CN202948336U

CN202948336U - 一种流体位置显示控制器

Info

Publication number: CN202948336U
Application number: CN 201220555718
Authority: CN
Inventors: 陶兴建
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-10-29
Filing date: 2012-10-29
Publication date: 2013-05-22
Anticipated expiration: 2022-10-29

Abstract

本实用新型公开了一种流体位置显示控制器，其特征是，直流输入源通过导电流体连接并联的位于不同流体深度的若干个电阻，若干个电阻通过导电流体连接电压跟随电路，电压跟随电路的输出端连接若干个并联的运算放大器的正输入端，所述的控制器还设有若干个电阻，所有电阻串联，其中第一个电阻的一端连接直流输入源，最后一个电阻的一端接地，每两个电阻之间的节点均连接有相对应的运算放大器的负输入端；任意一个运算放大器的输出端或两个运算放大器的输出端之间连接有同时实现水位控制和报警的触发电路。流体位置显示控制器线路简单、元器件少，且可以水位进行分段控制、工作灵敏可靠、使用范围较广，实用性较强。

Description

一种流体位置显示控制器

技术领域

本实用新型涉及流体液面测量领域，尤其是指一种流体位置显示控制器。

背景技术

流体位置控制器多利用流体的导电性来进行传感控制的，即采用电极电接触液位传感方式，如目前的太阳能热水器的水位多档显示与控制，还有普通低压电器市场的液位控制器等。但目前的流体位置控制器控制手段较为单一，无法达到对液位分段控制，使用范围不广，实用性较低。中国专利公开号CN201094072，公开日2008年7月30日，名称为“数控液位显示控制器”的实用新型专利中公开了一种数控液位显示控制器，由浮球、定位杆、红外发射、接收组件组成，在定位刻度板上套接浮球，在刻度板上端设置定位杆、复位拉线，在刻度板上均匀设置等距同径计数孔，在刻度板侧浮球内设置方向开关，在浮球内刻度板两侧分别设置红外发射、接收组件、内置无线发射组件,通过套接在浮球上的刻度板上等距间隔的同径的计数孔反映液面变化位置,刻度板计数孔直接接触液位，通过方向开关，将液位变化通过红外发射、接收组件输入、输出，输出的数字信号通过单片机处理计算，连续显示、监测液位位置。但是该控制器需要用到单片机处理，元器件较为复杂，且控制手段较为单一。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中流体位置显示控制器控制手段较为单一，无法达到对液位分段控制，使用范围不广，实用性较低的缺点，提供一种可以对水位进行分段控制、工作灵敏可靠、使用范围较广的流体位置显示控制器。

本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现：

一种流体位置显示控制器，其特征是，直流输入源通过导电流体连接位于不同流体深度的若干个电阻，若干个电阻通过导电流体连接电压跟随电路，电压跟随电路的输出端连接若干个并联的运算放大器的正输入端，所述的控制器还设有若干个电阻，所有电阻串联，其中第一个电阻的一端连接直流输入源，最后一个电阻的一端接地，每两个电阻之间的节点均连接有相对应的运算放大器的负输入端；一个运算放大器的输出端或两个运算放大器的输出端之间连接有同时实现水位控制和报警的触发电路。通过流体水位的上升或下降，并联入电路的电阻增加或减少，即并联的电阻值一次从大到小或者从小到大按设定值进行跳变，直流输入源的电压经过跳变的电阻分压后进入电压跟随电路。单独一个运算放大器的输出端连接触发电路可实现对某一液位的控制，不同的两个运算放大器的输出端之间连接可实现不同位置的液位控制与报警，触发电路可根据输入电压的变化实现液位上下限的报警。

