太阳能热水器水位报警器

gutuytrwq

报警器制作
    指导教师  吴方
    系 部  电气电子工程系
    专 业  机电一体化
    班 级  06机电一班
    学 号  0601020132
    姓 名  王成章
    2008年 10 月 13 日至 2008 年 12月 12日共 8 周
    一、论文（设计）方向：
    利用电导式传感器设计太阳能热水器的水位报警器。
    二、主要参考资料：
    《传感器与检测技术》 周乐挺主编  2005年第一版
    《传感器应用技术》   沈聿农主编  2005年8月第二版
    《电子技术基? ? 康乐华主编  2006年第一版
    《太阳能热水器水位（指示）测量》 2001年12期
    《电子技术》
    三、课题的内容和任务要求：
    （一） 内容
    1、利用电导式传感器的三个电极设计一个太阳能热水器的水位报警器。
    2、当水位处在1、2极之间时，高水位与底水位的指示灯都处在熄灭的状态。
    3、当水位低于电极二时，VT3截止，VT2导通，低水位指示灯点亮，微分电路将产生脉冲，触发音乐集成电路工作。随之扬声器发出30秒的报警声，告之主人往水箱注水。
    4、当水位高于电极1时，VT1导通，高水位指示灯导通微分电路将产生脉冲，触发音乐集成电路，随之扬声器报警，告知主人水箱的水已经注满。
    （二） 任务
    1、收集相关资料完成本课题的开题报告。
    2、根据课题内容设计电路，并完成电路的安装调试。
    3、完成本课题的中英文论文摘要和本课题的相关内容。
    4、完成论文，并总结课题的不足并改进。
    5、思考本课题的发展及用途。
    四、毕业论文（设计）进度安排：
    起讫日期
    工 作 内 容
    备  注
    10.1310.17
    收集相关资料，写开题报告。
    10.2011.5
    设计电路，并用面包板进行调试。
    11.611.19
    完成电路的焊接任务。
    11.2112.5
    根据论文要求完成本课题的论文。
    12.612.10
    上交本课题论文。
    12.1112.20
    完成本课题的论文答辩。
    学生（签名）：
    年 月 日
    指导教师（签名）：
    年 月 日
    系毕业设计（论文）工作指导小组意见：
    组长（签名）
    年 月 日
    学院毕业论文工作领导小组审核意见：
    主管领导（签名）
    年 月 日
    德州学院
    毕业设计（论文）
    开 题 报 告
    （2009届）
    题 目  太阳能热水器的水位报警器制作
    指导教师  吴方
    系 部  电气电子工程系
    班 级  06机电一班
    学 号  0601020132
    姓 名  王成章
    二八年十月十五日
    课题研究的目的、意义：
    随着太阳能热水器的推广普及，在没有自来水的地方，如何使用水泵自动启停抽水并保证连续供水是一个现实的问题。由于太阳能热水器的注水箱大多安装在房顶上，是否缺水不易观察，如果使用自动水位控制装置来控制水泵的工作，就能够很好的解决这个问题，给广大的用户带来方便。
    本课题国内外研究的历史和现状（文献综述）：
    1995年 《哈拉雷太阳能与可持续发展宣言》、《国际太阳能公约》
    沈聿农 《传感器及应用技术》
    张福学 《传感器与检测技术》
    2007年 徐忧 《直膨式太阳能热泵热水系统微型自动控制器开发及研究》
    2008年 旷玉辉、王如竹 《直膨式太阳能热泵供热水系统的性能研究》
    课题研究的目标：
    1、当水位报警器接通电源时，主电路有相应的电源指示灯点亮，指示电源正常。
    2、当太阳能热水器水箱缺水，电路能发出声光报警，告知人们应向水箱中送水。
    3、当水箱中的水上升到需要的高度时，电路发出声光报警，应停止送水。
    课题研究的基本内容：
    （一）
    1、利用电导式传感器的三个电极设计一个太阳能热水器的水位报警器。
    2、当水位处在1、2极之间时，高水位与底水位的指示灯都处在熄灭的状态。
    3、当水位低于电极二时，VT3截止，VT2导通，低水位指示灯点亮，微分电路将产生脉冲，触发音乐集成电路工作。随之扬声器发报警声，告之主人往水箱注水。
    4、当水位高于电极1时，VT1导通，高水位指示灯导通微分电路将产生脉冲，触发音乐集成电路，随之扬声器报警，告知主人水箱的水已经注满。
    （二）
    1、收集资料完成开题报告，根据课题设计电路，并完成电路的调试装配与焊接。
    2、安装调试成功以后制成相应的电子成品以供展览。
    3、记录实验过程，完成本课题的论文参加论文答辩。
    课题研究步骤、方法及措施：
    1、  首先根据制作的课题，设计出本实验的一个大致的整体规划。
    2、   通过小组讨论，总结、归纳出几个不同的方案，进行方案优缺点论证确定。
    3、   对电路所需的元件总结分析，并进行讨论筛? ?
