一種帶保護(hù)的高純水液位自動(dòng)控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型具體涉及一種帶保護(hù)的高純水液位自動(dòng)控制電路，屬于電路領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前市售電子液位控制裝置大多只能滿足普通自來(lái)水的供給控制(城市自來(lái)水電 導(dǎo)率一般介于125yS/cm-1250yS/cm之間），而對(duì)于特殊領(lǐng)域使用的高純水（<2yS/cm)，因其 導(dǎo)電能力較差而無(wú)法有效探測(cè)、控制。另外大部分電路沒有超時(shí)保護(hù)、報(bào)警功能，一旦出現(xiàn) 故障，且無(wú)人看護(hù)情況下，可能會(huì)導(dǎo)致水栗一直處于運(yùn)行狀態(tài)，而造成不必要的電能損耗、 設(shè)備損壞甚至水淹事故。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 為解決以上問題，本電路裝置采用DC24V安全電壓供電，具有高靈敏探測(cè)設(shè)計(jì)，能 適應(yīng)電導(dǎo)率大于lyS/cm以上的溶液液位控制。其電極部分設(shè)置高、低兩點(diǎn)探測(cè)，有效降低水 栗的啟動(dòng)頻率，控制拖動(dòng)部分可依據(jù)負(fù)載供電及功率情況靈活擴(kuò)展，并且具有超時(shí)強(qiáng)制保 護(hù)功能和異常報(bào)警功能，其邏輯電路由555時(shí)基組成的R-S觸發(fā)器構(gòu)成，電路相對(duì)簡(jiǎn)單，成本 低廉。
[0004] 本實(shí)用新型提供一種帶保護(hù)的高純水液位自動(dòng)控制電路，所述高純水液位自動(dòng)控 制電路包括以下組成結(jié)構(gòu)：順序連接的探測(cè)裝置、放大電路、邏輯電路、隔離電路、控制電 路、水栗電機(jī);進(jìn)一步包括保護(hù)電路，所述保護(hù)電路分別連接并保護(hù)上述隔離電路、上述控 制電路，以及報(bào)警電路。進(jìn)一步包括供電電路，所述供電電路為所述高純水液位自動(dòng)控制電 路供電。
【附圖說(shuō)明】
[0005] 圖1為本實(shí)用新型帶保護(hù)的高純水液位自動(dòng)控制電路的原理方框圖。
[0006] 圖2為本實(shí)用新型帶保護(hù)的高純水液位自動(dòng)控制電路的電路原理圖。
[0007] 圖3為本實(shí)用新型依據(jù)電機(jī)功率外置一個(gè)DC24V的繼電器示意圖。
[0008]圖4為本實(shí)用新型依據(jù)電機(jī)功率外置一個(gè)DC24V控制的交流接觸器示意圖。
[0009] 圖5為本實(shí)用新型正常工作循環(huán)示意如圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0011] 如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種帶保護(hù)的高純水液位自動(dòng)控制電路，所述高純水 液位自動(dòng)控制電路包括以下組成結(jié)構(gòu):順序連接的探測(cè)裝置、放大電路、邏輯電路、隔離電 路、控制電路、水栗電機(jī);進(jìn)一步包括保護(hù)電路，所述保護(hù)電路分別連接并保護(hù)上述隔離電 路、上述控制電路，以及報(bào)警電路。進(jìn)一步包括供電電路，所述供電電路為所述高純水液位 自動(dòng)控制電路供電。
[0012] 1、電路組成介紹
[0013] 1.1供電電路:本電路主供電DC24,經(jīng)D4防反接二極管后，由U2(7812)穩(wěn)壓后為主 電路提供電源。
[0014] 1.2模式開關(guān):S1為單刀雙擲開關(guān)，用于電路工作模式選擇，觸點(diǎn)1、2閉合為手動(dòng)控 制模式(SD)，觸點(diǎn)1、3閉合為自動(dòng)控制模式(ZD)。
