一种水位控制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种水位控制器，属于水位设备【技术领域】。本实用新型包括水塔水位检测处理模块、水池水位检测处理模块、电源模块、逻辑控制及继电器模块、三相电机控制电路、水塔水位检测电缆、水塔高水位电极、水塔低水位电极、水塔公共电极、水池水位检测电缆、水池高水位电极、水池低水位电极、水池公共电极。本实用新型能实现给水系统中的水泵的自动控制，提高效率、节省水源，结构简单、容易制造、实用性强。
【专利说明】一种水位控制器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种水位控制器，属于水位设备【技术领域】。
【背景技术】
[0002]水位控制器广泛应用于工业锅炉、民用建筑用水池、水塔、水箱，以及石油化工、造纸、食品、污水处理等行业内开口或密闭储罐，地下池槽中各种液体的液位的控制。主要用于排水系统、水池给水系统、和水塔给水系统中。
[0003]在工作方式与原理方面，主要采用水位开关搭配控制器来控制水位。水位开关可分为:电子式水位开关(需加直流电5-24V)、浮球开关和干簧管搭配进行控制。
[0004]电子式水位开关原理是通过电子探头对水位进行检测，再由水位检测专用芯片对检测到的信号进行处理，当被测液体到达动作点时，芯片输出高或低电平信号，再配合控制器，从而实现对液位的控。使用时，在高水位位置和低水位位置各安放一个水位开关，并需要加5-24V直流电，连接电缆线较多，控制距离较长时，成本较高。当水位下降到低水位置以下时，继电器闭合，此时可控制水泵或电磁阀的启动，开始进水；当水上升到达高水位位置时，继电器断开，水泵或电磁阀断电。然后水又到低水位位置，不断往复循环......
[0005]浮球开关的原理:一种是带有磁性小浮球使杆里面的干簧管闭合，从而控制水位，多数应用在清水的水位控制，但易受污物影响，不适用在污水上。另一种是电缆式浮球开关，该装置通过一弹性电线与水泵连接，可用于水塔、水池水位高低的自动控制和缺水保护，允许接的用电器是220V，1A左右，平衡锤或弹性电线的某一固定点到浮筒间的电线长度，决定水位的高低。这种水位开关对于一些要求不太严格的场合适用，有一定耐污能力。但存在这样的问题:浮球易受外界杂物影响其稳定性，特别是纤维状的杂物缠绕而有失误，同一小水箱里不宜使用多个，否则会相缠绕。使用寿命相对短些，而且多数直接接220V，存在一定的安全隐患，存在电线破损而漏电电人的隐患。所以电缆式浮球开关一般有这样的警告:电源线是本装置的完整部分，一经发现电线受损，本装置应被替换，不允许对电线进行修理。
[0006]传统的浮球开关带着一个大的金属(或塑料)球，浸在水中时浮力大，可以控制个水位，比如水满了，浮球因为浮力而上升，带动球阀运动，使阀门关闭，停止进水，当水少了，浮球下降，阀门打开，又再进水，如此循环。这种方式较多应用在煮开水器和卫生间的冲水器上。
【发明内容】
[0007]本实用新型水位控制器使用电极检测水位，而不使用上述的电子式水位开关或浮球开关，使水泵处于自动控制状态，避免上述问题出现。
[0008]本实用新型要解决的技术问题是:本实用新型提供一种水位控制器，通过在储水池、水塔内置入水位检测电极，提取信号处理后对交流接触器进行控制，在水池缺水时或水塔水满时，停止抽水；水池有水同时水箱塔缺水时，自动抽水。
[0009]本实用新型技术方案是:一种水位控制器，包括水塔水位检测处理模块1、水池水位检测处理模块2、电源模块3、逻辑控制及继电器模块4、三相电机控制电路5、水塔水位检测电缆11、水塔高水位电极12、水塔低水位电极13、水塔公共电极14、水池水位检测电缆21、水池高水位电极22、水池低水位电极23、水池公共电极24 ;水塔高水位电极12、水塔低水位电极13、水塔公共电极14均通过水塔水位检测电缆11与水塔水位检测处理模块I连接，水池高水位电极22、水池低水位电极23、水池公共电极24均通过水池水位检测电缆21与水池水位检测处理模块2连接，水塔水位检测处理模块I的输出、水池水位检测处理模块2的输出分别与逻辑控制及继电器模块4中与门的两个输入端连接；逻辑控制及继电器模块4中继电器的常开触点与三相电机控制电路5的Cp C2连接；
