電容式傳感器成功應(yīng)用于太陽(yáng)能熱水器

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        一直以來(lái)，家用太陽(yáng)能熱水器如何實(shí)現(xiàn)智能化控制是消費(fèi)者經(jīng)常夢(mèng)寐以求的，國(guó)內(nèi)諸多太陽(yáng)能企業(yè)也在不斷向這方面努力，各方的鉆研創(chuàng)新為最終實(shí)現(xiàn)智能化控制奠定了基礎(chǔ)。不久前，從永康金芯電子儀器有限公司傳來(lái)利好消息，其科研人員歷經(jīng)7年時(shí)間的不懈努力，使一直無(wú)法實(shí)現(xiàn)的電容式傳感器技術(shù)最終成功應(yīng)用到太陽(yáng)能熱水器中，使太陽(yáng)能熱水器不但能夠在壽命范圍內(nèi)保持靈敏的測(cè)控能力，而且還將最終實(shí)現(xiàn)理想化的智能模式，給中國(guó)太陽(yáng)能行業(yè)的智能化之路帶來(lái)一屢春風(fēng)。
        什么是電容式傳感器?
        太陽(yáng)能熱水器儀表的傳感器如同人的感覺(jué)器官，承載系統(tǒng)的信息源，采集來(lái)自太陽(yáng)能熱水器儲(chǔ)水箱里的水溫、水量等信息，在自動(dòng)化控制方面具有著舉足輕重的地位。目前終端市場(chǎng)上的太陽(yáng)能儀表普遍使用電極式傳感器，這是一種最原始、最落后的傳感技術(shù)。雖然它的存在很普遍，卻有著兩大先天性缺陷：一是受水垢影響，使用壽命短，無(wú)法實(shí)現(xiàn)與太陽(yáng)能熱水器工作15年同壽命;二是分辨率低(只有4擋水位)，只能實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單、初級(jí)的控制工作，因?yàn)閭鞲衅鞯脑夹栽斐商?yáng)能熱水器向智能化和多功能化方面發(fā)展的道路上存在著瓶頸。
        與電極式傳感器對(duì)應(yīng)存在的電容式傳感器技術(shù)投入應(yīng)用已長(zhǎng)達(dá)一個(gè)世紀(jì)，具有分辨率高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、可實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量等突出優(yōu)點(diǎn)，特別適用于酸類(lèi)、堿類(lèi)、粉類(lèi)、油水、有機(jī)溶劑等液體位測(cè)量，目前在石油、化工、水泥、糧食等行業(yè)中應(yīng)用廣泛。但是，因于太陽(yáng)能水箱內(nèi)膽直徑只有30多公分，電容變化量?jī)H有一百來(lái)個(gè)皮法的大小，屬于微弱電容的檢測(cè)，使用過(guò)程中寄生的電容甚至可以超過(guò)它本身的變化量，極易造成測(cè)量誤差，所以遲遲無(wú)法應(yīng)用在太陽(yáng)能熱水器上。
        假如能將這種非接觸式的電容傳感器通過(guò)技術(shù)革新應(yīng)用到太陽(yáng)能熱水器儀表當(dāng)中，那么所有問(wèn)題都將迎刃而解。
        從理論到實(shí)踐的努力
        永康金芯電子儀器有限公司總經(jīng)理金蔚東從事技術(shù)出身，他在傳感器問(wèn)題上已有多年的研究，并一直致力于將電容式傳感器融入太陽(yáng)能熱水器中。
        金蔚東介紹說(shuō)："隨著微處理器技術(shù)的不斷進(jìn)步，電容式傳感器技術(shù)正在向智能化方向發(fā)展，所謂智能化就是將傳感器獲取信息的功能與專(zhuān)用的微處理器的信息分析、處理等功能緊密結(jié)合在一起。由于微處理器具有計(jì)算與邏輯判斷功能，故可以方便地對(duì)傳感器所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)記憶、比較分析、并能夠?qū)?shí)際水位的電容量變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、自動(dòng)校正;從而有效地解決了以往受寄生電容影響、導(dǎo)致電容式傳感器準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、及可靠性差的技術(shù)難題，使電容式傳感器所具有的分辨率高、調(diào)控能力強(qiáng)、不受水質(zhì)水垢影響、無(wú)使用壽命周期等優(yōu)點(diǎn)能在太陽(yáng)能熱水器的應(yīng)用上得到充分體現(xiàn)，并可因此而賦予控制系統(tǒng)強(qiáng)大的功能，確保太陽(yáng)能熱水器在水量控制、水溫顯示、上水、輔助電加熱等方面無(wú)限接近理想的智能模式，真正開(kāi)啟太陽(yáng)能熱水器智控化時(shí)代。"
        有了理論作基礎(chǔ)，金芯電子從2002年5月就開(kāi)始著手努力，開(kāi)始試產(chǎn)能與太陽(yáng)能熱水器相結(jié)合的電容式傳感器，經(jīng)過(guò)二年多的小范圍使用驗(yàn)證后，獲得了實(shí)踐成功依據(jù)，并于2004年7月向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利。在經(jīng)過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局以及相關(guān)科研機(jī)構(gòu)一系列嚴(yán)格縝密的九大批準(zhǔn)步驟后，最終于2009年6月份獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)證書(shū)，擁有了理論性的權(quán)威支撐。
        金芯電子研制的電容式傳感器在經(jīng)過(guò)了7年多的完善與檢驗(yàn)后，技術(shù)應(yīng)用更加成熟，其使用壽命也已基本上能夠與太陽(yáng)能的使用年限相適應(yīng)，成為新一代智能化控制型太陽(yáng)能熱水器的開(kāi)端。在其控制下，讓太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)不但實(shí)現(xiàn)了高靈敏度的水位顯示，還可以在使用者進(jìn)行輔助電加熱時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)用水自動(dòng)斷電;快速反應(yīng)防溢流，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的問(wèn)題所在;以及根據(jù)天氣情況自動(dòng)調(diào)節(jié)上水量，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能熱水器產(chǎn)熱量的最大效率化。
        就目前終端市場(chǎng)的使用情況而言，運(yùn)用金芯電子所研制的電容式傳感器技術(shù)的太陽(yáng)能儀表使太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)成功進(jìn)入智能化行列，使用者完全不必再費(fèi)心費(fèi)力去手動(dòng)調(diào)節(jié)、因?yàn)樘鞖庾兓鴵?dān)驚受怕了。而其"讓太陽(yáng)能讀懂天氣"的技術(shù)點(diǎn)也讓消費(fèi)者了解到一個(gè)形象的智能化產(chǎn)品，并對(duì)此贊許有嘉。可以預(yù)見(jiàn)，電容式傳感器將成為太陽(yáng)能熱水器儀表傳感器技術(shù)的一次重大突破和革命，勢(shì)必會(huì)成為今后太陽(yáng)能熱水器測(cè)控技術(shù)發(fā)展的主流趨勢(shì)。