CN202000406U - 农村家用自来水供水控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种农村家用自来水供水控制器，包括有电源模块、与所述电源模块相连的主控电路、以及设置在水塔内的水位信号探测装置，还包括有一水流信号探测装置，其安装在水塔的进水口处，所述水位信号探测装置和水流信号探测装置均通过弱电信号线连接到所述主控电路。本实用新型成本低、安装方便、运行可靠、使用安全、对水质无污染。

Description

农村家用自来水供水控制器

技术领域

本实用新型涉及供水控制技术，尤其涉及一种农村家用自来水供水控制器。

背景技术

在现代农村，“家庭水井+家庭水塔+水泵”模式的家用供水系统已经得到了广泛的应用。这种供水系统虽然相较原始的挑水用水有了很大改进，然而，当水塔内缺水时，一般仍需要手动开启或关闭水泵来给水塔供水，极为不便。在现有技术中，存在一些控制水泵自动上水的自动上水控制器，其由简单的水位信号探测装置和控制电路构成，通过在水塔中设置水位信号传感器来探测水位情况，从而控制水泵的开启和关闭。但是，发明人在实施本实用新型的过程中发现，这种上水控制器并没有能够在农村家用供水系统中得到普遍推广使用，主要是因为它们以下缺陷：

1、安装施工不方便：安装时需要开沟铺线，即增加了施工费用和线材成本，又不方便维护。在对成本极敏感的农村市场很难推广。

2、对水质有污染：大部分产品采用低压直流或低压交变脉冲供电式电极来作水位探头，在水中具有电解作用产生重金属络合物，长期饮用此类水对人体有一定的负作用。

3、严重的安全隐患及较高的安装成本：此类产品以水位浮球开关方案为代表，将AC220V强电开关直接接到水塔中的水位浮球上方，在室外长时间风吹日晒后极易出现短路漏电现象。同时此方案需要几十米到几百米的电力线从用户家中接至水塔内的浮球开关处，增加用户的使用成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种农村家用自来水控制器，该控制器安装使用 方便、对水质无污染、安装成本低且安全系数高。

为实现上述目的，本实用新型提供一种农村家用自来水供水控制器，包括有电源模块、与所述电源模块相连的主控电路、以及设置在水塔内的水位信号探测装置，还包括有一水流信号探测装置，其安装在水塔的进水口处，所述水位信号探测装置和水流信号探测装置均通过弱电信号线连接到所述主控电路。

所述水位信号探测装置采用塑料浮球开关作为弱电水位信号传感器。

所述水位信号探测装置至少包括有最低水位探测装置和最高水位探测装置，所述塑料浮球开关的数量至少为两个。

所述水位信号探测装置还包括有至少一个中间水位探测装置，所述塑料浮球开关的数量为2-5个。

所述主控电路还连接有一泵开关控制电路。

所述主控电路还连接有一报警电路。

所述主控电路还连接有一状态指示电路。

所述主控电路还连接有一按键电路。

所述主控电路具体包括有：

与所述按键电路、水位信号探测装置、水流信号探测装置、及泵开关控制电路相连的泵开关控制单元；

与所述按键输入电路、水位信号探测装置、水流信号探测装置、及报警电路相连的报警处理单元；

与所述按键电路相连的工作模式切换单元。

所述泵开关控制电路具体包括有：

水位探测处理单元、抽水定时保护单元、以及故障恢复处理单元。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的农村家用自来水控制器，在水塔的进水口安装水流信号探测装置，且水位信号探测装置和水流信号探测装置均采用5V弱电信号线连接到主控线路，从而达到了低成本、安装方便、运行可靠、使用安全、对水质无污染的效果。

为了能更进一步了解本实用新型的特征以及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。

附图说明

下面结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式详细描述，将使本实用新型的技术方案及其他有益效果显而易见。

附图中，

图1是本实用新型的农村家用自来水供水控制器的安装结构示意图；

图2是本实用新型的农村家用自来水供水控制器中电源模块的电路原理图；

图3是本实用新型的农村家用自来水供水控制器中主控电路的外部接口接线示意图；

图4是本实用新型的农村家用自来水供水控制器中最高水位探测装置的电路原理图；

图5是本实用新型的农村家用自来水供水控制器中最低水位探测装置的电路原理图；

图6是本实用新型的农村家用自来水供水控制器中水流信号探测装置的电路原理图；

图7是本实用新型的农村家用自来水供水控制器中泵开关控制电路部分原理图；

图8是本实用新型的农村家用自来水供水控制器中报警电路部分原理图；

图9是本实用新型的农村家用自来水供水控制器中状态指示电路部分原理图；

图10是本实用新型的农村家用自来水供水控制器中按键电路部分原理图；

图11是本实用新型的农村家用自来水供水控制器中信号驱动电路部分原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细描述。

