一種液位控制開關(guān)裝置和控制電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種液位控制開關(guān)裝置及控制電路，包括液位傳感器和接觸器，液位傳感器包括液位電極、外殼、控制電路板和電源引線，控制電路板密封安裝在外殼內(nèi)；外殼的下部的設(shè)有液位電極安裝孔，液位電極的部分長度分別密封安裝在安裝孔內(nèi)，液位電極和控制電路板電連接，控制電路板按照采樣頻率向液位電極發(fā)送測量脈沖電信號，并采集液位電極感測的液位信號；液位電極之間設(shè)有防干擾的塑料隔板。接觸器安裝在外殼內(nèi)，其線圈和控制電路板電連接，控制電路板根據(jù)所采集的液位信號控制接觸器的吸合或斷開操作。本發(fā)明可節(jié)省連接電纜長度、結(jié)構(gòu)緊湊、抗電磁干擾能力強、液位電極易清洗、克服了感應(yīng)電極的電解腐蝕，制造和維護成本低。
【專利說明】一種液位控制開關(guān)裝置和控制電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液位控制裝置，尤其涉及一種采用脈沖信號進行液位采樣的結(jié)構(gòu)緊湊的方便清洗電極的液位控制開關(guān)裝置，以及對該液位控制開關(guān)裝置進行控制的控制電路。

【背景技術(shù)】
[0002]液位控制開關(guān)裝置是液位檢測領(lǐng)域中一種常見的檢測裝置?，F(xiàn)有技術(shù)的液位控制開關(guān)裝置存在著許多缺點和不足:水泵的電源線和液位控制開關(guān)裝置的電源線需要分別設(shè)置，兩根電源線相復(fù)重疊，增加了使用成本；液位電極和控制電路板分離封裝，節(jié)構(gòu)繁雜，液位電極和控制電路間通過較長的導(dǎo)線連接，線路電磁干擾易造成對控制電路產(chǎn)生錯誤信號；液位電極設(shè)置在液位控制開關(guān)裝置的外殼的內(nèi)部，不方便對電極進行清理；持續(xù)地向液位電極提供采樣電流，易感應(yīng)電極的電解腐蝕，影響測量精度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種采用脈沖信號進行液位采樣的結(jié)構(gòu)緊湊的方便清洗電極的液位控制開關(guān)裝置，以及對該液位控制開關(guān)裝置進行控制的控制電路。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種液位控制開關(guān)裝置，包括液位傳感器和接觸器，其設(shè)計要點在于:
所述液位傳感器包括液位電極1、外殼2、控制電路板3和電源引線4，所述外殼2由底面和側(cè)壁構(gòu)成的上端開口的腔體，控制電路板3密封安裝在外殼2內(nèi)；外殼2的下部的一側(cè)設(shè)有用于安裝液位電極的第一安裝孔21、第二安裝孔22和第三安裝孔23，用于感測液位的液位電極I包括用于高液位感測的第一電極11、用于低液位感測的第二電極12和用于公共端連接的第三電極13，第一電極11、第二電極12和第三電極13的部分長度分別密封安裝在第一安裝孔21、第二安裝孔22和第三安裝孔23內(nèi)，第一電極11、第二電極12和第三電極13和控制電路板3電連接，控制電路板3按照采樣頻率向第一電極11和第二電極12發(fā)送測量電信號，并米集第一電極11和第二電極12感測的液位信號；第一電極11和第二電極12之間設(shè)有用于防干擾的塑料隔板24，控制電路板3和電源引線4電連接。
[0005]接觸器安裝在外殼2內(nèi)，接觸器的線圈和控制電路板3電連接，控制電路板3根據(jù)所采集的第一電極11和第二電極12感測的液位信號控制接觸器的吸合或斷開操作。
[0006]本發(fā)明還有如下進一步的改進的技術(shù)方案。
[0007]進一步地，所述液位控制開關(guān)裝置，還包括T型接頭5，所述T型接頭5包括電力線連接部51、開關(guān)連接部52和輸出插座部53，T型接頭內(nèi)置有用作公共地線的第一導(dǎo)體41、用作零線的第二導(dǎo)體42、至少一根用作火線的第三導(dǎo)體43、至少一根用作火線的第四導(dǎo)體
