专利名称：水位自控器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于水位自动控制装置，用于对水塔、水箱、水井等进行水位控制。
现有的电子液位控制器，利用水的弱导电性，借助于水塔等积水器中的耐蚀探极，检测水位差信号，经逻辑判定电路处理并通过执行机构控制电泵启闭，达到控制水位的目的。如中国实用新型专利“水塔自动控制器”(88211338)，《实用电子文摘》刊号CN51-1299/TN,97年5期77页所载“多功能液位控制电路”。但是，它们均投有可靠的功率因数补偿电路，以及电源过流、过压、过热、高次谐波损坏的抗干扰措施，检修也不方便。
本实用新型的目的在于提供一种改进的水位自控器，它具有功耗小，安全性好的特点。进而还可以有抗电源波动损坏、检修方便的优点。
本实用新型的水位自控器，它有高、低水位探极及公共探极，逻辑判定电路，电泵开关电路和电源，其特征在于逻辑判定电路由一片CMOS的4个与门与其外围器件组成，与门N1、N2与其外围的电阻、电容，二极管组成R-S触发器，N3、N4之间按有RC延时电路。
如上述的水位自控器，其特征在于电源输入线圈并接有输入电源过压保护压敏电阻RV，变压器Tr外侧贴有过热温度保险，电源次级串有短路保险FU4，阻流电阻R9，及输入处理级输出端退耦电容C1、C2。
如上述的水位自控器，其特征在于电源、逻辑控制电路装入插盒内，电泵开关电路引线和探极引线接入插座。
如上述的水位自控器，其特征在于N2构成触发器输入端与地线间接有一个自检按钮。
如上述的水位自控器，其特征在于水井低位探极工作电流小于5微安，其余探极工作电流小于7微安。
本实用新型电路优化，仅用一片中规模CMOS集成块，加以延时启停电路，可以使之就地电容功率因数补偿安全实施，因而功耗小，抗干扰性强，又设有各种保护器件和模块化接插及自检电路等方便维护的措施，具有很强的实用性和可靠性。
图1，是本实用新型的实施例结构示意图，其中，1自控器电路盒，2水塔，3水井，M水泵，K继电器开关。
图2，是图1中自控器电路盒1的外形图。其中，4插盒，5插座。
图3，是图1的电原理图。
图4，是图1的电原理框图。其中，M1电源及保护电路，M2状态显示电路，M3自检电路，M4输入处理级，M5综合处理级，M6延时控制电路，M7输出级电路。
以下结合附图，说明本实用新型的实施例。
如图1所示，本实用新型对水塔、水井分设高、低水位探级HH、HL、LH、LL及一公共探级COM，两个高水位电极HH、LH分别对应于水塔、水井高水位，两个低水位电极HL、LL分别对应于水塔、水井低水位，后者即水井最低水位检测级，作用当水井水位过低时，禁止抽水，待水井水位恢复至高水位时方允抽水，防止水泵空抽损坏。
公共电极COM为低电平，它分别置于水塔、水井的底部，当水位涨至某水位检测电极时，就分别将其与公共电极相通，被接通的电极就为低电平。
本水位自控器采用成本低、功耗低、电压工作范围大的CMOS集成电路，由4个与门组成，其中N1、N2与门输入极经隔离二极管与上述高、低水位电极相连，公共极COM端同时也是保护接地端。
如图3所示，其中HH、HL分别为水塔高、低水位，LH、LL分别为水井的高、低水位，O1为N1与门输出、O2为N2与门反相输出，O3为N3与门处理输出，O4为N4与门延时启停输出，VD4、VD2、VD3分别为水塔水位状态、水井水位状态、延时输出指示二极管。RV为压敏电阻，用于输入电源过压保护，FU1为输出过载保护，FU2为超小型一次性温度保险，通过绝缘导热材料贴于Tr变压器侧，FU3同FU2仅用于380伏供电自控器。FU4为次级短路保护保险，由于增加了限流电阻R9，既使其负载电路短路亦不致于Tr过载损坏。N1与门与其外围构成一RS触发器，当水塔缺水时，HL、HH不与COM导通均为高电平，输出O1为高电平，点燃VD4水塔水位状态灯，并经VD11反馈至N1输入端，N1输出锁存，直至水塔水位至HH端时VD6输入低电平，将N1复位输出为低电平，VD4熄灭，N1保持输出O1低电平，直至水塔缺水重新置位，如此反复。C6用于初加电时水塔水位在HL、HH间时自动复位禁止抽水。
