专利名称：智能水泵及其电路系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水泵制作领域，尤其是涉及一种能够对水位进行判断并且控制水泵工作的智能水泵及其电路系统。
背景技术：
目前市场的一种智能泵要求水位在1. 5英寸时抽水，抽到0. 25英寸为止。通用的浮子浮球比较重，浮球吃水深度大大超过0.25英寸，所以一般来说浮子不能用。各厂家都推出了一种带电控器的水泵。这种水泵有些缺点，即使没有水，电机每隔一段时间都要转动一次，以此来检测是否可以抽到水。而目前的智能泵有根据电机电流判断是否有水，也有根据转速来判断的，由于水泵抽到水和抽不到水的功率都会随着出水口的高度变化，而且水泵性能都有差异，这个性能差异不能完全被水泵抽到水和抽不到水这两种情况的差异所覆盖，所以造成有部分水泵不能正常工作。电阻式开关是工业传感器里面简单的一种，一般测试导电液体。很多厂家都用直流电来检测液体，但是用过一段时间后电极就电解腐蚀了。后来就改用交流电来检测，实验表明改用交流电后寿命确实可以大大延长，但是他们在设计时大多遇到一个如何取出交流电信号的问题，要保证正负半周取出差不多一样多的电流， 做起来比较繁琐，而且会多一些成本，有时探针由于种种原因不能脱离水面，会导致水泵一直转动，造成异常。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是能够根据水位自动启停的智能水泵及其电路系统。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水泵，外部为机壳， 出线盒盖设于机壳顶部，出线盒盖的上部设有插线头，机壳内设有电路板，电路板的下方设有转子和定子，机壳的下部设有电机前端盖，电机前端盖的下方设有涡壳，涡壳内部设有叶轮，叶轮与转子共用一根转轴，在机壳的一侧设有出水管道，所述的机壳另一侧设有水位感应装置，水位感应装置底部与机壳底部平齐，其上部通过螺钉固定于出线盒盖上。为了准确的能够判断水位，并且更好的根据水位控制水泵的工作，所述的水位感应装置包括探针盒以及探针盒上的感应探针；所述的感应探针通过灌胶安装于探针盒顶部；所述的感应探针包括高水位探针、低水位探针和地探针，它们的长度为高水位探针小于低水位探针小于地探针。为了过滤掉水中的杂质，减少对水泵的损害，所述的涡壳的下方设有过滤网，在机壳安装水位感应装置的下方设有小过滤网。智能水泵的电路系统包括，一个电源电路、一个继电器开关电路、一个MCU电路、 一个高水位探测电路、一个低水位探测电路和一个功率检测电路；继电器开关电路作为电机开关的电路，地探针接地；电源电路对MCU电路和功率检测电路供电；MCU电路对高水位探测电路和低水位探测电路发送脉冲，高水位探测电路和低水位探测电路将探测的水位信息反馈给MCU电路来控制抽水装置的工作，功率检测电路把负载变化传送给MCU电路。所述的高水位探测电路和低水位探测电路中连接探针的支路上设有通脉冲电流隔绝直流电的电容。所述的继电器开关电路采用瞬变二极管保护继电器触点。本实用新型的有益效果是采用了水位感应装置，能够根据水位控制水泵的转动。 利用现在单片机的低价，可以方便灵活设计的优点，实验和经验都说明这种方式电极寿命可以大大延长，而且制作方便，成本较低；降低取出交流电的成本，瞬变二极管替代压敏电阻，瞬变二极管具有反应速度更快，寿命更长的特点，通过功率检测电路检测到水泵抽水功率和MCU单元对水泵抽水特性曲线与模型的比较来判断水泵是否空载。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型水位感应装置的结构示意图；图3是本实用新型的电路连接示意图；图4是本实用新型的电路图。图中1、插线头 2、电路板 3、转轴 4、转子 5、机壳 6、定子 7、电机前端盖 8、涡壳 9、过滤网 10、叶轮 11、小过滤网 12、水位感应装置 13、 出线盒盖 14、出水管道 15、探针盒 16、高水位探针 17、低水位探针 18、地探针 19、继电器开关电路 20、MCU电路 21、地探针 22、电源电路 23、功率检测电路 24、高水位探测电路 25、高水位探针 26、低水位探针 27、低水位探测电路。
具体实施方式
如图1所示一种智能水泵，外部为机壳5，出线盒盖13设于机壳5顶部，出线盒盖 13的上部设有插线头1，机壳5内设有电路板2，电路板2的下方设有转子4和定子6，机壳 5的下部设有电机前端盖7，电机前端盖7的下方设有涡壳8，涡壳8内部设有叶轮10，叶轮 10与转子4共用一根转轴3，在机壳5的一侧设有出水管道14，所述的机壳5另一侧设有水位感应装置12，水位感应装置12底部与机壳5底部平齐，其上部通过螺钉固定于出线盒盖 13上；所述的涡壳8的下方设有过滤网9，在机壳5安装水位感应装置12的下方设有小过滤网11。如图2所示的水位感应装置12包括探针盒15以及探针盒15上的感应探针；所述的感应探针通过灌胶安装于探针盒15顶部；所述的感应探针包括高水位探针16、低水位探针17和地探针18，它们的长度为高水位探针16小于低水位探针17小于地探针18。