電容傳感器與測(cè)控技術(shù)簡(jiǎn)談
電容傳感器與測(cè)控技術(shù)簡(jiǎn)談
傳感器作為太陽(yáng)能熱水器電子控制系統(tǒng)中的感覺(jué)器官，承載系統(tǒng)的信息源，采集來(lái)自?xún)?chǔ)水箱里的水溫、水量等信息，在太陽(yáng)能熱水器的多功化和智能化方面具有舉足輕重的地位。
然而，傳感技術(shù)在太陽(yáng)能熱水器的應(yīng)用中由于受到惡劣使用環(huán)境的影響，一直很難保證長(zhǎng)期可靠地運(yùn)行，一批批專(zhuān)業(yè)人士雖然制作了多種形式的傳感器，但是都沒(méi)能從根本上解決品質(zhì)問(wèn)題，直到現(xiàn)在就連一年以上的使用壽命都還很難保障；傳感技術(shù)和智能控制技術(shù)的落后，已成為影響行業(yè)發(fā)展的最大瓶頸。對(duì)此我們認(rèn)為，只有找準(zhǔn)問(wèn)題的癥結(jié)所在，科學(xué)分析，逐一梳理，做到有的放矢，選擇合 適的傳感技術(shù)，才能達(dá)到事半功倍的效果，制造出符合設(shè)計(jì)要求的理想產(chǎn)品。
電容傳感技術(shù)投入應(yīng)用已長(zhǎng)達(dá)一個(gè)世紀(jì)，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、易實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量等突出的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于酸類(lèi)，堿類(lèi)，氯化物，有機(jī)溶劑，液態(tài)CO2，氨水，PVC粉料，灰料，油水界面等液體位測(cè)量。目前在冶金、石油、化工、煤炭、水泥、糧食等行業(yè)中應(yīng)用廣泛。
電容式水位傳感器是依據(jù)電容原理而制作，以耐高溫耐腐蝕的聚四氟乙烯絕緣導(dǎo)線作為感應(yīng)體，水作為電容的介質(zhì)淹沒(méi)感應(yīng)導(dǎo)線越高，產(chǎn)生的電容量就越大，且能隨著水位升降呈線性變化，控制系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)電容量的大小變化來(lái)計(jì)取太陽(yáng)能熱水器儲(chǔ)水箱里的水位，具有結(jié)構(gòu)合理、動(dòng)態(tài)范圍大、分辨率高（水位顯示可分成100檔甚至是1000檔），無(wú)密封防水要求、不受水質(zhì)水垢影響、無(wú)使用壽命周期等優(yōu)點(diǎn)。 但是，電容式傳感器在太陽(yáng)能熱水器的實(shí)際應(yīng)用中，由于太陽(yáng)能熱水器儲(chǔ)水箱的內(nèi)膽直徑通常只有30—36公分，可獲取的電容變化量往往僅有幾十個(gè)或100來(lái)個(gè)皮法的大小，屬于微弱電容的檢測(cè)，若想有較高的顯控精度，其測(cè)量值的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性顯得優(yōu)為重要。然而，電容式傳感器恰恰在這方面存在嚴(yán)重缺陷：它的工作原理是需要根據(jù)被測(cè)量程對(duì)零水位點(diǎn)和滿水位點(diǎn)的電容量進(jìn)行預(yù)先設(shè)定，但在使用過(guò)程中隨著溫度、濕度、以及元器件的性能等因素的變化會(huì)產(chǎn)生寄生電容，而且是隨機(jī)性的,其寄生電容甚至可以超過(guò)被測(cè)電容的變化量；當(dāng)發(fā)生此種現(xiàn)象后，盡管被測(cè)電容的變化量與水位變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系不會(huì)改變，可是由于預(yù)定的測(cè)量常數(shù)與實(shí)際電容量已不一致，控制系統(tǒng)所計(jì)取的水位與實(shí)際水位會(huì)有很大的誤差，從而頻頻發(fā)生誤控或失控事故，導(dǎo)致電容式傳感器在太陽(yáng)能熱水器上沒(méi)有實(shí)際使用價(jià)值，這也是電容式傳感器遲遲未能大批量上市的主要原因。
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)能熱水器家電化時(shí)代。
勿容置疑的是，就像通訊行業(yè)中的數(shù)字式手機(jī)淘汰先前的模擬手機(jī)一樣，電容式傳感器的出現(xiàn)是傳感器技術(shù)的一次重大突破和革命，也是今后太陽(yáng)能熱水器測(cè)控技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)!
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2018-01-19
