CN2045479U

CN2045479U - 液位电子显示自控报警仪

Info

Publication number: CN2045479U
Application number: CN 88215319
Authority: CN
Inventors: 程俊杰; 蔡晓华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-10-27
Filing date: 1988-10-27
Publication date: 1989-10-04

Abstract

一种用于水塔、蓄水池、集水井、储液罐等水位或其他导电液体液位多级显示、自控报警的液位电子显示自控报警仪，由外壳、稳压电源、液位传感器、监测比较显示器、自控装置、报警装置组成。该仪器能直观地进行液位多级显示、可靠地进行控制报警，具有结构新颖、功能齐全、灵敏准确、实用可靠等优点。

Description

本实用新型涉及一种用于水塔、蓄水池、集水井、储液罐、引水式电站压力前置等水位或其他导电液体液位多级显示、自控报警的液位电子显示自控报警仪。

液位控制器有浮球式、电阻式、光电式、电极式等多种。前三种均需用浮子、重锤等机械传动装置，安装要求高、维护麻烦。而最后一种电极式液位控制器，如上海人民出版社1972年出版的《晶体管基础知识及其应用》一书介绍的晶体管水位控制器由变压器、整流桥、三极管、继电器、三根电极、外壳组成。该控制器利用插入水箱的三根电极是否被水接通来决定三极管基极有否偏流、三极管处于导通还是截止状况，从而控制继电器吸合或释放，达到自动控制水位。这种水位控制器不能进行多级液位显示，而且只能控制，没有报警，可靠性及灵敏性均较差。

本实用新型的目的在于克服现有液位控制器的不足之处，提供一种能直观地进行液位多级显示、可靠地进行控制报警的液位电子显示自控报警仪。

根据本实用新型的目的，采用以下技术方案来实现：由外壳、稳压电源、液位传感器、监测比较显示器、自控装置、报警装置组成液位电子显示自控报警仪。其液位传感器的集成运算放大器的反相输入端通过传感器电阻分别与传感器的三个或三个以上探测极连接，同相输入端通过电阻接地，反相输入端与输出端之间接有一电阻。监测比较显示器与传感器的探测极数相匹配有两级或两级以上差动运算放大比较电路，每一级的集成运算放大比较器的反相输入端通过电阻与液位传感器的集成运算放大器的输出端相连，同相输入端分别通过两个分压电阻接稳压电源负极和接地，输出端引出三个接点：一个接液位插座，另一个通过一电阻与反相输入端相连，还有一个通过限流电阻和发光二极管接地。