如图3所示的智能水泵的电路系统包括，一个电源电路22、一个继电器开关电路 19、一个MCU电路20、一个高水位探测电路24、一个低水位探测电路27和一个功率检测电路23 ；继电器开关电路19作为电机开关的电路，地探针21接地；电源电路22对MCU电路 20和功率检测电路23供电；MCU电路20对高水位探测电路M和低水位探测电路27发送脉冲，高水位探测电路M和低水位探测电路27将探测的水位信息反馈给MCU电路20来控制抽水装置的工作，功率检测电路23把负载变化传送给MCU电路20。如图3和图4所示的高水位探测电路M和低水位探测电路27中连接探针的支路上设有通脉冲电流隔绝直流电的电容；所述的继电器开关电路19采用瞬变二极管保护继电器触点。Cll, C14是通脉冲电流，隔绝直流电的，平时Ql，Q2都是饱和的，当要检测液体时， 它们就截止，这样就会有脉冲电压产生。如果探针接触到水，TO运算放大器的正输入端电压就低于负输入的，输出低电平。如果没有接触到水，则相反，输出高电平。这样一来利用高低电平就可以判断有没有水接触到探针上。U2电路是功率检测电路5，它输出脉冲信号，频率正比于有功功率。R6是采样电阻，用的是康铜材料，各项性能较好。U3是光耦，用于高低压隔离，从成本上考虑，测功率的芯片是处于高压部分，为了让单片机计测功芯片的脉冲输出频率，用光耦隔离是常用的方式。D7是瞬变二极管，直接保护着继电器的触点。它的反应速度极快，瞬间可以承受几千瓦的功率而不会损坏。R23，C16象征性的提高一点功率因数。象征性的减少一点冲击。Tl是变压器，环氧灌封的，绝缘性能优异。2.0VA，115V_15V。它在安全性上起着重要作用，不合格的变压器会导致危险的产生。以上仅是具体应用范例，对本保护范围不构成任何限制。凡采用等同替换或等效变换形式的技术方案，均落在本要求保护的范围之内。
权利要求1.一种智能水泵，外部为机壳(5)，出线盒盖(13)设于机壳(5)顶部，出线盒盖(13)的上部设有插线头(1)，机壳(5)内设有电路板(2)，电路板(2)的下方设有转子(4)和定子 (6)，机壳(5)的下部设有电机前端盖(7)，电机前端盖(7)的下方设有涡壳(8)，涡壳(8)内部设有叶轮(10)，叶轮(10)与转子(4)共用一根转轴(3)，在机壳(5)的一侧设有出水管道(14)，其特征是所述的机壳(5)另一侧设有水位感应装置(12)，水位感应装置(12)底部与机壳(5)底部平齐，其上部通过螺钉固定于出线盒盖(13)上。
2.根据权利要求1所述的智能水泵，其特征是所述的水位感应装置(12)包括探针盒(15)以及探针盒(15)上的感应探针。
3.根据权利要求2所述的智能水泵，其特征是所述的感应探针通过灌胶安装于探针盒(15)顶部。
4.根据权利要求2所述的智能水泵，其特征是所述的感应探针包括高水位探针(16)、 低水位探针(17)和地探针(18)，它们的长度为高水位探针(16)小于低水位探针(17)小于地探针(18)。
5.根据权利要求1所述的智能水泵，其特征是所述的涡壳(8)的下方设有过滤网 (9 )，在机壳(5 )安装水位感应装置(12 )的下方设有小过滤网(11)。
6.一种根据权利要求1所述的智能水泵的电路系统，其特征是所述的电路系统包括， 一个电源电路(22)、一个继电器开关电路(19)、一个MCU电路(20)、一个高水位探测电路 (24)、一个低水位探测电路(27)和一个功率检测电路(23);继电器开关电路(19)作为电机开关的电路，地探针(21)接地；电源电路(22)对MCU电路(20)和功率检测电路(23)供电； MCU电路(20)对高水位探测电路(24)和低水位探测电路(27)发送脉冲，高水位探测电路 (24)和低水位探测电路(27)将探测的水位信息反馈给MCU电路(20)来控制抽水装置的工作，功率检测电路(23)把负载变化传送给MCU电路(20)。
7.根据权利要求6所述的智能水泵的电路系统，其特征是所述的高水位探测电路 (24)和低水位探测电路(27)中连接探针的支路上设有通脉冲电流隔绝直流电的电容。
8.根据权利要求6所述的智能水泵的电路系统，其特征是所述的继电器开关电路 (19)采用瞬变二极管保护继电器触点。
专利摘要本实用新型涉及一种智能水泵及其电路系统，外部为机壳，出线盒盖设于机壳顶部，出线盒盖的上部设有插线头，机壳内设有电路板，电路板的下方设有转子和定子，机壳的下部设有电机前端盖，电机前端盖的下方设有涡壳，涡壳内部设有叶轮，叶轮与转子共用一根转轴，在机壳的一侧设有出水管道，所述的机壳另一侧设有水位感应装置，水位感应装置底部与机壳底部平齐，其上部通过螺钉固定于出线盒盖上；电路系统包括，一个电源电路、一个继电器开关电路、一个MCU电路、一个高水位探测电路、一个低水位探测电路和一个功率检测电路。水位感应装置以及控制用的电路系统，能够根据水位控制水泵的转动。
文档编号F04B49/06GK202056041SQ20112014056
公开日2011年11月30日 申请日期2011年5月6日 优先权日2011年5月6日
发明者王晛 申请人:苏州优德通力电气有限公司