專利名稱：熱水器內(nèi)壓力檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種壓力檢測(cè)裝置，特別是一種用于檢測(cè)熱水器內(nèi)膽壓力的熱水器內(nèi)壓力檢測(cè)裝置，屬于控制或安全裝置的配置或安裝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，熱水器在人們的日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用。熱水器含有用于儲(chǔ)水的內(nèi)膽(或者為水箱)，與內(nèi)膽連通的冷水進(jìn)水管和熱水出水管。通常冷水進(jìn)水管與自來(lái)水管連接，雖然有安全閥，但由于安全閥的內(nèi)泄或者外泄值總是有一定的范圍限制，因此內(nèi)膽一直處于承受自來(lái)水的壓力和內(nèi)膽中水被加熱體積膨脹后的壓力。承壓內(nèi)膽承受著多變的壓力，導(dǎo)致使用一段時(shí)間后承壓內(nèi)膽漏水，其使用壽命大幅下降。從而造成熱水器的反修率極高，給廠家和用戶造成極大的損失。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述技術(shù)中存在的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理，成本低，功耗低，精度高，可靠性高的熱水器內(nèi)壓力檢測(cè)裝置。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是包括壓力信號(hào)檢測(cè)處理電路，電磁閥和熱水器中央處理系統(tǒng)，所述的壓力信號(hào)檢測(cè)處理電路包括信號(hào)放大單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、4 20mA標(biāo)準(zhǔn)電流轉(zhuǎn)換單元和電磁閥驅(qū)動(dòng)單元,所述的信號(hào)放大單元由兩個(gè)集成運(yùn)算放大器(U1A、UlB)組成，集成運(yùn)算放大器(UlA)與集成運(yùn)算放大器(UlB)串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)兩級(jí)放大，集成運(yùn)算放大器(UlA)輸入端與位于熱水器內(nèi)膽內(nèi)的壓力傳感器相連，集成運(yùn)算放大器(UlB)輸出為0 5V的電壓信號(hào)，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元包括一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(U5)，完成模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(U5)的模擬信號(hào)的輸入端與信號(hào)放大單元的輸出端相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(U5)的數(shù)字信號(hào)的輸出端接熱水器中央處理系統(tǒng)，所述的4 20mA標(biāo)準(zhǔn)電流轉(zhuǎn)換單元包括集成運(yùn)算放大器(U2A)，差分放大器(ARl)，集成運(yùn)算放大器(U2A)的輸出端與差分放大器(ARl)的輸入端相連接，集成運(yùn)算放大器(U2A)的輸入端接信號(hào)放大單兀的輸出端，差分放大器(ARl)的輸出端輸出4 20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流,4 20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流與儀表相連，所述的電磁閥驅(qū)動(dòng)單元包括電壓比較器(U3A)、三極管(Q2)、光耦(U4)、接口(Pl)和功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Tl)，電壓比較器(U3A)的正相輸入端接信號(hào)放大單元的輸出端，負(fù)相輸入端經(jīng)過(guò)電阻分壓后接5V標(biāo)準(zhǔn)電壓，光耦(U4)實(shí)現(xiàn)了控制電路與驅(qū)動(dòng)電路的隔離，接口(Pl)接電磁閥。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是I.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理，維修率低，功耗低，精度高，工作穩(wěn)定可靠；2.使用獨(dú)立的蓄電池供電系統(tǒng)，即使中央處理系統(tǒng)因停電或其他故障，都能保證該裝置正常工作；3. 4 20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出，可以不經(jīng)中央處理系統(tǒng)直接通過(guò)二次儀表顯示內(nèi)壓力的大??；[0009]4.本裝置可以直接控制電磁閥切斷進(jìn)水口，避免內(nèi)壓力過(guò)高。

