番的目标面临巨大挑战。

党中央国务院高度重视能源问题，将其视为关系我国经济发展社会稳定和国家安全的重大战略问题。

近年来，受石油价格上涨和全球气候变化的影响，可再生能源开发利用日益受到国际社会的重视。

我国国民经济和社会发展第十个五年规划纲要明确提出实行优惠的财税投资政策和强制性市场份额政策，鼓励生产与消费可再生资源，提高在次能源消费中的比重。

我国资源潜力大发展前景好的可再生资源包括水能生物质能风能太阳能和地热能。

在众多的可再生资源中，最理想的是太阳能，与其他可再生资源相比，其有普遍无害巨大长久的优点。

迄今为止，太阳能的应用领域非常广泛，但最终可归结为太阳能热利用和光利用两个方面。

我国三分之二以上国土的太阳能年日照时间均大于，年辐射总量平均大于，资源非常丰富。

目前，我国太阳能的利用技术特别是太阳能的光热利用技术日趋成熟，太阳能热水器行业经过多年的发展，取得了大批的科技成果，并形成了产业化生产。

太阳能热水器是我国太阳能热利用中最广泛产业化发展最迅速的太阳能产品。

由我国自主开发生产的全玻璃真空管太阳能集热器科技水平制造技术生产规模均处于国际领先水平。

除户用太阳能热水系统广泛的为用户所采用外，太阳能热水和采暖的市场也正在启动并开展示范应用，他们将为节能减排作出更大的贡献。

太阳能热水系统介绍太阳能热水系统组成太阳能热水系统主要由集热器储热水箱和控制系统组成。

白天有阳光时通过集热管吸收太阳能给冷水加热，然后把热水送到保温箱保持定的温度，当我们需要用热水时，通过控制系统放热水，并补充定量的冷水到集热器进行加热。

西北工业大学本科毕业设计论文第页图太阳能热水器工作原理太阳能热水系统的优点图用煤炭和太阳能提供热水的效率比较图图显示了用煤和太阳能提供热水的几个途径，从图中可以看出利用太阳能热转换来提供低温生活用水的优势。

环保太阳能是清洁无污染的能源其光热转换后不会产生污染物，可以说是零排放。

节能太阳能热利用可代替煤等化石能源来提供所需的低温热水。

寿命高太阳能热水器产品般寿命较长，性能稳定。

安全太阳能热水器无漏电危险。

太阳能热水系统的缺点太阳能热水系统的缺点也是显而易见的。

受天气影响巨大云量的多少和云层的厚度对太阳辐射的影响很大，云层越厚，云量越多，对太阳辐射的削弱越多，到达地面的太阳辐射能量就越少，因而晴天比阴天太阳辐射强。

阴天冬天时热水不足，甚至没有热水。

与地理位置关系密切地势越高，大气越稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用就弱，太阳辐射强度就越大。

反之则越小。

安装需要面向阳光充足地方。

煤炭热水环境污染环境污染效率低太阳能热水高效洁净电热水热水煤炭太阳能电西北工业大学本科毕业设计论文第页图户用太阳能热水器图大型太阳能热水系统本文研究的内容基于前面对太阳能热水系统的初步介绍，可以知道虽然太阳能热水系统有诸多优点，但是其受环境和地理位置影响较大是其最大的缺陷，严重影响了太阳能热水系统的应用普及。