    4、   对确定方案的电路进行仿真测试，从理论上确定本方案。
    5、   确定元件的参数，绘出焊接电路图，进行元件的模拟插接。
    6、   根据元件焊接图完成本电路的焊接制作。
    7、   完成电路焊接后通电源进行电路的整值测试。
    8、   测试完毕后对电路不完善的地方加以改进，使电路美观实用。
    9、   整理资料总结经验教训，完成课题论文，并思考成果的扩展用途。
    课题研究的成果形式：
    1、在当今的企业中，太阳能热水器的水位报警器给企业带来了极大的经济效益。
    因为全面的自动化的确给广大用户带来了极大的方便。但随着科技的日益发达，
    自动化已不能满足人们日益增长的物质需求，智能化已成为人们追逐的目标。
    企业应在不影响效益的前提下提高产品的工艺性能，满足用户的需求。
    2、制作水位报警器的过程是一个综合各科知识并运用于作实践的过程，是一
    个学习的过程。有助于提升我们的学习能力与动手实践能力。在课题制作中我们
    要查阅大量的相关资料，这有助于提高我们的自学能力。在现实的制作过程中，
    能够把我们独特的设计制作融入到课题中去，这也就锻炼了我们的创新与理论联
    系实际的能力。总之，毕业设计是综合我们三年的学习成果，锻炼我们走向社会、
    走向岗位的实践能力。
    指导教师意见：
    签名：
    年  月  日
    系毕业设计（论文）工作指导小组意见：
    签名：
    年  月  日
    学院毕业设计（论文）工作领导小组意见：
    签名：
    年  月  日
    太阳能热水器的水位报警器制作
    摘要
    在当今的企业中，太阳能热水器的水位报警器给企业带来了极大的经济效益。因为全面的自动化的确给广大用户带来了极大的方便。但随着科技的日益发达，自动化已不能满足人们日益增长的物质需求，智能化已成为人们追逐的目标。企业应在不影响效益的前提下提高产品的工艺性能，满足用户的需求。
    制作水位报警器的过程是一个综合各科知识并运用于作实践的过程，是一个学习的过程。有助于提升我们的学习能力与动手实践能力。在课题制作中我们要查阅大量的相关资料，这有助于提高我们的自学能力。在现实的制作过程中，能够把我们独特的设计制作融入到课题中去，这也就锻炼了我们的创新与理论联系实际的力。总之，毕业设计是综合我们三年的学习成果，锻炼我们走向社会、走向岗位的实践能力。
    此报警器电路在设计中要求当水位报警器接通电源时，主电路有相应的电源指示灯点亮，指示电源正常。当太阳能热水器水箱缺水，电路能发出声光报警，告知人们应向水箱中送水。当水箱中的水上升到需要的高度时，电路发出声光报警，应停止向水箱中送水。为了适应社会日益增长的物质需求此报警器需要更多更好改进以满足人们的需求。
    关键词 整流电路  稳压电路  电导式传感器  电解电容  稳压管
    目录
    摘  要
    绪  论...................................... 3
    第一章 选题背景
    1．1 设计的内容和要求. 4
    1．2 课题的目的意义. 4
    第二章 课题的论证与设计
    2. 1 变压器的选择................................................5
    2. 2 稳压电源的原理与选用 .......................................5
    2. 3 整流电路的原理与选用........................................6
    2. 4 电路关键元器件的原理与选用..................................8
    第三章 主电路的设计与工作原理
    3．1 课题主电路设计.............................................11
    3．2 工作原理...................................................12
    第四章 工作系统的故障分析
    4．1 故障分类. 13
    4．2 常见故障的原因分析及解决方案..................... ........  13
    第五章 本课题在未来的发展趋势及扩展............... ..........14
