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光电水位控制仪的设计

发布时间:2020-06-30 19:21:16 阅读: 来源:旋涡泵厂家

摘要:为了解决太阳能热水器上水过程中严重的水资源浪费问题,文中介绍了一款使用便捷、造价低廉、且节水节能的水位控制仪的设计方法。关键词:光电控制;水位;太阳能热水器;控制仪0 引言 自太阳能热水器问世起,上水均采用手动方式。但在太阳能热水器实际使用过程中发现,手动上水装置的水资源浪费现象较为严重。随着科技进步,自动上水仪使这一问题得到了缓解。但同时,目前市场上的自动上水仪要消耗电能,而且最主要的是接入的220 V交流电对用户安全使用构成了威胁。再者,结构设计上也不大合理,安装比较复杂,且对太阳能热水器主体改动较大。因此,本文对以上这些缺点进行了改进,提出了一种新的光电水位控制仪的设计方案。1 综合试验系统的组成 为了达到控制精度高、使用寿命长、操作简单、安全可靠,节约用水用电的目的,本文提出了图1所示的水位控制仪系统方案。此水位仪由四个部分组成,其中电磁阀主要负责自来水水路的通断(常闭式承压范围0.02 Mpa~0.8 Mpa);控制盒负责对光电能进行储存,以及水位信号的接收、处理和电磁阀动作控制;太阳能电池板可将太阳能转化成电能输送给控制盒中的蓄电瓶;水位探头则可通过对高、低两个水位的感应来反馈给系统,从而实现太阳能热水器的自动上水。

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2 系统工作原理 在图1中,太阳能电池板可先将太阳能转化成电能储存在控制盒中的蓄电瓶,蓄电瓶用于给整个系统提供正常工作时所必须的电能,从而使系统能够不间断的获取水位探头感应的低、高两个水位信号,该信号经控制和处理后,最终可转变为电磁阀与控制盒蓄电瓶电路的通、断,从而达到自动上水的目的。另外,考虑到气候差异会使太阳能电池板的工作效率降低,本设计还内置了蓄电瓶充电器,以确保系统可靠、绝对的正常运行。 本系统中的控制板电路如图2所示。该电路利用了三极管的放大、饱和、截止等工作特性。其中采用的三极管为2N5551。2N5551的类型为NPN(UBE=0.6~0.7V),集电极-发射集最小雪崩电压Vceo(V)为160。集电极最大电流Ic(max)为0.600 A,功率(W)为0.31;直流电流增益hFE最小值(dB)为80;直流电流增益hFE最大值(dB)为250;最小电流增益带宽乘积Ft(MHz)为100,封装采用T092,温度范围为-55~150℃。 根据已知的蓄电瓶的额定工作电压Ucc,可以选定额定工作电压(线圈工作电压)为Uo=Ucc的继电器,此继电器的吸合电压为U吸,而释放电压则为U放。

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