传感器的技术指标和工作原理

电极式传感器是直接利用水的电导率来检测水位，一般是以不锈钢金属，或导电硅橡胶作为导电体。它长期工作在热水器水箱之中，水箱温度可能长时间在100℃左右，空晒状态下能达到130℃，甚至180℃的高温；而有些地区的水质是呈弱酸性或弱碱性，对传感器还有腐蚀作用。又因为信号线的呼吸毛细现象，使得信号线被水汽腐蚀，电阻增大甚至腐蚀断信号线，直接导致控制部件失灵。这就对传感器带来了耐高温、耐腐蚀和密封性的问题。传统传感器的材料和工艺在这方面一直存在缺陷，在长期的空晒、水煮、腐蚀和汽蒸过程中，不管是电子器件还是其他的传感器材料都很容易老化、损坏。突破这一难题，必须使传感器具有耐高温、耐腐蚀和超常密封性的功能。

时道科技采用了SUS316L优质不锈钢材料和进口抗高温聚丙烯材料，结合特殊封装工艺一次成形，从硬件保证了传感器的耐高温、耐腐蚀和超常密封性。

2.水垢的问题：

由于水中Ca2＋、Mg2＋等无机盐或矿物质，在60度以上的高温状态下它们之间的分子势能会增大，就是说分子间距增大，当分子间距大到一定程度的时候，Ca2＋、Mg2＋等离子就会附着在金属的表面，时间长了就会形成一层水垢膜，水垢膜的分子间隙较大，所以形成水垢膜后，水垢生成速度加快(被动结垢)。

而任何金属材料都无法逃脱被动结垢的恶运，只是不同材料结垢的轻重程度和时间长短有所不同。如应用航天材料钛合金比不锈钢能延长将近一倍寿命。特别是，电极又在“同性相吸、异性相斥”的作用下，正极大量主动吸附了负离子杂质，负极大量主动吸附了正离子杂质，使传感器主动结垢，加快水垢的形成(主动结垢)，最终使传感器电路部分感受不到准确的水温和水位，电路部分再转变成错误的电信号输出，即传感器失灵。

市场上常见的胶棒式传感器，利用胶类表面的活性即伸缩性延缓了水垢的形成，这无疑是一个进步，但在水沸腾时接口处在高压气流作用下振动频率极高，极易造成硅胶体和导电橡胶体粘合连结部位的损伤或开裂，另外，储水箱内的高低温转换也会使硅胶体产生热胀冷缩现象，也很容易造成传感器的变形，弯曲或开裂。

时道科技采用的七芯硅胶传感器和进口IC芯片加上专业研发的软件控制系统，彻底改变了传统仪表的工作原理和工作模式。

3.水电导率的一致性问题：

水的分子式为H2O，是氢氧化合物，水本身是绝缘的。电极式传感器信号的采集主要是利用溶解于水中Ca2＋、Mg2＋等无机盐或矿物质的导电作用。不同区域水中的电导率变化很大，我国幅员辽阔几乎不可能取得一个标准范围值。我们经常饮用的桶装纯净水电导率在200PPM左右，一般自来水电导率在800PPM左右，蒸馏水电导率在3PPM左右，而我们采集到某山区用水电导率只有8PPM。为了解决这个问题有的控制器上增加一个微调开关，往往为了得到一个真实的信号，需要调试，无疑给安装工作增添了麻烦。若水质中电导率极低时，很有可能在99%高水位处检测不到准确信号，无法控制上水功能，导致太阳能热水器水箱溢流。

从上面“结水垢的问题”和“水中电导率不一致的问题”，我们看到了一个“要命”的问题，也就是，水中Ca2＋、Mg2＋等无机盐或矿物质越多电导率越大，水位灵敏度也就越容易控制；但结水垢的因素也大大增加了，这是一对无法避免的矛盾！

4.抗干扰问题：

高压线、低压线、信号塔等电磁干扰源对传感器的信号传输带来很大的影响，以前大多使用电子模拟信号，虽然有滤波电路的保护，但还是不能达到理想。突破这一难题，必须采用数字信号传输，有抗干扰性强，数据传输准确的优点。

5.防雷击：

遇有雷击时，屋顶上的太阳能热水器正好变成了一个受电装置，而传感器和信号线就好比是一根天线，把雷电引入到仪表主机。雷击使传感器采集电路失效，甚至主机故障的现象，也是传统产品一大弊病。强雷电击毁仪表和传感器的现象比比皆是，有些产品虽有防雷电装置(三重防雷、四重防雷)，但也无法抗拒强大的雷电。

因此，使太阳能热水系统真正具有防雷功能，首先是要在太阳能热水器整机上安装可靠有效的避雷装置，第二才是仪表上要有防雷击功能。时道科技应用的“智能避雷技术”，是在遇有“感应雷”时，系统自动关闭，加上四重防雷装置，有效避免了雷击对产品造成的影响。