[0010]所述水塔水位检测处理模块I包括窗口比较器、RS触发器、防干扰电容器；窗口比较器包括比较器Ul:A、比较器Ul:B、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8 ；RS触发器包括与非门U2: A、与非门U2: B ;防干扰电容器包括电容器C9、电容器 Cll ；
[0011]水塔水位检测处理模块I中的+5V电压经电阻R3、电阻R4分压得到2.5V电压后分别与比较器Ul: A的反相输入端6脚和比较器Ul: B的同相输入端5脚相连，电阻R7、电阻R8接+5V后分别通过水塔高水位电极12、水塔低水位电极13与水的电阻构成分压器，所得电压分别经电阻R5、电阻R6送入比较器Ul:A的同相输入端7脚、比较器Ul:B的反相输入端4脚进行比较，电阻R1、电阻R2分别为比较器Ul:A、比较器Ul: B的上拉电阻分别接在比较器Ul:A的输出端I脚、比较器Ul:B的输出端2脚与+5V之间；电阻R5、电阻R6作为输入保护电阻分别接到比较器U1:A的同相输入端7脚与水塔高水位电极12之间、比较器U1:B的反相输入端4脚与水塔低水位电极13之间；水塔高水位电极12及水塔低水位电极13与水塔公共电极14之间分别接入电容器C9、电容器Cll用于防止干扰；
[0012]所述与非门U2:A的输出端3脚与与非门U2:B的输入端4脚相连接，同时将与非门U2:B的输出端6脚与与非门U2:A的输入端2脚相连接，构成RS触发器，与非门U2:A的I脚及与非门U2:B的5脚作为RS触发器的输入端，与非门U2:A的I脚及与非门U2:B的5脚分别与比较器Ul: A的输出端I脚、比较器Ul:B的输出端2脚相连；
[0013]所述水池水位检测处理模块2包括窗口比较器、RS触发器、防干扰电容器；窗口比较器包括比较器Ul:C、比较器Ul:D、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19 ;RS触发器包括与非门U2:C、与非门U2:D ;防干扰电容器包括电容器C10、电容器C12 ；
[0014]水池水位检测处理模块2中的+5V电压经电阻R14、电阻R15分压得到2.5V电压后分别与比较器Ul: C的反相输入端8脚和比较器Ul: B的同相输入端11脚相连，电阻R18、电阻R19接+5V后分别通过水池高水位电极22、水池低水位电极23与水的电阻构成分压器，所得电压分别经电阻R16、电阻R17送入比较器Ul:C的同相输入端9脚、比较器Ul:D的反相输入端10脚进行比较，电阻R12、电阻R13分别为比较器Ul:C、比较器Ul:D的上拉电阻分别接在比较器Ul: C的输出端14脚、比较器Ul: D的输出端13脚与+5V之间；电阻R16、电阻R17作为输入保护电阻分别接到比较器Ul: C的同相输入端9脚与水池高水位电极22之间、比较器Ul:D的反相输入端10脚与水池低水位电极23之间；水池高水位电极22及水池低水位电极23与水池公共电极24之间分别接入电容器C10、电容器C12用于防止干扰；
[0015]所述与非门U2: C的输出端8脚与与非门U2:D的输入端13脚相连接，同时将与非门U2: D的输出端11脚与与非门U2: C的输入端9脚相连接，构成RS触发器，与非门U2: C的10脚及与非门U2:D的12脚作为RS触发器的输入端，与非门U2:C的10脚及与非门U2:D的12脚分别与比较器Ul:C的输出端14脚、比较器Ul:D的输出端13脚相连；
[0016]电源模块3用于提供+5V电源；
[0017]逻辑控制及继电器模块4电路包括二极管D5、二极管D6、电阻R23、+5V电源组成的与门控制电路、电阻R24、三极管Q1、继电器RLl ;二极管D5及二极管D6的正极与电阻R23的一端相连作为与门的输出，电阻R23的另一端与+5V电源相连；二极管D5、二极管D6负极即与门的两个输入端分别与水塔水位检测处理模块I中的与非门U2:B的输出端6脚、水池水位检测处理模块2中的与非门U2:C的输出端8脚相连，与门控制电路的输出经电阻R24接到三极管Ql的基极上，Ql发射极接地，Ql集电极接继电器RLl线圈的一端，继电器RLl线圈的另一端连接到+5V电源上，继电器RLl线圈的两端并联泄流二极管D8 ；