N2与门与外围电路构成一R·S触发器。当水井缺水时、LL、LH均不与COM导通，N2输出经NT1反相输出O2为低电平，综合处理N3输出O3为低电平，不允许上水。直至水井水位恢复至LH端，LL、LH均与COM导通，N2输出为低电平经VT1反相O2为高电平，N2与外围锁存保持O2高电平，直至水井水位同时低于LL、LH端，方将输出O2置为低电平。当水井水位正常时，N2输出直接驱动水井状态VD2灯发亮，表示水井水位正常。C5为加速电容，自动复位时加快复位时间。
当水塔缺水、水井水位正常时，O1、O2为高电平N3与门输出O3为高电平，经R8、R9、C3延时RC达到N4开启阀值时，N4非门输出O4高电平经VT2驱动继电器KA经接触器启动水泵供水，同时VD3发光灯点燃表示延时输出状态。当水塔水满或水井缺水时N3与门输出为低电平，C3上电荷经VD12、R8、N3输出端泄放，当C3端电压降至N4关门阀值时，N4输出O4为低电平，VT2截止KA释放停止上水，同时VD3熄灭表示输出停止。
C1、C2与R9等构成抗干扰电路，防止尖峰脉冲的干扰。
Rp为一可变电阻，装于控制器面板上，用于调节延时启动时间。
SB与N2与门构成自检电路，因为控制器外围故障时，水塔水位因为用水会低于HH、HL探级，此时VD4水塔水位状态灯点燃，因此无需设立对水塔电路自检电路。无论水井水位如何，按SB钮，VD2水井状态灯均应点燃；当水井水位在LL、LH探级间时，按SB钮等同于水井水位恢复自动复位。因此，SB与本电路相应部分基本完成了电路自检功能。
图3电路中N1、N2、N3、N4为4与门CD4081集成电路，VD6-11建议采用IAK10锗开关二极管，R9为29欧电阻，C5为0.33μ/V涤纶电容，KA采用超小型继电器，将如附图3所示电路制于一70×80mm单面板上，找一J514A/P时间继电器塑壳上、下面均均匀钻孔便于散热。用一薄铝板作为该自控器面板，实施时注意面板应内部接低电平公共端。本自控器通过选择内部变压器可采用220伏或380伏交流供电，可直接输出驱动2A负载。
使用方法如下分别将水塔的高、低水位与HH、HL接通，将水塔的公共级与COM相通，同理，分别将水井的高、低水位电极和公共极与LH、LL接通，COM端应与PE端接通，将OUT输出端接于水泵控制接触器线圈电路，接通电源即可运行。
权利要求1.水位自控器，它有高、低水位探极及公共探极，逻辑判定电路，电泵开关电路和电源，其特征在于逻辑判定电路由一片CMOS的4个与门与其外围器件组成，与门N1、N2与其外围的电阻、电容，二极管组成R-S触发器，N3、N4之间按有RC延时电路。
2.如权利要求1所述的水位自控器，其特征在于电源输入线圈并接有输入电源过压保护压敏电阻RV，变压器Tr外侧贴有过热温度保险，电源次级串有短路保险FU4，阻流电阻R9，及输入处理级输出端退耦电容C1、C2。
3.如权利要求1所述的水位自控器，其特征在于电源、逻辑控制电路装入插盒内，电泵开关电路引线和探极引线接入插座。
4.如权利要求1、2或3所述的水位自控器，其特征在于N2构成触发器输入端与地线间接有一个自检按钮。
5.如权利要求4所述的水位自控器，其特征在于水井低位探极工作电流小于5微安，其余探极工作电流小于7微安。
专利摘要水位自控器,它有高、低水位探极及公共探极,逻辑判定电路,电泵,电泵开关电路和电源,其特征在于逻辑判定电路由一片CMOS的4个与门与其外围器件组成,与门N1、N2与其外围的电阻、电容,二极管组成R－S触发器,N3、N4之间按有RC延时电路。本实用新型功耗小,安全性好,抗电源波动损坏,检修方便。
文档编号G05D9/00GK2341183SQ9823574
公开日1999年9月29日 申请日期1998年5月13日 优先权日1998年5月13日
发明者郭荣生 申请人:郭荣兵