请参考图1，该图是本实用新型的农村家用自来水供水控制器一个实施例的安装结构示意图；如图所示，本实用新型主要包括有：

设置在控制器主体外壳10内的电源模块(其电路图如图2所示)、与所述电源模块相连的主控电路(其电路图如图3所示)、以及设置在水塔20内的水位信号探测装置11(其电路图如图4和图5所示)、另外，本实施例还包括有一水流信号探测装置12(其电路图如图6所示)，其安装在水塔20的进水口处。其中，水位信号探测装置11和水流信号探测装置12均通过弱电信号线13连接到所述主控电路。

具体实现时，水位信号探测装置11采用2-5个饮用水安全级别材质的小型塑料浮球开关作为弱电水位信号传感器(探头)，以+5V弱电供电。水位信号探测装置11可至少包括有如图4所示的最高水位探测装置111和如图5所示的最低水位探测装置112，这种情况下，可设置两个塑料浮球开关；为了达到更精确的控制效果考虑，水位信号探测装置11还可设置至少一个中间水位探测装置(图中未示出)，这种情况下，可设置4-5个塑料浮球开关。

具体实现时，控制器主体外壳10采用电力隔离级的外壳。

另外，本实施例还包括有与所述主控电路相连的如图7所示的泵开关控制电路、如图8所示的报警电路、如图9所示的状态指示电路、如图10所示的按键电路、如图11所示的信号驱动电路等，而水位信号探测装置11和水位信号探测装置12通过所述信号驱动电路与所述主控电路相连。

下面结合图2详细描述本实施例的电源模块，本实施例采用AC220V外接电源供电，通过所述电源模块将AC220V交流电源转化为+5V的直流电源供所述主控电路使用，电源模块采用了安规防护器件及电压器隔离，安全可靠。

下面结合图3详细描述本实施例中的主控电路。本实施例的主控电路为单片机控制，其可采用MICROCHIP 8位闪存微控制器(含与其兼容的其它台湾品牌单片机)作为主控模块，其封装为SSOP18及PDIP-18，图3中示出了主控电路CPU各外部接口与其他电路之间的接线图。具体实现时，所述主控电路可具体包括以下单元：

与所述按键电路、水位信号探测装置、水流信号探测装置、及泵开关控制电路相连的泵开关控制单元(图中未示出)，该泵开关控制单元与如图3所示的泵开关控制电路相连；

与所述按键输入电路、水位信号探测装置、水流信号探测装置、及报警电路相连的报警处理单元(图中未示出)，该报警处理单元与如图5所示的报警处理电路相连；

与所述按键电路相连的工作模式切换单元，用户可通过设置在控制器主体外壳10上的按键强制开/关随泵，随时手动开启水泵30或关闭水泵30，手动开启水泵30后，程序将接管后继监控工作自动进行关泵或报警。

具体实现时，所述泵开关控制电路可采用继电器驱动。进一步地，所述泵开关控制电路可具体包括有：

水位探测处理单元，其作用是当探测到水塔20水位低于最低水位探头位置时，控制启动水泵30开始抽水，当探测到水塔20水位达到最高水位探头位置时，控制关闭水泵30停止抽水；

抽水定时保护单元，其作用是在水泵30的抽水时间超过系统的设置值后，控制水泵30关闭，停止抽水；

以及故障恢复处理单元，其作用是在持续故障时间达到系统设定的时间(如8小时以上)后，将系统切换到正常工作状态，尝试探测故障是否消除。

本实施例中水位信号探测装置11和水流信号探测装置12的探头供电均由主控电路采用间歇脉冲方式供电，信号电压为1V～5V，从而达到了安全省电的目的。

下面结合图3详细描述本实施例的水流信号探测装置12，如图6所示，其采用一个水流探头SIGN_FLOW来探测水塔20进入口是否有水注入，通过三极管Q1将微小水信号放到后输入到单片机的RB4/10脚，以探测上水是否正常。若水泵开启前有水流信号或水泵开启后持续一段时间内没有水流信号，则可判断该水流探头故障，主控电路启动保护及报警处理。这种将水流探头安装水塔20的进水口处的探测方案，使得不管何种原因导致的缺水故障均能被探测到，使缺水保护最直接最可靠。

具体实现时，所述报警处理单元采用以下报警机制：

报警方式：控制器主体外壳10上的指示灯闪烁并且蜂鸣器间歇鸣叫，同时切断水泵30电源。在以下情况下：1)水泵30开启后，系统自动计时，在超时未探测到水塔20入水口的水流的情况下，启动报警处理；2)在水泵30未开启时，却探测到水流探头持续一段时间有水信号的情况下，启动报警处理；3)在最低水位探头未探测到水信号而最高水位探头却探测到了水信号的情况下，启动报警处理；4)水泵30开启后，程序开始计时，在超时未注满水塔的情况下，启动报警处理。