44和用作零線的第五導(dǎo)體45，所述第一導(dǎo)體41、第二導(dǎo)體42均貫穿于電力線連接部51和輸出插座部53，第三導(dǎo)體43貫穿于電力線連接部51和開關(guān)連接部52，第四導(dǎo)體44貫穿于開關(guān)連接部52和輸出插座部53，第五導(dǎo)體45和第二導(dǎo)體42連接并貫穿于開關(guān)連接部52 ；T型接頭5的開關(guān)連接部52和液位傳感器的電源引線4電連接，位于開關(guān)連接部52內(nèi)的第三導(dǎo)體43、第四導(dǎo)體44和接觸器連接。
[0008]進一步地，所述液位電極I由不銹鋼制作。
[0009]進一步地，所述液位電極I的直徑3_5mm，液位電極I裸露出外殼2的長度為2-7mm。
[0010]進一步地，所述控制電路板3上設(shè)有降壓電源、第一放大電路61、第二放大電路62、微處理器65、三極管63和接觸器64,降壓電源向第一放大電路61、第二放大電路62、微處理器65和三極管63提供電能；用于高液位感測的第一電極11和第一放大電路61的輸入端電連接，第一放大電路的輸出端和微處理器65的第一輸入端電連接；用于低液位感測的第二電極12和第二放大電路62的輸入端電連接，第二放大電路62的輸出端和微處理器65的第二輸入端電連接,微處理器65的第一輸出端和三極管63的基極電連接,三極管63的集電極經(jīng)接觸器的線圈和降壓電源電連接，微處理器65的用于輸出脈沖信號的第二輸出端和第三輸出端分別同第一放大電路61的輸入端和第二放大電路65的輸入端電連接。
[0011 ] 進一步地，所述第一放大電路包括第一運算放大器U2A和第一電壓比較器U1A，第一運算放大器U2A的輸出端和第一電壓比較器UlA的同相輸入端電連接；
同向串聯(lián)的第二二極管D2和第三二極管D3的負極和降壓電源輸出端電連接，正極接地；第二二極管D2和第三二極管D3的兩端分別并聯(lián)連接第三電阻R3和第五電阻R5，第二二極管D2和第三二極管D3間的電連接點通過第四電容C4接地；第一放大電路的輸入端經(jīng)第二二極管D2和第三二極管D3的連接點和第一運算放大器U2A的同相輸入端的電連接；串聯(lián)連接的第七電阻R7和第六電阻R6的一端和第一運算放大器U2A的輸出端電連接，另一端接地，第七電阻R7和第六電阻R6間的電連接點和第一運算放大器U2A的反相輸入端電連接；
第一電阻Rl和第二電阻R2串聯(lián)連接，第二電阻R2的另一端和降壓電源輸出端電連接，第一電阻Rl的另一端接地，第一電容Cl并聯(lián)連接在第一電阻Rl的兩端；第一電阻Rl和第二電阻R2之間的電連接點和第一電壓比較器UlA的反相輸入端電連接。
[0012]進一步地，所述第二放大電路包括第二運算放大器U2B和第二電壓比較器U1B，第二運算放大器U2B的輸出端和第二電壓比較器UlB的同相輸入端電連接；
同向串聯(lián)的第四二極管D4和第五二極管D5的負極端和降壓電源輸出端電連接，正極端接地；第四二極管D4和第五二極管D5的兩端分別并聯(lián)連接第十電阻RlO和第十一電阻R11，第四二極管D4和第五二極管D5間的連接點通過第八電容CS接地；第二放大電路的輸入端經(jīng)第四二極管D4和第五二極管D5間的連接點和第二運算放大器U2B的同相輸入端的電連接；串聯(lián)連接的第十三電阻R13和第十二電阻R12的一端和第2運算放大器U2B的輸出端電連接，另一端接地，第十三電阻R13和第十二電阻R12間的連接點和第二運算放大器U2B的反相輸入端電連接；
第一電阻Rl和第二電阻R2之間的電連接點和第二電壓比較器UlB的反相輸入端電連接。
[0013]本發(fā)明提供一種用于控制上述液位控制開關(guān)裝置的控制電路，其設(shè)計要點包括第一運算放大器U2A、第一電壓比較器U1A、第二運算放大器U2B、第二電壓比較器U1B、微處理器U3、三及管Ql和供電降壓電源U4 ；
同向串聯(lián)的第二二極管D2和第三二極管D3的負極和降壓電源輸出端電連接，正極接地；第二二極管D2和第三二極管D3的兩端分別并聯(lián)連接第三電阻R3和第五電阻R5，第二二極管D2和第三二極管D3間的電連接點通過第四電容C4接地；第一放大電路的輸入端經(jīng)第二二極管D2和第三二極管D3間的連接點和第一運算放大器U2A的同相輸入端的電連接；串聯(lián)連接的第七電阻R7和第六電阻R6的一端和第一運算放大器U2A的輸出端電連接，另一端接地，第七電阻R7和第六電阻R6間的電連接點和第一運算放大器U2A的反相輸入端電連接；第一運算放大器U2A的輸出端和第一電壓比較器UlA的同相輸入端電連接；