作为一种优选方案，运算放大器的数量为8个，其中4个运算放大器的输出端为低水位指令输出端，另4个运算放大器的输出端为高水位指令输出端。

作为一种优选方案，触发电路包括一个运算放大器IC2，运算放大器IC2的正输入端同时连接电阻R24的一端、电阻R25的一端，电阻R25的另一端接地；运算放大器IC2的负输入端同时连接电阻R21的一端、电阻R22的一端、电阻R23的一端、电阻R26的一端、二极管D6的阳极、开关K2的一端，电阻R21的另一端同时连接二极管D5的阴极和开关K1的一端，二极管D5的阳极连接一个高水位指令输出端，电阻R22的另一端、电阻R24的另一端、开关K1的另一端同时连接直流输入源，电阻R23的另一端、电阻R25的另一端、开关K2的另一端同时接地；运算放大器IC2的另一端连接电阻R27的一端，电阻R27的另一端连接有NPN型三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极同时连接电阻R26的另一端、二极管D7的阳极、发光二极管L2的阴极、继电器J的一端，发光二极管L2的阳极连接电阻R28的一端，二极管D7的阴极、继电器J的另一端、电阻R28的另一端连接直流输入源。

触发电路工作原理如下：假设直流输入源的电压为12V，当低水位指令输出端为低电平时，在电阻R22的偏置下运算放大器IC2的6脚呈低电平，而运算放大器IC2的5脚设定在6V，所以运算放大器IC2的7脚位高电平，经电阻R27使三极管Q1工作，继电器J吸合，其触点动作对外输出操作指令，比如指令声光报警或指令外界接触器控制水泵工作，该状态经由电阻R26拉低运算放大器IC2的6脚电位，使运算放大器IC2的6脚最高只能在4V左右，运算放大器IC2的7脚锁定在高电平输出状态，即三极管Q1，继电器J锁定在该种工作状态，当依次到高水位指令输出端为高电平时（水满至设定工位，此时低水位指令输出端已是高电平），通过阻值较小的电阻R21，使运算放大器IC2的6脚电位大于5脚电位，运算放大器IC2的7脚输出低电平，三极管Q1关断，继电器J释放，输出工位翻转，同样经电阻R26拉高运算放大器IC2的6脚电位，即使高水位指令输出端又变为低电平（此时低水位指令输出端认为高电平，但是由于二极管D6反偏而不影响电路工作），由于二极管D5反偏而不参与电路工作，由于电阻R26、电阻R22的共同作用，运算放大器IC2的6脚电位至少为8V左右，因此运算放大器IC2的7脚锁定在低电平状态，三极管Q1、继电器J的工作相当于同时锁定，继电器J的触点为初始状态，指令声光报警或经由外界接触器指令水泵工作在另一状态。而当反接继电器J输出触点时，工况恰好相反，此时本控制显示器可用在如居民地下室蓄水坑或城市低洼路段蓄水坑的自动排水。

作为一种优选方案，运算放大器的输出端均连接分流电阻的一端，分流电阻的另一端连接有发光二极管的阳极，发光二极管的阴极接地。发光二级管用于指示该运算放大器处于工作状态，方便操作人员得知液位测量的范围。

作为一种优选方案，运算放大器6个为LM324型运算放大器，2个为LM358型运算放大器。

作为一种优选方案，直流输入源为市电经过变压、整流后转变的直流输入源。通过变压、整流，可以使本显示控制器插上市电即可使用。

作为一种优选方案，流体位置显示控制器还包括一个扁长袋子，用于传感器的电阻及小线路板位于扁长袋子的上端，扁长袋子距上端14mm-16mm处设有一个用于方便放入电阻及小线路板放入的开口，扁长袋子下端依次平行设置有若干个水位线，且扁长袋子上水位线处设有用于穿过电线与固定电极的通孔，电线的末端剥出的一段作为感应电极，最上端电极延伸向上部分为传感线，控制器直流输入源正极接一根电线通入被测液体的最下端，且此电线的剥出的一段裸线绕制成一捆设在液体最下端，此段裸线用于为感应电极提供电源。

根据电化学区分出传感线的电源正线，并剥出较多转圈打捆置于液体下端底部，因其在电化学封印中有一定的溶解性，也有一定的钝化效果，此处理方式可使传感器有较长的使用寿命。