[0018]三相电机控制电路5包括L1、L2、L3、N三相电、断路器QF、交流接触器KM、过热继电器FR、交流接触器吸合线圈KMl、交流接触器自锁触点KMl — 1、自动分及手动合开关K、手动启动按钮SB1、停止按钮SB2、保险丝FU ;三相电经断路器QF连接到交流接触器KM的主触头上，主触头的出线经过热继电器FR连到电机M ;手动启动按钮SBl与交流接触器自锁触点KMl -1并联后一端与停止按钮SB2、保险丝FU串联后连接到相线L2上，手动启动按钮SBl与交流接触器自锁触点KMl -1并联后另一端与自动分及手动合开关K串联后连接到接线柱C1上；交流接触器吸合线圈KMl与过热继电器FR串联后一端接相线L1、另一端连接到接线柱C1上；接线柱C2连接到手动启动按钮SBl与停止按钮SB2及交流接触器自锁触点KMl -1的连接点上，相线L3和零线N引出交流220V供所述水位控制器使用。
[0019]本实用新型的电路工作原理是:
[0020]在水塔水位检测处理模块(I)中，如图4所示，
[0021]第一，当水位下降低水位电极以下时，高低水位电极的电压均为+5V，这时U1:A的6脚2.5V、7脚5V，故其I脚输出高电平(逻辑1)，而Ul:B的4脚5V、5脚2.5V，故其2脚输出低电平(逻辑0)，此时与非门U2:B的5脚为O (低电平)，故其6脚为I (高电平)，启动电机泵水，同时U2:A的2脚为I (高电平)，之前I脚为I (高电平)所以其3脚为O (低电平)。
[0022]第二，水位上升至高低水位之间，U1:A I脚输出不变，由于电阻R8和水电阻(约小于330ΚΩ)的分压作用使U1:B 4脚的电压拉低至1.43V以下，其2脚输出I (高电平)，而此RS触发器为低电平触发，故其状态不变，继续泵水。
[0023]第三，水位上升至高水位，此时、U1:B 4脚的电压都被拉低至1.43V以下，U1:A I脚输出O (低电平)，U1:B2脚输出I (高电平)，U2:A I脚为O (低电平)，则其3脚输出I (高电平)，U2:A的两个输入端均为I (高电平)，其输出6脚跳为0，停止电机泵水。
[0024]第四，下降至高低水位之间，Ul: A 7脚电压上升至5V，其输出I脚跳为0(低电平)，但由于U2:A 2脚为O (低电平)，则RS触发器状态不变，继续停止电机泵水。
[0025]水塔(箱)水位状态、比较器、RS触发器及水位状态如表I所示。
[0026]表I
[0027]
【权利要求】
1.一种水位控制器，其特征在于:包括水塔水位检测处理模块(I)、水池水位检测处理模块(2)、电源模块(3)、逻辑控制及继电器模块(4)、三相电机控制电路(5)、水塔水位检测电缆(11)、水塔高水位电极(12 )、水塔低水位电极(13 )、水塔公共电极(14 )、水池水位检测电缆(21)、水池高水位电极(22)、水池低水位电极(23)、水池公共电极(24);水塔高水位电极(12 )、水塔低水位电极(13 )、水塔公共电极(14 )均通过水塔水位检测电缆(11)与水塔水位检测处理模块(I)连接，水池高水位电极(22 )、水池低水位电极(23 )、水池公共电极(24)均通过水池水位检测电缆(21)与水池水位检测处理模块(2)连接，水塔水位检测处理模块(O的输出、水池水位检测处理模块(2)的输出分别与逻辑控制及继电器模块(4)中与门的两个输入端连接；逻辑控制及继电器模块(4)中继电器的常开触点与三相电机控制电路(5)的(^、(:2 连接； 所述水塔水位检测处理模块(I)包括窗口比较器、RS触发器、防干扰电容器；窗口比较器包括比较器Ul:A、比较器Ul:B、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8 ;RS触发器包括与非门U2:A、与非门U2:B ;防干扰电容器包括电容器C9、电容器Cll ； 水塔水位检测处理模块(I)中的+5V电压经电阻R3、电阻R4分压得到2.5V电压后分别与比较器Ul: A的反相输入端6脚和比较器Ul:B的同相输入端5脚相连，电阻R7、电阻R8接+5V后分别通过水塔高水位电极(12)、水塔低水位电极(13)与水的电阻构成分压器，所得电压分别经电阻R5、电阻R6送入比较器Ul:A的同相输入端7脚、比较器Ul:B的反相输入端4脚进行比较，电阻R1、电阻R2分别为比较器Ul:A、比较器Ul: B的上拉电阻分别接在比较器U1:A的输出 