圖I是本實(shí)用新型工作原理框圖；圖2是本實(shí)用新型安裝關(guān)系圖；圖3是信號(hào)放大單元電路； 圖4是模數(shù)轉(zhuǎn)換單元電路；圖5是4 20mA標(biāo)準(zhǔn)電流轉(zhuǎn)換單元電路；圖6是電磁閥驅(qū)動(dòng)單元電路。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。由圖I-圖6可知，本實(shí)用新型包括壓力信號(hào)檢測(cè)處理電路1，電磁閥4和熱水器中央處理系統(tǒng)2，所述的壓力信號(hào)檢測(cè)處理電路I包括信號(hào)放大單元9、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元10、4 20mA標(biāo)準(zhǔn)電流轉(zhuǎn)換單元11和電磁閥驅(qū)動(dòng)單元12，所述的信號(hào)放大單元9由兩個(gè)集成運(yùn)算放大器(U1A、U1B)組成，集成運(yùn)算放大器(UlA)與集成運(yùn)算放大器(UlB)串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)兩級(jí)放大，集成運(yùn)算放大器(UlA)輸入端與位于熱水器內(nèi)膽5內(nèi)的壓力傳感器6相連，集成運(yùn)算放大器(UlB)輸出為0 5V的電壓信號(hào)，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元10包括一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(U5)，完成模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(U5)的模擬信號(hào)的輸入端與信號(hào)放大單元9的輸出端相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(U5)的數(shù)字信號(hào)的輸出端接熱水器中央處理系統(tǒng)2，所述的4 20mA標(biāo)準(zhǔn)電流轉(zhuǎn)換單元11包括集成運(yùn)算放大器(U2A)，差分放大器(ARl)，集成運(yùn)算放大器(U2A)的輸出端與差分放大器(ARl)的輸入端相連接，集成運(yùn)算放大器(U2A)的輸入端接信號(hào)放大單兀9的輸出端，差分放大器(ARl)的輸出端輸出4 20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流，4 20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流與儀表7相連，所述的電磁閥驅(qū)動(dòng)單元12包括電壓比較器(U3A)、三極管(Q2)、光耦(U4)、接口(Pl)和功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Tl)，電壓比較器(U3A)的正相輸入端接信號(hào)放大單元9的輸出端，負(fù)相輸入端經(jīng)過(guò)電阻分壓后接5V標(biāo)準(zhǔn)電壓，光耦(U4)實(shí)現(xiàn)了控制電路與驅(qū)動(dòng)電路的隔離，接口(Pl)接電磁閥4。所述的信號(hào)放大單元9中的集成運(yùn)算放大器(UlA)采用比例積分接法，在集成運(yùn)算放大器(UlA)的負(fù)相輸入端接有三個(gè)并聯(lián)的電容，保證信號(hào)精確、平穩(wěn)。所述的電磁閥驅(qū)動(dòng)單元12中還包括自恢復(fù)保險(xiǎn)絲(Fl)，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲(Fl)位于電磁閥4的驅(qū)動(dòng)回路中。所述的電磁閥4安裝在熱水器的進(jìn)水管3上。所述的壓力信號(hào)檢測(cè)處理電路I和電磁閥4由蓄電池供電。本裝置使用獨(dú)立的蓄電池供電系統(tǒng)，即使中央處理系統(tǒng)因停電或其他故障，都能保證該裝置正常工作，同時(shí)即使停電，由于該裝置可以直接控制電磁閥4，切斷進(jìn)水管3，從而保證自來(lái)水的壓力不會(huì)損壞熱水器的內(nèi)膽。本裝置的4 20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出，可以不經(jīng)中央處理系統(tǒng)直接通過(guò)儀表7顯示內(nèi)壓力的大小，這樣可以避免冗余的顯示系統(tǒng)，直接觀測(cè)熱水器內(nèi)壓力的大小，更直觀、可靠。[0024]下面說(shuō)明本實(shí)用新型的工作原理壓力傳感器安裝在熱水器內(nèi)膽中，當(dāng)自來(lái)水的壓力或水被加熱體積膨脹后的壓力超過(guò)允許值時(shí)，壓力信號(hào)檢測(cè)處理電路I中的信號(hào)放大單元9、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元10就會(huì)把這個(gè)信息傳遞給熱水器中央處理系統(tǒng)2，熱水器中央處理系統(tǒng)2會(huì)采取相應(yīng)的措施降低熱水器內(nèi)壓力。同時(shí)壓力信號(hào)會(huì)通過(guò)4 20mA標(biāo)準(zhǔn)電流轉(zhuǎn)換單元11，把熱水器內(nèi)壓力直接顯示在熱水器的內(nèi)壓力儀表7上，方便采取人為措施降低熱水器內(nèi)壓力。當(dāng)熱水器中央處理系統(tǒng)2由于停電或故障沒(méi)有采取措施降低熱水器內(nèi)壓力 時(shí)，壓力將繼續(xù)升高，此時(shí)壓力傳感器反饋的信號(hào)電壓會(huì)大于電磁閥驅(qū)動(dòng)單元12中電壓比較器的閾值，電磁閥驅(qū)動(dòng)單元12會(huì)直接切斷進(jìn)水管3，從而保證自來(lái)水的壓力不會(huì)損壞熱水器的內(nèi)膽。