同向串聯(lián)的第四二極管D4和第五二極管D5的負極和降壓電源輸出端電連接，正極接地；第四二極管D4和第五二極管D5的兩端分別并聯(lián)連接第十電阻RlO和第十一電阻Rl I，第四二極管D4和第五二極管D5間的連接點通過第八電容CS接地；第二放大電路的輸入端經(jīng)第四二極管D4和第五二極管D5間的連接點和第二運算放大器U2B的同相輸入端的電連接；串聯(lián)連接的第十三電阻R13和第十二電阻R12的一端和第2運算放大器U2B的輸出端電連接，另一端接地，第十三電阻R13和第十二電阻R12間的連接點和第二運算放大器U2B的反相輸入端電連接；第二運算放大器U2B的輸出端和第二電壓比較器UlB的同相輸入端電連接；
第一電阻Rl和第二電阻R2串聯(lián)連接，第二電阻R2的另一端和降壓電源U4輸出端電連接，第一電阻Rl的另一端接地，第一電容Cl并聯(lián)連接在第一電阻Rl的兩端；第一電阻Rl和第二電阻R2之間的電連接點和第一電壓比較器UlA的反相輸入端電連接，第一電阻Rl和第二電阻R2之間的電連接點和第二電壓比較器UlB的反相輸入端電連接；
微處理器U3的第一輸入端、第二輸入端分別和第一電壓比較器UlA的輸出端、第二電壓比較器UlB的輸出端電連接；微處理器U3的第一輸出端經(jīng)電阻R4和三極管Ql的基極電連接，三極管Ql的集電極經(jīng)接觸器的線圈和降壓電源U4的輸出端電連接，接觸器的線圈的兩端反向并聯(lián)連接第一二極管D1，微處理器U3的用于輸出脈沖信號的第二輸出端和第三輸出端分別和第一放大電路的輸入端和第二放大電路的輸入端電連接。
[0014]在應(yīng)用中，本發(fā)明的液位控制開關(guān)裝置可以固定在水泵上，外部的電力電源線和T型接頭的電力線連接部連接，T型接頭的開關(guān)連接部和液位控制開關(guān)裝置相連接，水泵的電源線和T型接頭的輸出插座部連接。一方面電力電源線向開關(guān)裝置的控制電路板供電，用于驅(qū)動控制電路板工作，另一方面用作驅(qū)動水泵運轉(zhuǎn)的電源線和內(nèi)置于開關(guān)裝置內(nèi)的接觸器連接，控制電路板控制接觸器內(nèi)的線圈的吸合或分離，對水泵進行自動控制，實現(xiàn)水泵的啟動抽水或停止抽水。
[0015]有益效果
縮短了電纜長度，降低成本，通過本發(fā)明的T型接頭，使水泵的電源線和液位控制開關(guān)裝置的電源線合并使用一根電源線，有效了減少了一根用于給液位控制開關(guān)裝置供電的電源線電纜，降低成本。
[0016]液位電極和控制電路板均封裝在控制開關(guān)裝置內(nèi)，結(jié)構(gòu)更緊湊，同時縮減了感應(yīng)電極與控制電路之間的距離，避免了線路電磁干擾對控制電路產(chǎn)生的錯誤信號。
[0017]液位電極之間設(shè)有塑料隔板隔離，防止了液位電極相互之間的干擾。
[0018]液位電極暴露在液位控制開關(guān)裝置的外殼的外面，方便對電極進行清理。
[0019]減少了液位電極的電解腐蝕，通過周期地向液位電極發(fā)送采樣脈沖信號，并從液位電極采樣液位信號，既保證了采樣的要求，又可有效降低對感應(yīng)電極的電解腐蝕。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1本發(fā)明的液位控制開關(guān)裝置的示意圖。
[0021]圖2 T型接頭的示意圖。
[0022]圖3 T型接頭的內(nèi)部連線示意圖。
[0023]圖4本發(fā)明的控制電路板的原理框圖。
[0024]圖5本發(fā)明的控制電路板的信號采集電路示意圖。
[0025]圖6本發(fā)明的微處理器連接示意圖。
[0026]圖中，1-液位電極,11-第一電極，12-第二電極,13-第三電極,2_外殼,21-第一安裝孔，22-第二安裝孔，23-第三安裝孔，24-塑料隔板，3-控制電路板，4-電源引線，41-第一導(dǎo)體，42-第二導(dǎo)體，43-第三導(dǎo)體，5-T型接頭，51-電力線連接部，52-開關(guān)連接部，53-輸出插座部，UlA-第一電壓比較器，UlB-第二電壓比較器，U2A-第一運算放大器，U2B-第二運算放大器。

【具體實施方式】
[0027]為了闡明本發(fā)明的技術(shù)方案及技術(shù)目的，下面結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步的介紹。
[0028]實施方式I液位控制開關(guān)裝置。
