專利名稱：一種水溫水位測控儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水溫水位進行測控的電子裝置，尤指一種太陽能熱水器的水溫水位測控儀。
背景技術：
現有的水溫水位測控儀，包括溫度傳感器、水位傳感器、控制電路、執(zhí)行機構和顯示電路，所述的溫度傳感器通常采用熱敏電阻，所述的水位傳感器采用有源傳感電路，且把水作為傳感電路中的一個有源元件，其結果是水位檢測易受水質的影響，也易遭受雷擊而損壞。且傳感器不能持久地耐干燒和防水垢，很容易因水質和高溫引起損壞，從而給使用者帶來不便。

發(fā)明內容
本實用新型的目的是針對現有的水溫水位測控儀存在的缺點，提供一種既能防雷，又能適應各種水質和水溫的新型的水溫水位測控儀。解決上述問題采用技術的方案是一種水溫水位測控儀，包括溫度傳感器、水位傳感器、控制電路、執(zhí)行機構和顯示電路，其特征在于還設有一個信號產生電路；所述的水位傳感器主體為一非金屬材料棒，底部設有與所述的信號產生電路的輸出端相連的總信號端口，棒體上設有至少包括100％水位的一組水位感應端口；所述的控制電路包括依次連接的一組與所述的水位感應端口對應的取樣放大電路、電子開關、分壓電路和一個CPU，所述的執(zhí)行機構和顯示電路連接到所述的CPU的輸出端。
本實用新型的水溫水位測控儀，由信號產生電路產生電壓信號，介質水在水位傳感器的各水位感應端口與取樣放大電路的輸入端之間感應出相應的感應電容，經電子開關、分壓電路輸出給CPU進行處理，顯示電路顯示相應的水位標志，在水箱進水達到100％水位后執(zhí)行機構關斷電源，停止加水。本實用新型因采用了無源器件作為信號感應，使探頭在水箱內能夠保持最大時間的物理特性，最大限度地防止了水垢的凝結。因信號頭僅用導線作感應頭，在探頭內無其他任何與水位有關的電子原件，因此做到了防高溫。電路對水位信號的拾取系通過無源器件獲得，因此也做到了防雷。
本實用新型的水溫水位測控儀，溫度傳感器可以采用任何常規(guī)的結構，如熱敏電阻、雙金屬元件等，溫度信號最好通過一個濾波電路從CPU的2端輸入，經CPU內部處理電路分析，產生溫度數據并通過顯示區(qū)直接顯示。
作為本實用新型的進一步改進，所述的選頻放大電路包括電容Ci1、電阻Ri1、電容Ci2、電阻Ri2、電阻Ri3、電阻Ri4和三極管iBG1，所述的電容Ci1一端通過介質水與相應的水位感應端口感應，另一端與電阻Ri1和電容Ci2相連；所述的電阻Ri2一端與所述的電容Ci2的另一端相連，另一端與所述的電阻Ri3和三極管iBG1的基極相連；所述的三極管iBG1的集電極與所述的電阻Ri3的另一端以及電阻Ri4相連，發(fā)射極與所述的電阻Ri1的另一端相連；所述的電阻Ri4的另一端連接到電源，其中i為大于零的正為整數，代表取樣電路的序號。
所述的檢波和濾波電路包括電容Ci3、二極管iD1、二極管iD2、電阻Ri5和電容Ci4，所述的電容Ci3一端與三極管iBG1的集電極相連，另一端與二極管iD1的陽極和二極管iD2的陰極相連；電阻Ri5和電容Ci4并聯后一端與所述的所述的二極管iD2的陽極相連，另一端與二極管iD1的陰極相連，且通過電阻Ri6連接到電子開關。
所述的分壓電路包括電阻R1和電阻Ri7，所述的電阻R1一端連接到電源，另一端與電阻Ri7的一端及CPU的3端相連；所述的電阻Ri7的另一端與所述的電子開關的輸出端相連。
所述的執(zhí)行機構包括電磁閥、電阻R4和三極管BG0，所述的電阻R4一端連接到所述的CPU的15端，另一端與三極管BG0的基極相連；所述的三極管BG0的發(fā)射極接地，集電極與電磁閥線圈相連；所述的電磁閥線圈的另一端接電源。
所述的CPU的11端設有手動停水開關。
所述的CPU的12端設有手動加水開關。
本實用新型的水溫水位測控儀，還可自帶電源變換器，所述的電源變換器包括由變壓器B1、二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4和電解電容C0組成的降壓和濾波電路和由穩(wěn)壓器W1和電解電容C1組成的穩(wěn)壓濾波電路，所述的降壓和濾波電路供給電磁閥所需的電壓，所述的穩(wěn)壓濾波電路輸出整機所需的電壓。
所述的信號產生電路包括由電阻和三極管構成的三極放大電路，通過電容C53輸出電壓U0。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。


圖1是本實用新型的電路框圖。
圖2是本實用新型的電路圖。
