CN108107929A - 液位控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液位控制器，包括电源、降压整流电路、采样动作保持电路、执行电路，所述电源的输出端分别连接降压整流电路和采样动作保持电路的输入端，所述降压整流电路的输出端和采样动作保持电路的输出端分别连接执行电路的输入端，所述采样动作保持电路包括多个电极，两个整流电路，两个滤波电路，电流控制型器件，光耦。本发明的液位控制器有供水、排水两种工作模式，且采用光耦来代替继电器的动作保持，且采用变压器进行降压，无触点风险，且有不同输入电压的液位控制器，具备安全、多模式、多电压输入、寿命长、成本低的优势，满足不同用户的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种液位控制装置，尤其涉及一种液位控制器。
背景技术
液位控制器是指通过机械式或电子式的方法来进行高低液位的控制，可以控制电磁阀、水泵等，从而来实现半自动化或者全自动化，方法有多种，根据选用不同的产品而不同。现有主要的液位控制方式有浮子开关控制法和直流控制法以及交流控制法，但这几种方法都存在缺陷，浮子开关控制法的浮子容易受水中粘性水垢影响，造成水位检测的误差；直流控制法的正极会被消耗并释放金属电子，负极会结垢失去导电性；交流控制法容易受到高频信号的干扰，且成本高。
如专利申请号为“201010185808.3”的一篇中国专利文件中，记载了一种自动液位继电器，包括电源，负载，至少一个降压电路，整流电路，滤波稳压电路，执行电路，控制信号获取电路，采样及交流平衡电路，多个电极，容器等组成，多个电极可以预设为表示不同水位高低的电极，其至少包括高水位电极，低水位电极各一个；当所述容器中的水位低于低水位电极时，负载启动；当所述容器中的水位上升时，处于高于低水位电极但仍低于高水位电极时，负载仍保持启动；当所述容器中的水位上升抵达高水位电极时，负载停止；当所述容器中的水位下降时，处于低于高水位电极但仍高于低水位电极时，负载仍保持停止。上述的自动液位继电器通过控制继电器来对容器的液位进行自动控制，但是仍然存在缺陷和不足，其仅有一种供水模式对液位的控制，模式单一；其供电方式只有市政220V的交流电，其降压电路为阻容降压，阻容降压采用了以接地电极作为参考点，若接地不良，会存在触电风险；且采用继电器和电容放电来进行动作保持，成本较高，电器寿命时间较短。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多种模式、多种电压输入、无触电风险、寿命长、成本低的液位控制器。
为了实现以上目的，本发明采用这样一种液位控制器，包括电源、降压整流电路、采样动作保持电路、执行电路，所述电源的输出端分别连接降压整流电路和采样动作保持电路的输入端，所述降压整流电路的输出端和采样动作保持电路的输出端分别连接执行电路的输入端，所述采样动作保持电路包括多个电极，两个整流电路，两个滤波电路，电流控制型器件，所述采样动作保持电路还包括光耦，所述两个整流电路分别为第一整流电路和第二整流电路，所述两个滤波电路分别为第一滤波电路和第二滤波电路，所述多个电极分别连接到整流电路的输入端，第一整流电路的输出端连接到第一滤波电路的输入端，第二整流电路的输出端连接到第二滤波电路的输入端，所述第一滤波电路的输出端连接到电流控制型器件，第二滤波电路的输出端连接到光耦的输出端，光耦的输入端连接到电流控制型器件。
上述通过光耦来保持执行电路的动作，用光耦的优势在于无触点、寿命长、抗干扰能力强，同时也是由于光耦的单相传输特性，输入到光耦的信号经过第二整流电路和第二滤波电路的整流、滤波，电流控制型器件作为对执行电路的控制元件，来通断执行电路。
本发明进一步设置为多个电极包括低位电极、中位电极、高位电极，所述电源包括变压器T1，低位电极连接变压器T1第一副边的一侧，变压器T1第一副边的另一侧连接到第一整流电路的输入端，高位电极连接到第一整流电路的输入端，所述中位电极连接到第二整流电路的输入端，高位电极连接到第二整流电路的输入端。