[0029]如圖1-圖3所示，本發(fā)明的一液位控制開關(guān)裝置包括液位傳感器、接觸器和T型接頭5。所述液位傳感器包括液位電極1、外殼2、控制電路板3和電源引線4，所述外殼2由底面和側(cè)壁構(gòu)成的上端開口的腔體，控制電路板3密封安裝在外殼2內(nèi)；外殼2的下部的一側(cè)設(shè)有用于安裝液位電極的第一安裝孔21、第二安裝孔22和第三安裝孔23，用于感測液位的液位電極I包括用于高液位感測的第一電極11、用于低液位感測的第二電極12和用于公共端連接的第三電極13，第一電極11、第二電極12和第三電極13均由不銹鋼制作，其直徑為3mm,也可以為5mm或4mm。第一電極11、第二電極12和第三電極13的部分長度分別密封安裝在第一安裝孔21、第二安裝孔22和第三安裝孔23內(nèi)，液位電極I裸露出外殼2的長度為2mm,也可以7mm或6_ ;液位電極暴露在液位控制開關(guān)裝置的外殼的外面，方便對電極進行清理。第一電極11、第二電極12、第三電極13和控制電路板3電連接，第一電極11、被感應(yīng)液體和第三電極13構(gòu)成導(dǎo)電回路；第二電極12、被感應(yīng)液體和第三電極13構(gòu)成導(dǎo)電回路。制電路板3按照采樣頻率，如每秒鐘采樣3次，向第一電極11和第二電極12發(fā)送測量電信號，并同時采集第一電極11和第二電極12感測的液位信號，即每秒鐘相應(yīng)地采集3次液位信號。周期地向液位電極發(fā)送脈沖采樣信號，并從液位電極采集液位信號，這樣，既保證了采樣的要求，又可有效降低采樣信號對感應(yīng)電極的電解腐蝕。第一電極11和第二電極12之間設(shè)有用于防干擾的塑料隔板24 ;液位電極之間設(shè)有塑料隔板隔離，防止了液位電極相互之間的干擾，提高測量精度?？刂齐娐钒?經(jīng)T型接頭和電源引線4電連接。接觸器安裝在外殼2內(nèi)，接觸器的線圈和控制電路板3電連接，控制電路板3根據(jù)所采集的第一電極11和第二電極12感測的液位信號控制接觸器的吸合或斷開操作。當(dāng)液位高過第一電極11時，接觸器的吸合，向水泵供電，水泵工作；當(dāng)液位低于第二電極12時，接觸器斷開，切斷向水泵供電，水泵停止工作；當(dāng)液位在第一電極11和第二電極12之間時，接觸器斷開，水泵停止工作。
[0030]T型接頭5，所述T型接頭5包括電力線連接部51、開關(guān)連接部52和輸出插座部53，T型接頭內(nèi)置有用作公共地線的第一導(dǎo)體41、用作零線的第二導(dǎo)體42、至少一根用作火線的第三導(dǎo)體43、至少一根用作火線的第四導(dǎo)體44和用作零線的第五導(dǎo)體45，所述第一導(dǎo)體41、第二導(dǎo)體42均貫穿于電力線連接部51和輸出插座部53，第三導(dǎo)體43貫穿于電力線連接部51和開關(guān)連接部52,第四導(dǎo)體44貫穿于開關(guān)連接部52和輸出插座部53,第五導(dǎo)體
45和第二導(dǎo)體42連接并貫穿于開關(guān)連接部52 ；Τ型接頭5的開關(guān)連接部52和液位傳感器的電源引線4電連接，位于開關(guān)連接部52內(nèi)的第三導(dǎo)體43和第四導(dǎo)體44和接觸器連接。
[0031]外部電力電源線和T型接頭5的電力線連接部51電連接，T型接頭5的開關(guān)連接部52和液位傳感器電連接,用于向液位傳感器供電,驅(qū)動液位傳感器工作；Τ型接頭5的輸出插座部53和外部控制對象水泵電連接，用于驅(qū)動水泵運轉(zhuǎn)。利用T型接頭5可以有效了減少一根用于給液位控制開關(guān)裝置供電的電源線電纜，降低成本。
[0032]其中，所述控制電路板3上設(shè)有降壓電源VCC、第一放大電路61、第二放大電路62、微處理器65、三極管63和接觸器64，如圖4所示。降壓電源VCC向第一放大電路61、第二放大電路62、微處理器65和三極管63提供電能；用于高液位感測的第一電極11和第一放大電路61的輸入端電連接,第一放大電路61的輸出端和微處理器63的第一輸入端電連接；用于低液位感測的第二電極12和第二放大電路62的輸入端電連接，第二放大電路62的輸出端和微處理器65的第二輸入端電連接,微處理器65的第一輸出端和三極管63的基極電連接，三極管63的集電極經(jīng)接觸器64的線圈和降壓電源VCC電連接，微處理器65的用于輸出脈沖信號的第二輸出端和第三輸出端分別同第一放大電路61的輸入端和第二放大電路62的輸入端電連接。
[0033]其中，所述第一放大電路61包括第一運算放大器U2A和第一電壓比較器UlA,第一運算放大器U2A的輸出端和第一電壓比較器UlA的同相輸入端電連接；如圖5所示。
