CN1248077C - 固态液位传感器和泵控制器 - Google Patents

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Abstract

用于一种装置的液位控制器，该装置包含液体容器，所述控制器包括控制板和容器装置。容器装置设在容器中并包括液位传感器，其与控制电路电连接。控制板包括控制电路和泵。控制电路具有控制电路和向其供电的有功电源。响应液位传感器的信号，该电路控制泵并包括一个CMOS逻辑门和一个MOSFET晶体管以切换泵。控制电路还包括连接到延迟电路的第二有功电源，延迟电路控制一个警报器。第二有功电源由响应液位传感器信号的晶体管致动，而且仅当警报信号出现时才给延迟电路供电。

Description

固态液位传感器和泵控制器
技术领域
本发明通常涉及一种用于泵马达的控制电路，特别是涉及一种液位控制电路，其自动地将容器中的液位保持在预定的范围内。
背景技术
以前的液位控制装置一般包括三个独立的装置：一个容器装置，一个泵装置，以及一个主控制板。所述容器装置使用一个磁浮子/磁性簧片开关结构来检测容器中的液位。当液位使磁浮子接近开关时，位于容器中不同高度的三个磁性簧片开关提供信号给主控制板。这些信号致动或阻止一个独立包装的、绝热的绝缘泵来调节液位。所述主控制板使用一个功率变换器以使电和机电延迟获得功率，以致动或停止泵。当液位达到预定的高度时，一个附加的机电延迟用于致动一个警报电路。即使在泵没有运转的标准状况下，这种转换器/多级延迟结构也会消耗大量能量。
发明内容
按照本发明，提供了一种用于流体容器的控制器，在所述容器中设有一个传感器，所述传感器输出一个表示容器中液位的启动信号，所述控制器包括：
一个连接到传感器的控制电路，用于接收启动信号；和
一个连接到所述控制电路的非绝缘泵，当致动时，所述泵调节液位；
其中，响应收到的启动信号，所述控制电路致动所述泵；以及
其中，所述传感器输出一个停止信号，响应同时收到的启动信号和停止信号，所述控制电路致动所述泵；或者
其中，所述控制电路包括一个第一有功电源，其提供一个第一输出电压以驱动所述控制电路，以及一个第二有功电源，其提供一个第二输出电压以给耦合到所述控制电路的一个警报器供电；或者
其中，所述控制电路包括一个用于给一警报器供电的有功电源，除非当需要供电操作警报器时，所述有功电源是不致动的。
按照本发明，还提供了一种控制器，用于含一个流体容器和一个警报器的装置，它包括：
一个第一有功电源，用于将输入的交流电转化为第一直流电压；
一个连接到所述第一有功电源并由第一直流电压供电的控制电路；
一个连接到该控制电路并由所述控制电路致动的非绝缘泵；
一个第二有功电源，用于将输入的交流电转化为第二直流电压；和
一个警报电路，连接到所述控制电路，该警报电路还连接到所述第二有功电源而由该第二有功电源供电，并使用第二直流电压以致动警报器。
本发明提供了一种液位控制器，其具有一个容器装置和一个控制板/泵装置。所述容器装置包括传感器，它们检测容器中的液位并提供信号给显示液位的控制板/泵装置。所述控制板/泵装置包括一个控制电路，该电路具有一个线路电压整流器和两个独立的有功电源(resistive power supplies)。一个电源给泵控制电路提供能量。另一个电源用于通过一个警报延迟致动一个警报器，但仅当警报器被致动时，才消耗能量。一个固态MOSFET晶体管和一个CMOS逻辑门使泵致动和停止并提供必须的泵滞后。这种固态电路运行可靠并在泵送过程和稳定状态下消耗能量低。
本发明提供了一种用于维持容器中液位的电路，其通过控制将液体从容器中排出的泵操作而维持液位，该操作响应一个液位传感器来的显示液位超出预定范围的启动信号。所述电路包括一个有功电源以给电路供电、一个逻辑门，以响应收到的液位信号输出一个泵信号、和一个耦合在逻辑门与泵之间的晶体管，该晶体管使泵响应接收到的泵信号。