權(quán)利要求1.一種熱水器內(nèi)壓カ檢測(cè)裝置，包括壓カ信號(hào)檢測(cè)處理電路(I)，電磁閥(4)和熱水器中央處理系統(tǒng)(2)，其特征在于所述的壓力信號(hào)檢測(cè)處理電路(I)包括信號(hào)放大單元(9)、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元(10)、4 20mA標(biāo)準(zhǔn)電流轉(zhuǎn)換單元(11)和電磁閥驅(qū)動(dòng)單元(12),所述的信號(hào)放大單元(9)由兩個(gè)集成運(yùn)算放大器(U1A、U1B)組成，集成運(yùn)算放大器(UlA)與集成運(yùn)算放大器(UlB)串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)兩級(jí)放大，集成運(yùn)算放大器(UlA)輸入端與位于熱水器內(nèi)膽(5)內(nèi)的壓カ傳感器(6)相連，集成運(yùn)算放大器(UlB)輸出為O 5V的電壓信號(hào),所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元(10)包括ー個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(U5)，完成模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(U5)的模擬信號(hào)的輸入端與信號(hào)放大單元(9)的輸出端相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(U5)的數(shù)字信號(hào)的輸出端接熱水器中央處理系統(tǒng)(2)，所述的4 20mA標(biāo)準(zhǔn)電流轉(zhuǎn)換單元(11)包括集成運(yùn)算放大器(U2A)，差分放大器(ARl)，集成運(yùn)算放大器(U2A)的輸出端與差分放大器(ARl)的輸入端相連接，集成運(yùn)算放大器(U2A)的輸入端接信號(hào)放大單元(9)的輸出端，差分放大器(ARl)的輸出端輸出4 20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流，4 20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流與儀表(7)相連，所述的電磁閥驅(qū)動(dòng)單元(12)包括電壓比較器(U3A)、三極管(Q2)、光耦(U4)、接ロ(Pl)和功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Tl)，電壓比較器(U3A)的正相輸入端接信號(hào)放大單元(9)的輸出端，負(fù)相輸入端經(jīng)過(guò)電阻分壓后接5V標(biāo)準(zhǔn)電壓，光耦(U4)實(shí)現(xiàn)了控制電路與驅(qū)動(dòng)電路的隔離，接ロ(Pl)接電磁閥(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱水器內(nèi)壓カ檢測(cè)裝置，其特征在于所述的信號(hào)放大單元(9)中的集成運(yùn)算放大器(UlA)采用比例積分接法，在集成運(yùn)算放大器(UlA)的負(fù)相輸入端接有三個(gè)并聯(lián)的電容，保證信號(hào)精確、平穩(wěn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱水器內(nèi)壓カ檢測(cè)裝置，其特征在于所述的電磁閥驅(qū)動(dòng)單元(12)中還包括自恢復(fù)保險(xiǎn)絲(Fl),自恢復(fù)保險(xiǎn)絲(Fl)位于電磁閥(4)的驅(qū)動(dòng)回路中。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱水器內(nèi)壓カ檢測(cè)裝置，其特征在干所述的電磁閥(4)安裝在熱水器的進(jìn)水管(3)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱水器內(nèi)壓カ檢測(cè)裝置，其特征在于所述的壓力信號(hào)檢測(cè)處理電路(I)和電磁閥⑷由蓄電池供電。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種熱水器內(nèi)壓力檢測(cè)裝置，包括壓力信號(hào)檢測(cè)處理電路，電磁閥和熱水器中央處理系統(tǒng)，壓力信號(hào)檢測(cè)處理電路包括信號(hào)放大單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、4～20mA標(biāo)準(zhǔn)電流轉(zhuǎn)換單元和電磁閥驅(qū)動(dòng)單元，電磁閥安裝在熱水器的進(jìn)水管上，壓力信號(hào)檢測(cè)處理電路和電磁閥由蓄電池供電。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理，維修率低，工作穩(wěn)定可靠，即使中央處理系統(tǒng)因停電或其他故障，都能保證該裝置正常工作，有效避免熱水器內(nèi)壓力過(guò)高。
文檔編號(hào)F24H9/20GK202371893SQ20112056125
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者姜海濤, 張玉茹, 李云, 蘇曉東, 趙明, 郝鋼, 金浩 申請(qǐng)人:哈爾濱商業(yè)大學(xué)