電容式傳感器成功應用于太陽能熱水器

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        一直以來，家用太陽能熱水器如何實現(xiàn)智能化控制是消費者經常夢寐以求的，國內諸多太陽能企業(yè)也在不斷向這方面努力，各方的鉆研創(chuàng)新為最終實現(xiàn)智能化控制奠定了基礎。不久前，從永康金芯電子儀器有限公司傳來利好消息，其科研人員歷經7年時間的不懈努力，使一直無法實現(xiàn)的電容式傳感器技術最終成功應用到太陽能熱水器中，使太陽能熱水器不但能夠在壽命范圍內保持靈敏的測控能力，而且還將最終實現(xiàn)理想化的智能模式，給中國太陽能行業(yè)的智能化之路帶來一屢春風。
        什么是電容式傳感器?
        太陽能熱水器儀表的傳感器如同人的感覺器官，承載系統(tǒng)的信息源，采集來自太陽能熱水器儲水箱里的水溫、水量等信息，在自動化控制方面具有著舉足輕重的地位。目前終端市場上的太陽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。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，無法實現(xiàn)與太陽能熱水器工作15年同壽命;二是分辨率低(只有4擋水位)，只能實現(xiàn)一些簡單、初級的控制工作，因為傳感器的原始性造成太陽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。
        與電極式傳感器對應存在的電容式傳感器技術投入應用已長達一個世紀，具有分辨率高、動態(tài)響應快、可實現(xiàn)非接觸測量等突出優(yōu)點，特別適用于酸類、堿類、粉類、油水、有機溶劑等液體位測量，目前在石油、化工、水泥、糧食等行業(yè)中應用廣泛。但是，因于太陽能水箱內膽直徑只有30多公分，電容變化量僅有一百來個皮法的大小，屬于微弱電容的檢測，使用過程中寄生的電容甚至可以超過它本身的變化量，極易造成測量誤差，所以遲遲無法應用在太陽能熱水器上。
        假如能將這種非接觸式的電容傳感器通過技術革新應用到太陽能熱水器儀表當中，那么所有問題都將迎刃而解。
        從理論到實踐的努力
        永康金芯電子儀器有限公司總經理金蔚東從事技術出身，他在傳感器問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能熱水器中。
        金蔚東介紹說："隨著微處理器技術的不斷進步，電容式傳感器技術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、處理等功能緊密結合在一起。由于微處理器具有計算與邏輯判斷功能，故可以方便地對傳感器所采集的數(shù)據(jù)進行存儲記憶、比較分析、并能夠對實際水位的電容量變化進行實時監(jiān)控、自動校正;從而有效地解決了以往受寄生電容影響、導致電容式傳感器準確性、穩(wěn)定性、及可靠性差的技術難題，使電容式傳感器所具有的分辨率高、調控能力強、不受水質水垢影響、無使用壽命周期等優(yōu)點能在太陽能熱水器的應用上得到充分體現(xiàn)，并可因此而賦予控制系統(tǒng)強大的功能，確保太陽能熱水器在水量控制、水溫顯示、上水、輔助電加熱等方面無限接近理想的智能模式，真正開啟太陽能熱水器智控化時代。"
        有了理論作基礎，金芯電子從2002年5月就開始著手努力，開始試產能與太陽能熱水器相結合的電容式傳感器，經過二年多的小范圍使用驗證后，獲得了實踐成功依據(jù)，并于2004年7月向國家知識產權局申請發(fā)明專利。在經過國家知識產權局以及相關科研機構一系列嚴格縝密的九大批準步驟后，最終于2009年6月份獲得國家發(fā)明專利技術證書，擁有了理論性的權威支撐。
        金芯電子研制的電容式傳感器在經過了7年多的完善與檢驗后，技術應用更加成熟，其使用壽命也已基本上能夠與太陽能的使用年限相適應，成為新一代智能化控制型太陽能熱水器的開端。在其控制下，讓太陽能熱水系統(tǒng)不但實現(xiàn)了高靈敏度的水位顯示，還可以在使用者進行輔助電加熱時能夠實現(xiàn)用水自動斷電;快速反應防溢流，監(jiān)測系統(tǒng)的問題所在;以及根據(jù)天氣情況自動調節(jié)上水量，實現(xiàn)太陽能熱水器產熱量的最大效率化。
        就目前終端市場的使用情況而言，運用金芯電子所研制的電容式傳感器技術的太陽能儀表使太陽能熱水系統(tǒng)成功進入智能化行列，使用者完全不必再費心費力去手動調節(jié)、因為天氣變化而擔驚受怕了。而其"讓太陽能讀懂天氣"的技術點也讓消費者了解到一個形象的智能化產品，并對此贊許有嘉?？梢灶A見，電容式傳感器將成為太陽能熱水器儀表傳感器技術的一次重大突破和革命，勢必會成為今后太陽能熱水器測控技術發(fā)展的主流趨勢。