本发明还提供了一个用于流体容器的控制器，在所述容器中设有一个传感器。所述传感器输出一个表示容器中液位的启动信号。所述控制器包括一个连接到传感器的控制电路，用于接收启动信号，一个非绝缘的泵(non-isolated pump)连接到所述控制电路。当致动时，所述泵调节液位。响应收到的启动信号，所述控制电路致动所述泵。
本发明还提供了一种控制器，用于含一个流体容器和一个警报器的装置，它包括一个第一有功电源，用于将输入的交流电转化为第一直流电压、一个由第一直流电压供电的逻辑电路、一个连接到该逻辑电路的非绝缘泵、一个第二有功电源，用于将输入的交流电转化为第二直流电压、和一个警报电路，其使用第二直流电压以致动警报器。
附图说明
通过参照附图对本发明实施例的描述，可以使本发明的上述和其它特征及实现它们的方式变得更清楚。
图1是根据本发明的液位控制器的框图；
图2是图1所示液位控制器的控制板/泵装置的侧视图；
图3是图2所示控制板/泵装置的立体图；
图4是图3所示控制板/泵装置的示意图；
图5是包括三个簧片开关的容器装置的示意图。
在各视图中，相同的标号表示相同的部件。附图代表本发明的实施例，但其仅仅是为了更好地理解本发明。
具体实施方式
下面所述的实施例不旨在将本发明限定到所披露的具体形式。而且，所披露的实施例能使本领域的技术人员实现本发明。
参照图1，根据本发明的液位控制器用于控制封闭容器10中的液位。所述控制器通常包括一个容器装置20和一个被称作控制板/泵装置26的电路板。
容器装置20设置在容器10中并包括一个磁浮子22和一个电路板24，簧片开关S1、S2和S3安装到所述电路板上。簧片开关S1、S2和S3通过线路40、42、44电连接到控制板/泵装置26。线路45从控制板/泵装置26输送8.2V直流电到电路板24。
控制板/泵装置26通常包括一个控制电路28、一个热保护器31、和一个泵32。热保护器31和泵32封装在控制板/泵装置26中。如图2和3所示，泵32的插头46、48和50分别连接到控制板/泵装置的插座52、54和56。交流电源30提供230V交流电给控制电路28和泵32。一个警报34电连接到控制电路28。管道36流体连接容器10到泵32，管道38为液体提供一个排出通道，所述液体是由泵32从容器10中移走的。
现在参照图4，控制电路28通过连接件J1接收230V交流电的能量。供电信号的高侧被二极管D1整流。整流的信号在插头52处提供给一对有功电源13、15和泵32。一个有功电源13包括电阻R6、齐纳二级管D2及电容C2，并通过连接件J2提供8.2V直流电给控制电路28中的其它元件和簧片开关S1、S2、S3。另一个有功电源15包括电阻R2、R3、R4、R5、齐纳二级管D3及电容C1，并提供24V直流电给下面将要描述的警报器34。
如图5所示，8.2V直流电信号被提供给容器装置20的电路板24上的每个簧片开关S1、S2、S3的一侧。簧片开关S1、S2、S3的另一侧通过线路44、42、40连接到一个连接件J2以分别提供一个停止信号、一个启动信号和一个警报信号给控制电路28。在容器10中，簧片开关S1、S2、S3设置在电路板24上，以便开关S1相对于液位为最低，开关S2为最高，开关S3位于开关S1和开关S2之间。应该理解，根据本领域的原理，任何一种变型的高度检测技术都可以应用。例如，簧片开关S1、S2、S3可以用霍尔效应传感器或电容传感器替代。
由停止开关S1提供的停止信号是一个开或者是8.2V直流电，并连接到CMOS与门U1A的第一输入端。当停止开关S1打开时，停止信号为0V直流电(逻辑“0”)，当停止开关S1关闭时，为8.2V直流电(逻辑“1”)。当停止开关S1打开时，电阻R8是一个反偏电阻(pull-down resistor)；当开关S1从关闭到打开转换时，电阻R8与电容C5接合，以提供一个延迟。
由启动开关S3提供的启动信号是一个开或者是8.2V直流电，并连接到与门U1A的第二输入端。当启动开关S3打开时，启动输入为0V直流电(逻辑“0”)，而当停止开关S1关闭时，为8.2V直流电(逻辑“1”)。当启动开关S3打开时，电阻R7是一个反偏电阻；当启动开关S3从关闭到打开转换时，电阻R7与电容C4接合，以提供一个延迟。当启动信号为逻辑“1”时，启动输入信号还通过二极管DD1A连接到泵的MOSFET晶体管Q2的门，以打开晶体管Q2。
