專利名稱：水位自控器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于水位自動(dòng)控制裝置，用于對(duì)水塔、水箱、水井等進(jìn)行水位控制。
現(xiàn)有的電子液位控制器，利用水的弱導(dǎo)電性，借助于水塔等積水器中的耐蝕探極，檢測(cè)水位差信號(hào)，經(jīng)邏輯判定電路處理并通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電泵啟閉，達(dá)到控制水位的目的。如中國(guó)實(shí)用新型專利“水塔自動(dòng)控制器”(88211338)，《實(shí)用電子文摘》刊號(hào)CN51-1299/TN,97年5期77頁(yè)所載“多功能液位控制電路”。但是，它們均投有可靠的功率因數(shù)補(bǔ)償電路，以及電源過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)熱、高次諧波損壞的抗干擾措施，檢修也不方便。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種改進(jìn)的水位自控器，它具有功耗小，安全性好的特點(diǎn)。進(jìn)而還可以有抗電源波動(dòng)損壞、檢修方便的優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型的水位自控器，它有高、低水位探極及公共探極，邏輯判定電路，電泵開關(guān)電路和電源，其特征在于邏輯判定電路由一片CMOS的4個(gè)與門與其外圍器件組成，與門N1、N2與其外圍的電阻、電容，二極管組成R-S觸發(fā)器，N3、N4之間按有RC延時(shí)電路。
如上述的水位自控器，其特征在于電源輸入線圈并接有輸入電源過(guò)壓保護(hù)壓敏電阻RV，變壓器Tr外側(cè)貼有過(guò)熱溫度保險(xiǎn)，電源次級(jí)串有短路保險(xiǎn)FU4，阻流電阻R9，及輸入處理級(jí)輸出端退耦電容C1、C2。
如上述的水位自控器，其特征在于電源、邏輯控制電路裝入插盒內(nèi)，電泵開關(guān)電路引線和探極引線接入插座。
如上述的水位自控器，其特征在于N2構(gòu)成觸發(fā)器輸入端與地線間接有一個(gè)自檢按鈕。
如上述的水位自控器，其特征在于水井低位探極工作電流小于5微安，其余探極工作電流小于7微安。
本實(shí)用新型電路優(yōu)化，僅用一片中規(guī)模CMOS集成塊，加以延時(shí)啟停電路，可以使之就地電容功率因數(shù)補(bǔ)償安全實(shí)施，因而功耗小，抗干擾性強(qiáng)，又設(shè)有各種保護(hù)器件和模塊化接插及自檢電路等方便維護(hù)的措施，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和可靠性。


圖1，是本實(shí)用新型的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，其中，1自控器電路盒，2水塔，3水井，M水泵，K繼電器開關(guān)。
圖2，是圖1中自控器電路盒1的外形圖。其中，4插盒，5插座。
圖3，是圖1的電原理圖。
圖4，是圖1的電原理框圖。其中，M1電源及保護(hù)電路，M2狀態(tài)顯示電路，M3自檢電路，M4輸入處理級(jí)，M5綜合處理級(jí)，M6延時(shí)控制電路，M7輸出級(jí)電路。
以下結(jié)合附圖，說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施例。
如圖1所示，本實(shí)用新型對(duì)水塔、水井分設(shè)高、低水位探級(jí)HH、HL、LH、LL及一公共探級(jí)COM，兩個(gè)高水位電極HH、LH分別對(duì)應(yīng)于水塔、水井高水位，兩個(gè)低水位電極HL、LL分別對(duì)應(yīng)于水塔、水井低水位，后者即水井最低水位檢測(cè)級(jí)，作用當(dāng)水井水位過(guò)低時(shí)，禁止抽水，待水井水位恢復(fù)至高水位時(shí)方允抽水，防止水泵空抽損壞。
公共電極COM為低電平，它分別置于水塔、水井的底部，當(dāng)水位漲至某水位檢測(cè)電極時(shí)，就分別將其與公共電極相通，被接通的電極就為低電平。
本水位自控器采用成本低、功耗低、電壓工作范圍大的CMOS集成電路，由4個(gè)與門組成，其中N1、N2與門輸入極經(jīng)隔離二極管與上述高、低水位電極相連，公共極COM端同時(shí)也是保護(hù)接地端。
如圖3所示，其中HH、HL分別為水塔高、低水位，LH、LL分別為水井的高、低水位，O1為N1與門輸出、O2為N2與門反相輸出，O3為N3與門處理輸出，O4為N4與門延時(shí)啟停輸出，VD4、VD2、VD3分別為水塔水位狀態(tài)、水井水位狀態(tài)、延時(shí)輸出指示二極管。RV為壓敏電阻，用于輸入電源過(guò)壓保護(hù)，F(xiàn)U1為輸出過(guò)載保護(hù)，F(xiàn)U2為超小型一次性溫度保險(xiǎn)，通過(guò)絕緣導(dǎo)熱材料貼于Tr變壓器側(cè)，F(xiàn)U3同F(xiàn)U2僅用于380伏供電自控器。FU4為次級(jí)短路保護(hù)保險(xiǎn)，由于增加了限流電阻R9，既使其負(fù)載電路短路亦不致于Tr過(guò)載損壞。N1與門與其外圍構(gòu)成一RS觸發(fā)器，當(dāng)水塔缺水時(shí)，HL、HH不與COM導(dǎo)通均為高電平，輸出O1為高電平，點(diǎn)燃VD4水塔水位狀態(tài)燈，并經(jīng)VD11反饋至N1輸入端，N1輸出鎖存，直至水塔水位至HH端時(shí)VD6輸入低電平，將N1復(fù)位輸出為低電平，VD4熄滅，N1保持輸出O1低電平，直至水塔缺水重新置位，如此反復(fù)。C6用于初加電時(shí)水塔水位在HL、HH間時(shí)自動(dòng)復(fù)位禁止抽水。
