CN104950931A - 水箱液位监测装置 - Google Patents

Abstract

一种水箱液位监测装置，包括第一电极、第二电极、第三电极、第四电极、第一控制单元、第二控制单元、第一开关单元、第二开关单元、蜂鸣器、第一继电器以及第二继电器，所述第一电极和所述第二电极相互绝缘且固定在储水装置内部的第一预设高度处，所述第三电极和所述第四电极相互绝缘且固定在储水装置内部的第二预设高度处，所述第一预设高度高于所述第二预设高度。本发明提供的水箱液位监测装置降低了水位检测的成本。

Description

水箱液位监测装置

技术领域

本发明涉及液位检测技术领域，特别涉及一种水箱液位监测装置。

背景技术

水位检测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测量。随着计算机技术和现代通信技术的迅速发展，水位报警装置已经从普通型发展到智能化，而且水位报警装置的功能日益趋向于完善。水位报警装置是近年来开发的一项新技术，它是传感器、硬件、软件等几项技术紧密结合的产物，它的作用是观测和控制容器内的介质多少量，通过液面的高度来掌握体积的多少，从而达到防止超装和掌握存液数量的目的，可用于很多地方进行工业控制。对水位报警装置进行研究，有利于满足人们日益增长的物质需求，通过将科学技术应用到水位控制上从而使得人们真正体会到科技的发展给自己的现实生活所带来的方便和舒适。

现有的水位报警装置通常由探测器、信号传输部分和报警控制器构成，由探测器将水位信息变成电子信号并向外传送，通过无线传输将探测器与无线发射器相接，一旦发生警情，将向空中发出无线电信号。无线接收机收到信号产生报警，通知人员进行处理。然而，现有的水位报警装置其系统构成复杂，成本较高。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种低成本的水箱液位监测装置，在水位过高或者水位过低的情况下发出警报，防止储水装置出现满水后者水尽的状况。

为解决上述问题，本发明提供一种水箱液位监测装置，包括第一电极、第二电极、第三电极、第四电极、第一控制单元、第二控制单元、第一开关单元、第二开关单元、蜂鸣器、第一继电器以及第二继电器；所述第一电极和所述第二电极相互绝缘且固定在储水装置内部的第一预设高度处，所述第三电极和所述第四电极相互绝缘且固定在储水装置内部的第二预设高度处，所述第一预设高度高于所述第二预设高度；所述第一电极连接所述第一控制单元的输入端，所述第二电极连接电源端并通过所述第一继电器的线圈连接所述第一开关单元的第一端、通过所述第一继电器的常开触点连接所述蜂鸣器的一端，所述第三电极连接所述第二控制单元的输入端，所述第四电极连接所述电源端并通过所述第二继电器的线圈连接所述第二开关单元的第一端、通过所述第二继电器的常闭触点连接所述蜂鸣器的一端；所述第一开关单元的第二端连接所述蜂鸣器的另一端并接地，所述第一开关单元的控制端连接所述第一控制单元的输出端，所述第一控制单元适于在水位超过所述第一预设高度时控制所述第一开关单元的第一端和所述第一开关单元的第二端导通，否则控制所述第一开关单元的第一端和所述第一开关单元的第二端断开；所述第二开关单元的第二端连接所述蜂鸣器的另一端并接地，所述第二开关单元的控制端连接所述第二控制单元的输出端，所述第二控制单元适于在水位低于所述第二预设高度时控制所述第二开关单元的第一端和所述第二开关单元的第二端断开，否则控制所述第二开关单元的第一端和所述第二开关单元的第二端导通。

当水位超过所述第一预设高度时，水的导电作用使所述第一电极和所述第二电极导通，触发所述第一控制单元控制所述第一开关单元的第一端和所述第一开关单元的第二端导通，从而有电流流过所述第一继电器的线圈，使所述第一继电器的常开触点闭合，产生流过所述蜂鸣器的电流使所述蜂鸣器发声报警；当水位低于所述第二预设高度时，所述第三电极和所述第四电极相互绝缘，触发所述第二控制单元控制所述第二开关单元的第一端和所述第二开关单元的第二端断开，从而无电流流过所述第二继电器的线圈，使所述第二继电器的常闭触点闭合，产生流过所述蜂鸣器的电流使所述蜂鸣器发声报警。本发明提供的水箱液位监测装置采用简易的结构实现了水位检测，降低了水位检测的成本。