    结   论
    谢   辞
    附   录
    参 考 文 献
    绪  论
    20世纪80年代以前，在生活用品应用自动控制的最先进装置就是继电器，它对当时生活质量的提高及节能确实发挥了很大的作用；传感技术还很少应用到生活中。但当人们跨入20世纪80年代以后，生活用品及卫生节能环保用品随着科技的发展，开始由单一化转变为多样多品种高智能化，在这种转变过程中，机电控制系统的许多固有弊端如体积大、质量重反映慢、不方便等越发显得突出，成为了转变的一大障碍。80年代后期，市场所需的“柔性”智能、生活用品品质提高、节能环保，呼唤智能自动控制系统的诞生。随着科技进步模拟电子技术、单片机技术、PLC技术、传感器技术日益成熟，这些技术逐渐投入到生活、卫生、环保、科技等领域当中，生活卫生、环抱用品自动控制技术逐步提高。但这些应用与小生活用品在控制精度、准确度、使用技术、智能方面尤其是价格方面受限。随着人们对智能化，方便、简捷、精确度、轻便、美观、性价比等要求的提高，新型的感应装置与电子技术随之出现。
    传感器来自“感觉”一词。模拟人“五官”的作用将外界刺激信号转换为能传递的信号，即将特定的被测量（包括物理量、化学量、生物量等）按照一定的规律转换成某种可用的输出信号这种系统叫传感器系统。红外线传感器、湿度传感器、温度传感器即为传感器家族中的几种。传感技术使用品智能化、自动化程度更高。
    数字电路处理的是数字信号，此信号在时间与幅值上都是离散的。计算机技术及微电子和集成技术的发展极大的促进了数字逻辑电路的发展。今天，数字技术已不仅局限于逻辑变量的输入、输出、判断运算，同时也具备了数值处理和数据通信功能。具有如下优点：可靠性、精度高，使用简单，功能强，性能价格比高，体积小，重量轻，消耗小，易于系统设计、调试方便。
    由于数字化技术的诸多优点使得其在国民经济的各个领域都得到了广泛的应用，且应用范围在不断的扩大。近十几年来伴随着计算机技术高速发展、高集成芯片技术的发展，数字逻辑电路技术日益成熟起，红外传感技术有空间探索科技的带动也已基本成熟，这使传感技术与数字技术得到联合使用---感应自动控制技术。传感技术的反映准确、使用优点和数字逻辑电路的优点结合起来，基本上解决了家庭用品、环保用品在方便性、可靠性、灵活性、准确性、美观、价格、通用性、性价比方面存在的难题，并使不熟悉电器的人也能够方便的使用，因此，这项技术很快就迅速发展了起来。这次设计因为设计者水平有限，设计时间比较短等原因，使本次设计的太阳能热水器的水位报警器有一些缺陷，请给出宝贵意见和建议，以后会继续研究改进。
    第一章 选题背景
    1. 1  设计的内容和要求
    （一） 内容
    1、利用电导式传感器的三个电极设计一个太阳能热水器的水位报警器。
    2、当水位处在1、2极之间时，高水位与底水位的指示灯都处在熄灭的状态。
    3、当水位低于电极二时，VT3截止，VT2导通，低水位指示灯点亮，微分电路将产生脉冲，触发音乐集成电路工作。随之扬声器发出报警声，告之主人往水箱注水。
    4、当水位高于电极1时，VT1导通，高水位指示灯导通微分电路将产生脉冲，触发音乐集成电路，随之扬声器报警，告知主人水箱的水已经注满。
    （二）要求
    1、当水位报警器接通电源时，主电路有相应的电源指示灯点亮，指示电源正常。
    2、当太阳能热水器水箱缺水，电路能发出声光报警，告知人们应向水箱中送水。
    3、当水箱中的水上升到需要的高度时，电路发出声光报警，应停止向水箱中送水。
    1．2课题的目的意义
    传感器技术、数字电子技术与自动控制技术在生产过程、科学研究、现实生活应用、医疗卫生、环保事业及其他各个领域的应用十分广泛。传感器技术、控制逻辑电路的设计及门电路芯片的选择是感应自动控制设计的重要环节，系统设计应满足环保、实用及课题要求的总体技术方案。这种专用感应控制装置的设计可以提升专业知识的运用能力，促进科技向生活的转化及环保事业的发展，对提高生活质量有重要作用。数字逻辑电路控制器使近十几年来发展起来的一种新型控制电路，具有功能齐全、控制简单、抗干扰能力强，价格便宜、重量轻、耗电省等优点。
    随着太阳能热水器的推广普及，在没有自来水的地方，如何使用水泵自动启停抽水并保
    证连续供水是一个现实的问题。由于太阳能热水器的注水箱大多安装在房顶上，是否缺水不
