專利名稱：多功能水位自動控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型提供一種多功能水位自動控制器，可適用于水塔、高層建筑水箱、民用住宅用水容器以及其它液位的自動控制。
現(xiàn)有水位控制器需向水塔上引3－4根傳輸線，每根只能傳送一種信號，由于多根傳輸線同時引出會因日曬雨淋造成信號線的絕緣不好，下雨天或受潮短路易使水池中水泵不工作。
為克服上述存在缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種只采用一根信號傳輸線就可以顯示七段水位信號，并能發(fā)出聲光報警和信號的水位自動控制器。
本實(shí)用新型利用控制器零電位(13)分別與水塔上水管(11)、下水管(12)相連，并利用七根電極探針(8)與電阻R1～R7相接的水位檢測電阻分壓器(1)，將水位檢測信號通過單根信號傳輸線(9)發(fā)出送到七級電壓比較器(2)經(jīng)比較輸出后，使高低變化的液位信號經(jīng)液位顯示器(3)顯示后，再將信號比較器得出的啟停信號由控制器(4)輸出。當(dāng)水塔和水池水位低于極限低水位時，能由聲光報警器(5)發(fā)出聲光報警信號，自動控制信號輸出。當(dāng)水塔上水位超過高水位到達(dá)極限高水位時，能再次強(qiáng)行發(fā)出水泵停止信號。當(dāng)水池水位低于極限低水位后水位再上升時，水池水位檢測延時控制器(6)延時一段時間，避免水泵頻繁起停有效地保護(hù)了水泵電機(jī)。


圖1是本實(shí)用新型電路方框圖。
圖2、圖3、圖4構(gòu)成本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)原理圖。
現(xiàn)結(jié)合附圖1－4對本實(shí)用新型作詳細(xì)描述。
由電阻R1～R7串聯(lián)組成水位檢測電阻分壓器(1)，其分壓點(diǎn)分別與1～7號七根電極探針相接(如圖二)，將控制器零電位(15)分別接到水塔下水管(12)和水塔上水管(11)上，利用水的導(dǎo)電和R1～R7電阻分壓器(1)構(gòu)成回路，R1和R2之間的連線就做為液位信號傳輸線(9)連接到七級信號比較器(2)上，七級信號比較器(2)由集成運(yùn)算放大器A2～A8，電感線圈L，電阻分壓器R8～R15、電壓跟隨器A1組成，A2～A8各級比較器的反相輸入端分別接在R8～R15上，同相輸入端則相連在一起(圖三)，液位顯示器(3)的七個發(fā)光二極管V1～V7正極接工作電源(17)＋12V，負(fù)極分別與A2～A8輸出端相連，由CMOS集成塊D1、D4、D5、D6、D7、發(fā)光二極管V8、繼電器J、二極管V9、三極管V10、電阻R26和R27組成控制器(4)，且由D6和D7組成RS觸發(fā)器的置位端與D1輸出端連接，復(fù)位端與D4輸 出端相接，D4輸入端與D5輸出端連接。由CMOS集塊D2和D3、電容C3、二極管V11、電阻R23和R24組成水位檢測延時控制器(6)，且D3輸入端與水池(16)中的一根電極探針(15)相接。
