专利名称：智能液位控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种排水系统中的液位控制装置，特别是一种智 能液位控制器。
背景技术：
现有的排水系统中，液位控制大多采用浮球开关检测水位高低并 发出控制信号，并通过模拟控制电路控制水泵实现自动排水功能，以 热继电器实现对电机的保护，然而由于浮球开关的精确度受到其机械 结构、加工精度以及水质状况的影响，因此排水控制的精确性很难控
帝u，而且浮球开关的自身机械寿命也限制了整个控制器寿命。而热继
电器又很难对电机的过载做出精确保护，由于污水坑可能长时间无 水，可导至水泵长期不运行而锈蚀，所以控制器的巡检功能可以检测 水泵长期不运行的信号，而进行自动定期的短时间巡检运行，以防止 水泵锈蚀。
实用新型内容
本实用新型克服了上述缺点，提供了一种高灵敏度、高可靠性的 智能液位控制器。
本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是 一种智能液位 控制器，包括至少两个采样电极、采样信号处理单元、微控制器、水 泵驱动电路和水泵，所述采样电极采集的水位信号通过所述采样信号 处理单元进行处理后输入到微控制器，由所述微处理器输出相应的控 制信号控制所述水泵驱动电路驱动水泵运转，所述采样电极包括一个公共端和至少一个水位检测端，所述水位检测端的位置高于公共端位置。
所述采样信号处理单元可包括顺次连接的整流电路、比较电路和 信号驱动电路。
还可包括一个停运运行检测电路，用于检测水泵驱动电路是否出 于工作状态，并发送给所述微控制器。
还可包括一个运行检测电路，用于检测水泵的运行状态，发送给 所述微控制器。
所述公共端可通有交流电，多个水位检测端分别设置在不同的高 度位置。
所述水泵驱动电路可包括由三极管驱动的接触器，所述三极管的 基极接收由所述微控制器发出的控制信号，集电极与所述接触器线圈 相连，所述接触器的常开触点连接在电源与水泵之间。
所述停运运行检测电路可包括设置在所述水泵驱动电路中接触
器的常开触点，所述常开触点的两端分别连接在+5V电源和微控制器 的信号输入端。
所述运行检测电路可包括设置在水泵中的电流互感器，所述电流 互感器的输出依次经过二极管和电容的整流后输入到所述微控制器中。
所述水泵可为两个，分别通过两路水泵驱动电路驱动。 本实用新型在水淹没水位检测端时，与公共端导通，产生能够表 征水位的采样信号，所述采样信号通过所述采样信号处理单元进行处 理后输入到微控制器，由所述微处理器根据检测到的水位，输出相应 的控制信号控制所述水泵驱动电路驱动水泵运转，从而能够精确地判
断水位并控制水泵的启动运行，实现及时有效的排水。此外，本实用 新型采用电流互感器直接检测电机运行电流，通过所述微控制器与设 定值进行比较，并控制水泵的运行，从而实现过载的精确保护，而且
通过所述连接在+5V电源和微控制器之间的接触器常开触点，能够感 知水泵驱动电路是否工作，进而判断水泵是否运行，并在所述微控制 器的控制下，使长期不运行的水泵定期短时运行，防止锈死。
图1为本实用新型的电路框图2为本实用新型的安装结构示意图3为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
如图1中所示，本实用新型包括依次连接的四个采样电极、整流 电路、比较电路、信号驱动电路、微控制器、水泵驱动电路和水泵， 所述采样电极采集的水位信号通过所述采样信号处理单元进行处理 后输入到微控制器，由所述微处理器输出相应的控制信号控制所述水 泵驱动电路驱动水泵运转，如图2中所示，所述采样电极包括一个公 共端1和三个水位检测端2、 3、 4，所述公共端1低于各水位检测端 的位置，位于水池的底部，三个水位检测端分别处于不同的高度，用 于检测不同的水位。两个水泵M1、 M2也设置在水池的底部。
如图3中所示，工频交流电源由L、 N端输入后连接一个变压器 Tl的原边，所述水位电极中公共端1连接到所述变压器T1的副边线 圈，输出12V交流电。所述变压器T1的另两个副边线圈的输出各自 经过整流和滤波后，分别输出+24V直流和+5V直流电，所述+5V输 出经过稳压器U3稳压后，给微控制器Ul提供工作电源。
所述水位电极中的三个水位检测端中，2端为低水位端、3端为 高水位端，2、 3端接收到的信号都通过整流桥Bl整流和电容Cll 滤波后输入到比较器U2的一个输入端，4端为超高水位端，4端经 过二极管D6整流后输入到比较器U2的另一输入端，比较器U2的
上述两个输入信号分别与两个基准电压信号比较后，输出两个比较结 果分别经三极管Q3/Q4驱动和光电耦合器U4/U5耦合后输入给所述 微控制器U1的两个控制端RC0/RC1端。
当水池中的积水到达水位检测端电极所在水位时，如水位达到3 端，由于水的导电性，3端获得与1端相同的12V交流电，经整流桥 Bl将交流电整成直流电压，再通过比较器U2比较、驱动光电耦合器 U4，从而把液位信号送到微控制器Ul的输入口，由所述微控制器 Ul控制水泵运转，实现排水。当水位降到低于2端时，2端断开与1 端的导电连接，所述微控制器U1接收到1端的液位信号，并控制所 述水泵停运，排水过程停止。而当水位达到4端的超高水位时，所述 微控制器Ul接收到4端的液位信号，并控制所述两台水泵同时运转， 快速排出池中积水。
