征在于：

所述太阳能热水器内的换热介质(101)中的抗冻剂的浓度根据下面的公式(1)计算：

C＝k N (1)，

其中C是换热介质(101)中的抗冻剂的浓度，

N是换热介质(101)的折射率，

k是与换热介质的温度相关的系数，当换热介质的温度确定时，k是常数。

3.根据权利要求1所述的浓度检测装置，其特征在于：

所述浓度检测装置还包括显示单元，所述显示单元与所述浓度计算单元通信，用于显示计算出的浓度。

4.根据权利要求1所述的浓度检测装置，其特征在于，所述折射率检测器(10)包括：

壳体(14)，在所述壳体(14)中形成有一个具有开口的容纳池(14a)，所述换热介质(101)适于经由所述开口流入到所述容纳池(14a)中；

发光单元(11)，设置在所述壳体(14)中，并位于所述容纳池(14a)的一侧；

直角三棱镜(12)，设置在所述壳体(14)中，并位于所述容纳池(14a)的与所述发光单元(11)相对的另一侧，所述直角三棱镜(12)的折射率大于所述换热介质(101)的折射率；和

CCD传感器(13)，设置在所述壳体(14)中，并位于所述直角三棱镜(12)的后侧，

其中，

所述直角三棱镜(12)具有第一直角面(12a)、与第一直角面垂直的第二直角面(12b)、和一个倾斜面(12c)，所述发光单元(11)的光轴穿过所述CCD传感器(13)的中心并垂直于所述第一直角面(12a)；

所述发光单元(11)发射出的光线先从所述倾斜面(12c)射入到所述直角三棱镜(12)中，然后从所述第一直角面(12a)射出并入射到所述CCD传感器(13)上。

5.根据权利要求4所述的浓度检测装置，其特征在于：

所述CCD传感器(13)适于检测所述光线入射在所述CCD传感器(13)上的位置点与所述CCD传感器(13)的中心点之间的距离D；

所述折射率检测器(10)还包括折射率计算单元，所述折射率计算单元适于根据所述CCD传感器(13)检测到的距离D计算所述容纳池(14a)中的所述换热介质(101)的折射率。

6.根据权利要求5所述的浓度检测装置，其特征在于：

所述折射率计算单元根据下面的公式(2)计算所述换热介质(101)的折射率：

N＝N2*(sinθ2/sinθ1) (2)，

其中N2是所述直角三棱镜(12)的折射率，该折射率N2是已知的；

θ1是光线在所述倾斜面(12c)上的入射角，该入射角θ1是已知的；

θ2是从所述倾斜面(12c)射入的光线的折射角，该折射角θ2可以根据下面的方程式(3)计算出：

其中

L1为光线在所述倾斜面(12c)上的入射点到所述第一直角面(12a)之间的距离，该距离L1是已知的；

L2是所述第一直角面(12a)到所述CCD传感器(13)之间的距离，该距离L2是已知的；

D是所述CCD传感器(13)检测出的距离。

7.根据权利要求1所述的浓度检测装置，其特征在于：

所述温度传感器(20)被集成到所述折射率检测器(10)上，并可随所述折射率检测器(10)一起浸没到所述太阳能热水器内的换热介质(101)中。