专利名称：水泵保护器的制作方法
技术领域：
本实用新型与一种多功能液位自控与水泵电机保护装置有关。
电极式液位检测控制电路较之其它位式控制方式具有使用方便，经久耐用，经济安全等优点。但现有的电极式液位检测控制电路主要采用晶体管或运算放大器再配合继电器触点直接参与液位的检测和运算。这种方式由于受器件本身开关临界状态，环境温度、湿度以及被测介质的导电率等影响，使得其可靠性难以保证，因此在实际应用中受到一定的限制。
本实用新型的目的是提供一种结构简单，灵敏度可任意设定，可靠性高，使用方便的可液位自控的水泵保护器。
本实用新型的另一个目的是提供一种当电源缺相或供电质量差时可切断电源的水泵保护器。
本实用新型是这样实现的本实用新型的液位检测变换电路1有数个检测水箱液位8，液位8通过分压电阻与电源电路7的一路输出连接，液位8输出的电位信号输入逻辑运算电路2的A1～A6组合逻辑与非门电路，A1和A2的输出接A3的输入，A3的输出接A5的输入，A4的输出接A6的输入，A5与A6连接为RS触发器，其Q1端输出的控制信号接放大驱动电路3的二极管D1和电阻R5组成的与门电路，与门电路的输出经二极管D7接晶体管T的基极，T的集电极接KA，KA的输出接继电保护电路4，电路4输出开关信号控制水泵电机5。
本实用新型的液位检测变换电路1和逻辑运算电路2为两套，每套液位检测变换电路1的检测电极有三个检测水箱液位8，一套位于上池的停泵位、启泵位和参考位，一套位于下池的启泵位、停泵位和参考位，并通过分压电阻与电源电路7的一路输出连接，逻辑运算电路2由对应于上池的A1～A6和对应下池的A7～A12与非门组合逻辑电路组成，A1、A2(A7、A8)的输出接A3(A9)的输入，A3A9的输出接A5(A11)的输入，A4(A10)的输出接A6(A12)的输入，并且A5与A6或A11与A12连接为RS触发器，其逻辑表达式为
其真值表为
当S1＝S2＝1时Q1＝1，当S1＝S2＝0时，Q1＝0；当X1＝X2＝1时Q2＝0，当X1＝X2＝0时，Q2＝1。
其余情况，Q1，Q2状态保持不变。
对应于上池和下池的逻辑运算电路的输出接与门电路，输出的开关信号同时受上、下池液位的控制。
电源检测电路6由电压检测电路和电流检测电路所组成。电压检测电路由变压器B1对电源电压进行取样，经整流滤波后输入P1、P2比较器进行比较，比较器输出经D4～D6 R16组成的或门后输入比较器P3，P3的输出经D3后参与对放大驱动电路的控制，电阻R16和电容C1串联，一端接电源、一端接池，其连接点接P3的输入端，为P3提供一段延滞时间，电流检测电路由互感器F1～F3对主回路的三相电流进行取样，经(Z2～Z4)整流、(C3～C5)滤波和(R18～R20、W2～W4)限幅后输入A13～A15组合逻辑电路进行运算，其组合逻辑表达式为Q6＝A·B·C+A+B+C其真值表为
组合逻辑的输出经D6输入P3后参与对放大驱动电路的控制。
电源电路7有串联的R6、W1和R9、R10并接于Z2的正极和地之间，与W1并联的取样电阻R7，R8与比较器P1，P2和P3的输入连接。
液位检测变换电路1和逻辑运算电路2分别为两套，每套液位检测变换电路1的检测电极有三个，位于停泵位，启泵位和参考位，一套的电极位于上池，另一套的电极位于下池，并通过分压电阻与电源电路7的一路输出连接，在上池(下池)当停泵位和启泵位电极同时离开液面时，其电位为高电平，输入逻辑运算电路2的A1-A6(A7-A12)组合逻辑与非门电路运算，输出高(低)电平，而当停泵位和启泵位电极同时接触液面时，A1-A6(A7-A12)组合逻辑与非门电路输出低(高)电平，两个逻辑与非门电路的输出接与门电路，与门电路的输出接放大驱动电路3。