    易观察，如果使用自动水位控制装置来控制水泵的工作，就能够很好的解决这个问题，给广
    的用户带来方便。
    第二章 课题主电路的论证与设计
    2. 1  变压器的选择
    变压器是利用电磁感应原理工作的，变压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。这两个绕组具有不同的匝数且互相绝缘，两绕组间只有磁的耦合而没有电的联系。其中，接于电源侧的绕组称为一次绕组；用于接负载的绕组称为二次绕组。经过分析计算查找选用MM微型干式变压器，其功率小，耗能底，性价比高，且能满足此设计系统使用要求。
    干式变压器的性能特点
    1、低压绕组除小容量采用铜导线以外，一般都采用铜箔绕制的圆筒式结构；高压绕组采用分段多层圆筒式结构，使之绕组的安匝分布平衡，漏磁小，机械强度高，抗短路能力强。
    2、可配置低噪音的风冷装置，通过温控器对风扇的起动和关闭可以自动控制，由此可以使变压器增容40%运行。
    本实验要求所加在报警器上的电源电压为220V，但报警器本身所用的电压为12V直流电，这就要求220V电源电压必须经过变压以后才能加在实验电路上。此干式变压器的输出电压有12V和8V两种，所以本实验的变压器电路大致如下图所示：
    图21
    2. 2  稳压电源的原理与选用
    直流稳压电源 又称直流稳压器。它的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直接输出电压都能保持稳定。稳压器的参数有电压稳定度、纹波系数和响应速度等。前者表示输入电压的变化对输出电压的影响。纹波系数表示在额定工作情况下，输出电压中交流分量的大小；后者表示输入电压或负载急剧变化时，电压回到正常值所需时间。直流稳压电源分连续导电式与开关式两类。前者由变压器把单相或三相交流电压变到适当值，然后经整流、滤波，获得不稳定的直流电源，再经稳压电路得到稳定电压。后者以改变调整元件的通断时间比来调节输出电压，从而达到稳压。
    从工作方式上可分为：①可控整流型。用改变晶闸管的导通时间来调整输出电压。②斩波型。输入是不稳定的直流电压，以改变开关电路的通断比得到单向脉动直流，再经滤波后得到稳定直流电压。③变换器型。不稳定直流电压先经逆变器变换成高频交流电，再经变压、整流、滤波后，从所得新的直流输出电压取样，反馈控制逆变器工作频率，达到稳定输出直流电压的目的。
    本实验的要求是一个报警电路，并且是一个声光报警电路，在主电路的左半部分是本实验的声音报警电路，此电路要求由一个稳压输出的3.6V直流电压作为电源，所以在设计电路的过程中需要设计一个稳压电路。根据要求稳压电路设计如下：
    图22
    2. 3  整流电路的原理与选用
    整流电路是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离（可减小电网与电路间的电干扰和故障影响）。
    整流电路按其组成器件可分为不控整流电路、半控整流电路和全控整流电路。后两种电路按其控制方式又可分为相控整流电路和斩波整流电路（见电力电子电路）。相控整流电路由于采用电网换相方式，不需要专门的换相电路，因而电路简单、工作可靠，得到广泛应用。但相控整流电路在控制用α较大时，功率因数较低，网侧电流谐波含量较大。因而在大功率调速传动中，低速运行时，采用斩控整流电路可解决功率因数变坏的问题。
    整流电路是电力电子电路中最早出现的一种，它将交流电变为直流电，应用十分广泛，电路形式各种各样；按组成的器件可分为不可控、半控和全控三种，按电路结构可分为桥式电路和零式电路，按交流输入相数分为单相电路和多相电路，按变压器二次侧电流的方向是单相或双相，又分为单拍电路和双拍电路。
    因在安全及系统器件等方面需要，要对交流整流。用可控硅组成的可控整流相对用普通二极管组成的不可控整流系统价格较高，二极管组成的整流系统提供的直流电已满足此设计系统要求。为提高电压电流的输出平均值采用全桥整流。其组成主要有四个普通二极管组成。
    根据实验课题的要求，本实验的电源要求用12V直流电，所以经过变压后的12V交流电必须经过整流电路整流后才能加到实验电路上。综合各方面的因素，本实验所设计的整流电路如下图所示：
     图23
    2. 4  电路关键元器件的原理与选用
    （一）LED发光二极管