上述电源部分用变压器来进行降压，使得各个电极间的电压均为隔离后的交流电压，对地不形成回路，无触电风险，提高产品的安全性。
本发明进一步设置为第一整流电路包括二极管D5～D8，第二整流电路包括二极管D13～D16，第一滤波电路包括电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R9，第二滤波电路包括电容C4、电阻R8，电流控制型器件为三极管Q1，所述二极管D5～D8串并联构成整流桥，电容C2的一端连接二极管D6的负极，电容C2的另一端连接二极管D8的正极，电阻R1并联在电容C2两侧，电阻R2的一端连接电阻R1的一端，电阻R2的另一端连接三极管Q1的基极，电阻R9的一端连接电阻R1的另一端，电阻R9的另一端连接三极管Q1的发射极，所述二极管D13～D16串并联构成整流桥，电阻R8的一端连接二极管D16的负极，电阻R8的另一端连接电容C4的一端，电容C4的另一端连接二极管D15的正极，所述电容C4的一端连接到光耦的发射极，电容C4的另一端连接到光耦的集电极，光耦的阳极连接高电平，光耦的阴极连接三极管Q1的集电极，所述三极管Q1的集电极连接到执行电路。
上述电路连接简单，元器件成本低，光耦的单相导通特性实现执行电路的动作保持。
本发明进一步设置为执行电路包括供水开关S1和排水开关S2，所述供水开关S1闭合时，液位控制器会在供水模式下工作，所述排水开关S2闭合时，液位控制器会在排水模式下工作。
上述液位控制器能有排水、供水两种工作模式，增加产品的功能，提高产品的适用范围。
本发明进一步设置为执行电路还包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R7、三极管Q1、三极管Q2、二极管D12、二极管D9、稳压二极管D17、稳压二极管D18、发光二极管D10、发光二极管D11、继电器K1，所述电阻R3和二极管D12串联，电阻R3的一端接高电平，二极管D12的负极接采样动作保持电路的输出端，二极管D12的正极连接到稳压二极管D17的负极，稳压二极管D17的正极连接到三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极分别连接电阻R17的一端、供水开关S1的一端、排水开关S2的一端，所述电阻R17的另一端接高电平，所述排水开关S2的另一端连接三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极接地，所述供水开关S1的另一端连接三极管Q3的集电极，所述继电器K1的一端接高电平，继电器K1的另一端连接三极管Q3的集电极，所述二极管D9和电容C3分别并联在继电器K1两侧，所述电阻R4、二极管D10、电阻R5、发光二极管D11、稳压二极管D18依次串联，电阻R4的一端接高电平，发光二极管D11的负极连接三极管Q3的集电极，稳压二极管D18的正极接地。
上述稳压二极管D17的反向特性来控制继电器K1的通断，并联在继电器K1上二极管D9和电容C3以续电流方式消耗继电器K1线圈断电时产生的高电动势，保护电路中的元件不被损坏。
本发明进一步设置为变压器原边的输入为交流电，变压器原边的匝数有多种。
上述根据变压器匝数的不同，使得液位控制器的输入电压可以为交流24V、36V、110V、220V、380V，让液位控制器有多种电压输入的规格，符合不同客户的需要。
本发明进一步设置为变压器第二副边输出端连接降压整流电路，降压整流电路为执行电路提供直流电压。
上述降压整流电路为执行电路提供稳定的直流电压，提高电路可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例原理方框图。
图2是本发明实施例电路原理图。
图3是本发明实施例采样动作保持电路原理图。
图4是本发明实施例执行电路原理图。