与门U1A的输出端通过二极管DD1B连接到泵晶体管Q2的门。当泵晶体管Q2的输入从逻辑“1”转变为逻辑“0”时，电阻R10和电容C6一起来提供一个延迟。与门U1A的输出端还通过电阻R9连接到与门U1A的第二输入端，其连接到启动输入端。当与门U1A的输出是逻辑“1”而且当启动输入从逻辑“1”转变为逻辑“0”时，电阻R9是一个保持器。
泵晶体管Q2的电源连接到一个公共电极，而且排出管通过热保护器31在插头56处连接到泵32。热保护器31通过公知的切断泵32的电源来保护泵免受过载电流或过载温度或两者。当泵晶体管Q2打开时，其给泵32的电源提供一个接地通路。
无论是开还是8.2V直流电，开关S2通过连接件J2给控制电路28提供一个警报输入。警报输入连接到警报MOSFET晶体管Q1的门。当警报开关S2打开时，警报MOSFET晶体管Q1处的警报输入是0V直流电(逻辑“0”)；而当警报开关S2关闭时，为8.2V直流电(逻辑“1”)。当警报开关S2打开时，电阻R11是一个反偏电阻；当警报开关S2从关闭到开转换时，R11与电容C3一起提供一个延迟。
警报晶体管Q1的电源连接到一个公共电极，而且排出管连接到电容C1、24V直流电有功电源15的齐纳二极管D3的阳极、及延迟RY1的一个输入端。当警报晶体管Q1打开时，其为延迟RY1提供一个接地通路。警报器34通过连接件J3连接到延迟RY1。当延迟RY1被激励时(随交流电周期变化，加在输入插头上的18到24V的电压)，用于警报器34的电路被闭合，警报器34会发出信号，这在下面将要描述。除非当警报开关S2输入有警报信号，电源15一般处于非活动状态。
在运行中，与开关S1、S2、S3的信号相应，通过在适当的时候致动泵32，本发明可用于控制容器10中的液位。当液体开始在容器10中升高时，停止开关S1由于邻近磁浮子22而关闭。目前连接件J2的停止输入是8.2V直流电，在与门U1A的第一输入端产生一个逻辑“1”。这不会使泵32运行，这是由于门U1A的第二输入还为逻辑“0”。当液体在容器10中继续升高时，通过磁浮子22关闭启动开关S3。启动开关S3通过连接件J2的启动输入给门U1A的第二输入端提供一个逻辑“1”，表示液位超出了所需范围。当与门U1A的两个输入端均为逻辑“1”时，与门输出端变为逻辑“1”，接通给泵32提供一个接地通道的泵晶体管Q2。
在通常状况下，泵32将开始降低容器10中的液位。当液位降低到启动开关S3的高度之下时，开关S3打开，但反偏电阻R9保持与门U1A的第二输入端为逻辑“1”。因此，与门U1A的输出保持逻辑“1”。当液位降低到停止开关S1的高度之下时，开关S1打开，导致与门U1A的第一输入端为逻辑“0”。这使与门U1A的输出变为逻辑“0”，使泵晶体管Q2停止工作，其反过来使泵32停止工作。
如果当泵32运行时容器10中的液位继续上升，液位可能高过开关S2并使开关S2关闭。然后警报开关S2通过连接件J2提供一个逻辑“1”到警报晶体管Q1的门。晶体管Q1然后为延迟RY1提供一个接地通路，其打开警报器34。警报器34使操作者警觉或自动关闭产生容器中液体的系统，或者两者都进行。在上述结构中，警报器34不消耗能量，直到警报开关S2关闭并打开警报晶体管Q1。
上述实施例的电压值和逻辑值可以依使用情况的不同而改变。尽管已经通过例子详细描述了本发明，但其并非限制性的。在不偏离本发明范围的前提下，可以对上述实施例进行多种变型、因此本发明旨在利用其一般原理覆盖任何变型、应用和使用。本发明旨在包含本领域所知的这些变型。

Claims (19)

1.一种用于流体容器的控制器，在所述容器中设有一个传感器，所述传感器输出一个表示容器中液位的启动信号，所述控制器包括：
一个连接到传感器的控制电路，用于接收启动信号；和
一个连接到所述控制电路的非绝缘泵，当致动时，所述泵调节液位；
其中，响应收到的启动信号，所述控制电路致动所述泵；以及
其中，所述传感器输出一个停止信号，响应同时收到的启动信号和停止信号，所述控制电路致动所述泵。