[0034]同向串聯(lián)的第二二極管D2和第三二極管D3的負極和降壓電源輸出端電連接，正極接地；第二二極管D2和第三二極管D3的兩端分別并聯(lián)連接第三電阻R3和第五電阻R5，第二二極管D2和第三二極管D3間的電連接點通過第四電容C4接地；第一放大電路61的輸入端經(jīng)第二二極管D2和第三二極管D3的連接點和第一運算放大器U2A的同相輸入端的電連接；串聯(lián)連接的第七電阻R7和第六電阻R6的一端和第一運算放大器U2A的輸出端電連接，另一端接地，第七電阻R7和第六電阻R6間的電連接點和第一運算放大器U2A的反相輸入端電連接。
[0035]第一電阻Rl和第二電阻R2串聯(lián)連接，第二電阻R2的另一端和降壓電源輸出端電連接，第一電阻Rl的另一端接地，第一電容Cl并聯(lián)連接在第一電阻Rl的兩端；第一電阻Rl和第二電阻R2之間的電連接點和第一電壓比較器UlA的反相輸入端電連接。
[0036]其中，所述第二放大電路62包括第二運算放大器U2B和第二電壓比較器U1B，第二運算放大器U2B的輸出端和第二電壓比較器UlB的同相輸入端電連接；如圖5所示。
[0037]同向串聯(lián)的第四二極管D4和第五二極管D5的負極端和降壓電源輸出端電連接，正極端接地；第四二極管D4和第五二極管D5的兩端分別并聯(lián)連接第十電阻RlO和第十一電阻R11，第四二極管D4和第五二極管D5間的連接點通過第八電容CS接地；第二放大電路62的輸入端經(jīng)第四二極管D4和第五二極管D5間的連接點和第二運算放大器U2B的同相輸入端的電連接；串聯(lián)連接的第十三電阻R13和第十二電阻R12的一端和第2運算放大器U2B的輸出端電連接，另一端接地，第十三電阻R13和第十二電阻R12間的連接點和第二運算放大器U2B的反相輸入端電連接。
[0038]第一電阻Rl和第二電阻R2之間的電連接點和第二電壓比較器UlB的反相輸入端電連接。
[0039]實施方式2控制電路
如圖5和圖6所示，本發(fā)明提供一種液位控制開關(guān)裝置的控制電路，其設(shè)計要點在于:包括第一運算放大器U2A、第一電壓比較器U1A、第二運算放大器U2B、第二電壓比較器U1B、微處理器U3、三及管Ql和供電降壓電源U4。為了清楚地描述本發(fā)明的控制電路的原理及連接關(guān)系，在本實例中，硬件部件主要采用LM358運算放大芯片、LM393電壓比較器芯片和PIC12F509T微處理器芯片。LM358運算放大芯片構(gòu)成所述的第一運算放大器U2A和第二運算放大器U2B，LM393電壓比較器芯片構(gòu)成所述的第一電壓比較器UlA和第二電壓比較器UlB, PIC12F509T微處理器芯片用于測量脈沖信號的發(fā)送和液位信號的采集處理。
[0040]如圖5所示，同向串聯(lián)的第二二極管D2和第三二極管D3的負極和降壓電源輸出端電連接，正極接地；第二二極管D2和第三二極管D3的兩端分別并聯(lián)連接第三電阻R3和第五電阻R5，第二二極管D2和第三二極管D3間的電連接點通過第四電容C4接地；第一放大電路的輸入端，即用于上液位感測的第一電極11，經(jīng)第二二極管D2和第三二極管D3間的連接點和用于構(gòu)成第一運算放大器U2A的同相輸入端的LM358運算放大芯片的第3管腳電連接；串聯(lián)連接的第七電阻R7和第六電阻R6的一端和用于構(gòu)成第一運算放大器U2A的輸出端的LM358運算放大芯片的第I管腳電連接，另一端接地，第七電阻R7和第六電阻R6間的電連接點和構(gòu)成第一運算放大器U2A的反相輸入端的LM358運算放大芯片的第2管腳電連接；構(gòu)成第一運算放大器U2A的輸出端的LM358運算放大芯片的第I管腳和構(gòu)成第一電壓比較器UlA的同相輸入端的LM393電壓比較器芯片的第3管腳電連接。
[0041]如圖5所示，同向串聯(lián)的第四二極管D4和第五二極管D5的負極和降壓電源輸出端電連接，正極接地；第四二極管D4和第五二極管D5的兩端分別并聯(lián)連接第十電阻RlO和第十一電阻R11，第四二極管D4和第五二極管D5間的連接點通過第八電容CS接地；第二放大電路的輸入端，即用于低液位感測的第二電極12，經(jīng)第四二極管D4和第五二極管D5間的連接點和構(gòu)成第二運算放大器U2B的同相輸入端的LM358運算放大芯片的第5管腳電連接；串聯(lián)連接的第十三電阻R13和第十二電阻R12的一端和構(gòu)成第2運算放大器U2B的輸出端的LM358運算放大芯片的第7管腳電連接，另一端接地，第十三電阻R13和第十二電阻R12間的連接點和構(gòu)成第二運算放大器U2B的反相輸入端的LM358運算放大芯片的第6管腳電連接；構(gòu)成第二運算放大器U2B的輸出端的LM358運算放大芯片的第7管腳和構(gòu)成第二電壓比較器UlB的同相輸入端的LM393電壓比較器芯片的第5管腳電連接。