图5是本发明实施例降压整流电路原理图。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明是一种液位控制器，包括电源、降压整流电路、采样动作保持电路、执行电路，所述电源的输出端分别连接降压整流电路和采样动作保持电路的输入端，所述降压整流电路的输出端和采样动作保持电路的输出端分别连接执行电路的输入端，所述采样动作保持电路包括多个电极，两个整流电路，两个滤波电路，电流控制型器件，所述采样动作保持电路还包括光耦，所述两个整流电路分别为第一整流电路和第二整流电路，所述两个滤波电路分别为第一滤波电路和第二滤波电路，所述多个电极分别连接到整流电路的输入端，第一整流电路的输出端连接到第一滤波电路的输入端，第二整流电路的输出端连接到第二滤波电路的输入端，所述第一滤波电路的输出端连接到电流控制型器件，第二滤波电路的输出端连接到光耦的输出端，光耦的输入端连接到电流控制型器件，所述光耦的型号为P181。
如图3所示，多个电极包括低位电极、中位电极、高位电极，所述电源包括变压器T1，低位电极连接变压器T1第一副边的一侧，变压器T1第一副边的另一侧连接到第一整流电路的输入端，高位电极连接到第一整流电路的输入端，所述中位电极连接到第二整流电路的输入端，高位电极连接到第二整流电路的输入端。第一整流电路包括二极管D5～D8，第二整流电路包括二极管D13～D16，第一滤波电路包括电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R9，第二滤波电路包括电容C4、电阻R8，电流控制型器件为三极管Q1，所述二极管D5～D8串并联构成整流桥，电容C2的一端连接二极管D6的负极，电容C2的另一端连接二极管D8的正极，电阻R1并联在电容C2两侧，电阻R2的一端连接电阻R1的一端，电阻R2的另一端连接三极管Q1的基极，电阻R9的一端连接电阻R1的另一端，电阻R9的另一端连接三极管Q1的发射极，所述二极管D13～D16串并联构成整流桥，电阻R8的一端连接二极管D16的负极，电阻R8的另一端连接电容C4的一端，电容C4的另一端连接二极管D15的正极，所述电容C4的一端连接到光耦的发射极，电容C4的另一端连接到光耦的集电极，光耦的阳极连接高电平，光耦的阴极连接三极管Q1的集电极，所述三极管Q1的集电极连接到执行电路。变压器原边的输入为交流电，变压器原边的匝数有多种，对应输入电压为交流24V、36V、110V、220V、380V的液位控制器。
如图4所示，执行电路包括供水开关S1和排水开关S2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R7、三极管Q1、三极管Q2、二极管D12、二极管D9、稳压二极管D17、稳压二极管D18、发光二极管D10、发光二极管D11、继电器K1，所述供水开关S1闭合时，液位控制器会在供水模式下工作，所述排水开关S2闭合时，液位控制器会在排水模式下工作。所述电阻R3和二极管D12串联，电阻R3的一端接高电平，二极管D12的负极接采样动作保持电路的输出端，二极管D12的正极连接到稳压二极管D17的负极，稳压二极管D17的正极连接到三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极分别连接电阻R17的一端、供水开关S1的一端、排水开关S2的一端，所述电阻R17的另一端接高电平，所述排水开关S2的另一端连接三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极接地，所述供水开关S1的另一端连接三极管Q3的集电极，所述继电器K1的一端接高电平，继电器K1的另一端连接三极管Q3的集电极，所述二极管D9和电容C3分别并联在继电器K1两侧，所述电阻R4、二极管D10、电阻R5、发光二极管D11、稳压二极管D18依次串联，电阻R4的一端接高电平，发光二极管D11的负极连接三极管Q3的集电极，稳压二极管D18的正极接地。
