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原文传递浓度检测装置、浓度监控装置和太阳能热水器

专利名称：	浓度检测装置、浓度监控装置和太阳能热水器
摘要：	本实用新型公开一种浓度检测装置、浓度监控装置和太阳能热水器。浓度检测装置用于在线检测太阳能热水器内的换热介质中的抗冻剂的浓度，所述浓度检测装置包括：吸光度检测器，浸没在太阳能热水器内的换热介质中，用于检测所述换热介质对于预定波数的红外光线的吸光度；和浓度计算单元，根据所述吸光度检测器检测到的吸光度计算所述换热介质中的抗冻剂的浓度。因此，在本实用新型中，能够在线监控换热介质中的抗冻剂的浓度，以防换热介质中的抗冻剂的浓度超出预定范围。
专利类型：	实用新型
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	泰科电子(上海)有限公司
发明人：	黄忠喜;高婷;宋玉明;郑敏;周建坤
专利状态：	有效
申请日期：	2018-05-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-04-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201820763657.7
公开号：	CN208780624U
代理机构：	中科专利商标代理有限责任公司
代理人：	赵荣岗
分类号：	G01N21/3577(2014.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	200131 上海市浦东新区中国(上海)自由贸易试验区英伦路999号15幢一层F、G部位
主权项：	1.一种浓度检测装置，用于在线检测太阳能热水器内的换热介质(11)中的抗冻剂的浓度，其特征在于，所述浓度检测装置包括：吸光度检测器，适于浸没在太阳能热水器内的换热介质(11)中，用于检测所述换热介质(11)对于预定波数的红外光线的吸光度；和浓度计算单元，根据所述吸光度检测器检测到的吸光度计算所述换热介质(11)中的抗冻剂的浓度。 2.根据权利要求1所述的浓度检测装置，其特征在于：所述浓度检测装置还包括显示单元，所述显示单元与所述浓度计算单元通信，用于显示计算出的浓度。 3.根据权利要求1所述的浓度检测装置，其特征在于，所述吸光度检测器为傅立叶变换红外光谱检测器。 4.根据权利要求1所述的浓度检测装置，其特征在于，所述吸光度检测器包括：透明晶体(10)，适于浸没在所述太阳能热水器内的换热介质(11)中，所述透明晶体(10)的折射率n1大于所述换热介质(11)的折射率n2；发光单元(1)，设置在所述透明晶体(10)的一端，适于向所述透明晶体(10)的一端发射具有所述预定波数的红外光线，射入的所述红外光线在所述透明晶体(10)中发生全反射并从透明晶体(10)另一端射出；光强度检测单元(12)，设置在所述透明晶体(10)的与所述发光单元(1)相对的另一端，用于检测穿过所述透明晶体(10)之后的红外光线的光强度；吸光度计算单元(13)，与所述光强度检测单元(12)通信，用于根据检测到的光强度计算所述换热介质(11)对于所述红外光线的吸光度。 5.根据权利要求4所述的浓度检测装置，其特征在于：所述吸光度计算单元(13)根据下面的公式(1)计算所述换热介质(11)对于所述红外光线的吸光度：其中 A是计算出的吸光度； I0是所述红外光线进入所述透明晶体(10)之前的初始光强度； I是所述红外光线穿过所述透明晶体(10)之后的光强度。 6.根据权利要求5所述的浓度检测装置，其特征在于：所述浓度计算单元根据下面的公式(2)计算所述换热介质(11)中的抗冻剂的浓度：其中 C是计算出的浓度； ε是所述换热介质(11)对于所述红外光线的吸光系数； l是所述红外光线在所述换热介质(11)中穿过的距离。 7.根据权利要求1所述的浓度检测装置，其特征在于，所述吸光度检测器包括：容器(20)，具有开口，所述换热介质(11)经由所述开口进入所述容器(20)中；发光单元(1)，设置在所述容器(20)的一侧，适于向所述容器(20)发射具有所述预定波数的红外光线；和光强度检测单元(12)，设置在所述容器(20)的与所述发光单元(1)相对的另一侧，用于检测穿过所述容器(20)之后的红外光线的光强度；吸光度计算单元(13)，与所述光强度检测单元(12)通信，用于根据检测到的光强度计算所述换热介质(11)对于所述红外光线的吸光度。 8.根据权利要求7所述的浓度检测装置，其特征在于：所述吸光度计算单元(13)根据下面的公式(1)计算所述换热介质(11)对于所述红外光线的吸光度：其中 A是计算出的吸光度； I0是所述红外光线进入所述容器(20)之前的初始光强度； I是所述红外光线穿过所述容器(20)之后的光强度。 9.根据权利要求8所述的浓度检测装置，其特征在于：所述浓度计算单元根据下面的公式(2)计算所述换热介质(11)中的抗冻剂的浓度：其中 C是计算出的浓度； ε是所述换热介质(11)对于所述红外光线的吸光系数； l是所述红外光线在所述容器(20)的换热介质(11)中穿过的距离。 