    发光二极管简称为LED。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。
    图241
    它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。
    （二）稳压管
    稳压二极管是一种硅材料制成的面接触型晶体二极管，简称稳压管。稳压管在反向击穿时，在一定的电流范围内，端电压几乎不变，表现出稳压特性，因而广泛应用于稳压电源与限幅电路之中。稳压二极管是根据击穿电压来分档的,因为这种特性,稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。
    图242
    稳压管也是一种晶体二极管，它是利用PN结的击穿区具有稳定电压的特性来工作的。稳压管在稳压设备和一些电子电路中获得广泛的应用。我们把这种类型的二极管称为稳压管，以区别用在整流、检波和其他单向导电场合的二极管。稳压二极管的特点就是击穿后，其两端的电压基本保持不变。 这样，当把稳压管接入电路以后，
    若由于电源电压发生波动，或其它原因造成电路中各点电压变动时，负载两端的电压将基本保持不变。
    （三）二极管
    几乎在所有的电子电路中，都要用到半导体二极管，它在许多的电路中起着重要的作用，它是诞生最早的半导体器件之一，其应用也非常广泛。
    二极管的工作原理
    晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电? ５辈淮嬖谕饧拥缪故保捎趐-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。当外加的反向电压高到一定程度时，p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。
    二极管的导电特性
    二极管最重要的特性就是单方向导电性。在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。
    1. 正向特性。
    在电子电路中，将二极管的正极接在高电位端，负极接在低电位端，二极管就会导通，这种连接方式，称为正向偏置。必须说明，当加在二极管两端的正向电压很小时，二极管仍然不能导通，流过二极管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一数值（这一数值称为“门槛电压”，锗管约为0.2V，硅管约为0.6V）以后，二极管才能直正导通。导通后二极管两端的电压基本上保持不变（锗管约为0.3V，硅管约为0.7V），称为二极管的“正向压降”。
    2. 反向特性。
    在电子电路中，二极管的正极接在低电位端，负极接在高电位端，此时二极管中几乎没有电流流过，此时二极管处于截止状态，这种连接方式，称为反向偏置。二极管处于反向偏置时，仍然会有微弱的反向电流流过二极管，称为漏电流。当二极管两端的反向电压增大到某一数值，反向电流会急剧增大，二极管将失去单方向导电特性，这种状态称为二极管的击穿。
    （四）三极管
    晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种，
    从三个区引出相应的电极，分别为基极B发射极E和集电极C。
    发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电极。基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区"发射"的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射极箭头向里；NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。发射极箭头向外。发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。
    判断基极和三极管的类型
    先假设三极管的某极为“基极”,将黑表笔接在假设基极上,再将红表笔依次接到其余两个电极上,若两次测得的电阻都大(约几K到几十K),或者都小(几百至几K),对换表笔重复上述测量,若测得两个阻值相反(都很小或都很大),则可确定假设的基极是正确的,否则另假设一极为“基极”,重复上述测试,以确定基极.