作为一种优选方案，电线集成在扁长袋子内。

本实用新型的有益效果是，流体位置显示控制器线路简单、元器件少，且可以水位进行分段控制、工作灵敏可靠、使用范围较广，实用性较强。

附图说明

图1是本实用新型的电压跟随电路和比较电路的电路连接图；

图2是本实用新型的触发电路的电路连接图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步描述。

实施例：一种流体位置显示控制器，电路连接图如图1、图2所示，直流输入源为220V交流电经过变压、整流后转变的直流输入源，流体位置显示控制器还包括一个扁长袋子，用于传感器的8个电阻及小线路板位于扁长袋子的上端，扁长袋子距上端15mm处设有一个用于方便放入电阻及小线路板放入的开口，扁长袋子下端依次平行设置有8个水位线，且扁长袋子上水位线处设有用于穿过电线与固定电极的通孔，电线的末端剥出的一段作为感应电极，最上端电极延伸向上部分为传感线，控制器直流输入源正极接一根电线通入被测液体的最下端，且此电线的剥出的一段裸线绕制成一捆设在液体最下端，此段裸线用于为感应电极提供电源。8个电阻通过导电流体连接电压跟随电路和分压电阻R2，电压跟随电路的输出端连接8个并联的运算放大器的正输入端，所述的控制器还设有9个电阻，所有电阻串联，其中第一个电阻的一端连接直流输入源，最后一个电阻的一端接地，每两个电阻之间的节点均连接有相对应的运算放大器的负输入端；两个运算放大器的输出端之间连接有同时实现水位控制和报警的触发电路。运算放大器的输出端均连接分流电阻的一端，分流电阻的另一端连接有发光二极管的阳极，发光二极管的阴极接地。运算放大器的数量为8个，其中，运算放大器IC2和运算放大器IC3为LM324型运算放大器，运算放大器IC4为LM358型运算放大器。4个运算放大器的输出端A1、A2、A3、A4为低水位指令输出端，另4个运算放大器的输出端B1、B2、B3、B4为高水位指令输出端。触发电路包括一个运算放大器IC2，运算放大器IC2的正输入端同时连接电阻R24的一端、电阻R25的一端，电阻R25的另一端接地；运算放大器IC2的负输入端同时连接电阻R21的一端、电阻R22的一端、电阻R23的一端、电阻R26的一端、二极管D6的阳极、开关K2的一端，电阻R21的另一端同时连接二极管D5的阴极和开关K1的一端，二极管D5的阳极连接一个高水位指令输出端，电阻R22的另一端、电阻R24的另一端、开关K1的另一端同时连接直流输入源，电阻R23的另一端、电阻R25的另一端、开关K2的另一端同时接地；运算放大器IC2的另一端连接电阻R27的一端，电阻R27的另一端连接有NPN型三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极同时连接电阻R26的另一端、二极管D7的阳极、发光二极管L2的阴极、继电器J的一端，发光二极管L2的阳极连接电阻R28的一端，二极管D7的阴极、继电器J的另一端、电阻R28的另一端连接直流输入源。

通过流体水位的上升或下降，并联入电路的电阻增加或减少，即并联的电阻值一次从大到小或者从小到大按设定值进行跳变，直流输入源的电压经过跳变的电阻分压后进入电压跟随电路。不同的两个运算放大器的输出端之间连接可实现不同位置的液位报警，触发电路可根据输入电压的变化实现液位上下限的报警。触发电路工作原理如下：直流输入源的电压为12V，当低水位指令输出端为低电平时，在电阻R22的偏置下运算放大器IC2的6脚呈低电平，而运算放大器IC2的5脚设定在6V，所以运算放大器IC2的7脚位高电平，经电阻R27使三极管Q1工作，继电器J吸合，其触点动作对外输出操作指令，比如指令声光报警或指令外界接触器控制水泵工作，该状态经由电阻R26拉低运算放大器IC2的6脚电位，使运算放大器IC2的6脚最高只能在4V左右，运算放大器IC2的7脚锁定在高电平输出状态，即三极管Q1，继电器J锁定在该种工作状态，当依次到高水位指令输出端为高电平时（水满至设定工位，此时低水位指令输出端已是高电平），通过阻值较小的电阻R21，使运算放大器IC2的6脚电位大于5脚电位，运算放大器IC2的7脚输出低电平，三极管Q1关断，继电器J释放，输出工位翻转，同样经电阻R26拉高运算放大器IC2的6脚电位，即使高水位指令输出端又变为低电平（此时低水位指令输出端认为高电平，但是由于二极管D6反偏而不影响电路工作），由于二极管D5反偏而不参与电路工作，由于电阻R26、电阻R22的共同作用，运算放大器IC2的6脚电位至少为8V左右，因此运算放大器IC2的7脚锁定在低电平状态，三极管Q1、继电器J的工作相当于同时锁定，继电器J的触点为初始状态，指令声光报警或经由外界接触器指令水泵工作在另一状态。

