一種水位控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水位控制器，屬于水位設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明包括水塔水位檢測(cè)處理模塊、水池水位檢測(cè)處理模塊、電源模塊、邏輯控制及繼電器模塊、三相電機(jī)控制電路、水塔水位檢測(cè)電纜、水塔高水位電極、水塔低水位電極、水塔公共電極、水池水位檢測(cè)電纜、水池高水位電極、水池低水位電極、水池公共電極。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)給水系統(tǒng)中的水泵的自動(dòng)控制，提高效率、節(jié)省水源，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易制造、實(shí)用性強(qiáng)。
【專利說(shuō)明】一種水位控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水位控制器，屬于水位設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]水位控制器廣泛應(yīng)用于工業(yè)鍋爐、民用建筑用水池、水塔、水箱，以及石油化工、造紙、食品、污水處理等行業(yè)內(nèi)開口或密閉儲(chǔ)罐，地下池槽中各種液體的液位的控制。主要用于排水系統(tǒng)、水池給水系統(tǒng)、和水塔給水系統(tǒng)中。
[0003]在工作方式與原理方面，主要采用水位開關(guān)搭配控制器來(lái)控制水位。水位開關(guān)可分為:電子式水位開關(guān)(需加直流電5-24V)、浮球開關(guān)和干簧管搭配進(jìn)行控制。
[0004]電子式水位開關(guān)原理是通過(guò)電子探頭對(duì)水位進(jìn)行檢測(cè)，再由水位檢測(cè)專用芯片對(duì)檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行處理，當(dāng)被測(cè)液體到達(dá)動(dòng)作點(diǎn)時(shí)，芯片輸出高或低電平信號(hào)，再配合控制器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的控。使用時(shí)，在高水位位置和低水位位置各安放一個(gè)水位開關(guān)，并需要加5-24V直流電，連接電纜線較多，控制距離較長(zhǎng)時(shí)，成本較高。當(dāng)水位下降到低水位置以下時(shí)，繼電器閉合，此時(shí)可控制水泵或電磁閥的啟動(dòng)，開始進(jìn)水；當(dāng)水上升到達(dá)高水位位置時(shí)，繼電器斷開，水泵或電磁閥斷電。然后水又到低水位位置，不斷往復(fù)循環(huán)......浮球開關(guān)的原理:一種是帶有磁性小浮球使桿里面的干簧管閉合，從而控制水位，多數(shù)應(yīng)用在清水的水位控制，但易受污物影響，不適用在污水上。另一種是電纜式浮球開關(guān)，該裝置通過(guò)一彈性電線與水泵連接，可用于水塔、水池水位高低的自動(dòng)控制和缺水保護(hù)，允許接的用電器是220V，IOA左右，平衡錘或彈性電線的某一固定點(diǎn)到浮筒間的電線長(zhǎng)度，決定水位的高低。這種水位開關(guān)對(duì)于一些要求不太嚴(yán)格的場(chǎng)合適用，有一定耐污能力。但存在這樣的問(wèn)題:浮球易受外界雜物影響其穩(wěn)定性，特別是纖維狀的雜物纏繞而有失誤，同一小水箱里不宜使用多個(gè)，否則會(huì)相纏繞。使用壽命相對(duì)短些，而且多數(shù)直接接220V，存在一定的安全隱患，存在電線破損而漏電電人的隱患。所以電纜式浮球開關(guān)一般有這樣的警告:電源線是本裝置的完整部分，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)電線受損，本裝置應(yīng)被替換，不允許對(duì)電線進(jìn)行修理。