本实用新型完全克服了已有技术的缺点，它利用电极与液面的接触状态，用最简单的电阻分压电路，首先将液位的变化转变为电位的变化，其灵敏度可以任意设定。然后将变化的电位信号直接输入逻辑电路进行运算处理，并输出逻辑控制信号，此信号经三极管放大驱动继电器后可直接输出开关信号，也可进一步通过交流接触器驱动水泵电机，从而达到控制水位的目的。
本实用新型对测量电极，被测介质以及使用环境无特殊要求，它可广泛用于工农业生产与生活用水以及各种恶劣环境下的液位检测和控制。检测电路的使用非常灵活方便，它即可单独用于自动给水或排水，也可同时用于上、下池的监控，还可直接取代传统的电子液位继电器，并且可多台任意组合成多级水泵群控。当用于控制水泵时，其继电回路可以大为简化。
本实用新型一个重要内容就是三相水泵电机的保护问题，一般来说水泵电机的使用环境是比较恶劣的，特别是供电质量往往得不到保证，而三相水泵电机的烧毁绝大多数是因缺相或供电质量差而引起，这个问题即令广大用户头痛不已而以前又无有效措施可以预防。本实用新型为此而设计的保护电路由电压检测电路和电流检测电路组成。当电源出现缺相、欠压、超压或不稳定时，保护电路能及时地切断水泵电机的电源，从而达到保护水泵电机免遭损坏的目的。本实用新型保护电路仍设有常规的热过载和短路保护措施。
液位自控和水泵保护的统一，使供水或给、排水系统自动化得以完善，真正达到实用化与无人值守的目的。从减少管理及维修费用到保证供水质量与节水节电等方面考核，可以收到良好的经济和社会效益。
如下是本实用新型的附图
图1为本实用新型框图。
图2为电路原理图。
如下是本实用新型的实施例在上池和下池各设置三根不同高度的检测电极，分别以S0、S1、S2、X0、X1、X2表示。当S1、S2同时离开液面时，由于电阻R1、R2的作用，将S1、S2上拉为高电平。通过A1～A6组合逻辑与非门电路的运算，使得Q1点输出高电平，即Q1点输出一个供水请求信号；当S1、S2同时接触液面时，由于液体的导电性，将S1、S2下拉为低电平，通过A1～A6组合逻辑与非门电路的运算，使得Q1点输出低电平，即Q1点输出一个停水信号；其余情况Q1点输出状态保持不变。同理当X1、X2同时接触液面时，由于R3、R4的作用以及A7～A12的逻辑运算，使得Q2点输出高电平，即Q2点输出一个允许排水信号；当X1、X2同时离开液面时，Q2点输出低电平，即Q2点输出一个禁止排水信号；其余情况Q2点输出状态保持不变。因此只要上、下池各满足给水与排水条件、即Q1、Q2均为高电平，而保护电路又允许(Q3高电平)的情况下，电路将通过由D1～D3，R5组成的与门电路在Q7点输出一个高电平信号，此信号经过D7、T、KA组成的放大驱动电路由KA输出一个启动信号，再由常规继电保护电路进一步控制水泵的开启，直到上述条件(Q1、Q2、Q3高电平)被改变，水泵被控停止。由上述分析可知，在正常情况下，水泵只在启泵位和停泵位时才改变状态，因此水位可自动保持在所设定的位置区间，从而达到液位自控的目的。
保护电路由变压器B1对电源电压进行取样兼作低压电源，经Z1整流、C2滤波后分别送P1、P2两个比较器电路进行分析比较，由R6～R10、W1组成的电路分别为P1～P3提供参考电位和电压取样信号。保护电路由F1～F3对主回路电流进行采样，经整流，滤波限幅后送组合逻辑电路A13～A15进行运算。当三相电源出现缺相，欠压或超压等异常情况时，比较器输出端Q4、Q5、和组合逻辑输出端Q6之一将输出低电平，经D4～D6、R6组成的或门及P3的跟随将使得Q3点输出低电平，从而切断输出控制信号，断开水泵电机电源，使水泵电机免遭损害。当电源电压恢复正常时，由于R16、C1的充电过程，Q3点将产生一段低电平延时保护时间，以避免因电源电压不稳时造成电机的频繁启动。R17为C1放电时的限流电阻，发光二极管E1～E5为电路工作状态指示灯，R11～R15为限流电阻。