    当基极确定后,将黑表笔接基极,红表笔笔接基它两极若测得电阻值都很少,则该三极管为PNP,反之为NPN.
    判断集电极C和发射极E,以NPN为例:
    把黑表笔接至假充的集电极C,红表笔接到假设的发射极E,并用手捏住B和C极,读出表头所示C,E电阻值,然后将红,黑表笔反接重测.若第一次电阻比第二次小,说明原假设成立.
    第三章 主电路的设计与工作原理
    3.1 课题主电路设计
    根据本实验的内容及原理，遵循了尽量简便的普遍原则来设计电路图。本实验要求：
    1、当水位报警器接通电源时，主电路有相应的电源指示灯点亮，指示电源正常。
    2、当太阳能热水器水箱缺水，电路能发出声光报警，告知人们应向水箱中送水。
    3、当水箱中的水上升到需要的高度时，电路发出声光报警，应停止向水箱中送水。
    根据以上的实验要求本课题的电子电路可大致设计如下：
    图31
    3.2 工作原理
    （一）工作电源指示
    电路在工作时通入220V交流电，经过变压器变压后成为12V交流电，再经过整流电路整流后输出12V的直流电，电路通入12V直流电后发光二极管VD5点亮，指示电源工作正常。
    （二）工作原理
    1、 导电式水位传感器的三个探知电极分别和VT1 、VT2和VT3的基极相连。电路的电源由变压器降压，经过整流器电路整流提供。发光二极管VD5为电源指示灯。音乐集成电路9300报警。
    2、 当水位在电极12之间正常情况下，电极1悬空，VT1截止，高水位指示灯VD8不亮。由于电极23处在水中，由于水电阻的原因，使VT3导通，VT2截止。低水位VD9指示灯也不亮。
    3、 当水位下降到低于电极2时VT3截止，VT2导通。低水位指示灯VD9亮，由C3及R4组成的微分电路在VT2由截止到导通的跳变过程中产生的正向脉冲，将触发音乐集成电路IC工作，随之扬声器发出报警，告知主人缺水。
    4、 同理，当水位超出电极1时候，VT1导通，高水位指示灯VD8亮，C2和R4微分电路产生的正向脉冲触发音乐集成电路IC工作，发出报警声，告知主人水已注满。
    第四章 工作系统的故障分析
    4. 1故障分类
    此报警器使用易出故障有以下几点：
    1、电导式传感器故障 2、电子线路故障 3、变压器故障 4、声光报警故障
    由于报警器使用频繁的缘故，且此报警电路没有经过大量的技术论证与反复的实用实践，所以报警器易出现以上几种常见故障。
    4. 2常见故障的原因分析及解决方案
    （一）电导式传感器故障
    此故障的原因是由于所使用的石墨电极过于老化或电极表面附有污物导致电极导电不良好所致。
    解决方法是清洗电极使电极处于清洁易于导电的状态，或者更换过于老化导电不良好的电极。
    （二）电子线路故障
    电子线路是本课题电路最易于出故障的地方。主观上由于我们的焊接经验不足造成了许多的问题，比如管脚焊接不严密、电路连线不紧密造成的导电不良等问题，客观上由于电子元件的质量问题造成的电路功能不能完全实现的故障。
    解决方法是用相关仪器仪表检测电子元件的参数，看是否达到正常的标准值，对于不能继续使用的相关原件要及时更换以免影响电路的正常工作。还要用万用表检测电子线路的焊接处及各个相关回路的导通情况，如果检测到焊接有问题的地方，应及时的作出修改。
    （三）变压器故障
    由于干式变压器比较耐用所以变压器不易出现故障，但变压器的故障不可避免，原因由于变压器的老化造成输出电压不稳定，从而影响到电路的功能实现。