因此，实时监测和采集太阳能热水系统工作时的循环水温度和外界环境因素成为项不可或缺的工作。

在设计太阳能热水系统的监测和采集系统中，主要有如下工作所选的数据采集卡接入端口耐压为，因此所有传感器输出信号为电压信号。

供电电源为直流电源。

因所选温度变送器输出信号为电流信号，故用电流变送器将的电流线性转换为的输入信号，输入数据采集卡的通道。

采集量包括集热器的进出水温循环水流量环境温度环境风速和太阳总辐射。

西北工业大学本科毕业设计论文第页第二章传感器技术传感器的分类传感器的定义通俗的讲，传感器就是将被测信息转换成种信号的器件。

也就是将被测物理量转换成于之相对应的容易检测传输或处理的信号的装置，称之为传感器。

传感器通常直接作用于被测量。

传感器是对信号进行感受与传送的装置，它是测试装置的输入环节，因此传感器的性能直接影响着整个测试装置的工作可靠性。

传感器的组成传感器般由敏感元件传感元件和测量电路三个主要部分组成，有时还加上辅助电源。

通常可用图表示如下图传感器的组成由于其用途的不同或是结构原理的不同，其繁简程度相差很大。

因此，传感器的组成将依不同情况而有差异。

敏感元件传感器的核心，它直接感受被测量般为非电量并转换成信号形成，即输出与被测量成确定关系的其它量的元件，如膜片热电偶，波纹管等。

传感元件又称变换器，是传感器的重要组成部分。

传感元件可以直接感受被测量般为非电量而输出与被测量成确定关系的电量。

如热电偶和热敏电阻等。

传感元件也可以不只感受被测量，而只是感受与被测两或确定关系的其它非电量如应变式压力传感器的电阻片，并不直接感受压力，只是感受与被测压力成确定关了。

今天，全世界已经累计安装有超过万平方米的太阳能集热器。

成千上万的现代太阳能热水器，也应用于中国印度德国日本澳大利亚和希腊等国家，如图所示，。

事实上，在些国家中法律明确要求太阳能热水器安装在任何新住宅建设项目例如以色列。

图中国西藏的真空太阳能集热管除了节约能源，利用太阳能源来加热水还有其他的优点。

大部分的太阳能热水器带有个额外的水箱，这是传统的热水箱，它能给用户带来更大的热水存储容量和降低热水流失的可能性。

些太阳能热水器不需要用电，这些热水系统可以不会因为停电而停止供应热水，只要有足够的阳光就能工作。

太阳能热水系统也可以用于直接加热游泳池的水，个好处就是可以延长室外游泳池的使用季节。

太阳能热水器的应用市场太阳能热水市场可基于该技术的最终用途来分类。

最常见的太阳能热水系统的应用场合是提供热水和游泳池。

提供热水太阳能热水系统的应用形式很多，最常见的是用于户用型热水系统，通常是卖现成的或标准的结构，如图所示。

图澳大利亚国内的热水系统游泳池西北工业大学本科毕业设计论文第页太阳能热水系统也可以调节游泳池中水的温度延长游泳池季节和节省常规能源成本。

这些系统的基本原理与太阳能提供热水的原理是样的，不同之处在于游泳池本身充当储热水箱。

对于室外泳池，个适当大小的太阳能热水器可以取代传统的加热器，泳池里的水由现有的过滤系统直接泵入太阳能集热器。

这种游泳池的应用范围可以从只在夏天开放的室外泳池，如图所示的家庭用的泳池，到大型的年个月都能使用的奥运规模的室内游泳池。

图加拿大的太阳能集热器游泳池加热系统太阳能热水系统概述太阳能热水系统使用太阳能集热器和液体处理单元转移热负荷，般通过储热水箱。

液体处理单元包括泵用来使热水在集热器和储热水箱之间循环控制和安全设备。

设计合理时，太阳能热水器可以在外界温度为零度以下时工作，也能防止热天热水器内部过热。

许多系统也有个后备加热器，以确保即使没有充足的阳光的情况下满足所有消费者需求。

太阳能热水器执行三个基本操作，如图所示集热太阳辐射被太阳能集热器收集传输循环水将热量到储热水箱，循环可以是自然热虹吸系统或强制的，用循环装置低扬程泵储热热水储存在机械室，或者在屋顶的热虹吸系统中，知道后面需要时使用。

西北工业大学本科毕业设计论文第页图典型的太阳能家用热水器系统示意图太阳能集热器太阳能太阳辐射由太阳能集热器的吸收板收集，选择性涂层常常被运用到吸收板上来效率改善整体的收集效率。

个热液吸收被收集的能量。

有几种类型的太阳能集热器可用来加热水。

太阳能集热器的选型取决于应用环境的温度和预期的季节或气候温度。

最常见的太阳能集热器类型有无釉液体平板集热器釉面液体平板集热器和真空管太阳能集热器。

无釉液体平板集热器无釉液体平板集热器，如图所示，通常由个黑色的聚合物制成。

它们通常不会有选择性的涂层和个绝缘框架在后面通常是简单地铺设在屋顶上或在个木制的支持上。

这些低成本的集热器善于捕捉来自太阳的能量，但热损失随着水温的增加而迅速增加，尤其是在多风的地方。

因此，无釉集热器通常用于要求在低温下输送能源的场合游泳池加热补给水鱼养殖场加热过程应用等。

在气候较冷的地区，因高热损失集热器只用在夏天工作。

图无釉平板太阳能集热器系统示意图系统的平衡西北工业大学本科毕业设计论文第页除了太阳能集热器，太阳能热水系统通常包括以下平衡系统组件太阳能集热器阵列支撑结构，如图所示。

图太阳能阵列支撑结构贮热水箱在持续提供低温热水的游泳池和些大型商业或工业应用场合，这个是不需要的。

液体处理单元，其中包括个用来在集热器和贮热水箱之间传输液体的泵除了在热虹吸系统中循环是自然的，在现有的过滤系统中泵般用于室外游泳池，它还包括阀门过滤器和热膨胀水箱控制器，只有当可用热量是从太阳能集热器得到时用于激活循环热虹吸系统或光伏动力循环时不需要冷冻的保护，在寒冷天气下的操作，通常是通过在个特殊的加有无毒液体防冻剂来传热的太阳能循环。

太阳能集热器中的热水在贮热水箱中由热交换器分开。

其他特征，主要涉及到安全的地方，比如过热保护季节性系统冻结保护或预防重启大型系统停滞时期之后。

通常，现有的传统的水加热系统是用于备份到太阳能热水系统，只是个备份系统通常不用于大部分的户外游泳池。

西北工业大学机械电子工程系本科毕业设计论文题目太阳能集热监测系统专业班级级机电三班学号学生姓名指导教师设计所在单位年月太阳能集热监测系统摘要太阳能作为种清洁的可再生能源，是新能源开发和利用的主要对象，迄今为止，太阳能的应用领域非常广泛，但最终可归结为太阳能热利用和光利用两个方面。

太阳能热水器是目前效率最高的光热利用项目。

本文的目的就是针对太阳能热水系统，设计测量系统和数据采集系统，通过传感器测量并且采集系统的水温流量和环境因素，实现监测集热器工作性能的目的。

所用到的设备有温度变送器流量传感器风速传感器总辐射传感器和数据采集卡。

通过太阳能集热监测系统设计，可以对太阳能热水器的工作性能进行监测，该系统可实际用于户用型太阳能热水器的监测，具有操作简单显示准确的特点。

太阳能光热测量可以帮助人们较准确的掌握太阳能的光热利用效率，对光热系统的设计改进使用提供有效的依据。

有助于光热利用的发展和推广。

关键词集热器，监测，传感器，数据采集目录第页目录第章绪论研究背景太阳能热水系统介绍太阳能热水系统组成太阳能热水系统的优点太阳能热水系统的缺点本文研究的内容第二章传感器技术传感器的分类传感器的定义传感器的组成传感器的分类对传感器的性能要求电阻式传感器及应变仪变阻器式传感器电阻应变式传感器电阻应变仪磁电式传感器及电感式传感器磁电式传感器电感