[0005]傳統(tǒng)的浮球開關(guān)帶著一個(gè)大的金屬(或塑料)球，浸在水中時(shí)浮力大，可以控制個(gè)水位，比如水滿了，浮球因?yàn)楦×Χ仙?，帶?dòng)球閥運(yùn)動(dòng)，使閥門關(guān)閉，停止進(jìn)水，當(dāng)水少了，浮球下降，閥門打開，又再進(jìn)水，如此循環(huán)。這種方式較多應(yīng)用在煮開水器和衛(wèi)生間的沖水器上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明水位控制器使用電極檢測(cè)水位，而不使用上述的電子式水位開關(guān)或浮球開關(guān)，使水泵處于自動(dòng)控制狀態(tài)，避免上述問(wèn)題出現(xiàn)。
[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:本發(fā)明提供一種水位控制器，通過(guò)在儲(chǔ)水池、水塔內(nèi)置入水位檢測(cè)電極，提取信號(hào)處理后對(duì)交流接觸器進(jìn)行控制，在水池缺水時(shí)或水塔水滿時(shí)，停止抽水；水池有水同時(shí)水箱塔缺水時(shí)，自動(dòng)抽水。
[0008]本發(fā)明技術(shù)方案是:一種水位控制器，包括水塔水位檢測(cè)處理模塊1、水池水位檢測(cè)處理模塊2、電源模塊3、邏輯控制及繼電器模塊4、三相電機(jī)控制電路5、水塔水位檢測(cè)電纜11、水塔高水位電極12、水塔低水位電極13、水塔公共電極14、水池水位檢測(cè)電纜21、水池高水位電極22、水池低水位電極23、水池公共電極24 ;水塔高水位電極12、水塔低水位電極13、水塔公共電極14均通過(guò)水塔水位檢測(cè)電纜11與水塔水位檢測(cè)處理模塊I連接,水池高水位電極22、水池低水位電極23、水池公共電極24均通過(guò)水池水位檢測(cè)電纜21與水池水位檢測(cè)處理模塊2連接，水塔水位檢測(cè)處理模塊I的輸出、水池水位檢測(cè)處理模塊2的輸出分別與邏輯控制及繼電器模塊4中與門的兩個(gè)輸入端連接；邏輯控制及繼電器模塊4中繼電器的常開觸點(diǎn)與三相電機(jī)控制電路5的Cp C2連接；
所述水塔水位檢測(cè)處理模塊I包括窗口比較器、RS觸發(fā)器、防干擾電容器；窗口比較器包括比較器Ul:A、比較器Ul:B、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8 ；RS觸發(fā)器包括與非門U2: A、與非門U2: B ;防干擾電容器包括電容器C9、電容器Cll ；
水塔水位檢測(cè)處理模塊I中的+5V電壓經(jīng)電阻R3、電阻R4分壓得到2.5V電壓后分別與比較器Ul: A的反相輸入端6腳和比較器Ul:B的同相輸入端5腳相連，電阻R7、電阻R8接+5V后分別通過(guò)水塔高水位電極12、水塔低水位電極13與水的電阻構(gòu)成分壓器，所得電壓分別經(jīng)電阻R5、電阻R6送入比較器Ul:A的同相輸入端7腳、比較器Ul:B的反相輸入端4腳進(jìn)行比較，電阻R1、電阻R2分別為比較器Ul:A、比較器Ul: B的上拉電阻分別接在比較器Ul:A的輸出端I腳、比較器Ul:B的輸出端2腳與+5V之間；電阻R5、電阻R6作為輸入保護(hù)電阻分別接到比較器Ul: A的同相輸入端7腳與水塔高水位電極12之間、比較器Ul:B的反相輸入端4腳與水塔低水位電極13之間；水塔高水位電極12及水塔低水位電極13與水塔公共電極14之間分別接入電容器C9、電容器Cll用于防止干擾；
所述與非門U2: A的輸出端3腳與與非門U2: B的輸入端4腳相連接，同時(shí)將與非門U2: B的輸出端6腳與與非門U2:A的輸入端2腳相連接，構(gòu)成RS觸發(fā)器，與非門U2:A的I腳及與非門U2:B的5腳作為RS觸發(fā)器的輸入端，與非門U2:A的I腳及與非門U2:B的5腳分別與比較器Ul: A的輸出端I腳、比較器Ul:B的輸出端2腳相連；
所述水池水位檢測(cè)處理模塊2包括窗口比較器、RS觸發(fā)器、防干擾電容器；窗口比較器包括比較器Ul:C、比較器Ul:D、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15、電阻R16、電阻R17、電阻R18、電阻R19 ;RS觸發(fā)器包括與非門U2:C、與非門U2:D ;防干擾電容器包括電容器CIO、電容器C12 ；
