[發明專利]準確監測太陽能熱水器水箱內水量的方法和裝置

有效

• 申請號: 200810091735.4
• 申請日: 2008-04-14
• 公開（公告）號: CN101561306A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 劉冠軍;孫文龍;高潔
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾（中國）有限公司
• 主分類號: G01F23/20
• 分類號: G01F23/20;G01G23/01
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 龔海軍;劉 紅

技術領域

本發明涉及一種準確監測太陽能熱水器水箱內水量的方法和裝 置。

背景技術

用于測量太陽能熱水器水箱內水量的傳感器是太陽能熱水器的一 個重要的部件。太陽能熱水器的水量測量和控制都與測量水量的傳感 器密不可分，穩定工作的傳感器是對整個太陽能熱水器智能控制的保 障。

目前，通常使用水位傳感器來測量水面在水箱內所處的位置，其 間接反映了水箱內的水量。現有的水位傳感器種類繁多，有觸點式、 浮球式等等。這些傳統的傳感器都需要放入水箱內并與水接觸。由于 太陽能熱水器水箱內的高溫(能長時間處于100℃，無水時能高達 200℃)以及在加熱過程中容易結上水垢(CaCO₃)，這些水位傳感器在 開始安裝使用的第一年里故障率達到了5％-10％，而三年內的故障率 更高達50％。而一旦水位傳感器出現了故障，售后工程師就不得不爬 上房頂對其進行更換。如此高的故障率造成了用戶使用的不方便，并 增加了維護成本。

本發明旨在通過下面描述的方法和裝置來解決上述及其其它問 題。

發明內容

在本發明中，直接使用水箱內的水量百分比(即，水箱內當前水 量與滿載水量的百分比)來反映水箱內的水量多少?？紤]到水箱的形 狀，水量百分比與傳統意義的水位相比能更準確地反映水箱內的水量， 有利于用戶更準確的了解當前水量以及更準確地進行太陽能熱水器的 水量控制。

本發明利用稱重傳感器來測量太陽能熱水器水箱內水量百分比， 稱重傳感器安裝在太陽能熱水器的水箱外部，所以不需要對原太陽能 熱水器的水箱進行任何改動，并由于水箱的外部環境明顯優于水箱內 部的環境，解決了上述水箱內傳感器由于高溫和水垢帶來的高故障率 的問題，從而獲得了極低的故障率并延長了水量測量裝置的壽命。

然而，對于傳感器，尤其是對于稱重傳感器而言，在使用的過程 中經常會出現傳感器漂移的現象。傳感器漂移產生的原因是：稱重傳 感器通常都基于一種材料的彈性形變，而該彈性材料在每次彈性回復 之后總會產生一定的彈性疲勞。除了材料本身引起的漂移外，還存在 一種溫度漂移，即由于溫度變化而引起的傳感器輸出變化?？梢?，傳 感器發生漂移的現象是不可避免的，并且隨著使用時間的增加，漂移 還會越來越顯著。

在稱重傳感器發生漂移的情況下，其所測得的水箱重量值以及計 算得到的水量百分比將變得不準確，而太陽能熱水器根據不準確的水 量百分比對注水進行控制，必將引起：過度注水或者向注水不足。由 于太陽能熱水器的水箱通常都是置于房屋頂部，所以在熱水器使用期 間很難對測量水箱重量的稱重傳感器進行檢測和校準，并且如果安排 維護人員定期對其進行檢測和校準，其操作難度和成本都將是很大的。

根據本發明的一個方面，提供一種準確監測太陽能熱水器水箱內 水量的方法，包括：使用至少一個稱重傳感器來實時測量太陽能熱水 器水箱的至少部分重量，以獲得所測重量的測量值；根據所述水箱的 空載測量值、滿載測量值以及當前測量值計算出水箱內當前水量與最 大水量的水量百分比，以及定期對所述稱重傳感器的漂移進行自動校 正。

所述當前水量為所述當前測量值減去空載測量值，所述最大水量 為所述滿載測量值減去空載測量值。

工作人員在完成太陽能熱水器的安裝后，在水箱空載時和水箱滿 載時測得所述空載測量值和滿載測量值，并將其存儲在太陽能熱水器 水量檢測裝置的控制器中。

定期對所述稱重傳感器的漂移進行自動校正的步驟包括：向太陽 能熱水器水箱注水，如當前測量值在一數值保持恒定并持續預定時間 則使用該數值來更新滿載測量值，計算更新后滿載測量值與更新前滿 載測量值的比值，以及使用空載測量值與所述比值的乘積來更新空載 測量值。

所述定期對所述稱重傳感器的漂移進行自動校正可以每1個月自 動執行一次，優選每2周一次。

上述使用空載測量值與所述比值的乘積來更新空載測量值是基 于：某一時刻的特定稱重傳感器對于不同負荷的漂移率基本相同。通 過對滿載測量值和空載測量值的更新，保證了計算得到的水箱內水量 百分比的準確性。

結合準確的水量百分比，太陽能熱水器的控制裝置能夠準確地控 制向水箱內注水，解決上述過度注水或注水不足的問題。