可选的，所述第一开关单元包括第一电阻和第一NMOS管；所述第一电阻的一端作为所述第一开关单元的第一端，所述第一电阻的另一端连接所述第一NMOS管的漏极，所述第一NMOS管的源极作为所述第一开关单元的第二端，所述第一NMOS管的栅极作为所述第一开关单元的控制端。由于MOS管具有较小的导通电阻，其导通时的损耗很小，减小了整个水箱液位监测装置的功耗，也提高了其自身的使用寿命。

可选的，所述第一控制单元为分压电路。

可选的，所述第一控制单元包括第二电阻和第三电阻；所述第二电阻的一端作为所述第一控制单元的输入端，所述第二电阻的另一端连接所述第三电阻的一端并作为所述第一控制单元的输出端，所述第三电阻的另一端接地。

可选的，所述第二开关单元包括第四电阻和第二NMOS管；所述第四电阻的一端作为所述第二开关单元的第一端，所述第四电阻的另一端连接所述第二NMOS管的漏极，所述第二NMOS管的源极作为所述第二开关单元的第二端，所述第二NMOS管的栅极作为所述第二开关单元的控制端。由于MOS管具有较小的导通电阻，其导通时的损耗很小，减小了整个水箱液位监测装置的功耗，也提高了其自身的使用寿命。

可选的，所述第二控制单元为分压电路。

可选的，所述第二控制单元包括第五电阻和第六电阻；所述第五电阻的一端作为所述第二控制单元的输入端，所述第五电阻的另一端连接所述第六电阻的一端并作为所述第二控制单元的输出端，所述第六电阻的另一端接地。

可选的，所述水箱液位监测装置还包括供电单元；所述供电单元连接所述电源端，适于提供电源电压。

可选的，所述供电单元包括太阳能板和蓄电池；所述太阳能板连接所述电源端和所述蓄电池，适于将太阳能转换为电能以对所述蓄电池充电；所述蓄电池适于提供所述电源电压。采用所述太阳能板和所述蓄电池供电，能够避免频繁地更换电池。

可选的，所述供电单元包括整流电路和储能电容；所述整流电路的输入端适于输入交流电压，所述整流电路的输出端连接所述储能电容的一端和所述电源端，所述储能电容的另一端接地。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的水箱液位监测装置，通过设置在储水装置内部的第一电极和第二电极检测高水位，在水位超过第一预设高度时所述第一电极和所述第二电极导通，使第一继电器的常开触点闭合，产生流过蜂鸣器的电流，从而发生报警；通过设置在储水装置内部的第三电极和第四电极检测低水位，在水位低于第二预设高度时所述第三电极和所述第四电极绝缘，使第二继电器的常闭触点闭合，产生流过蜂鸣器的电流，从而发生报警。本发明提供的水箱液位监测装置采用简易的结构实现了水位检测，降低了水位检测的成本。

附图说明

图1是本发明一种实施例的水箱液位监测装置的结构示意图；

图2是本发明另一种实施例的水箱液位监测装置的结构示意图。

具体实施方式

图1是本发明一种实施例的水箱液位监测装置的结构示意图，所述水箱液位监测装置包括第一电极E1、第二电极E2、第三电极E3、第四电极E4、第一控制单元12、第二控制单元15、第一开关单元13、第二开关单元16、蜂鸣器14、第一继电器17以及第二继电器18。

具体地，所述第一电极E1和所述第二电极E2相互绝缘且固定在储水装置11内部的第一预设高度处，所述第三电极E3和所述第四电极E4相互绝缘且固定在储水装置内部的第二预设高度处，所述第一预设高度高于所述第二预设高度。在本实施例中，所述储水装置11为水箱，所述第一电极E1、所述第二电极E2、所述第三电极E3以及所述第四电极E4可以为任何可以导电的金属片。所述第一预设高度和所述第二预设高度可根据实际需求进行设置，本发明对此不作限定。

所述第一电极E1连接所述第一控制单元12的输入端，所述第二电极E2连接电源端VDD并通过所述第一继电器17的线圈连接所述第一开关单元13的第一端、通过所述继电器17的常开触点连接所述蜂鸣器14的一端；所述第三电极E3连接所述第二控制单元15的输入端，所述第四电极E4连接所述电源端VDD并通过所述第二继电器18的线圈连接所述第二开关单元16的第一端、通过所述第二继电器18的常闭触点连接所述蜂鸣器14的一端。所述电源端VDD适于接收电源电压。

所述第一开关单元13的第二端连接所述蜂鸣器14的另一端并接地，所述第一开关单元13的控制端连接所述第一控制单元12的输出端，所述第一控制单元12适于在水位超过所述第一预设高度时控制所述开关单元13的第一端和所述开关单元13的第二端导通，在水位未超过所述第一预设高度时控制所述第一开关单元13的第一端和所述第一开关单元13的第二端断开。