附图说明：

图1是液位电子显示自控报警仪方框图。

图2是YD－1型液位电子显示自控报警仪外壳面板布置图。

图3是液位电子显示自控报警仪的液位传感器探测极结构示意图。

图4是液位电子显示自控报警仪电原理图。

YD－1型液位电子显示自控报警仪是本实用新型的实施例。

YD－1型液位电子显示自控报警仪包括外壳、稳压电源5、液位传感器1、监测比较显示器2、自控装置3、报警装置4。其液位传感器1的集成运算放大器IC₁的反相输入端通过传感器电阻R_1a、R_1b、R_1c……分别与传感器的三个或三个以上探测极11、12连接、同相输入端通过电阻R₂接地、反相输入端与输出端之间接有电阻R₃。液位传感器1的三个或三个以上探测极11、12由铜或不锈钢或其他金属导电材料制成，间距均匀地外绕在空芯的塑料棒或环氧聚脂或其他绝缘管13上，每一探测极的引线穿过空芯管上小孔14从管内拉出分别接到各自对应的固定在空芯管13上端的接线块15上的传感器电阻R_1a、R_1b……，接线块15上有两个传感器信号输出端子E、F。其监测比较显示器2与传感器的探测极数量相匹配有两级或两级以上差动运算放大比较电路，每一级的集成运算放大比较器IC₂、IC₃的反相输入端通过电阻R₄、R₈与液位传感器1的集成运算放大器IC₁的输出端相连，同相输入端分别通过分压电阻R₅、R₆和R₇接稳压电源5（B）端和接地，输出端引出三个接点：一个接液位插座 21、22，另一个通过电阻R¹⁰、R₉与反相输入端相连，还有一个通过限流电阻R₁₂、R₁₁和发光二极管LED₁、LED₂接地。监测比较显示器2的集成运算放大器IC₂、IC₃取正、负最大输出的二种极限状态。其自控装置3有液位上、下限控制两套电路，液位下限控制电路由液位下限插头CJ₁、三极管T₁、T₂、继电器ZJ₁、ZJ₂、液位泵或液位电磁控制阀6组成，液位上限控制电路由液位上限插头CJ₂、三极管T₃、继电器ZJ₁、ZJ₂、液位泵或液位电磁控制阀6组成，液位上、下限插头CJ₂、CJ₁分别插入监测比较显示器2的某两级输出端的液位插座。三极管T₁的基极通过电阻R₁₃连着液位下限插头CJ₁、集电极分别通过电阻R₁₄、R₁₅与稳压电源5（A）端及三极管T₂的基极接通，三极管T₂的集电极通过功能转换开关K_2a分别与继电器ZJ₁、ZJ₂接通，继电器ZJ₁、ZJ₂各并有二极管D₁、D₂与稳压电源5（A）端相连，三极管T₃的基极通过电阻R₁₆连着液位上限插头CJ₂集电极分别通过功能转换开关K_2b与继电器ZJ₁、ZJ₂接通，三极管T₁、T₂、T₃的发射极均接地。其报警装置4为音乐报警装置，三极管T₄的基极通过电阻R₁₇与三极管T₃的集电极相连、集电极分别通过电阻R₁₈和二极管或门D₃、电阻R₁₉与稳压电源5（A）端和三极管T₅的基极接通，三极管T₅的基极还通过电阻R₁₉和二极管或门D₄与三极管T₁的集电极相连，三极管T₅的集电极连到由音乐集成器IC₄、线性集成功率放大器IC₅、三极管T₆、二极管D_5a-d、扬声器、音乐闪光指示器LED₃、LED₄组成的音乐报警电路，三极管T₄、T₅的反射极均接地。其稳压电源5采用三个三端集成稳压器IC₆、IC₇、IC₈，交流电源变压器的输出端连有桥式整流器D_6a-d、D_7a-d、D_8a-d，三端集成稳压器IC₆、IC₇、IC₈的输入端分别与桥式整流器D_6a-d、D_7a-d、D_8a-d相连，同时通过电解电容C₁₂、C₁₄、C₁₆接地，集成稳压器IC₆、IC₇的输出端分别通过电容C₁₃、C₁₅接地，电容C₁₃、C₁₅上分别并有发光二极管LED₅、LED₆和限流电阻R₂₅、R₂₆，集成稳压器IC₈的输出端通过电容C₁₇接地，集成稳压器IC₆、IC₇、IC₈的接地端均接地。其外壳面板上装有电源开关K₁、电源插头J、电源指示灯LED₅、LED₆、各级液位显示发光二极管LED₁、LED₂、音乐闪光指示器LED₃、LED₄、液位插座 21、22及液位上、下限插头CJ₂、CJ₁，外壳背面装有功能转换开关K₂，外壳左、右两侧分别装有三个自控接线端子L、M、N、两个接传感器的信号输入端子e、f。其液位传感器1的传感器探测极有七个、九个、十三个等，与之匹配监测比较显示器2的差动运算放大比较电路有六级、八级、十二级等系列。