报警解除方式：1)用户手动短时控制器主体外壳10上的按键，解除蜂鸣报警，但指示灯仍然闪烁，程序仍工作在故障状态；2)当用户长时间(2S以上)按下所述按键时，报警完全解除，系统自动恢复到正常工作状态，如果报警条件再次满足，则会再次进入报警；3)自进入故障状态时起，系统启动计时，如果持续故障时间达到8小时以上，则切换到正常工作状态，尝试探测故障是否消除，如果故障条件再次满足，则会再次进入报警。

下面详细描述图9所示的状态指示电路的工作原理。

上水/水位指示灯LED_1设置在控制器主体外壳10上，水泵30停止时，水泵30指示灯常灭；当水流探头探测到水流时，上水/水位指示灯闪烁；当水流探头没有探测到水流时，上水/水位指示灯指示当前水塔20中是否有水；当水低至最低水位线时，上水/水位指示灯熄灭。

综上所述，本实用新型的农村家用自来水供水控制器与现有供水控制器相比具有以下优点：

1、缺水保护更可靠：本方案采用水流探头直接在水塔入水口探测是否上水的方式，使得以下原因引起的缺水均能被有效地探测到：1)水井缺水导致无水可抽。2)入水管异常断开或严重漏水导致水在中途漏掉而无法抽入水塔。3)入水管堵塞，导致水不能抽入水塔。4)水泵电压过低导致水泵功率低而无法抽水到水塔。

而传统的缺水保护方法是探测水井中是否有水，不能探测到上述的第2)、3)及4)种缺水情况。

2、水流探头安装更方便：不需要拉线到水井便可以可靠地探测是否缺水，水流探头独创性地安装在水塔的进水口处。传统的缺水探测需要拉电极信号线到水井中，需要较长的电线及开沟铺线，施工不方便费用高。

3、卫生环保的水位探头：采用饮用水管相同的材质制作的小型浮动开关，安全。传统的水位探头多采用不锈钢材料制作电极，利用水的导电性来探测水位，不锈钢会在水中电解产生重金属络合物，对人有害。

4、水位探头更耐用更可靠：本方案采用的小型浮球开关属于磁吸合方式，将水与弱信号电完全融绝。浮球开关本身由注塑生产而成，耐腐蚀，不会生锈；信号也不会受环境及时间的影响。而传统的水位探头在长时间使用后会电解，表面会附着一层电解物，信号会越来越弱，最终无法正常使用。

5、故障自动恢复功能：设置有故障后延时8小时自动重试功能，针对水井水量几小时后恢复的情况下非常有用。

6、最大抽水时间保护：可以避免极端情况下的长时间不停地抽水。

7、安装布线更简单：本实用新型在现有的手动抽水方案基础上改造特别方便，本实用新型的强电接线方式与现有技术的闸刀开关的接线方式兼容，二线进二线出，升级时只需：1)用本实用新型的控制器主体替换原闸刀开关。2)增加一根四芯弱电信号线至水塔。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本实用新型后附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种农村家用自来水供水控制器，包括有电源模块、与所述电源模块相连的主控电路、以及设置在水塔内的水位信号探测装置，其特征在于，该控制器还包括有一水流信号探测装置，其安装在水塔的进水口处，所述水位信号探测装置和水流信号探测装置均通过弱电信号线连接到所述主控电路。

2.如权利要求1所述的农村家用自来水供水控制器，其特征在于，所述水位信号探测装置采用塑料浮球开关作为弱电水位信号传感器。

3.如权利要求2所述的农村家用自来水供水控制器，其特征在于，所述水位信号探测装置至少包括有最低水位探测装置和最高水位探测装置，所述塑料浮球开关的数量至少为两个。

4.如权利要求3所述的农村家用自来水供水控制器，其特征在于，所述水位信号探测装置还包括有至少一个中间水位探测装置，所述塑料浮球开关的数量为2-5个。

5.如权利要求1-4中任一项所述的农村家用自来水供水控制器，其特征在于，所述主控电路还连接有一泵开关控制电路。

6.如权利要求5所述的农村家用自来水供水控制器，其特征在于，所述主控电路还连接有一报警电路。

7.如权利要求6所述的农村家用自来水供水控制器，其特征在于，所述主控电路还连接有一状态指示电路。

8.如权利要求7所述的农村家用自来水供水控制器，其特征在于，所述主控电路还连接有一按键电路。

9.如权利要求8所述的农村家用自来水供水控制器，其特征在于，所述主控电路具体包括有：

与所述按键电路、水位信号探测装置、水流信号探测装置、及泵开关控制电路相连的泵开关控制单元；

与所述按键输入电路、水位信号探测装置、水流信号探测装置、及报警电路相连的报警处理单元；

与所述按键电路相连的工作模式切换单元。

10.如权利要求9所述的农村家用自来水供水控制器，其特征在于，所述泵开关控制电路具体包括有：

水位探测处理单元、抽水定时保护单元、以及故障恢复处理单元。

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