[0015] 1.3探測(cè)裝置:V+\L\H組成液位探測(cè)電極，V+為12V，L液位下限觸點(diǎn)，Η為液位上限 觸點(diǎn)。
[0016] 1.4放大電路:Q1-Q4為4只ΝΡΝ型S9018三極管組成的探測(cè)信號(hào)放大器，其中Q1、Q2 組成液位下限檢測(cè)信號(hào)放大;Q3、Q4組成液位上限檢測(cè)信號(hào)放大。目的是達(dá)到本電路對(duì)電導(dǎo) 率較小的高純水液位進(jìn)行有效探測(cè)。
[0017] 1.5邏輯電路：由U1 (NE555)組成的R-S觸發(fā)器構(gòu)成。其邏輯特性表與等效真值表見 表1、表2〇
[0018] 1.6隔離控制:N1光耦信號(hào)隔離傳輸;K1為DC24V單刀雙擲控制繼電器，觸點(diǎn)3、5為 常開，觸點(diǎn)3、4為常閉。
[0019] 1.7水栗電機(jī):供水部件。
[0020] 1.8指標(biāo)器件:D2為12V電源指示燈;D3為水栗運(yùn)行指示燈;D5為保護(hù)啟動(dòng)指標(biāo)燈。 [0021 ] 1.9保護(hù)電路:RW1、R7、R8、C3與可控硅TR1組成可調(diào)超時(shí)保護(hù)電路。
[0022] 1.10報(bào)警電路:R12、R13、Q5和蜂鳴器FM組成異常報(bào)警電路，保護(hù)電路啟動(dòng)時(shí)發(fā)出 報(bào)警。
[0025]
[0026] 2、電路原理說(shuō)明
[0027] 2.1工作模式介紹：將開關(guān)S1置于1、2位置，則DC24V經(jīng)M1-GND，水栗啟動(dòng)，同時(shí)D3 指示燈亮，此時(shí)為手動(dòng)控制模式，強(qiáng)制供水。其它電路不工作，該功能一般在特殊情況下使 用。將開關(guān)S1置于1、3位置，進(jìn)入自動(dòng)控制模式。
[0028] 2.2自動(dòng)控制模式工作過程
[0029] 過程1:將開關(guān)S1置于1、3位置，D2指示燈亮，整個(gè)電路開始工作。當(dāng)水箱液位處于Η 觸點(diǎn)時(shí)，電極V+觸點(diǎn)通過溶液的導(dǎo)電特性將電壓經(jīng)電極的L觸點(diǎn)-R4加在Q1的Β極，由Q1將 此信號(hào)放大后加在Q2的Β極，此時(shí)Q2處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，將ΝΕ555的⑥腳置于低電平；同時(shí)電 極V+觸點(diǎn)也通過溶液的導(dǎo)電特性將電壓經(jīng)電極的Η觸點(diǎn)-R5加在Q3的Β極，由Q3將此信號(hào)放 大后加在Q4的Β極，此時(shí)Q4亦處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，從而將ΝΕ555的②腳置于低電平，此時(shí) ΝΕ555的⑥腳和②腳均為低電平，由表2可以得出③腳輸出為高電平。則光耦Ν1、繼電器Κ1、 水栗Ml均不工作。
[0030] 過程2:當(dāng)液位下降到Η觸點(diǎn)以下L觸點(diǎn)以上區(qū)間時(shí)，Η觸點(diǎn)被懸空，Q3、Q4均為截止 狀態(tài)，ΝΕ555的②腳為高電平;而V+觸點(diǎn)的電壓經(jīng)L觸點(diǎn)-R4-Q1放大-Q2導(dǎo)通，將ΝΕ555的 ⑥腳置于低電平，此時(shí)ΝΕ555的⑥腳低電平、②腳高電平，由表2可以得出③腳輸出不變，SP 保持高電平。光耦N1、繼電器K1、水栗Ml仍不工作。
[0031 ]過程3:當(dāng)液位繼續(xù)下降至L觸點(diǎn)以下時(shí)，H、L兩個(gè)觸點(diǎn)均被懸空，Q1、〇2、〇3、〇4均為 截止?fàn)顟B(tài)，NE555的②腳、⑥腳為高電平，由表2可以得出⑥腳輸出為低電平。則光耦N1驅(qū)動(dòng) 繼電器K1，K1之3、5觸點(diǎn)閉合，DC24V經(jīng)M1-K1之5、3觸點(diǎn)-GND，水栗Ml啟動(dòng)，指示燈D3點(diǎn)亮。 同時(shí)C3經(jīng)RW1開始充電。