[0042]第一電阻Rl和第二電阻R2串聯(lián)連接，第二電阻R2的另一端和降壓電源U4輸出端電連接，第一電阻Rl的另一端接地，第一電容Cl并聯(lián)連接在第一電阻Rl的兩端；第一電阻Rl和第二電阻R2之間的電連接點和構(gòu)成第一電壓比較器UlA的反相輸入端的LM393電壓比較器芯片的第2管腳電連接，第一電阻Rl和第二電阻R2之間的電連接點和構(gòu)成第二電壓比較器UlB的反相輸入端的LM393電壓比較器芯片的第6管腳電連接。
[0043]微處理器U3的第一輸入端的第7管腳、第二輸入端的第6管腳分別和構(gòu)成第一電壓比較器UlA的輸出端的LM393電壓比較器芯片的第I管腳、構(gòu)成第二電壓比較器UlB的輸出端的LM393電壓比較器芯片的第7管腳電連接。微處理器U3的第一輸出端的第5管腳經(jīng)電阻R4和三極管Ql的基極電連接，三極管Ql型號為S-8050，三極管Ql的集電極經(jīng)接觸器的線圈和降壓電源U4的輸出端電連接，接觸器的線圈的兩端反向并聯(lián)連接第一二極管D1，微處理器U3的用于輸出脈沖信號的第二輸出端的第3管腳和第三輸出端的第2管腳分別和構(gòu)成第一放大電路的輸入端的LM358運算放大芯片的第3管腳和構(gòu)成第二放大電路的輸入端的LM358運算放大芯片的第5管腳電連接，即分別和第一電極11和第二電極12電連接，用于向第一電極11和第二電極12發(fā)送脈沖采樣信號進行液位信號采樣。本發(fā)明通過周期地向液位電極發(fā)送脈沖采樣信號，進行液位信號采樣，既保證了采樣的要求，又可有效降低采樣信號對感應(yīng)電極的電解腐蝕，本例中每秒鐘采樣3次。
[0044]在應(yīng)用中，本發(fā)明的液位控制開關(guān)裝置可以固定在水泵上，外部電力電源線和T型接頭5的電力線連接部電連接,T型接頭的開關(guān)連接部和液位傳感器電連接,用于向液位傳感器供電，驅(qū)動液位傳感器工作；T型接頭的輸出插座部和外部控制對象水泵電連接，用于驅(qū)動水泵運轉(zhuǎn)。當(dāng)液位高過第一電極11時，接觸器吸合，向水泵供電，水泵工作；當(dāng)液位低于第二電極12時，接觸器斷開，切斷向水泵供電，水泵停止工作；當(dāng)液位在第一電極11和第二電極12之間時，接觸器斷開，水泵停止工作；對水泵進行自動控制，實現(xiàn)水泵的啟動抽水或停止抽水。
[0045]相對于現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明具有如下的技術(shù)進步性:
I)縮短了電纜長度，降低成本，通過本發(fā)明的T型接頭，使水泵的電源線和液位控制開關(guān)裝置的電源線合并使用一根電源線，有效了減少了一根用于給液位控制開關(guān)裝置供電的電源線電纜，降低成本。
[0046]2)液位電極和控制電路板封裝在控制開關(guān)裝置內(nèi)，結(jié)構(gòu)更緊湊，同時縮減了感應(yīng)電極與控制電路之間的距離，避免了線路電磁干擾對控制電路產(chǎn)生錯誤信號。
[0047]3)液位電極之間設(shè)有塑料隔板隔離，防止了液位電極相互之間的干擾。
[0048]4)液位電極暴露在液位控制開關(guān)裝置的外殼的外面，方便對電極進行清理。
[0049]5)減少了液位電極的電解腐蝕，通過周期地向液位電極發(fā)送采樣脈沖信號，并從液位電極對信位信號進行采樣，既保證了采樣的要求，又可有效降低對感應(yīng)電極的電解腐蝕。
[0050]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書、說明書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種液位控制開關(guān)裝置，包括液位傳感器和接觸器，其特征在于: 