具體實施方式
參照圖1、2，本實用新型的水溫水位測控儀，包括溫度傳感器T1、水位傳感器、信號產生電路、控制電路、執(zhí)行機構和顯示電路。所述的水位傳感器主體為一非金屬材料棒，底部設有金屬導線制成的總信號端口，棒體上分別在20％、50％、80％和100％水位處設有金屬導線制成的線狀或者環(huán)狀感應端口。所述的信號產生電路包括由電阻和三極管構成的三極放大電路，通過電容C53輸出電壓U0到水位傳感器底部的總信號端口。所述的控制電路包括依次連接的一組與所述的水位感應端口對應的取樣放大電路、電子開關、分壓電路和一個CPU。所述的選頻放大電路包括電容Ci1、電阻Ri1、電容Ci2、電阻Ri2、電阻Ri3、電阻Ri4和三極管iBG1。所述的分壓電路包括電阻R1和電阻Ri7。所述的電阻Ri7的另一端與所述的電子開關IC10i的輸出端相連。所述的檢波和濾波電路包括電容Ci3、二極管iD1、二極管iD2、電阻Ri5和電容Ci4。其中i為大于零的正為整數，代表取樣電路的序號。在本實施例中，i分別為1、2、3、4，i為1對應于20％水位，i為2對應于50％水位，i為3對應于80％水位，i為4對應于100％水位。
舉例說，對應于20％水位的取樣放大電路，i為1，電容C11一端通過介質水與相應的水位感應端口感應，另一端與電阻R11和電容C12相連；所述的電阻R12一端與所述的電容C12的另一端相連，另一端與所述的電阻R13和三極管1BG1的基極相連；所述的三極管1BG1的集電極與所述的電阻R13的另一端以及電阻R14相連，發(fā)射極與所述的電阻R11的另一端相連；所述的電阻R14的另一端連接到電源。
在所述的檢波和濾波電路中，電容C13一端與三極管1BG1的集電極相連，另一端與二極管1D1的陽極和二極管1D2的陰極相連；電阻R15和電容C14并聯后一端與所述的所述的二極管1D2的陽極相連，另一端與二極管1D1的陰極相連，且通過電阻R16連接到電子開關1C101。
在所述的分壓電路中，電阻R1一端連接到電源，另一端與電阻R17的一端及CPU的3端相連；所述的電阻Ri7的另一端與所述的電子開關IC101的輸出端相連，所述的電子開關IC101采用4066MOS集成塊。
所述的執(zhí)行機構包括電磁閥、電阻R4和三極管BG0，所述的電阻R4一端連接到所述的CPU的15端，另一端與三極管BG0的基極相連；所述的三極管BG0的發(fā)射極接地，集電極與電磁閥線圈相連；所述的電磁閥線圈的另一端接電源。
所述的CPU的11端設有手動停水開關。所述的CPU的12端設有手動加水開關。
本實用新型的工作原理如下將水位傳感器垂直置于水箱內，并使底部的總信號端口與水箱底部接觸?？傂盘栍尚盘柈a生電路產生并通過電容C53發(fā)出，當總信號通過水作為感應媒介感應到20％的水位的感應點時，信號通過選頻放大電路進行選頻和放大，放大后的信號經電容C13送到檢波和濾波電路產生電子開關IC101所需的電壓信號，此信號通過電阻R16送到電子開關IC101的10端，當此電壓達到電子開關IC101的閥值時，電子開關IC101內的開關K1導通，電阻R17對地接通，CPU的3端接到由電R1與電阻R17組成的分壓電路的電壓信號，進行處理后，產生20％水位控制信號，并將信號送到顯示區(qū)，點亮20％水位指示燈，即表明水位已達到了20％。
對于水位為50％、80％和100％的控制電路的工作過程與上述原理相同。當CPU檢測到100％水位信號時，不僅輸出100％水位指示燈點亮信號，且將CPU的15端信號由高轉為低，在執(zhí)行機構中通過電阻R4使三極管BG0由導通變?yōu)榻刂梗姶砰y斷電，停止加水。達到了自動關閉加水的要求。當水位信號全無時，即水位低于20％時，CPU通過內部處理器延時約30分鐘自動從其第15端送出高電平，在執(zhí)行機構中通過電阻R4使三極管BG0由截止變?yōu)閷ǎ蜷_電磁閥，從而開始自動加水。這樣就完成了自動加水，自動停止加水的過程。
在加水過程中，按CPU之11端所按的輕觸開關，可停止加水。在水位未到100％，按CPU之12端所按的輕觸開關，可立即加水。這樣就完成了手動控制的過程。
溫度信號由T1口輸入經電阻R2、電阻R3和電容C2組成的濾波電路從CPU的2端輸入，經CPU內部處理電路分析，產生溫度數據并通過顯示區(qū)直接顯示。
電源變換電路由變壓器B1、二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4和電解電容C0組成的降壓和濾波電路輸出直流12V供給電磁閥電路，12V電壓經過穩(wěn)壓器W1和電解電容C1組成的穩(wěn)壓濾波電路輸出整機所需的5V電壓。所述的穩(wěn)壓器W1采用7805穩(wěn)壓集成塊。