2.如权利要求1所述的控制器，其特征在于：所述控制电路包括一个给控制电路供电的有功电源。
3.一种用于流体容器的控制器，在所述容器中设有一个传感器，所述传感器输出一个表示容器中液位的启动信号，所述控制器包括：
一个连接到传感器的控制电路，用于接收启动信号；和
一个连接到所述控制电路的非绝缘泵，当致动时，所述泵调节液位；
其中，响应收到的启动信号，所述控制电路致动所述泵；以及
其中，所述控制电路包括一个第一有功电源，其提供一个第一输出电压以驱动所述控制电路，以及一个第二有功电源，其提供一个第二输出电压以给耦合到所述控制电路的一个警报器供电。
4.如权利要求3所述的控制器，其特征在于：所述控制电路包括一个耦合到泵的晶体管，在致动时，所述晶体管致动所述泵；在不致动时，所述晶体管停止所述的泵。
5.如权利要求3所述的控制器，其特征在于：所述控制电路包括一个用于接收启动信号的逻辑门，所述逻辑门使所述晶体管响应接收到的启动信号。
6.如权利要求5所述的控制器，其特征在于：所述逻辑门为CMOS与门。
7.如权利要求4所述的控制器，其特征在于：所述晶体管为MOSFET晶体管。
8.如权利要求4所述的控制器，其特征在于：还包括一个电路板，所述晶体管及泵安装在所述板上。
9.一种用于流体容器的控制器，在所述容器中设有一个传感器，所述传感器输出一个表示容器中液位的启动信号，所述控制器包括：
一个连接到传感器的控制电路，用于接收启动信号；和
一个连接到所述控制电路的非绝缘泵，当致动时，所述泵调节液位；
其中，响应收到的启动信号，所述控制电路致动所述泵；以及
其中，所述控制电路包括一个用于给一警报器供电的有功电源，除非当需要供电操作警报器时，所述有功电源是不致动的。
10.如权利要求9所述的控制器，其特征在于：所述传感器输出一个警报信号，所述控制电路还包括一个由所述警报信号致动的晶体管，所述晶体管的致动使有功电源致动一个耦合到警报器的延迟电路，从而致动所述警报器。
11.一种控制器，用于含一个流体容器和一个警报器的装置，它包括：
一个第一有功电源，用于将输入的交流电转化为第一直流电压；
一个连接到所述第一有功电源并由第一直流电压供电的控制电路；
一个连接到该控制电路并由所述控制电路致动的非绝缘泵；
一个第二有功电源，用于将输入的交流电转化为第二直流电压；和
一个警报电路，连接到所述控制电路，该警报电路还连接到所述第二有功电源而由该第二有功电源供电，并使用第二直流电压以致动警报器。
12.如权利要求11所述的控制器，其特征在于：在所述容器中设有一个传感器，当所述容器中的液位达到一个第一预定液位时，所述传感器给控制电路提供一个启动信号，响应所接收的启动信号，所述控制电路输出一个泵信号以致动所述泵，所述泵调节容器中的液位。
13.如权利要求12所述的控制器，其特征在于：当所述容器中的液位达到一个第二预定液位时，所述传感器给控制电路提供一个停止信号，响应同时接收的启动信号和停止信号，所述控制电路输出泵信号。
14.如权利要求12所述的控制器，其特征在于：所述控制电路包括一个逻辑门和一个耦合在逻辑门与泵之间的晶体管，所述晶体管使泵响应接收到的泵信号。
15.如权利要求14所述的控制器，其特征在于：所述逻辑门为CMOS与门。
16.如权利要求14所述的控制器，其特征在于：所述晶体管为MOSFET晶体管，所述逻辑门提供泵信号给所述晶体管的一个门。
17.如权利要求11所述的控制器，其特征在于：还包括一个电路板，该板包括第一有功电源和泵，所述泵封装在所述板上。
18.如权利要求11所述的控制器，其特征在于：除非当需要供电操作警报器时，所述第二有功电源是不致动的。
19.如权利要求11所述的控制器，其特征在于：在所述容器中设有一个传感器以提供一个警报信号，所述控制电路还包括一个由所述警报信号致动的晶体管，所述晶体管的致动使第二有功电源致动一个耦合到警报器的延迟电路，从而致动所述警报器。
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