所述液位傳感器包括液位電極(I)、外殼(2)、控制電路板(3)和電源引線(4)，所述外殼(2)由底面和側(cè)壁構(gòu)成的上端開口的腔體，控制電路板(3)密封安裝在外殼(2)內(nèi)；外殼(2)的下部的一側(cè)設(shè)有用于安裝液位電極的第一安裝孔(21)、第二安裝孔(22)和第三安裝孔(23)，用于感測液位的液位電極(I)包括用于高液位感測的第一電極(U)、用于低液位感測的第二電極(12)和用于公共端連接的第三電極(13)，第一電極(11)、第二電極(12)和第三電極(13)的部分長度分別密封安裝在第一安裝孔(21)、第二安裝孔(22)和第三安裝孔(23)內(nèi)，第一電極(11)、第二電極(12)和第三電極(13)和控制電路板(3)電連接，控制電路板(3)按照采樣頻率向第一電極(11)和第二電極(12)發(fā)送測量電信號，并采集第一電極(11)和第二電極(12)感測的液位信號；第一電極(11)和第二電極(12)之間設(shè)有用于防干擾的塑料隔板(24 )，控制電路板(3 )和電源引線(4 )電連接； 接觸器安裝在外殼(2)內(nèi)，接觸器的線圈和控制電路板(3)電連接，控制電路板(3)根據(jù)所采集的第一電極(11)和第二電極(12)感測的液位信號控制接觸器的吸合或斷開操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液位控制開關(guān)裝置，其特征在于:還包括T型接頭(5)，所述T型接頭(5)包括電力線連接部(51)、開關(guān)連接部(52)和輸出插座部(53)，T型接頭內(nèi)置有用作公共地線的第一導(dǎo)體(41)、用作零線的第二導(dǎo)體(42)、至少一根用作火線的第三導(dǎo)體(43)、至少一根用作火線的第四導(dǎo)體(44)和用作零線的第五導(dǎo)體(45)，所述第一導(dǎo)體(41)、第二導(dǎo)體(42)均貫穿于電力線連接部(51)和輸出插座部(53)，第三導(dǎo)體(43)貫穿于電力線連接部(51)和開關(guān)連接部(52),第四導(dǎo)體(44)貫穿于開關(guān)連接部(52)和輸出插座部(53)，第五導(dǎo)體(45)和第二導(dǎo)體(42)電連接并貫穿于開關(guān)連接部(52) ；Τ型接頭(5)的開關(guān)連接部(52)和液位傳感器的電源引線(4)電連接，位于開關(guān)連接部(52)內(nèi)的第三導(dǎo)體(43)、第四導(dǎo)體(44)和接觸器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種液位控制開關(guān)裝置，其特征在于:所述液位電極(I)由不銹鋼制作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種液位控制開關(guān)裝置，其特征在于:所述液位電極(I)的直徑3-5mm，液位電極(I)裸露出外殼(2)的長度為2_7mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一權(quán)利要求所述的一種液位控制開關(guān)裝置，其特征在于:所述控制電路板(3)上設(shè)有降壓電源、第一放大電路(61)、第二放大電路(62)、微處理器(65)、三極管(63)，降壓電源向第一放大電路(61)、第二放大電路(62)、微處理器(65)和三極管(63)提供電能；用于高液位感測的第一電極(11)和第一放大電路(61)的輸入端電連接，第一放大電路的輸出端和微處理器(65)的第一輸入端電連接；用于低液位感測的第二電極(12)和第二放大電路(62)的輸入端電連接,第二放大電路(62)的輸出端和微處理器(65)的第二輸入端電連接，微處理器(65)的第一輸出端和三極管(63)的基極電連接,三極管(63)的集電極經(jīng)接觸器(64)的線圈和降壓電源電連接，微處理器(65)的用于輸出脈沖信號的第二輸出端和第三輸出端分別同第一放大電路(61)的輸入端和第二放大電路(65)的輸入端電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種液位控制開關(guān)裝置，其特征在于:所述第一放大電路(61)包括第一運算放大器(U2A)和第一電壓比較器(U1A)，第一運算放大器(U2A)的輸出端和第一電壓比較器(UlA)的同相輸入端電連接； 同向串聯(lián)的第二二極管D2和第三二極管D3的負極和降壓電源輸出端電連接，正極接地；第二二極管D2和第三二極管D3的兩端分別并聯(lián)連接第三電阻R3和第五電阻R5，第二二極管D2和第三二極管D3間的電連接點通過第四電容C4接地；第一放大電路的輸入端經(jīng)第二二極管D2和第三二極管D3的連接點和第一運算放大器(U2A)的同相輸入端的電連接；串聯(lián)連接的第七電阻R7和第六電阻R6的一端和第一運算放大器(U2A)的輸出端電連接，另一端接地，第七電阻R7和第六電阻R6間的電連接點和第一運算放大器(U2A)的反相輸入端電連接； 