10.根据权利要求1所述的浓度检测装置，其特征在于：所述预定波数的红外光线的波数为3380cm-1、1085cm-1、1640cm-1、或1413cm-1。 11.一种浓度监控装置，其特征在于，包括：浓度检测装置，用于在线检测太阳能热水器内的换热介质(11)中的抗冻剂的浓度；浓度判断单元，用于判断检测到的浓度是否在预定范围以内；和浓度报警单元，用于在所述浓度判断单元判定检测到的浓度超出所述预定范围时发出警报，所述浓度检测装置为权利要求1-10中任一项所述的浓度检测装置。 12.一种太阳能热水器，包括：储水箱(200)，用于容纳水；和换热装置，包括设置在外部的集热器(110)和设置在所述储水箱(200)中的换热器(120)，所述集热器(110)的出口通过管道与所述换热器(120)的入口相连，所述换热器(120)的出口通过管道与所述集热器(110)的入口相连，从而构成一个封闭的循环回路，在所述循环回路中填充有换热介质，其特征在于：所述太阳能热水器还包括浓度检测装置，所述浓度检测装置用于在线检测太阳能热水器内的换热介质中的抗冻剂的浓度，所述浓度检测装置为权利要求1-10中任一项所述的浓度检测装置。 13.根据权利要求12所述的太阳能热水器，其特征在于：所述太阳能热水器内的换热介质为乙二醇水溶液、丙二醇水溶液、或丙三醇水溶液。 14.根据权利要求13所述的太阳能热水器，其特征在于，所述太阳能热水器还包括：浓度判断单元，用于判断检测到的浓度是否在预定范围以内；和浓度报警单元，用于在所述浓度判断单元判定检测到的浓度超出所述预定范围时发出警报。 15.根据权利要求14所述的太阳能热水器，其特征在于：当所述太阳能热水器内的换热介质为乙二醇水溶液时，所述太阳能热水器内的换热介质的合理浓度在30V％～60V％以内。 16.根据权利要求14所述的太阳能热水器，其特征在于：当所述太阳能热水器内的换热介质为乙二醇水溶液时，所述预定波数的红外光线的波数为3380cm-1、1085cm-1、1640cm-1、或1413cm-1。 17.根据权利要求12所述的太阳能热水器，其特征在于：所述浓度检测装置的吸光度检测器被封装在所述太阳能热水器的用于循环换热介质的循环回路的管道中。 18.根据权利要求12所述的太阳能热水器，其特征在于：所述集热器(110)为平板型集热器，所述换热器(120)为盘绕管型换热器。 19.根据权利要求12所述的太阳能热水器，其特征在于：所述太阳能热水器还包括泵(130)，用于泵送所述换热介质，使得所述换热介质在所述循环回路中循环流动。 20.根据权利要求12所述的太阳能热水器，其特征在于：所述储水箱(200)具有进水口(210)和出水口(220)，所述进水口(210)位于所述储水箱(200)的下部，所述出水口(220)位于所述储水箱(200)的上部。 21.根据权利要求12所述的太阳能热水器，其特征在于：所述太阳能热水器还包括抗冻剂补充装置(300、310、320)，所述抗冻剂补充装置(300、310、320)适于在所述浓度检测装置检测到的抗冻剂的浓度低于预定的浓度下限值时自动地向所述换热装置中补充抗冻剂，使得所述换热装置中的抗冻剂的浓度恢复到合理浓度范围以内。 22.根据权利要求21所述的太阳能热水器，其特征在于，所述抗冻剂补充装置(300、310、320)包括：容器(300)，存储有抗冻剂；连接管路(310)，将所述容器(300)连通至所述换热装置；第一电控阀(320)，安装在所述连接管路(310)上，用于打开或关闭所述连接管路(310)；和控制器，适于根据所述浓度检测装置检测到的抗冻剂的浓度控制所述第一电控阀(320)的打开和关闭，当所述浓度检测装置检测到的抗冻剂的浓度低于预定的浓度下限值时，所述控制器控制所述第一电控阀(320)打开，并控制所述第一电控阀(320)向所述换热装置中补充预定量的抗冻剂。 23.根据权利要求22所述的太阳能热水器，其特征在于：所述控制器通过控制所述第一电控阀(320)的打开时间来控制向所述换热装置中补充的抗冻剂的量。 24.根据权利要求12所述的太阳能热水器，其特征在于：所述太阳能热水器还包括补水装置(410、420)，所述补水装置(410、420)适于在所述浓度检测装置检测到的抗冻剂的浓度高于预定的浓度上限值时自动地向所述换热装置中补充自来水，使得所述换热装置中的抗冻剂的浓度恢复到合理浓度范围以内。 25.根据权利要求24所述的太阳能热水器，其特征在于，所述补水装置(410、420)包括：补水管路(410)，将所述换热装置连通至自来水源；第二电控阀(420)，安装在所述补水管路(410)上，用于打开或关闭所述补水管路(410)；和控制器，适于根据所述浓度检测装置检测到的抗冻剂的浓度控制所述第二电控阀(420)的打开和关闭，当所述浓度检测装置检测到的抗冻剂的浓度高于预定的浓度上限值时，所述控制器控制所述第二电控阀(420)打开，并控制所述第二电控阀(420)向所述换热装置中补充预定量的自来水。 26.根据权利要求25所述的太阳能热水器，其特征在于：所述控制器通过控制所述第二电控阀(420)的打开时间来控制向所述换热装置中补充的自来水的量。
所属类别：	实用新型