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、堿類、粉類、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月就開始著手努力，開始試產(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)明專利技術(shù)證書，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，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)。