控制器工作時，當(dāng)水位檢測電阻分壓器送來的信號電壓(即A點(diǎn)電壓)大于各比較器反相輸入端電壓時，輸出狀態(tài)都為1即高電平，反之為0(即低電平)，當(dāng)水塔水位由低到高逐漸上升，使電極探針由1～7號順序接觸水面時，比較器A點(diǎn)電位逐漸降低，從而使A2～A8順序截止輸出為0，使V1～V7順序?qū)òl(fā)光，由低位到高位顯示水位上升，同理也可逐個顯示水位下降，從而可了解水位情況。當(dāng)水位脫離電極探針3但還未脫離電極探針2時，A2和A3輸出為0，發(fā)光二極管V1和V2亮，當(dāng)水位瞬時脫離探針2時，A點(diǎn)電位升高，使A3導(dǎo)通輸出為1，V2熄滅指示位于低水位，同時信號加到三輸入端與門電路D1上，當(dāng)D1三個輸入端為1時，導(dǎo)通輸出為1，信號加到由或非門電路D6和D7組成的RS觸發(fā)器置位端，觸發(fā)使其Q端輸出為1，三極管V10導(dǎo)通，繼電器J吸合，J常開觸點(diǎn)接通水泵(14)電機(jī)控制電路，水泵起動供水，同時Q輸出端為0，V8亮，指示水泵運(yùn)行，當(dāng)水位上升接觸到探針2時，A3輸出為0，V2亮，D1也隨之截止輸出為0，但此時由于RS觸發(fā)器Q端輸出1已反饋到D6輸入端，所以RS保持原有狀態(tài)不變，當(dāng)水位逐漸上升時，A點(diǎn)電位逐漸下降，A4～A6逐個截止，輸出為0，V3～V5也逐個發(fā)亮指示水位上升，水位升高到電極探針6時，A點(diǎn)電位低于A7反相輸入端電位，A7截止輸出為0，V6亮指示到達(dá)高水位，信號分兩路，一路使D1的一輸入端為0，使其進(jìn)一步可靠截止，一路加到D5使其輸出為0，經(jīng)倒相后加到RS觸發(fā)器的復(fù)位端，Q輸出端由1變?yōu)?，V10截止，J常開觸發(fā)器釋放，水泵(14)電機(jī)斷電停轉(zhuǎn)，同時Q端由0變?yōu)?，V8截止熄滅，指示水塔上水停止，這種停止?fàn)顟B(tài)要保持到水位下降到脫離低水位電極探針2時又重復(fù)上述過程，從而實(shí)現(xiàn)水塔水位的自動控制。
當(dāng)水塔水位因某種原因下降到脫離極限低水位探針1時，A點(diǎn)電位高于A2反相輸入端電位，A2輸出為1，V1熄滅，指示水塔水位處于嚴(yán)重缺水狀態(tài)，同時信號加到D9輸入端，由集成塊D9～D11組成聲光報警器(5)，水位正常時，D9輸出為1，經(jīng)D10反相后使二極管V14導(dǎo)通，使得由CMOS集成塊D12和D13、電容5、電阻R30組成多諧振蕩器不工作，不產(chǎn)生報警信號；但當(dāng)極限低水位信號加到D9一輸入端時，D9輸出端就由1變?yōu)?，經(jīng)D10反相使二極管V14截止，多諧振蕩器產(chǎn)生頻率為1HZ的振蕩，振蕩信號一路使三極管V12導(dǎo)通，蜂鳴器(HA)發(fā)聲，一路使D11輸出信號電壓，發(fā)光二極管V13閃爍，形成聲光報警。當(dāng)水塔水位上升接觸電極探針6而水泵因某種原因沒有停止運(yùn)行，水位繼續(xù)上升到電極探針7時，A點(diǎn)電位低于A8反相輸入端電位，A8輸出端由1變?yōu)?，V7導(dǎo)通，指示水塔處于水滿超高限狀態(tài)。同時信號加到D5的一輸入端，進(jìn)一步保證RS觸發(fā)器復(fù)位，強(qiáng)行切斷水泵控制電源。
水池(16)正常工作時D3輸出為1，經(jīng)D2對信號隔離整形后分三路送到D1、D5和D8以保證D1和D5的開啟只受水塔水位的控制和不產(chǎn)生水池缺水報警信號。當(dāng)水池水位下降到電極探針(15)以下時，D3輸出電壓由1變?yōu)?，D2輸出電壓隨之由1變?yōu)?，輸出分三路，一路送到D1輸入端，鎖住從水塔來的抽水信號，使其不能通過D1到達(dá)RS置位端，另一路送到D5輸入端，使D5輸出由1變?yōu)?