所述第二开关单元16的第二端连接所述蜂鸣器14的另一端并接地，所述第二开关单元16的控制端连接所述第二控制单元15的输出端，所述第二控制单元15适于在水位低于所述第二预设高度时控制所述第二开关单元16的第一端和所述第二开关单元16的第二端断开，否则控制所述第二开关单元16的第一端和所述第二开关单元16的第二端导通。

以下对本实施例的水箱液位监测装置的工作原理进行说明：

当水位超过所述第一预设高度时，水的导电作用使所述第一电极E1和所述第二电极E2导通，电源电压通过所述第一电极E1和所述第二电极E2传输至所述第一控制单元12，触发所述第一控制单元12控制所述第一开关单元13的第一端和所述第一开关单元13的第二端导通，从而有电流流过所述第一继电器17的线圈，使所述第一继电器17的常开触点闭合，产生流过所述蜂鸣器14的电流使所述蜂鸣器14发声报警，提醒工作人员采取相应地措施进行处理。

当水位未超过所述第一预设高度且不低于所述第二预设高度时，所述第一电极E1和所述第二电极E2相互绝缘，电源电压无法传输至所述第一控制单元12，所述第一控制单元12控制所述第一开关单元13的第一端和所述第一开关单元13的第二端断开，所述第一继电器17的线圈无法形成通路，因而所述第一继电器17的常开触点断开；另一方面，水的导电作用使所述第三电极E3和所述第四电极E4导通，电源电压通过所述第三电极E3和所述第四电极E4传输至所述第二控制单元15，所述第二控制单元15控制所述第二开关单元16的第一端和所述第二开关单元16的第二端导通，从而有电流流过所述第二继电器18的线圈，使所述第二继电器18的常闭触点断开。因此，所述蜂鸣器14不工作。

当水位低于所述第二预设高度时，所述第三电极E3和所述第四电极E4相互绝缘，电源电压无法通过所述第三电极E3和所述第四电极E4传输至所述第二控制单元15，触发所述第二控制单元15控制所述第二开关单元16的第一端和所述第二开关单元16的第二端断开，从而无电流流过所述第二继电器18的线圈，使所述第二继电器18的常闭触点闭合，产生流过所述蜂鸣器14的电流使所述蜂鸣器14发声报警，提醒工作人员采取相应地措施进行处理。

本实施例的水箱液位监测装置电路结构简单、性能可靠、易于实现，降低了水位检测的成本。下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

图2是本发明另一种实施例的水箱液位监测装置的结构示意图。与图1对应的实施例相比，本实施例提供第一开关单元13、第一控制单元12、第二开关单元16以及第二控制单元15的一种具体结构。所述第一开关单元13包括第一电阻R1和第一NMOS管Q1，所述第二开关单元16包括第四电阻R4和第二NMOS管Q2。

具体地，所述第一电阻R1的一端作为所述第一开关单元13的第一端，所述第一电阻R1的另一端连接所述第一NMOS管Q1的漏极，所述第一NMOS管Q1的源极作为所述第一开关单元13的第二端，所述第一NMOS管Q1的栅极作为所述第一开关单元13的控制端。所述第四电阻R4的一端作为所述第二开关单元16的第一端，所述第四电阻R4的另一端连接所述第二NMOS管Q2的漏极，所述第二NMOS管Q2的源极作为所述第二开关单元16的第二端，所述第二NMOS管Q2的栅极作为所述第二开关单元16的控制端。

本实施例采用MOS管实现所述第一开关单元13和所述第二开关单元16的开关功能，由于MOS管具有较小的导通电阻，其导通时的损耗很小，减小了整个水箱液位监测装置的功耗，也提高了其自身的使用寿命。相应地，所述第一控制单元12和所述第二控制单元15可以为分压电路。进一步，所述第一控制单元12包括第二电阻R2和第三电阻R3，所述第二电阻R2的一端作为所述第一控制单元12的输入端，所述第二电阻R2的另一端连接所述第三电阻R3的一端并作为所述第一控制单元12的输出端，所述第三电阻R3的另一端接地。所述第二控制单元15包括第五电阻R5和第六电阻R6，所述第五电阻R5的一端作为所述第二控制单元15的输入端，所述第五电阻R5的另一端连接所述第六电阻R6的一端并作为所述第二控制单元15的输出端，所述第六电阻R6的另一端接地。

需要说明的是，所述电源端VDD接收的电源电压可以由水箱液位监测装置外部的供电装置提供，也可以在水箱液位监测装置内部设置供电单元。若在水箱液位监测装置内部设置供电单元，所述供电单元连接所述电源端VDD，其可以为一次性电池，也可以包括整流电路和储能电容。所述整流电路的输入端适于输入交流电压，所述整流电路的输出端连接所述储能电容的一端和所述电源端VDD，所述储能电容的另一端接地。