如图5所示，变压器第二副边输出端连接降压整流电路，降压整流电路为执行电路提供稳定可靠的直流电压。
根据以上实施例：低位电极、中位电极、高位电极分别设置在容器内，
(一)供水开关S1闭合，排水开关S2断开，液位控制器处于供水模式下：
(1)当容器中的液位低于中位电极时，高位电极和中位电极均未被液体浸没，采样动作保持电路开路，三极管Q1截止，根据稳压二极管D17的反向导通特性，三极管Q2导通，继电器K1吸合，控制外部的水泵工作，向容器内注水。
(2)当容器中的液位上升至中位电极和高位电极之间时，高位电极未被液体浸没，采样动作保持电路开路，三极管Q1截止，根据稳压二极管D17的反向导通特性，三极管Q2导通，继电器K1吸合，控制外部的水泵工作，向容器内注水。
(3)当容器中的液位上升至高位电极时，低位电极、中位电极、高位电极均被液体浸没，采样动作保持电路通路，光耦U1导通，三极管Q1导通，稳压二极管D17的反偏电压不足以将其导通，三极管Q2截止，继电器K1断开，外部水泵停止工作。
(4)当容器中的液位下降至中位电极和高位电极之间时，低位电极、中位电极均被液体浸没，光耦U1导通，采样动作保持电路通路，三极管Q1导通，稳压二极管D17的反偏电压不足以将其导通，三极管Q2截止，继电器K1断开，外部水泵停止工作。当交流电的正半周时，第一副边的一侧(5)→二极管D5→电阻R2→三极管Q1→光耦U1→二极管D15→中位电极→液体→低位电极→第一副边的另一侧(6)；当交流电的负半周时，第一副边的一侧(5)→二极管D7→电阻R1→电阻R2→三极管Q1→光耦U1→二极管D16→中位电极→液体→低位电极→第一副边的另一侧(6)。
(二)供水开关S1断开，排水开关S2闭合，液位控制器处于排水模式下：
(1)当容器中的液位高于高位电极时，低位电极、中位电极、高位电极均被液体浸没，采样动作保持电路通路，光耦U1导通，三极管Q1导通，三极管Q3导通，继电器K1吸合，控制外部的水泵工作，将容器内的水排出。
(2)当容器中的液位下降至中位电极和高位电极之间时，低位电极、中位电极均被液体浸没，光耦U1导通，采样动作保持电路通路，三极管Q1导通，三极管Q3导通，继电器K1吸合，控制外部的水泵工作，将容器内的水排出。当交流电的正半周时，第一副边的一侧(5)→二极管D5→电阻R2→三极管Q1→光耦U1→二极管D15→中位电极→液体→低位电极→第一副边的另一侧(6)；当交流电的负半周时，第一副边的一侧(5)→二极管D7→电阻R1→电阻R2→三极管Q1→光耦U1→二极管D16→中位电极→液体→低位电极→第一副边的另一侧(6)。
(3)当容器中的液位下降至中位电极以下时，高位电极和中位电极均未被液体浸没，采样动作保持电路开路，三极管Q1截止，三极管Q3截止，继电器K1断开，外部水泵停止工作。
(4)当容器中的液位上升至中位电极和高位电极之间时，高位电极未被液体浸没，采样动作保持电路开路，三极管Q1截止，三极管Q3截止，继电器K1断开，外部水泵停止工作。
本发明的有供水、排水两种工作模式，且采用光耦来代替继电器的动作保持，且采用变压器进行降压，无触点风险，且有不同输入电压的液位控制器，具备寿命长、成本低的优势，满足不同用户的需求。
以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明的技术方案，所以，本领域的技术人员应当理解，虽然在理解本发明技术方案的基础上，可以对本发明进行修改或等同替换，但一切不脱离本发明的实质和范围的技术方案及改进，均应在本发明的权利要求所涵盖的范围内。
Claims (7)