所述微控制器Ul根据所述比较器U2发出的信号，判断启动或 停止所述水泵，并发出两路控制信号，分别控制两个水泵的工作，所 述控制信号分别经光电耦合器U6/U7耦合后各自连接到三极管 Ql/Q2的基极，经所述三极管分别驱动继电器Z1/Z2线圈，从而控制 相应的继电器触点动作，使得与所述继电器Zl/Z2触点对应相连的水 泵M1/M2启动工作。
所述运行检测电路用于检测水泵中电机线圈上流过的电流，两路 运行检测电路结构相同，以与所述水泵M1相连的运行检测电路为例，
在所述水泵M1中设置电流互感器，所述电流互感器采集到的信号有 端子9、 IO端输入，经二极管D3和电容C9后，将检测到的交流电 流信号整流成直流电压信号，输入到微控制器U1的控制端RA3端， 同理，设置在所速水泵M2中的电流互感器采集的信号经端子11、 12 端输入，通过二极管D4和电容C10后，将整流后的直流电压信号输 入到所述微控制器U2的RA5端。所述微控制器在接收到上述检测信 号后，与额定值进行比较，通过控制所述水泵驱动电路，将工作电流 超过额定值、即过载运行的对应水泵切断，同时如果排水作业尚未完 成，则控制另一台水泵启动运转。
所述停运运行检测电路包括设置在所述接触器Z1、 Z2中的常开 触点5-6端和7-8端，所述每对常开触点的两端分别连接在+5V电源 和微控制器U1的信号输入端，当所述微控制器U1通过自动巡检， 检测到其中的任一常开触点长期没有动作，即由于水池长期没有积 水，水泵长期不运行，因此会导致水泵锈死，可通过微控制器控制水 泵定期短时起泵，以免水泵锈死。
此外，还可通过所述微控制器控制两水泵自动轮换使用，避免两 水泵磨损不均衡导致的影响整个设备的寿命。所述微控制器可以为单 片机、可编程控制器(PLC)、嵌入式控制器(MCU)等。
以上对本实用新型所提供的智能液位控制器进行了详细介绍，本 文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以 上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想； 同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体 实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不 应理解为对本实用新型的限制。
权利要求1.一种智能液位控制器，其特征在于包括至少两个采样电极、采样信号处理单元、微控制器、水泵驱动电路和水泵，所述采样电极采集的水位信号通过所述采样信号处理单元进行处理后输入到微控制器，由所述微处理器输出相应的控制信号控制所述水泵驱动电路驱动水泵运转，所述采样电极包括一个公共端和至少一个水位检测端，所述水位检测端的位置高于公共端位置。
2. 根据权利要求1所述的智能液位控制器，其特征在于还包括 一个停运运行检测电路，用于检测水泵驱动电路是否出于工作状态， 并发送给所述微控制器。
3. 根据权利要求1所述的智能液位控制器，其特征在于还包括 一个运行检测电路，用于检测水泵的运行状态，发送给所述微控制器。
4. 根据权利要求1所述的智能液位控制器，其特征在于所述公 共端通有交流电，多个水位检测端分别设置在不同的高度位置。
5. 根据权利要求2所述的智能液位控制器，其特征在于所述停 运运行检测电路包括设置在所述水泵驱动电路中接触器的常开触点，所述常开触点的两端分别连接在+5V电源和微控制器的信号输入端。
6. 根据权利要求3所述的智能液位控制器，其特征在于所述运行检测电路包括设置在水泵中的电流互感器，所述电流互感器的输出 依次经过二极管和电容的整流后输入到所述微控制器中。
7. 根据权利要求1 6中任一项所述的智能液位控制器，其特征在于所述采样信号处理单元包括顺次连接的整流电路、比较电路和 信号驱动电路。
8. 根据权利要求1 6中任一项所述的智能液位控制器，其特征 在于所述水泵驱动电路包括由三极管驱动的接触器，所述三极管的 基极接收由所述微控制器发出的控制信号，集电极与所述接触器线圈 相连，所述接触器的常开触点连接在电源与水泵之间。
9. 根据权利要求1 6中任一项所述的智能液位控制器，其特征 在于所述水泵为两个，分别通过两路水泵驱动电路驱动。
专利摘要本实用新型涉及一种排水系统中的液位控制装置，特别是一种智能液位控制器，包括至少两个采样电极、采样信号处理单元、微控制器、水泵驱动电路和水泵，在水淹没水位检测端时，与公共端导通，产生能够表征水位的采样信号，所述采样电极采集的水位信号通过所述采样信号处理单元进行处理后输入到微控制器，由所述微处理器输出相应的控制信号控制所述水泵驱动电路驱动水泵运转，从而能够精确地判断水位并控制水泵的启动运行，实现及时有效的排水。所述采样电极包括一个公共端和至少一个水位检测端，所述水位检测端的位置高于公共端位置。
文档编号G05D9/12GK201066453SQ20072014322
公开日2008年5月28日 申请日期2007年4月13日 优先权日2007年4月13日
发明者谢承鸿 申请人:谢承鸿