水池水位檢測(cè)處理模塊2中的+5V電壓經(jīng)電阻R14、電阻R15分壓得到2.5V電壓后分別與比較器U1:C的反相輸入端8腳和比較器U1:B的同相輸入端11腳相連，電阻R18、電阻R19接+5V后分別通過(guò)水池高水位電極22、水池低水位電極23與水的電阻構(gòu)成分壓器，所得電壓分別經(jīng)電阻R16、電阻R17送入比較器Ul:C的同相輸入端9腳、比較器Ul:D的反相輸入端10腳進(jìn)行比較，電阻R12、電阻R13分別為比較器Ul:C、比較器Ul:D的上拉電阻分別接在比較器Ul:C的輸出端14腳、比較器Ul:D的輸出端13腳與+5V之間；電阻R16、電阻R17作為輸入保護(hù)電阻分別接到比較器Ul:C的同相輸入端9腳與水池高水位電極22之間、比較器Ul: D的反相輸入端10腳與水池低水位電極23之間；水池高水位電極22及水池低水位電極23與水池公共電極24之間分別接入電容器C10、電容器C12用于防止干擾；所述與非門U2:C的輸出端8腳與與非門U2:D的輸入端13腳相連接，同時(shí)將與非門U2:D的輸出端11腳與與非門U2:C的輸入端9腳相連接，構(gòu)成RS觸發(fā)器，與非門U2:C的10腳及與非門U2:D的12腳作為RS觸發(fā)器的輸入端，與非門U2:C的10腳及與非門U2:D的12腳分別與比較器Ul: C的輸出端14腳、比較器Ul:D的輸出端13腳相連；
電源模塊3用于提供+5V電源；
邏輯控制及繼電器模塊4電路包括二極管D5、二極管D6、電阻R23、+5V電源組成的與門控制電路、電阻R24、三極管Q1、繼電器RLl ;二極管D5及二極管D6的正極與電阻R23的一端相連作為與門的輸出，電阻R23的另一端與+5V電源相連；二極管D5、二極管D6負(fù)極即與門的兩個(gè)輸入端分別與水塔水位檢測(cè)處理模塊I中的與非門U2:B的輸出端6腳、水池水位檢測(cè)處理模塊2中的與非門U2:C的輸出端8腳相連，與門控制電路的輸出經(jīng)電阻R24接到三極管Ql的基極上，Ql發(fā)射極接地，Ql集電極接繼電器RLl線圈的一端，繼電器RLl線圈的另一端連接到+5V電源上，繼電器RLl線圈的兩端并聯(lián)泄流二極管D8 ；
三相電機(jī)控制電路5包括L1、L2、L3、N三相電、斷路器QF、交流接觸器KM、過(guò)熱繼電器FR、交流接觸器吸合線圈KM1、交流接觸器自鎖觸點(diǎn)KMl - 1、自動(dòng)分及手動(dòng)合開關(guān)K、手動(dòng)啟動(dòng)按鈕SB1、停止按鈕SB2、保險(xiǎn)絲FU ;三相電經(jīng)斷路器QF連接到交流接觸器KM的主觸頭上，主觸頭的出線經(jīng)過(guò)熱繼電器FR連到電機(jī)M ;手動(dòng)啟動(dòng)按鈕SBl與交流接觸器自鎖觸點(diǎn)KMl -1并聯(lián)后一端與停止按鈕SB2、保險(xiǎn)絲FU串聯(lián)后連接到相線L2上，手動(dòng)啟動(dòng)按鈕SBl與交流接觸器自鎖觸點(diǎn)KMl -1并聯(lián)后另一端與自動(dòng)分及手動(dòng)合開關(guān)K串聯(lián)后連接到接線柱C1上；交流接觸器吸合線圈KMl與過(guò)熱繼電器FR串聯(lián)后一端接相線L1、另一端連接到接線柱C1上；接線柱C2連接到手動(dòng)啟動(dòng)按鈕SBl與停止按鈕SB2及交流接觸器自鎖觸點(diǎn)KMl -1的連接點(diǎn)上，相線L3和零線N引出交流220V供所述水位控制器使用。
[0009]本發(fā)明的電路工作原理是:
在水塔水位檢測(cè)處理模塊(I)中，如圖4所示，
第一，當(dāng)水位下降低水位電極以下時(shí)，高低水位電極的電壓均為+5V，這時(shí)U1:A的6腳
2.5V、7腳5V，故其I腳輸出高電平(邏輯I )，而Ul:B的4腳5V、5腳2.5V，故其2腳輸出低電平(邏輯0)，此時(shí)與非門U2:B的5腳為O (低電平)，故其6腳為I (高電平)，啟動(dòng)電機(jī)泵水，同時(shí)U2:A的2腳為I (高電平)，之前I腳為I (高電平)所以其3腳為O (低電平)。
