[实用新型]水量显示器

说明书

1．所属技术领域：

本实用新型属工业技术领域，主要用于距离较远、或高度差较大、或不易显示的箱体的水量显示，如太阳能热水器的水量显示。

2．现有技术背景

经检索现有水量、水位显示专利申请共查得18份，主要用于太阳能热水器，基本上是水位显示，几乎没有水量显示。

在水位显示专利中，大部分测定子安装在水箱中(共15份)，由于太阳能热水器水箱的温度多数时间高于45℃，在测定子上会产生水垢而使仪器失灵，无故障工作时间极短，一般为几个月，使用户望而却步。少数专利不受水垢的影响，但应用了机械传动(申请号：96232451．5，97241247．6)稳定性差，制造难度大，精度也不高；也有用压力传感原理的，虽不受水垢的影响，但精度差。

目前，市场上可见的水位显示器，有利用现有锅炉用水位显示器的，由于锅炉用水位显示器只适用于软化水，高硬度水质地区无法使用；有利用浮子原理的，由于是插在水箱内，受水垢的影响，无故障时间极短；有利用三极管将小电流放大成较大电流的(申请号：98226136．5)由于电路复杂，不适用于多点指示。(市场上的产品为上、中、下三点指示)

3．实用新型的目的

本实用新型的目的是为广大太阳能热水器用户提供一种价格便宜、显示精度高、显示水量档次多(可达11种水量或更多)、性能稳定可靠的水量显示器。本实用新型也可用于其他需要显示水量的场合。4．技术方案

本实用新型的技术方案是：将显示电路和讯号获得电路分开。显示电路用发光二极管显示；讯号获得电路用水作导体，水中放有若干高低不等的电极，通过水的升、降而使某一对电极导通或断开，从而获得一触发电压变化，该触发电压变化通过一集成电路而使发光二极管导通或断开，从而显示某一水位。因为一个电极接触水面与脱离水面相差的距离很小，因而显示精度很高。为了避免水垢的影响，水位测定器安装在上水管道上，如图1所示。为了进行多点显示，使用了一个转换开关，见图2(Ⅱ)，当需要显示某一档水位时，就将开关转换到那一档，此时，只有该档的电路接通，其他档的电路均不通。水位与水量之间的转换是通过公式，用计算机事先计算好的，每一水位对应一定的水量，因此，测定的是水位，显示的却是水量。

详细说明如下：

水量显示器是由水量显示器表盘、水位测定器和电缆组成(见图1)。它的水量显示器表盘是一个壳体，其内部装有电源、开关、水量显示灯(发光二极管)、转换开关、报警器及连接电路；水位测定器是在一个铝制保护套内安装一个水位测定子，水位测定子是由若干个相互绝缘的高低位置不一样的电极组成，水位测定器安装在上水管路上，其高低与水箱位置相当；其电缆采用多芯通讯电缆，其作用是连接水量显示器表盘与水位测定器。

图1是水量显示器安装位置图，在静止状态下水箱的水面与水位测定器的水面高度是一致的，水位测定器的水位就代表着水箱的水位。图2是具有7档水量的水量显示器电路工作原理图。(Ⅰ)是水位测定子，用于测定水位；(Ⅱ)是转换开关，用于确定测量哪一档水位(Ⅲ)是主电路，由门铃电路组成，提供报警或显示的电流(市场上有售)；(Ⅳ)是发光二极管，用于显示水量的多少(见图3)；(Ⅴ)是报警器；(Ⅵ)是选择开关，用于确定显示水量或报警；(Ⅶ)是电源开关。水位测定子(Ⅰ)安装在水位测定器保护套内，上有8个相互绝缘的电极，(0)为基极，(1)～(7)为相应的水位电极，这些电极通过电缆与水位显示器表盘连接(见图1)。当水平面与某一电极，如(7)接触时(见图1)，并且选择开关置于报警位置，电源开关置于开的位置，则发出报警信号；水位降低，脱离(7)号电极，报警停止，这样就指示出是否水满，其他类推，只是将选择开关置于显示位置，其声音报警变成发光二极管指示。

将水位显示转换成水量显示是通过公式计算来完成的。

在测量及计算圆柱形水箱的水量(体积)时，如果水箱是水平放着的，则水量只与水的高度h有关，只要测出水的高度，就可以计算出水量。

如图4所示，设水箱的半径为r、水箱的截面积为s、体积为v、水的高度为h，求体积为n(n为总水量的比例数或百分数)时的水位高度h。

弓形面ABD的面积=扇形OAB的面积-三角形OAB的面积

S_扇形OAB=(∠AOB÷2π)×πr²=∠AOD×r²

S_三角形OAB=AB×OC÷2=AC×OC