该仪器的液位传感器1的输出信号与反相输入端电阻R_1a、R_1b……有关，随探测极浸入液位情况而变化。液位传感器1设计为液位面上升，输出电位降低，反之而增高。监测比较显示器2的运放集成块IC₂、IC₃的同相输入端分别由电阻R₅、R₆、R₇设置的不同阀值电压与反相输入端输入的液位信号进行比较运算，决定其输出状态。例如，当液面处于最低液位时，即液面不接触传感器的每个探测极，此时各级集成运算放大比较器IC₂、IC₃反相输入端为零电位，其输出端均为低电位（－12V），所有显示液位变化的发光管LED均不发光。随着液面上升，当浸着探测极11时，各级集成运算放大比较器IC₂、IC₃的反相端电位下降到－2V，经过各自的运算比较，此时只有IC₂的输出跃变为高电位（＋12V），同时发光管LED₁发光指示液位高度。以此类推，随着液面的逐级上升，集成运算放大比较器IC反相端的输入电位逐级降低，其输出逐级由低电位（－12V）瞬时跃变成高电位（＋12V），发光管LED₂等逐级发光显示液位高度，当液位面下降时工作状态反之。自控装置3的二个输入信号是通过液位上、下限插头CJ₂、CJ₁分别取自不同的集成运算放大比较器的其中二个液位插座，可根据需要随时变换液位插头插入的液位插座，改变控制的高、低液位之差值。液位上限插头CJ₂取高液位信号，液位下限插头CJ₁取低液位信号，例如液位插头CJ₂插入集成运算放大比较器IC₃的液位插座22中，假定此时液面低于探测极12，IC₃输出为低电位（－12V），通过CJ₂输入三极管T₃基极回路的是负电位，三极管T₃可靠截止，继电器ZJ₂不动作。同时T₃集电极的高电位使三极管T₄饱和导通，三极管T₄集电极的低电位决定三极管T₅截止。随着液位的上升，液面接触到探测极12时，IC₃输出高电位（＋12V），通过液位插头CJ₂高电位信号输入三极管T₃基板回路，三极管T₃饱和导通，继电器ZJ₂动作，其接点作用液位泵或液位电磁控制阀6调整液位。同时在T₃集电极低电位的作用下三极管T₄截止，此时三极管T₄集电极的高电位通过二极管或门D₃输入三极管T₅基极回路，使三极管T₅饱和导通，开通报警装置4，发出信号，响起音乐声。假定液位插头CJ₁插入运算放大比较器IC₂的液位插座21中，当液面高于探极11时，运算放大比较器IC₂输出高电位，三极管T₁饱和导通，其集电极的低电位使三极管T₂截止，继电器ZJ₁不动作。同时集电极的低电位决定了三极管T₅的可靠截止，不发报警信号。随着液位的下降，当液面脱离探测极11时，集成运算放大比较器IC₂输出瞬时降为低电位，三极管T₁截止，T₂导通，继电器ZJ₁动作，其接点作用液位泵或液位电磁阀6，即开始调整液位。同时三极管T₁集电极的高电位通过二极管或门D₄使三极管T₅饱和导通，开通音乐报警装置发出音乐信号报警。

继电器ZJ₁、ZJ₂为DZ－144型小型中间继电器，也可用其他型号的。继电器的常闭、常开接点分别并联后引至外壳左侧接线柱L、M、N上。由于控制液体的输进和排出作用相反，该仪器设置了功能转换开关K₂，当K₂置于Ⅰ时，在低液位点起动水泵输进液体，达到高液位点时停止输入，K₂置于Ⅱ时，高液位点起动水泵排出液体，降至低液位点时停止排出。

音乐报警装置的CMOS音乐集成块IC₄用DK－15，线性集成功率放大器用LA4100，稳压电源5的三个三端集成稳压器IC₆、IC₇、IC₈分别用CW78M15、CW79M15、CW78M06。

本实用新型提供的液位电子显示自控报警仪，结构新颖、功能齐全、灵敏准确、实用可靠。该显示自控报警仪，采用具有反馈控制其特性的直接耦合的高增益集成运算放大器，仪器工作稳定，监测比较显示器的集成运算放大器IC₂、IC₃取正、负最大输出的二种极限状态，可靠地保证了显示、自控、报警等动作的灵敏性和准确性。该仪器的液位传感器1采用三个或三个以上探测极，自控装置3的输入信号通过液位插头插入不同的液位插座来变换控制高、低液位之差值，实现了直观的、灵活的液位多级显示、控制和报警。该仪器的报警装置4采用音乐报警，新颖别致，既避免了普通报警噪音，改善劳动环境，又可与其他报警声相区别，利于迅速判断。

Claims

1、一种液位电子显示自控报警仪，包括外壳、稳压电源5、液位传感器1、自控装置3，其特征在于，还包括监测比较显示器2和报警装置4，液位传感器1的集成运算放大器IC₁的反相输入端通过传感器电阻R_1a、R_1b、R_1c……分别与传感器三个或三个以上探测极11、12连接、同相输入端通过电阻R₂接地、反相输入端与输出端之间接有电阻R₃，监测比较显示器2与传感器的探测极数量相匹配有两级或两级以上差动运算放大比较电路，每一级的集成运算放大比较器IC₂、IC₃的反相输入端通过电阻R₄、R₈与液位传感器1的集成运算放大器IC₁的输出端相连、同相输入端分别通过分压电阻R₅、R₆和R₇接稳压电源5(B)端和接地。输出端引出三个接点：一个接液位插座21、22，另一个通过电阻R₁₀、R，与反相输入端相连、还有一个通过限流电阻R₁₂、R₁₁和发光二极管LED₁、LED₂接地。