[0032] 過程4 :水栗工作后，液位慢慢上升，當(dāng)上升至L觸點(diǎn)之上與Η觸點(diǎn)之下區(qū)間時(shí)， NE555的②腳為高電平、⑥腳為低電平，由表2可以得出③腳輸出保持不變，即保持低電平， 供水繼續(xù)。同時(shí)C3經(jīng)RW1繼續(xù)充電。
[0033]過程5:當(dāng)液位從L觸點(diǎn)繼續(xù)上升至Η觸點(diǎn)時(shí)，NE555的②腳、⑥腳均被置為低電平， 由表2可以得出③腳輸出變?yōu)楦唠娖剑瑒t光耦Ν1、繼電器Κ1、水栗Ml停止工作。同時(shí)繼電器Κ1 釋放后，其3、4觸點(diǎn)閉合，C3上的電荷通過R8-K1之3、4觸點(diǎn)-GND放電。
[0034] 本裝置正常工作循環(huán)示意如圖5所示。
[0035] 2.3保護(hù)電路及報(bào)警電路工作過程
[0036] 在自動(dòng)模式下，且水栗未啟動(dòng)時(shí)，12V經(jīng)RW1-R8-K1之3、4觸點(diǎn)-GND，此時(shí)電容C3 上的電荷不足以觸發(fā)可控硅TR1導(dǎo)通；當(dāng)水栗啟動(dòng)后，K1之3、5閉合，3、4觸點(diǎn)斷開，電容C3經(jīng) RW1開始充電。當(dāng)發(fā)生表3條件之一時(shí)，C3上積累的電荷不能在設(shè)定時(shí)間內(nèi)放電，終將通過R7 觸發(fā)TR1導(dǎo)通，TR1導(dǎo)通后會(huì)將N1的初級(jí)供電經(jīng)R11-D6-TR1-GND，使N1初級(jí)失去供電，從 而強(qiáng)制釋放K1，迫使水栗Ml停機(jī)，以達(dá)到超時(shí)保護(hù)功能;TR1導(dǎo)通的同時(shí)，也通過R13將Q5的B 極置于低電平，從而Q5導(dǎo)通，蜂鳴器FM發(fā)出報(bào)警聲音。TR1 -旦導(dǎo)通，不能自行恢復(fù)，必須斷 電重啟方可恢復(fù)。
[0037]
[0038] 3、電路調(diào)試
[0039] 3.1探測(cè)裝置:其￥+、1^三個(gè)觸點(diǎn)的間距控制在3+1〇11，以適用于電導(dǎo)率在1以3/〇11-lOyS/cm的水樣探測(cè)，注意三個(gè)觸點(diǎn)引線不能靠在一起，不能與容器壁接觸。
[0040] 3.2保護(hù)時(shí)間設(shè)定:先固定好V+、L、Η三個(gè)觸點(diǎn)在容器中的位置，通過調(diào)整RW1來(lái)實(shí) 現(xiàn)保護(hù)時(shí)間與工作區(qū)間的匹配設(shè)定。
[0041 ] 4、后級(jí)拖動(dòng)擴(kuò)展簡(jiǎn)介
[0042] 本電路試驗(yàn)用的Ml為DC24V小型水栗，圖2中Α、Β兩端可根據(jù)需要直接替換為DC24 電磁閥，如果要拖動(dòng)220V的單相水栗電機(jī)，只需按圖3所示，并依據(jù)電機(jī)功率，外置一個(gè) DC24V的繼電器即可;若需拖動(dòng)三相水栗電機(jī)，則需按圖4所示，并依據(jù)電機(jī)功率，外置一個(gè) DC24V控制的交流接觸器即可。
[0043]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用 新型的精神和范圍。這樣，倘若對(duì)本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求 及其同等技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種帶保護(hù)的高純水液位自動(dòng)控制電路，其特征在于： 所述高純水液位自動(dòng)控制電路包括以下組成結(jié)構(gòu):順序連接的探測(cè)裝置、放大電路、邏 輯電路、隔離電路、控制電路、水栗電機(jī);進(jìn)一步包括保護(hù)電路，所述保護(hù)電路分別連接并保 護(hù)上述隔離電路、上述控制電路，以及報(bào)警電路。