CN205176670U

CN205176670U - 一种带保护的高纯水液位自动控制电路

Info

Publication number: CN205176670U
Application number: CN201520858604.XU
Authority: CN
Inventors: 蒋占军; 陈云龙; 边宝丽
Original assignee: Hky Technology Co Ltd
Current assignee: Hky Technology Co Ltd
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2025-10-30

Abstract

本实用新型涉及一种带保护的高纯水液位自动控制电路。所述高纯水液位自动控制电路包括以下组成结构：顺序连接的探测装置、放大电路、逻辑电路、隔离电路、控制电路、水泵电机；进一步包括保护电路，所述保护电路分别连接并保护上述隔离电路、上述控制电路，以及报警电路。进一步包括供电电路，所述供电电路为所述高纯水液位自动控制电路供电。本电路装置具有高灵敏探测设计，其电极部分设置高、低两点探测，有效降低水泵的启动频率，控制拖动部分可依据负载供电及功率情况灵活扩展，并且具有超时强制保护功能和异常报警功能，其逻辑电路由555时基组成的R-S触发器构成，电路相对简单，成本低廉。

Description

一种带保护的高纯水液位自动控制电路

技术领域

本实用新型具体涉及一种带保护的高纯水液位自动控制电路，属于电路领域。

背景技术

目前市售电子液位控制装置大多只能满足普通自来水的供给控制(城市自来水电导率一般介于125μS/cm-1250μS/cm之间)，而对于特殊领域使用的高纯水(＜2μS/cm)，因其导电能力较差而无法有效探测、控制。另外大部分电路没有超时保护、报警功能，一旦出现故障，且无人看护情况下，可能会导致水泵一直处于运行状态，而造成不必要的电能损耗、设备损坏甚至水淹事故。

实用新型内容

为解决以上问题，本电路装置采用DC24V安全电压供电，具有高灵敏探测设计，能适应电导率大于1μS/cm以上的溶液液位控制。其电极部分设置高、低两点探测，有效降低水泵的启动频率，控制拖动部分可依据负载供电及功率情况灵活扩展，并且具有超时强制保护功能和异常报警功能，其逻辑电路由555时基组成的R-S触发器构成，电路相对简单，成本低廉。

本实用新型提供一种带保护的高纯水液位自动控制电路，所述高纯水液位自动控制电路包括以下组成结构：顺序连接的探测装置、放大电路、逻辑电路、隔离电路、控制电路、水泵电机；进一步包括保护电路，所述保护电路分别连接并保护上述隔离电路、上述控制电路，以及报警电路。进一步包括供电电路，所述供电电路为所述高纯水液位自动控制电路供电。

附图说明

图1为本实用新型带保护的高纯水液位自动控制电路的原理方框图。

图2为本实用新型带保护的高纯水液位自动控制电路的电路原理图。

图3为本实用新型依据电机功率外置一个DC24V的继电器示意图。

图4为本实用新型依据电机功率外置一个DC24V控制的交流接触器示意图。

图5为本实用新型正常工作循环示意如图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型提供一种带保护的高纯水液位自动控制电路，所述高纯水液位自动控制电路包括以下组成结构：顺序连接的探测装置、放大电路、逻辑电路、隔离电路、控制电路、水泵电机；进一步包括保护电路，所述保护电路分别连接并保护上述隔离电路、上述控制电路，以及报警电路。进一步包括供电电路，所述供电电路为所述高纯水液位自动控制电路供电。

1、电路组成介绍

1.1供电电路：本电路主供电DC24，经D4防反接二极管后，由U2(7812)稳压后为主电路提供电源。

1.2模式开关：S1为单刀双掷开关，用于电路工作模式选择，触点1、2闭合为手动控制模式(SD)，触点1、3闭合为自动控制模式(ZD)。

1.3探测装置：V+\L\H组成液位探测电极，V+为12V，L液位下限触点，H为液位上限触点。

1.4放大电路：Q1-Q4为4只NPN型S9018三极管组成的探测信号放大器，其中Q1、Q2组成液位下限检测信号放大；Q3、Q4组成液位上限检测信号放大。目的是达到本电路对电导率较小的高纯水液位进行有效探测。

1.5逻辑电路：由U1(NE555)组成的R-S触发器构成。其逻辑特性表与等效真值表见表1、表2。

1.6隔离控制：N1光耦信号隔离传输；K1为DC24V单刀双掷控制继电器，触点3、5为常开，触点3、4为常闭。

1.7水泵电机：供水部件。

1.8指标器件：D2为12V电源指示灯；D3为水泵运行指示灯；D5为保护启动指标灯。

1.9保护电路：RW1、R7、R8、C3与可控硅TR1组成可调超时保护电路。

1.10报警电路：R12、R13、Q5和蜂鸣器FM组成异常报警电路，保护电路启动时发出报警。

2、电路原理说明

2.1工作模式介绍：将开关S1置于1、2位置，则DC24V经M1→GND，水泵启动，同时D3指示灯亮，此时为手动控制模式，强制供水。其它电路不工作，该功能一般在特殊情况下使用。将开关S1置于1、3位置，进入自动控制模式。