2、根据权力要求1所述的液位电子显示自控报警仪，其特征在于，液位传感器1的三个或三个以上探测极11、12由铜或不锈钢或其他金属导电材料制成，间距均匀地外绕在空芯的塑料棒或环氧聚脂或其他绝缘管13上，每一探测极的引线穿过空芯管上小孔14从管内拉出分别接到各自对应的固定在空芯管13上端的接线块15上的传感器电阻R_1a、R_1b……，接线块15上有两个传感器信号输出端子E、F。

3、根据权利要求1、2所述的液位电子显示自控报警仪，其特征在于，监测比较显示器2的集成运算放大器IC₂、IC₃取正、负最大输出的二种极限状态。

4、根据权利要求3所述的液位电子显示自控报警仪，其特征在于，自控装置3有液位上、下限控制两套电路，液位下限控制电路由液位下限插头CJ₁、三极管T₁、T₂、继电器ZJ₁、ZJ₂、液位泵或液位电磁控制阀6组成，液位上限控制电路由液位上限插头CJ₂、三极管T₃、继电器ZJ₁、ZJ₂、液位泵或液位电磁控制阀6组成，液位上、下限插头CJ₂、CJ₁分别插入监测比较显示器2的某两级输出端的液位插座，三极管T₁的基极通过电阻R₁₃连着液位下限插头CJ₁、集电极分别通过电阻R₁₄、R₁₅与稳压电源5（A）端及三极管T₂的基极接通，三极管T₂的集电极通过功能转换开关K_2a分别与继电器ZJ₁、ZJ₂接通，继电器ZJ₁、ZJ₂各并有二极管D₁、D₂与稳压电源5（A）端相连，三极管T₃的基极通过电阻R₁₆连着液位上限插头CJ₂、集电极分别通过功能转换开关K_2b与继电器ZJ₁、ZJ₂接通，三极管T₁、T₂、T₃的发射极均接地。

5、根据权利要求4所述的液位电子显示自控报警仪，其特征在于，报警装置4为音乐报警装置，三极管T₄的基极通过电阻R₁₇与三极管T₃的集电极相连、集电极分别通过电阻R₁₈和二极管或门D₃、电阻R₁₉与稳压电源5（A）端和三极管T₃的基极接通，三极管T₅的基极还通过电阻R₁₉和二极管或门D₄与三极管T₁的集电极相连，三极管T₅的集电极连到由音乐集成器IC₄、线性集成功率放大器IC₅、三极管T₆、二极管D_5a-d、扬声器、音乐闪光指示器LED₃、LED₄组成的音乐报警电路，三极管T₄、T₅的反射极均接地。

6、根据权利要求5所述的液位电子显示自控报警仪，其特征在于，稳压电源5采用三个三端集成稳压器IC₆、IC₇、IC₈，交流电源变压器的输出端连有桥式整流器D_6a-d、D_7a-d、D_8a-d，三端集成稳压器IC₆、IC₇、IC₈的输入端分别与桥式整流器D_6a-d、D_7a-d、D_8a-d相连，同时通过电解电容C₁₂、C₁₄、C₁₆接地，集成稳压器IC₆、IC₇的输出端分别通过电容C₁₃、C₁₅接地，电容C₁₃、C₁₅上分别并有发光二极管LED₅、LED₆和限流电阻R₂₅、R₂₆、集成稳压器IC₈的输出端通过电容C₁₇接地，集成稳压器IC₆、IC₇、IC₈的接地端均接地。

7、根据权利要求6所述的液位电子显示自控报警仪，其特征在于，外壳面板上装有电源开关K₁、电源插头J、电源指示灯LED₅、LED₆、各级液位显示发光二极管LED₁、LED₂、音乐闪光指示器LED₃、LED₄、液位插座21、22及液位上、下限插头CJ₂、CJ₁，外壳背面装有功能转换开关K₂，外壳左、右两侧分别装有三个自控接线端子L、M、N、两个接传感器的信号输入端子e、f。

8、根据权利要求7所述的液位电子显示自控报警仪，其特征在于，液位传感器1的传感器探测极有七个、九个、十三个等与之匹配监测比较显示器2的差动运算放大比较电路有六级、八级、十二级等系列。