端I脚、比较器U1:B的输出端2脚与+5V之间；电阻R5、电阻R6作为输入保护电阻分别接到比较器U1:A的同相输入端7脚与水塔高水位电极(12)之间、t匕较器Ul:B的反相输入端4脚与水塔低水位电极(13)之间；水塔高水位电极(12)及水塔低水位电极(13)与水塔公共电极(14)之间分别接入电容器C9、电容器Cll用于防止干扰； 所述与非门U2: A的输出端3脚与与非门U2: B的输入端4脚相连接，同时将与非门U2: B的输出端6脚与与非门U2:A的输入端2脚相连接，构成RS触发器，与非门U2:A的I脚及与非门U2:B的5脚作为RS触发器的输入端，与非门U2:A的I脚及与非门U2:B的5脚分别与比较器Ul: A的输出端I脚、比较器Ul:B的输出端2脚相连； 所述水池水位检测处理模块(2)包括窗口比较器、RS触发器、防干扰电容器；窗口比较器包括比较器Ul:C、比较器Ul:D、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19 ;RS触发器包括与非门U2:C、与非门U2:D ;防干扰电容器包括电容器C1、电容器C12 ； 水池水位检测处理模块(2)中的+5V电压经电阻R14、电阻R15分压得到2.5V电压后分别与比较器U1:C的反相输入端8脚和比较器U1:B的同相输入端11脚相连，电阻R18、电阻R19接+5V后分别通过水池高水位电极(22)、水池低水位电极(23)与水的电阻构成分压器，所得电压分别经电阻R16、电阻R17送入比较器Ul:C的同相输入端9脚、比较器Ul:D的反相输入端10脚进行比较，电阻R12、电阻R13分别为比较器Ul: C、比较器Ul:D的上拉电阻分别接在比较器U1:C的输出端14脚、比较器U1:D的输出端13脚与+5V之间；电阻R16、电阻R17作为输入保护电阻分别接到比较器U1:C的同相输入端9脚与水池高水位电极(22)之间、比较器U1:D的反相输入端10脚与水池低水位电极(23)之间；水池高水位电极(22)及水池低水位电极(23)与水池公共电极(24)之间分别接入电容器C1、电容器C12用于防止干扰； 所述与非门U2:C的输出端8脚与与非门U2:D的输入端13脚相连接，同时将与非门U2:D的输出端11脚与与非门U2:C的输入端9脚相连接，构成RS触发器，与非门U2:C的10脚及与非门U2:D的12脚作为RS触发器的输入端，与非门U2:C的10脚及与非门U2:D的12脚分别与比 较器Ul:C的输出端14脚、比较器Ul:D的输出端13脚相连； 电源模块(3 )用于提供+5V电源； 逻辑控制及继电器模块(4)电路包括二极管D5、二极管D6、电阻R23、+5V电源组成的与门控制电路、电阻R24、三极管Ql、继电器RLl ;二极管D5及二极管D6的正极与电阻R23的一端相连作为与门的输出，电阻R23的另一端与+5V电源相连；二极管D5、二极管D6负极即与门的两个输入端分别与水塔水位检测处理模块(I)中的与非门U2:B的输出端6脚、水池水位检测处理模块(2)中的与非门U2:C的输出端8脚相连，与门控制电路的输出经电阻R24接到三极管Ql的基极上，Ql发射极接地，Ql集电极接继电器RLl线圈的一端，继电器RLl线圈的另一端连接到+5V电源上，继电器RLl线圈的两端并联泄流二极管D8 ； 三相电机控制电路(5)包括L1、L2、L3、N三相电、断路器QF、交流接触器KM、过热继电器FR、交流接触器吸合线圈KM1、交流接触器自锁触点KMl - 1、自动分及手动合开关K、手动启动按钮SB1、停止按钮SB2、保险丝FU ;三相电经断路器QF连接到交流接触器KM的主触头上，主触头的出线经过热继电器FR连到电机M ;手动启动按钮SBl与交流接触器自锁触点KMl -1并联后一端与停止按钮SB2、保险丝FU串联后连接到相线L2上，手动启动按钮SBl与交流接触器自锁触点KMl -1并联后另一端与自动分及手动合开关K串联后连接到接线柱仏上；交流接触器吸合线圈KMl与过热继电器FR串联后一端接相线L1、另一端连接到接线柱C1上；接线柱C2连接到手动启动按钮SBl与停止按钮SB2及交流接触器自锁触点KMl -1的连接点上，相线L3和零线N引出交流220V供所述水位控制器使用。
【文档编号】G05D9/12GK203858517SQ201420242524
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2014年5月13日
【发明者】杨嘉林, 叶哲江 申请人:昆明理工大学