实施例2：一种流体位置显示控制器，包括光电位移传感器，在传感器两接线端连上一个光敏三极管，电压跟随电路的正输入端连接光敏三极管的发射极。在传感器的挡透光片的作用下，光敏三极管呈现为阻抗变化状态。本实施例利用光电位移传感器代替实施例1中的并联的位于不同流体深度的8个电阻，其他的原理和实施方法与实施例1相同。

Claims

1.一种流体位置显示控制器，其特征是，直流输入源通过导电流体连接位于不同流体深度的若干个电阻，若干个电阻通过导电流体连接电压跟随电路，电压跟随电路的输出端连接若干个并联的运算放大器的正输入端，所述的控制器还设有若干个电阻，所有电阻串联，其中第一个电阻的一端连接直流输入源，最后一个电阻的一端接地，每两个电阻之间的节点均连接有相对应的运算放大器的负输入端；一个运算放大器的输出端或两个运算放大器的输出端之间连接有同时实现水位控制和报警的触发电路。

2.根据权利要求1所述的一种流体位置显示控制器，其特征是，所述的运算放大器的数量为8个，其中4个运算放大器的输出端为低水位指令输出端，另4个运算放大器的输出端为高水位指令输出端。

3.根据权利要求2所述的一种流体位置显示控制器，其特征是，所述的触发电路包括一个运算放大器IC2，运算放大器IC2的正输入端同时连接电阻R24的一端、电阻R25的一端，电阻R25的另一端接地；运算放大器IC2的负输入端同时连接电阻R21的一端、电阻R22的一端、电阻R23的一端、电阻R26的一端、二极管D6的阳极、开关K2的一端，电阻R21的另一端同时连接二极管D5的阴极和开关K1的一端，二极管D5的阳极连接一个高水位指令输出端，电阻R22的另一端、电阻R24的另一端、开关K1的另一端同时连接直流输入源，电阻R23的另一端、电阻R25的另一端、开关K2的另一端同时接地；运算放大器IC2的另一端连接电阻R27的一端，电阻R27的另一端连接有NPN型三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极同时连接电阻R26的另一端、二极管D7的阳极、发光二极管L2的阴极、继电器J的一端，发光二极管L2的阳极连接电阻R28的一端，二极管D7的阴极、继电器J的另一端、电阻R28的另一端连接直流输入源。

4.根据权利要求1或2所述的一种流体位置显示控制器，其特征是，运算放大器的输出端均连接分流电阻的一端，分流电阻的另一端连接有发光二极管的阳极，发光二极管的阴极接地。

5.根据权利要求4所述的一种流体位置显示控制器，其特征是，所述的运算放大器6个为LM324型运算放大器，2个为LM358型运算放大器。

6.根据权利要求5所述的一种流体位置显示控制器，其特征是，直流输入源为市电经过变压、整流后转变的直流输入源。

7.根据权利要求1所述的一种流体位置显示控制器，其特征是，还包括一个扁长袋子，用于传感器的电阻及小线路板位于扁长袋子的上端，扁长袋子距上端14mm-16mm处设有一个用于方便放入电阻及小线路板放入的开口，扁长袋子下端依次平行设置有若干个水位线，且扁长袋子上水位线处设有用于穿过电线与固定电极的通孔，电线的末端剥出的一段作为感应电极，最上端电极延伸向上部分为传感线，控制器直流输入源正极接一根电线通入被测液体的最下端，且此电线的剥出的一段裸线绕制成一捆设在液体最下端，此段裸线用于为感应电极提供电源。

8.根据权利要求7所述的一种流体位置显示控制器，其特征是，所述的电线集成在扁长袋子内。