所述供电单元还可以包括太阳能板和蓄电池。具体地，所述太阳能板连接电源端VDD和所述蓄电池，适于将太阳能转换为电能以对所述蓄电池充电；所述蓄电池适于提供所述电源电压。本实施例的供电单元将太阳能转换为电能进行供电，适用于户外的储水装置，可避免频繁地更换电池。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水箱液位监测装置，其特征在于，包括第一电极、第二电极、第三电极、第四电极、第一控制单元、第二控制单元、第一开关单元、第二开关单元、蜂鸣器、第一继电器以及第二继电器；

所述第一电极和所述第二电极相互绝缘且固定在储水装置内部的第一预设高度处，所述第三电极和所述第四电极相互绝缘且固定在储水装置内部的第二预设高度处，所述第一预设高度高于所述第二预设高度；

所述第一电极连接所述第一控制单元的输入端，所述第二电极连接电源端并通过所述第一继电器的线圈连接所述第一开关单元的第一端、通过所述第一继电器的常开触点连接所述蜂鸣器的一端，所述第三电极连接所述第二控制单元的输入端，所述第四电极连接所述电源端并通过所述第二继电器的线圈连接所述第二开关单元的第一端、通过所述第二继电器的常闭触点连接所述蜂鸣器的一端；

所述第一开关单元的第二端连接所述蜂鸣器的另一端并接地，所述第一开关单元的控制端连接所述第一控制单元的输出端，所述第一控制单元适于在水位超过所述第一预设高度时控制所述第一开关单元的第一端和所述第一开关单元的第二端导通，否则控制所述第一开关单元的第一端和所述第一开关单元的第二端断开；

所述第二开关单元的第二端连接所述蜂鸣器的另一端并接地，所述第二开关单元的控制端连接所述第二控制单元的输出端，所述第二控制单元适于在水位低于所述第二预设高度时控制所述第二开关单元的第一端和所述第二开关单元的第二端断开，否则控制所述第二开关单元的第一端和所述第二开关单元的第二端导通。

2.根据权利要求1所述的水箱液位监测装置，其特征在于，所述第一开关单元包括第一电阻和第一NMOS管；

所述第一电阻的一端作为所述第一开关单元的第一端，所述第一电阻的另一端连接所述第一NMOS管的漏极，所述第一NMOS管的源极作为所述第一开关单元的第二端，所述第一NMOS管的栅极作为所述第一开关单元的控制端。

3.根据权利要求2所述的水箱液位监测装置，其特征在于，所述第一控制单元为分压电路。

4.根据权利要求3所述的水箱液位监测装置，其特征在于，所述第一控制单元包括第二电阻和第三电阻；

所述第二电阻的一端作为所述第一控制单元的输入端，所述第二电阻的另一端连接所述第三电阻的一端并作为所述第一控制单元的输出端，所述第三电阻的另一端接地。

5.根据权利要求1所述的水箱液位监测装置，其特征在于，所述第二开关单元包括第四电阻和第二NMOS管；

所述第四电阻的一端作为所述第二开关单元的第一端，所述第四电阻的另一端连接所述第二NMOS管的漏极，所述第二NMOS管的源极作为所述第二开关单元的第二端，所述第二NMOS管的栅极作为所述第二开关单元的控制端。

6.根据权利要求5所述的水箱液位监测装置，其特征在于，所述第二控制单元为分压电路。

7.根据权利要求6所述的水箱液位监测装置，其特征在于，所述第二控制单元包括第五电阻和第六电阻；

所述第五电阻的一端作为所述第二控制单元的输入端，所述第五电阻的另一端连接所述第六电阻的一端并作为所述第二控制单元的输出端，所述第六电阻的另一端接地。

8.根据权利要求1至7任一项所述的水箱液位监测装置，其特征在于，还包括供电单元；

所述供电单元连接所述电源端，适于提供电源电压。

9.根据权利要求8所述的水箱液位监测装置，其特征在于，所述供电单元包括太阳能板和蓄电池；

所述太阳能板连接所述电源端和所述蓄电池，适于将太阳能转换为电能以对所述蓄电池充电；

所述蓄电池适于提供所述电源电压。

10.根据权利要求8所述的水箱液位监测装置，其特征在于，所述供电单元包括整流电路和储能电容；

所述整流电路的输入端适于输入交流电压，所述整流电路的输出端连接所述储能电容的一端和所述电源端，所述储能电容的另一端接地。