[0010]第二，水位上升至高低水位之間，U1:A I腳輸出不變，由于電阻R8和水電阻(約小于330ΚΩ)的分壓作用使U1:B 4腳的電壓拉低至1.43V以下，其2腳輸出I (高電平)，而此RS觸發(fā)器為低電平觸發(fā)，故其狀態(tài)不變，繼續(xù)泵水。
[0011]第三，水位上升至高水位，此時(shí)、U1:B 4腳的電壓都被拉低至1.43V以下，U1:A I腳輸出O (低電平)，U1:B2腳輸出I (高電平)，U2:A I腳為O (低電平)，則其3腳輸出I (高電平)，U2:A的兩個(gè)輸入端均為I (高電平)，其輸出6腳跳為0，停止電機(jī)泵水。
[0012]第四，下降至高低水位之間，Ul:A 7腳電壓上升至5V，其輸出I腳跳為0(低電平)，但由于U2:A 2腳為O (低電平)，則RS觸發(fā)器狀態(tài)不變，繼續(xù)停止電機(jī)泵水。
[0013]水塔(箱)水位狀態(tài)、比較器、RS觸發(fā)器及水位狀態(tài)如表I所示。
[0014]表I
【權(quán)利要求】
1.一種水位控制器，其特征在于:包括水塔水位檢測(cè)處理模塊(I)、水池水位檢測(cè)處理模塊(2)、電源模塊(3)、邏輯控制及繼電器模塊(4)、三相電機(jī)控制電路(5)、水塔水位檢測(cè)電纜(11)、水塔高水位電極(12 )、水塔低水位電極(13 )、水塔公共電極(14 )、水池水位檢測(cè)電纜(21)、水池高水位電極(22)、水池低水位電極(23)、水池公共電極(24);水塔高水位電極(12 )、水塔低水位電極(13 )、水塔公共電極(14 )均通過(guò)水塔水位檢測(cè)電纜(11)與水塔水位檢測(cè)處理模塊(I)連接，水池高水位電極(22 )、水池低水位電極(23 )、水池公共電極(24)均通過(guò)水池水位檢測(cè)電纜(21)與水池水位檢測(cè)處理模塊(2)連接，水塔水位檢測(cè)處理模塊(O的輸出、水池水位檢測(cè)處理模塊(2)的輸出分別與邏輯控制及繼電器模塊(4)中與門的兩個(gè)輸入端連接；邏輯控制及繼電器模塊(4)中繼電器的常開觸點(diǎn)與三相電機(jī)控制電路(5)的(^、(:2 連接； 所述水塔水位檢測(cè)處理模塊(I)包括窗口比較器、RS觸發(fā)器、防干擾電容器；窗口比較器包括比較器Ul:A、比較器Ul:B、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8 ;RS觸發(fā)器包括與非門U2:A、與非門U2:B ;防干擾電容器包括電容器C9、電容器Cll ； 水塔水位檢測(cè)處理模塊(I)中的+5V電壓經(jīng)電阻R3、電阻R4分壓得到2.5V電壓后分別與比較器Ul: A的反相輸入端6腳和比較器Ul:B的同相輸入端5腳相連，電阻R7、電阻R8接+5V后分別通過(guò)水塔高水位電極(12)、水塔低水位電極(13)與水的電阻構(gòu)成分壓器，所得電壓分別經(jīng)電阻R5、電阻R6送入比較器Ul:A的同相輸入端7腳、比較器Ul:B的反相輸入端4腳進(jìn)行比較，電阻R1、電阻R2分別為比較器Ul:A、比較器Ul: B的上拉電阻分別接在比較器U1:A的 輸出端I腳、比較器U1:B的輸出端2腳與+5V之間；電阻R5、電阻R6作為輸入保護(hù)電阻分別接到比較器U1:A的同相輸入端7腳與水塔高水位電極(12)之間、t匕較器Ul:B的反相輸入端4腳與水塔低水位電極(13)之間；水塔高水位電極(12)及水塔低水位電極(13)與水塔公共電極(14)之間分別接入電容器C9、電容器Cll用于防止干擾； 所述與非門U2: A的輸出端3腳與與非門U2: B的輸入端4腳相連接，同時(shí)將與非門U2: B的輸出端6腳與與非門U2:A的輸入端2腳相連接，構(gòu)成RS觸發(fā)器，與非門U2:A的I腳及與非門U2:B的5腳作為RS觸發(fā)器的輸入端，與非門U2:A的I腳及與非門U2:B的5腳分別與比較器Ul: A的輸出端I腳、比較器Ul:B的輸出端2腳相連； 