    在使用报警器之前或定期用电压表测量变压器的输出端电压，看输出电压是否稳定，或者更换老化的变压器，就能很好的避免此故障的出现。
    （四）声光报警故障
    稳压电路输出电压不稳定和电子元件的质量与老化问题是声光报警故障的主要原因。检测元件的标准参数并及时更换故障元件与检测稳压电路输出电压是避免声光报警故障的主要方法。
    第五章 本课题在未来的发展趋势及扩展
    进入21世纪以后科技发展的速度步入一个更快更好的阶段，随着科技的飞速发展，人们的物质生活也在随着科技的发展而得到质的提升。在当今的社会，人们在不断的创新，在不断的追求完美。在人们的生活中在不断的寻求能为人类而工作的替代品，人们的生活在向着快速与智能化的方向发展。
    本课题的实验内容是太阳能热水器的水位报警器，此次试验是一次普通的电子实验，没有太多的更好更新的科技元素在里面，但我想随着科技的日新月异，此报警器一定大有发展前途，并且会随人们的意愿向着智能化方向发展。
    据了解，在几家业绩比较突出的太阳能集团生产的太阳能热水器上安装的水位报警器已具备了初步的智能化需求。本实验只是一个水位报警装置，而公司所推出的报警器成品能完成水箱自动上水、自动控温等智能化功能。现在的报警器已不是一个单纯的报警装置，它已演变成一个集自动上水与自动控温等智能化功能于一身的电气系统。在这种报警系统中变压及整流系统更加完美，电压更加稳定，不受供电线路电压不稳定的影响。所使用的元器件则更加精良，有更好的抗疲劳强度，增长了系统的使用寿命。系统所使用的传感器已不再是传统的石墨电极做成的电导式传感器，它装备了传感更加灵敏的红外传感器。使得系统的性能更加优越。在系统的声光报警系统中，报警器设计的更为人性化与智能化，比如声音报警的音乐是可以随意控制的，能随着用户的要求而做出改变。这一系列的智能化装置离不开科技的飞速发展。相信随着科技的不断发展，报警系统以后必将更加人性化与智能化。
    报警器的发展用途是多种多样的，在不断的发展中为解放更多的劳动力人们日常生活中的各种设施，以及社会生产与生活中各种设备会不断的更新，将会更加的智能化，这也就需要大量的各式各样的报警器进如我们的日常生活中。所以说报警器的发展必将是多元化，并且发展会更加迅速。
    结  论
    在我们吴老师的精心指导下，我们小组成员充分发挥了各自的潜能，我们都顺利的完成了自己的分工。经过一个月的不懈努力，我们终于圆满的完成了在开题报告中原定的基本任务，我们在实际的设计过程中首先对课题进行了系统的讨论与论证，继而对电路图进行设计与研究，然后进行元器件参数的修改与论证做到理论联系实际。为了焊接电路板的成功率，我们先在面包板上进行元器件的模拟插接，继而进行电路的焊接，焊接成功后，进行电路的整值测试和电路的包装等工作。
    电路满足了我们基本设想的功能，当水位报警器接通电源时，主电路有相应的电源指示灯点亮，指示电源正常。当太阳能热水器水箱缺水，电路能发出声光报警，告知人们应向水箱中送水，当水箱中的水上升到需要的高度时，电路发出声光报警，应停止向水箱中送水。
    完成了电路的焊接与调试并制成了成品，我们的工作还有论文一项，在我们吴老师的精心指导下，在我们大量的实习与实践经验的指引下，我们的论文完成的很顺利，包括了我们从开始试验到我们完成任务的全部过程，这是我们小组成员一个多月以来辛勤工作的结晶，是用我们的智慧与汗水换来的，在这份来之不易的毕业设计成果中，凝聚了太多的汗水与欢笑，更凝聚了许多给予我们无私帮助的领导、老师、同学们的辛勤汗水。