N2與門與外圍電路構(gòu)成一R·S觸發(fā)器。當(dāng)水井缺水時(shí)、LL、LH均不與COM導(dǎo)通，N2輸出經(jīng)NT1反相輸出O2為低電平，綜合處理N3輸出O3為低電平，不允許上水。直至水井水位恢復(fù)至LH端，LL、LH均與COM導(dǎo)通，N2輸出為低電平經(jīng)VT1反相O2為高電平，N2與外圍鎖存保持O2高電平，直至水井水位同時(shí)低于LL、LH端，方將輸出O2置為低電平。當(dāng)水井水位正常時(shí)，N2輸出直接驅(qū)動(dòng)水井狀態(tài)VD2燈發(fā)亮，表示水井水位正常。C5為加速電容，自動(dòng)復(fù)位時(shí)加快復(fù)位時(shí)間。
當(dāng)水塔缺水、水井水位正常時(shí)，O1、O2為高電平N3與門輸出O3為高電平，經(jīng)R8、R9、C3延時(shí)RC達(dá)到N4開啟閥值時(shí)，N4非門輸出O4高電平經(jīng)VT2驅(qū)動(dòng)繼電器KA經(jīng)接觸器啟動(dòng)水泵供水，同時(shí)VD3發(fā)光燈點(diǎn)燃表示延時(shí)輸出狀態(tài)。當(dāng)水塔水滿或水井缺水時(shí)N3與門輸出為低電平，C3上電荷經(jīng)VD12、R8、N3輸出端泄放，當(dāng)C3端電壓降至N4關(guān)門閥值時(shí)，N4輸出O4為低電平，VT2截止KA釋放停止上水，同時(shí)VD3熄滅表示輸出停止。
C1、C2與R9等構(gòu)成抗干擾電路，防止尖峰脈沖的干擾。
Rp為一可變電阻，裝于控制器面板上，用于調(diào)節(jié)延時(shí)啟動(dòng)時(shí)間。
SB與N2與門構(gòu)成自檢電路，因?yàn)榭刂破魍鈬收蠒r(shí)，水塔水位因?yàn)橛盟畷?huì)低于HH、HL探級(jí)，此時(shí)VD4水塔水位狀態(tài)燈點(diǎn)燃，因此無(wú)需設(shè)立對(duì)水塔電路自檢電路。無(wú)論水井水位如何，按SB鈕，VD2水井狀態(tài)燈均應(yīng)點(diǎn)燃；當(dāng)水井水位在LL、LH探級(jí)間時(shí)，按SB鈕等同于水井水位恢復(fù)自動(dòng)復(fù)位。因此，SB與本電路相應(yīng)部分基本完成了電路自檢功能。
圖3電路中N1、N2、N3、N4為4與門CD4081集成電路，VD6-11建議采用IAK10鍺開關(guān)二極管，R9為29歐電阻，C5為0.33μ/V滌綸電容，KA采用超小型繼電器，將如附圖3所示電路制于一70×80mm單面板上，找一J514A/P時(shí)間繼電器塑殼上、下面均均勻鉆孔便于散熱。用一薄鋁板作為該自控器面板，實(shí)施時(shí)注意面板應(yīng)內(nèi)部接低電平公共端。本自控器通過(guò)選擇內(nèi)部變壓器可采用220伏或380伏交流供電，可直接輸出驅(qū)動(dòng)2A負(fù)載。
使用方法如下分別將水塔的高、低水位與HH、HL接通，將水塔的公共級(jí)與COM相通，同理，分別將水井的高、低水位電極和公共極與LH、LL接通，COM端應(yīng)與PE端接通，將OUT輸出端接于水泵控制接觸器線圈電路，接通電源即可運(yùn)行。
權(quán)利要求1.水位自控器，它有高、低水位探極及公共探極，邏輯判定電路，電泵開關(guān)電路和電源，其特征在于邏輯判定電路由一片CMOS的4個(gè)與門與其外圍器件組成，與門N1、N2與其外圍的電阻、電容，二極管組成R-S觸發(fā)器，N3、N4之間按有RC延時(shí)電路。
2.如權(quán)利要求1所述的水位自控器，其特征在于電源輸入線圈并接有輸入電源過(guò)壓保護(hù)壓敏電阻RV，變壓器Tr外側(cè)貼有過(guò)熱溫度保險(xiǎn)，電源次級(jí)串有短路保險(xiǎn)FU4，阻流電阻R9，及輸入處理級(jí)輸出端退耦電容C1、C2。
3.如權(quán)利要求1所述的水位自控器，其特征在于電源、邏輯控制電路裝入插盒內(nèi)，電泵開關(guān)電路引線和探極引線接入插座。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的水位自控器，其特征在于N2構(gòu)成觸發(fā)器輸入端與地線間接有一個(gè)自檢按鈕。
5.如權(quán)利要求4所述的水位自控器，其特征在于水井低位探極工作電流小于5微安，其余探極工作電流小于7微安。
專利摘要水位自控器,它有高、低水位探極及公共探極,邏輯判定電路,電泵,電泵開關(guān)電路和電源,其特征在于邏輯判定電路由一片CMOS的4個(gè)與門與其外圍器件組成,與門N1、N2與其外圍的電阻、電容,二極管組成R－S觸發(fā)器,N3、N4之間按有RC延時(shí)電路。本實(shí)用新型功耗小,安全性好,抗電源波動(dòng)損壞,檢修方便。
文檔編號(hào)G05D9/00GK2341183SQ9823574
公開日1999年9月29日 申請(qǐng)日期1998年5月13日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月13日
發(fā)明者郭榮生 申請(qǐng)人:郭榮兵