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解決傳感器技術(shù)難題的必由之路
瀏覽次數(shù):2079發(fā)布日期:2010-09-21

  電容傳感技術(shù)投入應(yīng)用已長達(dá)一個(gè)世紀(jì),它具有結(jié)構(gòu)簡單、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、易實(shí)現(xiàn)非接觸測量等突出的優(yōu)點(diǎn),特別適用于酸類,堿類,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)通過檢測電容量的大小變化來計(jì)取太陽能熱水器儲(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),無密封防水要求、不受水質(zhì)水垢影響、無使用壽命周期等優(yōu)點(diǎn)。

  但是,電容式傳感器在太陽能熱水器的實(shí)際應(yīng)用中,由于太陽能熱水器儲(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來個(gè)皮法的大小,屬于微弱電容的檢測,若想有較高的顯控精度,其測量值的準(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被測電容的變化量;當(dāng)發(fā)生此種現(xiàn)象后,盡管被測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能熱水器上沒有實(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、無使用壽命周期等優(yōu)點(diǎn)能在太陽能熱水器的應(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,也是今后太陽能熱水器測控技術(shù)發(fā)展的必然趨勢!

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