應該理解到的是上述實施例只是對本實用新型的說明，而不是對本實用新型的限制，任何不超出本實用新型實質精神范圍內的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種水溫水位測控儀，包括溫度傳感器、水位傳感器、控制電路、執(zhí)行機構和顯示電路，其特征在于還設有一個信號產生電路；所述的水位傳感器主體為一非金屬材料棒，底部設有與所述的信號產生電路的輸出端相連的總信號端口，棒體上設有至少包括100％水位的一組水位感應端口；所述的控制電路包括依次連接的一組與所述的水位感應端口對應的取樣放大電路、電子開關、分壓電路和一個CPU，所述的執(zhí)行機構和顯示電路連接到所述的CPU的輸出端。
2.如權利要求1所述的水溫水位測控儀，其特征在于所述的取樣放大電路包括選頻放大電路和檢波和濾波電路。
3.如權利要求2所述的水溫水位測控儀，其特征在于所述的選頻放大電路包括電容Ci1、電阻Ri1、電容Ci2、電阻Ri2、電阻Ri3、電阻Ri4和三極管iBG1，所述的電容Ci1一端通過介質水與相應的水位感應端口感應，另一端與電阻Ri1和電容Ci2相連；所述的電阻Ri2一端與所述的電容Ci2的另一端相連，另一端與所述的電阻Ri3和三極管iBG1的基極相連；所述的三極管iBG1的集電極與所述的電阻Ri3的另一端以及電阻Ri4相連，發(fā)射極與所述的電阻Ri1的另一端相連；所述的電阻Ri4的另一端連接到電源，其中i為大于零的正為整數，代表取樣電路的序號。
4.如權利要求3所述的水溫水位測控儀，其特征在于所述的檢波和濾波電路包括電容Ci3、二極管iD1、二極管iD2、電阻Ri5和電容Ci4，所述的電容Ci3一端與三極管iBG1的集電極相連，另一端與二極管iD1的陽極和二極管iD2的陰極相連；電阻Ri5和電容Ci4并聯后一端與所述的所述的二極管iD2的陽極相連，另一端與二極管iD1的陰極相連，且通過電阻Ri6連接到電子開關(IC10i)。
5.如權利要求4所述的水溫水位測控儀，其特征在于所述的分壓電路包括電阻R1和電阻Ri7，所述的電阻R1一端連接到電源，另一端與電阻Ri7的一端及CPU的3端相連；所述的電阻Ri7的另一端與所述的電子開關(IC10i)的輸出端相連。
6.如權利要求1所述的水溫水位測控儀，其特征在于所述的執(zhí)行機構包括電磁閥、電阻R4和三極管BG0，所述的電阻R4一端連接到所述的CPU的15端，另一端與三極管BG0的基極相連；所述的三極管BG0的發(fā)射極接地，集電極與電磁閥線圈相連；所述的電磁閥線圈的另一端接電源。
7.如權利要求1所述的水溫水位測控儀，其特征在于所述的信號產生電路包括由電阻和三極管構成的三極放大電路，通過電容C53輸出電壓U0。
8.如權利要求1所述的水溫水位測控儀，其特征在于還設有電源變換器，所述的電源變換器包括由變壓器B1、二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4和電解電容C0組成的降壓和濾波電路和由穩(wěn)壓器W1和電解電容C1組成的穩(wěn)壓濾波電路，所述的降壓和濾波電路供給電磁閥所需的電壓，所述的穩(wěn)壓濾波電路輸出整機所需的電壓。
9.如權利要求1-8任何一項所述的水溫水位測控儀，其特征在于所述的CPU的11端設有手動停水開關。
10.如權利要求1-8任何一項所述的水溫水位測控儀，其特征在于所述的CPU的12端設有手動加水開關。
專利摘要本實用新型公開了一種水溫水位測控儀，由信號產生電路、溫度傳感器、水位傳感器、控制電路、執(zhí)行機構和顯示電路構成。所述的水位傳感器主體為一非金屬材料棒，底部設有與所述的信號產生電路的輸出端相連的總信號端口，棒體上設有至少包括100％水位的一組水位感應端口；所述的控制電路包括依次連接的一組與所述的水位感應端口對應的取樣放大電路、電子開關、分壓電路和一個CPU，所述的執(zhí)行機構和顯示電路連接到所述的CPU的輸出端。因為采用了無源器件作為信號感應，且信號感應頭僅為導線，這種結構最大限度地防止了水垢的凝結，并有效的防高溫和防雷。
文檔編號G05D9/00GK2914162SQ20052011680
公開日2007年6月20日 申請日期2005年11月29日 優(yōu)先權日2005年11月29日
發(fā)明者周建華, 董勤 申請人:董勤