第一電阻Rl和第二電阻R2串聯(lián)連接，第二電阻R2的另一端和降壓電源輸出端電連接，第一電阻Rl的另一端接地，第一電容Cl并聯(lián)連接在第一電阻Rl的兩端；第一電阻Rl和第二電阻R2之間的電連接點和第一電壓比較器(UlA)的反相輸入端電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種液位控制開關(guān)裝置，其特征在于:所述第二放大電路(62)包括第二運算放大器(U2B)和第二電壓比較器(U1B)，第二運算放大器(U2B)的輸出端和第二電壓比較器(UlB)的同相輸入端電連接； 同向串聯(lián)的第四二極管D4和第五二極管D5的負極端和降壓電源輸出端電連接，正極端接地；第四二極管D4和第五二極管D5的兩端分別并聯(lián)連接第十電阻RlO和第十一電阻R11，第四二極管D4和第五二極管D5間的連接點通過第八電容CS接地；第二放大電路的輸入端經(jīng)第四二極管D4和第五二極管D5間的連接點和第二運算放大器(U2B)的同相輸入端的電連接；串聯(lián)連接的第十三電阻R13和第十二電阻R12的一端和第2運算放大器(U2B)的輸出端電連接，另一端接地，第十三電阻R13和第十二電阻R12間的連接點和第二運算放大器(U2B)的反相輸入端電連接； 第一電阻Rl和第二電阻R2之間的電連接點和第二電壓比較器(UlB)的反相輸入端電連接。
8.一種液位控制開關(guān)控制電路，其特征在于:包括第一運算放大器(U2A)、第一電壓比較器(U1A)、第二運算放大器(U2B)、第二電壓比較器(U1B)、微處理器(U3)、三極管Ql和供電降壓電源(U4)， 同向串聯(lián)的第二二極管D2和第三二極管D3的負極和降壓電源輸出端電連接，正極接地；第二二極管D2和第三二極管D3的兩端分別并聯(lián)連接第三電阻R3和第五電阻R5，第二二極管D2和第三二極管D3間的電連接點通過第四電容C4接地；第一放大電路的輸入端經(jīng)第二二極管D2和第三二極管D3間的連接點和第一運算放大器(U2A)的同相輸入端的電連接；串聯(lián)連接的第七電阻R7和第六電阻R6的一端和第一運算放大器(U2A)的輸出端電連接，另一端接地，第七電阻R7和第六電阻R6間的電連接點和第一運算放大器(U2A)的反相輸入端電連接；第一運算放大器(U2A)的輸出端和第一電壓比較器(UlA)的同相輸入端電連接； 同向串聯(lián)的第四二極管D4和第五二極管D5的負極和降壓電源輸出端電連接，正極接地；第四二極管D4和第五二極管D5的兩端分別并聯(lián)連接第十電阻RlO和第十一電阻Rl I，第四二極管D4和第五二極管D5間的連接點通過第八電容CS接地；第二放大電路的輸入端經(jīng)第四二極管D4和第五二極管D5間的連接點和第二運算放大器(U2B)的同相輸入端的電連接；串聯(lián)連接的第十三電阻R13和第十二電阻R12的一端和第2運算放大器(U2B)的輸出端電連接，另一端接地，第十三電阻R13和第十二電阻R12間的連接點和第二運算放大器(U2B)的反相輸入端電連接；第二運算放大器(U2B)的輸出端和第二電壓比較器(UlB)的同相輸入端電連接； 第一電阻Rl和第二電阻R2串聯(lián)連接，第二電阻R2的另一端和降壓電源(U4)輸出端電連接，第一電阻Rl的另一端接地，第一電容Cl并聯(lián)連接在第一電阻Rl的兩端；第一電阻Rl和第二電阻R2之間的電連接點和第一電壓比較器(UlA)的反相輸入端電連接，第一電阻Rl和第二電阻R2之間的電連接點和第二電壓比較器(UlB)的反相輸入端電連接； 微處理器(U3)的第一輸入端、第二輸入端分別和第一電壓比較器(UlA)的輸出端、第二電壓比較器(UlB)的輸出端電連接；微處理器(U3)的第一輸出端經(jīng)電阻R4和三極管Ql的基極電連接，三極管Ql的集電極經(jīng)接觸器的線圈和降壓電源(U4)的輸出端電連接，接觸器的線圈的兩端反向并聯(lián)連接第一二極管D1，微處理器(U3)的用于輸出脈沖信號的第二輸出端和第三輸出端分別和第一放大電路的輸入端和第二放大電路的輸入端電連接。
【文檔編號】G05D9/12GK104317315SQ201410665360
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】樊兆文, 岳彩培 申請人:南通旭日機電有限公司