    太阳能热水器的水位报警器是非常有发展前途的，随着人们生活水平的不断提高，我相信太阳能热水器的水位报警器一定会向着更加完美的智能化迈进。
    谢  辞
    太阳能热水器的水位报警器是目前现实生活中较为实用的生活环保用品，已得到广泛关注。在提高生活质量和环保事业中充分发挥了它的作用。基于电导式传感器与数字控制电路更能显示出它的优越性与人性化。随着技术的不断进步，有理由相信未来的传感技术与数字技术使用会更加普及发展会更加迅速。
    在毕业设计过程中，我们将所学的专业理论知识与实际开发结合起来，理论联系实际，提高了专业技能。大量的查阅资料，对专业知识有了更深入的理解和认识，拓展了知识面。从课题立项、方案论证、理论设计、线路图绘制、制版设计、到电路焊接与调试，全面了解和掌握了课题开发的基础方法和步骤，进一步学习了单片机、PLC、模拟电子、数字电子、传感器、CAD等专业知识。并且在原有计算机理论与作的基础上，巩固了对办公软件及EWB软件的应用。为以后的实际工作打下了良好的基? ?
    谨向我的指还有就是感谢我院和我们系里的各位领导，对我们高职生的大量照顾，并在我们论文制作和课题制作上提供的大量便利，为我们提供优秀的指导教师和完善的试验场地。同时也要感谢学校的各级领导，正因为有他们的正确领导，学校的图书馆才得以建立的那么完善，让我从中查到了大量的知识。
    另外同学们都给我了巨大的鼓励！论文完成过程中，同学们互相鼓励，互相帮助，互相分享资源，探讨论文，空前团个终点，又是另外一个起点！吃水不忘挖井人，我将铭记大家对我的帮助，以后更好的为人民为社会服务！
    在毕业设计即将完成之际，谨向我的指导老师吴方老师表示最衷心的感谢！感谢吴老师在本次毕业设计中给予的悉心指导和耐心帮助。在此并向课题设计过程中给予帮助张老师、王老师、卢老师表示真诚的感谢及向同组的同学表示感谢和真诚的祝愿！
    附  录
    器件清单
    所用全部器件如下：
    名  称
    型  号
    数  量
    特殊说明
    标  注
    变压器
    干式
    1
    二极管
    普通
    6
    电阻
    色环电阻
    10
    不同阻值
    音乐集成电路
    IC9300
    1
    三极管1
    9012
    3
    三极管2
    9013
    1
    蜂鸣器
    压电式
    1
    稳压管
    普通
    1
    齐纳二极管
    发光二极管
    LED
    3
    整流电路
    桥式
    1
    二极管组成
    电容
    电解电容
    4
    不同电容值
    电导电极
    普通
    3
    参 考 文 献
    1 、《工厂电气控制技术》，第二版 北京：机械工业出版社，1995年 方承远 编
    2 、《低压电器》，北京 兵器工业出版社，1993年 马镜澄等 编
    3 、《电子技术》，第二版 高等教育出版社，2004年 付植桐 主编
    4 、《传感器与检测技术》， 第一版，高等教育出版社，2004周乐挺 主编
    5 、《电力电子技术》，第一版高等教育出版社，2004年 苏海宾 主编
    6、 《传感器应用及其电路精? 返缱庸ひ党霭嫔纾?993 张福学编
    7、  Intel Corp．．8XC196 User’s Manual［Z］．1993．
    8、  Inter Corp．．16－Bit Embedded Controlle
Handbook［Z］．1990