CN204965206U - 水塔逻辑水位控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于一种水塔逻辑水位控制器，其特征包括：12V直流电源、水位检测及高阈值反相器电路、直流继电器驱动及水泵控制电路；水位控制设备广泛应用于城市小高层储水箱，即：二次供水，也常用于工矿企业的水塔、水箱、水槽等液位自动控制或液位自动报警，被控制的介质可以是清水或是导电溶液。为了避免液体溢出或流空现象的发生，不少水塔仍然延用人工方式控制水泵抽水，这种方法难以实现水位及时控制的要求，而且费时、费力。本实用新型所述的水塔逻辑水位控制器另辟蹊径，使用简洁电路进行水位控制，具有制作成本低、无需复杂电路调试、工作灵敏可靠，可用于各种场合水位的监测与控制。

Description

水塔逻辑水位控制器

技术领域

本实用新型属于电子自动控制技术领域，是关于一种水塔逻辑水位控制器。

背景技术

水位控制主要有两种方式：一种是浮球开关带着一个大的金属球，浸在水中时浮力很大，它可以控制两个水位，如：水满了，因为浮球浮力而上升，带动球阀运动，使阀门关闭，停止进水，当水少了，浮球下降，阀门打开，又再进水，如此循环。这种方式多应用在开水器和卫生间冲水器上；另一种是带干簧管的微型浮球开关，由外面的带有磁性小浮球使杆里面的干簧管闭合，从而控制水位，它多数应用在清水水位控制，但易受污物影响，不适合在污水上使用。第二种是电缆式浮球开关，该装置通过一软性电缆与水泵连接，它主要用于水塔、水池水位高低的自动控制或缺水保护。多数直接接于220V交流电，存在一定的安全隐患，终有因电缆破损而存在漏电的危险。

水位控制设备广泛应用于城市小高层储水箱，即：二次供水，也常用于工矿企业的水塔、水箱、水槽等液位自动控制或液位自动报警，被控制的介质可以是清水或是导电溶液。为了避免液体溢出或流空现象的发生，不少水塔仍然延用人工方式控制水泵抽水，这种方法难以实现水位及时控制的要求，而且费时、费力。

上述常用水位控制电路存在一定缺陷，本实用新型所述的水塔逻辑水位控制器另辟蹊径，使用简洁电路进行水位控制，具有制作成本低、无需复杂电路调试、工作灵敏可靠，可用于各种场合水位的监测与控制。

以下详细说明本实用新型所述的水塔逻辑水位控制器在实施过程中所涉及的必要的、关键性技术内容。

实用新型内容

发明目的及有益效果：水位控制设备广泛应用于城市小高层储水箱，即：二次供水，也常用于工矿企业的水塔、水箱、水槽等液位自动控制或液位自动报警，被控制的介质可以是清水或是导电溶液。为了避免液体溢出或流空现象的发生，不少水塔仍然延用人工方式控制水泵抽水，这种方法难以实现水位及时控制的要求，而且费时、费力。上述常用水位控制电路存在一定缺陷，本实用新型所述的水塔逻辑水位控制器另辟蹊径，使用简洁电路进行水位控制，具有制作成本低、无需复杂电路调试、工作灵敏可靠，可用于各种场合水位的监测与控制。

电路工作原理：水塔逻辑水位控制器可将水位限制在检测点A以下、检测点B以上，当水位超过检测点A时，水泵停止向水塔内抽水，当水位降到低于检测点B时，水泵开始抽水。公共点C接电路地GND，公共点C置于水塔的最底部。直流继电器J的常闭触点J-1接在水泵电机控制回路中，直接控制水泵的通与断，也可将直流继电器J的常闭触点J-1接在交流接触器回路中控制大功率水泵。

1.当水位上涨到检测点A时，NPN型晶体管VT1的基极通过水电阻与公共点C(电路地GND)相接，基极电位降低，使NPN型晶体管VT1、稳压二极管DW、NPN型晶体管VT2处于截止状态，NPN型晶体管VT2的集电极输出高电平，经稳压二极管DW送到NPN型晶体管VT3的基极，NPN型晶体管VT3饱和导通，直流继电器J线圈得电吸合，使常闭触点J-1断开，水泵失电停止工作；

2.当水位低于检测点A时，由于NPN型晶体管VT1的基极通过检测点B与水电阻相接，继续保持低电位，电路维持原有状态不变，水泵通电继续抽水；

3.当水位低于检测点B时，检测点B悬空，NPN型晶体管VT1的基极不再受水电阻的控制，其基极电位升高，NPN型晶体管VT1、NPN型晶体管VT2、稳压二极管DW饱和导通，NPN型晶体管VT2的集电极变成低电平，NPN型晶体管VT3截止，直流继电器J失电释放，其常闭触点J-1闭合，水泵接通电源开始工作；

4.水位开始上升，超过检测点B时，由于NPN型晶体管VT1管的基极电位不再受检测点B控制，电路维持原状态不变，直至水位达到检测点A时才开始动作，如此循环，将水塔里的水位保持在一定高度内，实现了水泵的自动控制。

技术特征：水塔逻辑水位控制器，它包括12V直流电源、水位检测及高阈值反相器电路、直流继电器驱动及水泵控制电路，其特征在于：

水位检测及高阈值反相器电路：它由水塔、检测点A、检测点B、公共点C，NPN型晶体管VT1、电阻R1、稳压二极管DW、电阻R2、NPN型晶体管VT2和电阻R3组成，NPN型晶体管VT1的基极接检测点A和电阻R1的一端及NPN型晶体管VT2的集电极，电阻R1的另一端接电路正极VCC，NPN型晶体管VT2的发射极接检测点B，NPN型晶体管VT1的集电极通过电阻R2接电路正极VCC，NPN型晶体管VT1的发射极接稳压二极管DW的负极，稳压二极管DW的正极接NPN型晶体管VT3的基极，公共点C置于水塔的底部；