权利要求1.一种水泵保护器，其特征在于液位检测变换电路(1)有数个检测水箱液位(8)，液位(8)通过分压电阻与电源电路(7)的一路输出连接，液位(8)输出的电位信号输入逻辑运算电路(2)的A1～A6组合逻辑与非门电路，A1和A2的输出接A3的输入，A3的输出接A5的输入，A4的输出接A6的输入，A5与A6连接为RS触发器，其Q1端输出的控制信号接放大驱动电路(3)的二极管D1和电阻R5组成的与门电路，与门电路的输出经二极管D7接晶体管T的基极，T的集电极接KA，KA的输出接继电保护电路(4)，电路(4)输出开关信号控制水泵电机(5)。
2.根据权利要求1所述的水泵保护器，其特征在于所说的液位检测变换电路(1)和逻辑运算电路(2)为两套，每套液位检测变换电路(1)的检测电极有三个检测水箱液位(8)，一套位于上池的停泵位、启泵位和参考位，一套位于下池的启泵位、停泵位和参考位，并通过分压电阻与电源电路7的一路输出连接，逻辑运算电路(2)由对应于上池的A1～A6和对应下池的A7～A12与非门组合逻辑电路组成，A1、A2A7、A8)的输出接A3(A9)的输入，A3(A9)的输出接A5(A11)的输入，A4(A10)的输出接A6(A12)的输入，并且A5与A6或A11与A12连接为RS触发器，其逻辑表达式为
其真值表为
当S1＝S2＝1时Q1＝1，当S1＝S2＝0时，Q1＝0；当X1＝X2＝1时Q2＝0，当X1＝X2＝0时，Q2＝1。其余情况，Q1，Q2状态保持不变。对应于上池和下池的逻辑运算电路的输出接与门电路，输出的开关信号同时受上、下池液位的控制。
3.根据权利要求1或2所述的水泵保护器，其特征在于电源检测电路(6)由电压检测电路和电流检测电路所组成。电压检测电路由变压器B1对电源电压进行取样，经整流滤波后输入P1、P2比较器进行比较，比较器输出经D4～D6、R16组成的或门后输入比较器P3，P3的输出经D3后参与对放大驱动电路的控制，电阻R16和电容C1串联，一端接电源、一端接池，其连接点接P3的输入端，为P3提供一段延滞时间，电流检测电路由互感器F1～F3对主回路的三相电流进行取样，经(Z2～Z4)整流、(C3～C5)滤波和(R18～R20、W2～W4)限幅后输入A13～A15组合逻辑电路进行运算，其组合逻辑表达式为Q6＝A·B·C+A+B+C其真值表为
组合逻辑的输出经D6输入P3后参与对放大驱动电路的控制。
4.根据权利要求3所述的水泵保护器，其特征在于电源电路(7)有串联的R6、W1和R9、R10并接于Z1的正极和地之间，与W1并联的取样电阻R7，R8与比较器P1，P2和P3的输入连接。
专利摘要本实用新型为水泵保护器。其液位检测变换电路1的检测电极位于水箱的不同位置,将液位的变化转变为分压电阻电位的变化输入逻辑运算电路2进行运算处理,输出逻辑控制信号到放大驱动电路3经三极管放大驱动继电器输出开关信号控制水泵电机工作。保护电路由电压检测和电流检测电路组成,其输出可以控制放大驱动电路3,当电源电压出现缺相,欠压,超压时,可及时切断水泵电机的电源,使其免遭损坏。
文档编号F04B49/10GK2359493SQ9822827
公开日2000年1月19日 申请日期1998年2月16日 优先权日1998年2月16日
发明者邓忠裕 申请人:邓忠裕