，經(jīng)D4反相后使RS強(qiáng)行復(fù)位，以避免因水塔缺水而水池水位也下降到抽水管以下時水泵(14)電機(jī)空轉(zhuǎn)而發(fā)生毀機(jī)事故，第三路則送到聲光報警器，報警指示水池缺水；當(dāng)水池水位上升接觸電極探針(15)時，水泵并不馬上啟動，而等電容C3的電壓達(dá)到D2開啟電壓時，D2導(dǎo)通啟動，可有效控制因水位變化而頻繁啟動水泵，串接電容C4，電阻R25可防止停電后再來電缺水時能使水泵馬上起動。為保證遠(yuǎn)距離傳送時避免雷電和鄰近環(huán)境干擾，設(shè)置電感L，電容C1和C2可消除干擾。220伏交流電經(jīng)變壓器T降壓整流，二極管V15～V18整流后，又經(jīng)電容C6和C7濾波以及穩(wěn)壓集成塊IC穩(wěn)壓，可向控制器(17)端提供＋12伏電壓。
本實(shí)用新型以單根信號傳輸線傳輸變化信號，具有七段水位高低顯示和聲光報警以及水位自動控制功能，且節(jié)約線材、便于檢修，有效控制雷電干擾的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.多功能水位自動控制器，其特征在于利用控制器零電位(13)分別與水塔上水管(11)，水塔下水管(12)相連，并利用與七根電極探針(8)相接的水位檢測電阻分壓器(1)，將水位檢測信號通過單根信號傳輸線(9)送到七級電壓比較器(2)，經(jīng)電壓比較器(2)輸出后使高低變化的水位信號經(jīng)水位顯示器(3)顯示后再由控制器(4)輸出；當(dāng)水塔和水池水位低于極限低水位時聲光報警器(5)能發(fā)出聲光報警信號，并自動控制信號輸出，當(dāng)水塔水位超過極限高水位時能強(qiáng)行啟動水泵，當(dāng)水池水位缺水后再來水時，通過水池水位檢測延時控制器(6)延時一段時間，避免水泵頻繁起停。
2.按權(quán)利要求1所述的多功能水位自動控制器，其特征在于由電阻R1～R7串聯(lián)組成水位檢測電阻分壓器，其分壓點(diǎn)分別與1～7號七根電極探針(8)相接，且將R1和R2之間的連線作為水位信號傳輸線(9)連接到七級電壓比較器(2)上。
3.按權(quán)利要求1所述的多功能水位控制器，其特征在于由集成運(yùn)算放大器A2～A8、電感線圈L、電阻分壓器R8～R15、電壓跟隨器A1組成七級電壓比較器(2)，且A2～A8各級反相輸入端分別接在R8～R15上，同相輸入端則相連在一起。
4.按權(quán)利要求1或3所述的多功能水位自動控制器，其特征在于水位顯示器(3)由七個發(fā)光二極管V1～V7組成，且V1～V7正極接工作電源(17)，負(fù)極分別與集成運(yùn)算放大器A2～A8輸出端相接。
5.按權(quán)利要求1所述的多功能水位自動控制器，其特征在于由CMOS集成塊D2和D3、電容C3、二極管V11、電阻R23和R24組成水位檢測延時控制器(6)，且D3輸入端與水池中的一根電極探針(15)相接。
6.按權(quán)利要求1所述的多功能水位自動控制器，其特征在于控制制器(4)由CMOS集成塊D1、D4、D5、D6、D7，發(fā)光二極管V8、繼電器J、二極管V9、三極管V10、電阻R26和R27組成，且由D6和D7組成RS觸發(fā)器的置位端與D1輸出端相接，復(fù)位端與D4輸出端相接，D4輸入端與D5輸出端連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種多功能水位自動控制器。它利用七根電極探針(8)與相接的電阻R
文檔編號G05D9/12GK2129019SQ92229888
公開日1993年3月31日 申請日期1992年8月5日 優(yōu)先權(quán)日1992年8月5日
發(fā)明者孫繼昆 申請人:孫繼昆