所述水池水位檢測(cè)處理模塊(2)包括窗口比較器、RS觸發(fā)器、防干擾電容器；窗口比較器包括比較器Ul:C、比較器Ul:D、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15、電阻R16、電阻R17、電阻R18、電阻R19 ;RS觸發(fā)器包括與非門U2:C、與非門U2:D ;防干擾電容器包括電容器CIO、電容器C12 ； 水池水位檢測(cè)處理模塊(2)中的+5V電壓經(jīng)電阻R14、電阻R15分壓得到2.5V電壓后分別與比較器U1:C的反相輸入端8腳和比較器U1:B的同相輸入端11腳相連，電阻R18、電阻R19接+5V后分別通過(guò)水池高水位電極(22)、水池低水位電極(23)與水的電阻構(gòu)成分壓器，所得電壓分別經(jīng)電阻R16、電阻R17送入比較器Ul:C的同相輸入端9腳、比較器Ul:D的反相輸入端10腳進(jìn)行比較，電阻R12、電阻R13分別為比較器Ul: C、比較器Ul:D的上拉電阻分別接在比較器U1:C的輸出端14腳、比較器U1:D的輸出端13腳與+5V之間；電阻R16、電阻R17作為輸入保護(hù)電阻分別接到比較器U1:C的同相輸入端9腳與水池高水位電極(22)之間、比較器U1:D的反相輸入端10腳與水池低水位電極(23)之間；水池高水位電極(22)及水池低水位電極(23)與水池公共電極(24)之間分別接入電容器CIO、電容器C12用于防止干擾； 所述與非門U2:C的輸出端8腳與與非門U2:D的輸入端13腳相連接，同時(shí)將與非門U2:D的輸出端11腳與與非門U2:C的輸入端9腳相連接，構(gòu)成RS觸發(fā)器，與非門U2:C的10腳及與非門U2:D的12腳作為RS觸發(fā)器的輸入端，與非門U2:C的10腳及與非門U2:D的12腳分別與比較器Ul:C的輸出端14腳、比較器Ul:D的輸出端13腳相連； 電源模塊(3 )用于提供+5V電源； 邏輯控制及繼電器模塊(4)電路包括二極管D5、二極管D6、電阻R23、+5V電源組成的與門控制電路、電阻R24、三極管Ql、繼電器RLl ;二極管D5及二極管D6的正極與電阻R23的一端相連作為與門的輸出，電阻R23的另一端與+5V電源相連；二極管D5、二極管D6負(fù)極即與門的兩個(gè)輸入端分別與水塔水位檢測(cè)處理模塊(I)中的與非門U2:B的輸出端6腳、水池水位檢測(cè)處理模塊(2)中的與非門U2:C的輸出端8腳相連，與門控制電路的輸出經(jīng)電阻R24接到三極管Ql的基極上，Ql發(fā)射極接地，Ql集電極接繼電器RLl線圈的一端，繼電器RLl線圈的另一端連接到+5V電源上，繼電器RLl線圈的兩端并聯(lián)泄流二極管D8 ； 三相電機(jī)控制電路(5)包括L1、L2、L3、N三相電、斷路器QF、交流接觸器KM、過(guò)熱繼電器FR、交流接觸器吸合線圈KM1、交流接觸器自鎖觸點(diǎn)KMl - 1、自動(dòng)分及手動(dòng)合開關(guān)K、手動(dòng)啟動(dòng)按鈕SB1、停止按鈕SB2、保險(xiǎn)絲FU ;三相電經(jīng)斷路器QF連接到交流接觸器KM的主觸頭上，主觸頭的出線經(jīng)過(guò)熱繼電器FR連到電機(jī)M ;手動(dòng)啟動(dòng)按鈕SBl與交流接觸器自鎖觸點(diǎn)KMl -1并聯(lián)后一端與停止按鈕SB2、保險(xiǎn)絲FU串聯(lián)后連接到相線L2上，手動(dòng)啟動(dòng)按鈕SBl與交流接觸器自鎖觸點(diǎn)KMl -1并聯(lián)后另一端與自動(dòng)分及手動(dòng)合開關(guān)K串聯(lián)后連接到接線柱仏上；交流接觸器吸合線圈KMl與過(guò)熱繼電器FR串聯(lián)后一端接相線L1、另一端連接到接線柱C1上；接 線柱C2連接到手動(dòng)啟動(dòng)按鈕SBl與停止按鈕SB2及交流接觸器自鎖觸點(diǎn)KMl -1的連接點(diǎn)上，相線L3和零線N引出交流220V供所述水位控制器使用。
【文檔編號(hào)】G05D9/12GK104007771SQ201410199813
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】楊嘉林, 葉哲江 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)