专利名称：水塔自动控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于水位自动控制装置。
水塔自动控制器是一种利用水的导电性，借助安装于水塔、水井、水池等内部的电极探测其水位信号，经逻辑判定电路处理并通过执行机构控制电泵启闭的水位自动控制装置，以达到其水位自动保持在一定的落差范围之内的目的。
浙江省永嘉某厂生产的水塔自动控制器由高位、低位和参考三个电极，水位逻辑判定电路，执行电路组成，高、低水位检测电路系统由电阻器和晶体管组成，控制交流接触器启闭水泵电机。
本实用新型是对上述水塔自动控制器的改进，提出一种功能更强，抗干扰性、安全性和可靠性更好，成本低的水塔自动控制器。
本实用新型各设有两个高水位、低水位检测电极和参考电极，两个参考电极相通，所以实际上共有5个电极。两个高水位电极可以分别对应于水塔和水井高水位，两个低水位电极可以分别对应于水塔和水井低水位，后者即为井下最低水位检测电极，作用是当水井水位过低时，停止抽水，待水位超过一定高度时才允许抽水，以避免电泵频繁启闭，并保证水质含泥沙较少。
参考电极为高电位，它分别置于水塔、水井的底部，当水位涨到某水位检测电极时，就分别将其与参考电极相通，被接通的电极就成为高电位。
水位逻辑判定电路采用功能强、抗干扰性好、成本低的CMOS集成电路，由4个与非门和4个非门组成，其输入端分别为上述6个电极，输出端为逻辑判定输出。
显然，根据上述水位逻辑判定电路可以完成水塔、水井的高、低水位与电泵工作状态的正常逻辑关系，如表所示，其中A、B分别为水塔高、低水位，H、L分别为水井高、低水位，O′为目前输出状态，O为逻辑组合后输出状态。当A为1时，输出O必为0。先将B、H、L、O′四个因素进行逻辑化简，经卡诺图化简得到O″＝L(HB＋O)其中O″表示不包含A因素的输出函数，若考虑A的因素，则有O＝A·L·(HB＋O)＝A·L·
由此可见，此逻辑式与上述水位逻辑判定电路是吻合的。
水位逻辑判定电路的每个逻辑输入端如果加上抗干扰保护电路，例如由二极管、电阻和电容组成，那末将明显地提高电路的可靠性和安全性。
本控制器的执行机构由电阻、晶体管和继电器等组成。继电器用一个单触点继电器，其触点设在执行机构中，其触点不参与逻辑运算，即逻辑判定电路中不设置任何机械触点或继电器触点，因而减少了故障几率，提高了可靠性。
与已有的水塔自动控制器比较，本实用新型的功能强，既可对水塔、水井或水池进行综合管理，也可仅对水塔或水井或水池进行控制，若仅用于控制水塔，则可将H、L、R短路；若仅用于控制水井，则可将A、B、R开路。本装置的水位逻辑判定电路采用CMOS集成电路，并将所有非法逻辑组合状态即在一般情况下不会出现或不允许出现的状态的相应输出设定为0，电泵停转，有效地防止装置误动作，提高了抗干扰能力。本装置的执行机构简单，仅用了一个单触点继电器，可以直接带动2A，380V以下的负载或通过交流接触器控制电泵，并且继电器触点不参与逻辑运算，所以提高了可靠性、本装置各输入电极电压较低，输入端电流较小，并且设有保护电路，因此安全性和可靠性好，本装置成本较低。
附图给出本实用新型的实施例。
图1为水塔自动控制器的原理框图。图2为水塔自动控制器的电路原理图。图3为水塔自动控制器的面板图。其中A、B分别为水塔高、低水位检测电极，H、L分别为水井高、低水位检测电极，R为参考电极，0为水位逻辑判定电路输出端，1为水位逻辑判定电路，2为执行机构，3为中间继电器，4为电泵。
图1给出电极、水位逻辑判定电路、执行机构、中间继电器和电泵之间的相互连接关系。图2给出高、低水位检测电极、参考电极与水位逻辑判定电路的相对关系以及抗干扰保护电路的接法。水位逻辑判定电路采用CMOS集成电路，设有4个与非门CD4011和4个非门CD4069，输入端直接与高、低水位检测电极连接，并加了由二极管(D1～D4)、和阻容元件(R1～R4，C1～C4)组成的抗干扰保护电路。输出端与执行机构连接。执行机构由晶体管Q1、继电器J和阻R5等组成，继电器用单触点继电器，例如型号可选用4088，可直接带动2A、380V以下的负载或通过交流接触器带动电泵。本控制器采用市电220V供电。
使用方法如下分别将水塔的高、低水位与A、B接通，将水塔的参考电极与R接通。同理，分别将水井的高、低水位电极和参考电极与H、L和R接通。将输出继电器的触点串入交流接触器电路中，开启电源，即运行。
权利要求1.水塔自动控制器，由高水位、低水位检测电极和参考电极，水位逻辑判定电路，执行机构组成，其特征是高水位、低水位检测电极和参考电极各为2个，其中有一个是最低水位检测电极，水位逻辑判定电路用CMOS集成电路，用4个与非门和4个非门组成。
2.根据权利要求1所述的控制器，其特征是水位逻辑判定电路的逻辑输入端加有抗干扰保护电路。
3.根据权利要求2所述的控制器，其特征是保护电路由二极管、电阻、电容组成。
4.根据权利要求1所述的控制器，其特征是执行机构所用的继电器为单触点继电器，继电器触点仅设在执行机构中。
专利摘要水塔自动控制器，属于水位自动控制装置。它包括高水位、低水位检测电极和参考电极各2个，水位逻辑判定电路、执行机构。逻辑判定功能全部由CMOS集成电路完成，输入端加有抗干扰保护电路。采用单触点继电器。本装置功能强，可对水塔、水井、水池进行单独或综合管理，防止误动作，可靠性和安全性好，成本低。
文档编号G05D9/00GK2032738SQ88211338
公开日1989年2月15日 申请日期1988年1月8日 优先权日1988年1月8日
发明者徐先 申请人:徐先