2. 如權(quán)利要求1所述的帶保護(hù)的高純水液位自動(dòng)控制電路，其特征在于： 所述高純水液位自動(dòng)控制電路進(jìn)一步包括供電電路，所述供電電路為所述高純水液位 自動(dòng)控制電路中的其他部分供電。3. 如權(quán)利要求2所述的帶保護(hù)的高純水液位自動(dòng)控制電路，其特征在于： 所述供電電路主供電DC24,經(jīng)D4防反接二極管后，由U2穩(wěn)壓后為主電路提供電源。4. 如權(quán)利要求1所述的帶保護(hù)的高純水液位自動(dòng)控制電路，其特征在于： 所述高純水液位自動(dòng)控制電路進(jìn)一步包括模式開關(guān)，所述模式開關(guān)與所述控制電路連 接，所述模式開關(guān)為單刀雙擲開關(guān)，用于電路工作模式選擇，觸點(diǎn)1、2閉合為手動(dòng)控制模式 (SD)，觸點(diǎn)1、3閉合為自動(dòng)控制模式(ZD)。5. 如權(quán)利要求1所述的帶保護(hù)的高純水液位自動(dòng)控制電路，其特征在于： 所述探測(cè)裝置中，V+\L\H組成液位探測(cè)電極，V+為12V，L液位下限觸點(diǎn)，Η為液位上限觸 點(diǎn)。6. 如權(quán)利要求1所述的帶保護(hù)的高純水液位自動(dòng)控制電路，其特征在于： 所述放大電路中，Q1-Q4為4只ΝΡΝ型S9018三極管組成的探測(cè)信號(hào)放大器，其中Q1、Q2組 成液位下限檢測(cè)信號(hào)放大;Q3、Q4組成液位上限檢測(cè)信號(hào)放大。7. 如權(quán)利要求1所述的帶保護(hù)的高純水液位自動(dòng)控制電路，其特征在于： 所述邏輯電路由NE555組成的R-S觸發(fā)器構(gòu)成。8. 如權(quán)利要求1所述的帶保護(hù)的高純水液位自動(dòng)控制電路，其特征在于： 所述隔離電路中：N1光耦信號(hào)隔離傳輸;K1為DC24V單刀雙擲控制繼電器，觸點(diǎn)3、5為常 開，觸點(diǎn)3、4為常閉。9. 如權(quán)利要求1所述的帶保護(hù)的高純水液位自動(dòng)控制電路，其特征在于： RW1、R7、R8、C3與可控硅TR1組成所述保護(hù)電路。10. 如權(quán)利要求1所述的帶保護(hù)的高純水液位自動(dòng)控制電路，其特征在于： R12、R13、Q5和蜂鳴器FM組成所述報(bào)警電路，保護(hù)電路啟動(dòng)時(shí)發(fā)出報(bào)警。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種帶保護(hù)的高純水液位自動(dòng)控制電路。所述高純水液位自動(dòng)控制電路包括以下組成結(jié)構(gòu)：順序連接的探測(cè)裝置、放大電路、邏輯電路、隔離電路、控制電路、水泵電機(jī)；進(jìn)一步包括保護(hù)電路，所述保護(hù)電路分別連接并保護(hù)上述隔離電路、上述控制電路，以及報(bào)警電路。進(jìn)一步包括供電電路，所述供電電路為所述高純水液位自動(dòng)控制電路供電。本電路裝置具有高靈敏探測(cè)設(shè)計(jì)，其電極部分設(shè)置高、低兩點(diǎn)探測(cè)，有效降低水泵的啟動(dòng)頻率，控制拖動(dòng)部分可依據(jù)負(fù)載供電及功率情況靈活擴(kuò)展，并且具有超時(shí)強(qiáng)制保護(hù)功能和異常報(bào)警功能，其邏輯電路由555時(shí)基組成的R-S觸發(fā)器構(gòu)成，電路相對(duì)簡(jiǎn)單，成本低廉。
【IPC分類】G05D9/12
【公開號(hào)】CN205176670
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520858604
【發(fā)明人】蔣占軍, 陳云龍, 邊寶麗
【申請(qǐng)人】北京華科儀科技股份有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年10月30日