1.一种液位控制器，包括电源、降压整流电路、采样动作保持电路、执行电路，所述电源的输出端分别连接降压整流电路和采样动作保持电路的输入端，所述降压整流电路的输出端和采样动作保持电路的输出端分别连接执行电路的输入端，所述采样动作保持电路包括多个电极，两个整流电路，两个滤波电路，电流控制型器件，其特征在于：所述采样动作保持电路还包括光耦，所述两个整流电路分别为第一整流电路和第二整流电路，所述两个滤波电路分别为第一滤波电路和第二滤波电路，所述多个电极分别连接到整流电路的输入端，第一整流电路的输出端连接到第一滤波电路的输入端，第二整流电路的输出端连接到第二滤波电路的输入端，所述第一滤波电路的输出端连接到电流控制型器件，第二滤波电路的输出端连接到光耦的输出端，光耦的输入端连接到电流控制型器件。
2.根据权利要求1所述的液位控制器，其特征在于：所述多个电极包括低位电极、中位电极、高位电极，所述电源包括变压器T1，低位电极连接变压器T1第一副边的一侧，变压器T1第一副边的另一侧连接到第一整流电路的输入端，高位电极连接到第一整流电路的输入端，所述中位电极连接到第二整流电路的输入端，高位电极连接到第二整流电路的输入端。
3.根据权利要求2所述的液位控制器，其特征在于：所述第一整流电路包括二极管D5～D8，第二整流电路包括二极管D13～D16，第一滤波电路包括电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R9，第二滤波电路包括电容C4、电阻R8，电流控制型器件为三极管Q1，所述二极管D5～D8串并联构成整流桥，电容C2的一端连接二极管D6的负极，电容C2的另一端连接二极管D8的正极，电阻R1并联在电容C2两侧，电阻R2的一端连接电阻R1的一端，电阻R2的另一端连接三极管Q1的基极，电阻R9的一端连接电阻R1的另一端，电阻R9的另一端连接三极管Q1的发射极，所述二极管D13～D16串并联构成整流桥，电阻R8的一端连接二极管D16的负极，电阻R8的另一端连接电容C4的一端，电容C4的另一端连接二极管D15的正极，所述电容C4的一端连接到光耦的发射极，电容C4的另一端连接到光耦的集电极，光耦的阳极连接高电平，光耦的阴极连接三极管Q1的集电极，所述三极管Q1的集电极连接到执行电路。
4.根据权利要求1所述的液位控制器，其特征在于：所述执行电路包括供水开关S1和排水开关S2，所述供水开关S1闭合时，液位控制器会在供水模式下工作，所述排水开关S2闭合时，液位控制器会在排水模式下工作。
5.根据权利要求4所述的液位控制器，其特征在于：所述执行电路还包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R7、三极管Q1、三极管Q2、二极管D12、二极管D9、稳压二极管D17、稳压二极管D18、发光二极管D10、发光二极管D11、继电器K1，所述电阻R3和二极管D12串联，电阻R3的一端接高电平，二极管D12的负极接采样动作保持电路的输出端，二极管D12的正极连接到稳压二极管D17的负极，稳压二极管D17的正极连接到三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极分别连接电阻R17的一端、供水开关S1的一端、排水开关S2的一端，所述电阻R17的另一端接高电平，所述排水开关S2的另一端连接三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极接地，所述供水开关S1的另一端连接三极管Q3的集电极，所述继电器K1的一端接高电平，继电器K1的另一端连接三极管Q3的集电极，所述二极管D9和电容C3分别并联在继电器K1两侧，所述电阻R4、二极管D10、电阻R5、发光二极管D11、稳压二极管D18依次串联，电阻R4的一端接高电平，发光二极管D11的负极连接三极管Q3的集电极，稳压二极管D18的正极接地。
6.根据权利要求2或3所述的液位控制器，其特征在于：所述变压器原边的输入为交流电，变压器原边的匝数有多种。
7.根据权利要求2或3所述的液位控制器，其特征在于：所述变压器第二副边输出端连接降压整流电路，降压整流电路为执行电路提供直流电压。
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