直流继电器驱动及水泵控制电路：它由电阻R3、NPN型晶体管VT3、直流继电器J和硅整流二极管D1组成，NPN型晶体管VT3的集电极接直流继电器J线圈的一端和硅整流二极管D1的正极，直流继电器J线圈的另一端和硅整流二极管D1的负极接电路正极VCC，NPN型晶体管VT2的基极通过电阻R3接NPN型晶体管VT3的集电极，NPN型晶体管VT3的发射极接电路地GND，直流继电器J的常闭触点J-1接水泵电机控制回路；

12V直流稳压的正极接电路正极VCC，12V直流稳压的负极接电路地GND。

附图说明

附图1是本实用新型提供一个水塔逻辑水位控制器的实施例电路工作原理图。

具体实施方式

按照附图1所示的水塔逻辑水位控制器电路工作原理图和附图说明，并按照实用新型内容所述的各部分电路中元器件之间连接关系，以及实施方式中所述的元器件技术参数要求和电路制作要点进行实施即可实现本实用新型，以下结合实施例对本实用新型的相关技术作进一步的描述。

元器件的技术参数及选择要求

VT1、VT2为NPN型晶体管，它们与稳压二极管DW及外围元件组成高阈值反相器，目的是提高反相器的门槛电压，保证电路不会因外界干扰而出现误动作，选用的型号为2SC9013或3DG12等，要求电流放大倍数β＞100；

VT3为NPN型晶体管，要求放大倍数β值β＞180，以提高驱动灵敏度；

DW为稳压二极管，要求稳压二极管的稳压值7.5～8V、功率为1W；

D1为硅整流二极管，它是驱动管NPN型晶体管VT3的保护二极管，在驱动管截止瞬间，它为直流继电器J线圈产生反向电动势提供泄放通路，保护驱动管VNPN型晶体管VT3不会被击穿，选用的型号为1N4001；

电阻全部选用1/4W金属膜电阻，电阻R1、电阻R2是NPN型晶体管VT1、NPN型晶体管VT2的偏置电阻，选择时要保证NPN型晶体管VT1、稳压二极管DW、NPN型晶体管VT2能够可靠饱和或截止，根据现有条件(DW＝7.5V、VCC＝12V)计算，电阻阻值可按公式R水/2≤R1≤βl·R2和R2≤l/3β2·R3进行计算，水电阻R水＝7KΩ-30KΩ，电阻R1和电阻R2选取最大值为30KΩ；

电阻R3是NPN型晶体管VT3限流电阻，选取值≤10KΩ，推荐值为8.2KΩ；

J为12V直流继电器，其共有5个引脚，直流继电器J的线圈有2个引脚，其功率输出的3个引脚分别是：继电器J的公共触点(动触点)、静触点分为常闭触点J-1和常开触点J-2；

DC为12V直流电源，可选用12V直流稳压电源，要求输出电流≥300mA。

电路制作要点与电路调试

1.检测电极的制作：检测点A是最高水位探测电极，检测点B是最低水位探测电极。水位检测点A、检测点B、公共点C均用剥去胶皮的￠2.0mm单股铜线制作，用绝缘材料固定在水塔的适当位置。要求检测点A、检测点B和公共点C相互靠得近一些，但3个检测电极彼此之间不能接触，且要求3个检测电极沥水效果好，否则影响电路工作的可靠性；

2.3个检测电极安装的高度应根据实际需要确定，以调整运行到最高水位、最低水位均达到技术要求为止；

3.因水塔逻辑水位控制器的电路结构比较简单，一般情况下只要选用的电子元器件性能完好，并按照说明书附图1中的元器件连接关系进行焊接，物理连接线及焊接质量经过仔细检查正确无误后，本实用新型的电路基本不需要调试即可正常工作。

本实用新型的电路结构设计、元器件布局，以及它的外观的形状及尺寸大小等均不是本实用新型的关键技术，也不是本实用新型要求保护的关键性技术内容，因不影响本实用新型具体实施过程和实用新型目的的实现，故不在说明书中一一说明。

Claims (1)

1.一种水塔逻辑水位控制器，它包括12V直流电源、水位检测及高阈值反相器电路、直流继电器驱动及水泵控制电路，其特征在于：

所述的水位检测及高阈值反相器电路由水塔、检测点A、检测点B、公共点C，NPN型晶体管VT1、电阻R1、稳压二极管DW、电阻R2、NPN型晶体管VT2和电阻R3组成，要求稳压二极管DW的稳压值为7.5～8V，NPN型晶体管VT1的基极接检测点A和电阻R1的一端及NPN型晶体管VT2的集电极，电阻R1的另一端接电路正极VCC，NPN型晶体管VT2的发射极接检测点B，NPN型晶体管VT1的集电极通过电阻R2接电路正极VCC，NPN型晶体管VT1的发射极接稳压二极管DW的负极，稳压二极管DW的正极接NPN型晶体管VT3的基极，公共点C置于水塔的底部；

所述的直流继电器驱动及水泵控制电路由电阻R3、NPN型晶体管VT3、直流继电器J和硅整流二极管D1组成，NPN型晶体管VT3的集电极接直流继电器J线圈的一端和硅整流二极管D1的正极，直流继电器J线圈的另一端和硅整流二极管D1的负极接电路正极VCC，NPN型晶体管VT2的基极通过电阻R3接NPN型晶体管VT3的集电极，NPN型晶体管VT3的发射极接电路地GND，直流继电器J的常闭触点J-1接水泵电机控制回路；

所述的12V直流稳压的正极接电路正极VCC，12V直流稳压的负极接电路地GND。