2.2自动控制模式工作过程

过程1：将开关S1置于1、3位置，D2指示灯亮，整个电路开始工作。当水箱液位处于H触点时，电极V+触点通过溶液的导电特性将电压经电极的L触点→R4加在Q1的B极，由Q1将此信号放大后加在Q2的B极，此时Q2处于饱和导通状态，将NE555的⑥脚置于低电平；同时电极V+触点也通过溶液的导电特性将电压经电极的H触点→R5加在Q3的B极，由Q3将此信号放大后加在Q4的B极，此时Q4亦处于饱和导通状态，从而将NE555的②脚置于低电平，此时NE555的⑥脚和②脚均为低电平，由表2可以得出③脚输出为高电平。则光耦N1、继电器K1、水泵M1均不工作。

过程2：当液位下降到H触点以下L触点以上区间时，H触点被悬空，Q3、Q4均为截止状态，NE555的②脚为高电平；而V+触点的电压经L触点→R4→Q1放大→Q2导通，将NE555的⑥脚置于低电平，此时NE555的⑥脚低电平、②脚高电平，由表2可以得出③脚输出不变，即保持高电平。光耦N1、继电器K1、水泵M1仍不工作。

过程3：当液位继续下降至L触点以下时，H、L两个触点均被悬空，Q1、Q2、Q3、Q4均为截止状态，NE555的②脚、⑥脚为高电平，由表2可以得出⑥脚输出为低电平。则光耦N1驱动继电器K1，K1之3、5触点闭合，DC24V经M1→K1之5、3触点→GND，水泵M1启动，指示灯D3点亮。同时C3经RW1开始充电。

过程4：水泵工作后，液位慢慢上升，当上升至L触点之上与H触点之下区间时，NE555的②脚为高电平、⑥脚为低电平，由表2可以得出③脚输出保持不变，即保持低电平，供水继续。同时C3经RW1继续充电。

过程5：当液位从L触点继续上升至H触点时，NE555的②脚、⑥脚均被置为低电平，由表2可以得出③脚输出变为高电平，则光耦N1、继电器K1、水泵M1停止工作。同时继电器K1释放后，其3、4触点闭合，C3上的电荷通过R8→K1之3、4触点→GND放电。

本装置正常工作循环示意如图5所示。

2.3保护电路及报警电路工作过程

在自动模式下，且水泵未启动时，12V经RW1→R8→K1之3、4触点→GND，此时电容C3上的电荷不足以触发可控硅TR1导通；当水泵启动后，K1之3、5闭合，3、4触点断开，电容C3经RW1开始充电。当发生表3条件之一时，C3上积累的电荷不能在设定时间内放电，终将通过R7触发TR1导通，TR1导通后会将N1的初级供电经R11→D6→TR1→GND,使N1初级失去供电，从而强制释放K1，迫使水泵M1停机，以达到超时保护功能；TR1导通的同时，也通过R13将Q5的B极置于低电平，从而Q5导通，蜂鸣器FM发出报警声音。TR1一旦导通，不能自行恢复，必须断电重启方可恢复。

3、电路调试

3.1探测装置：其V+、L、H三个触点的间距控制在3+1cm，以适用于电导率在1μS/cm-10μS/cm的水样探测，注意三个触点引线不能靠在一起，不能与容器壁接触。

3.2保护时间设定：先固定好V+、L、H三个触点在容器中的位置，通过调整RW1来实现保护时间与工作区间的匹配设定。

4、后级拖动扩展简介

本电路试验用的M1为DC24V小型水泵，图2中A、B两端可根据需要直接替换为DC24电磁阀，如果要拖动220V的单相水泵电机，只需按图3所示，并依据电机功率，外置一个DC24V的继电器即可；若需拖动三相水泵电机，则需按图4所示，并依据电机功率，外置一个DC24V控制的交流接触器即可。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若对本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其同等技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种带保护的高纯水液位自动控制电路，其特征在于：

所述高纯水液位自动控制电路包括以下组成结构：顺序连接的探测装置、放大电路、逻辑电路、隔离电路、控制电路、水泵电机；进一步包括保护电路，所述保护电路分别连接并保护上述隔离电路、上述控制电路，以及报警电路。

2.如权利要求1所述的带保护的高纯水液位自动控制电路，其特征在于：

所述高纯水液位自动控制电路进一步包括供电电路，所述供电电路为所述高纯水液位自动控制电路中的其他部分供电。

3.如权利要求2所述的带保护的高纯水液位自动控制电路，其特征在于：

所述供电电路主供电DC24，经D4防反接二极管后，由U2稳压后为主电路提供电源。

4.如权利要求1所述的带保护的高纯水液位自动控制电路，其特征在于：

所述高纯水液位自动控制电路进一步包括模式开关，所述模式开关与所述控制电路连接，所述模式开关为单刀双掷开关，用于电路工作模式选择，触点1、2闭合为手动控制模式(SD)，触点1、3闭合为自动控制模式(ZD)。

5.如权利要求1所述的带保护的高纯水液位自动控制电路，其特征在于：

所述探测装置中，V+\L\H组成液位探测电极，V+为12V，L液位下限触点，H为液位上限触点。

6.如权利要求1所述的带保护的高纯水液位自动控制电路，其特征在于：

所述放大电路中，Q1-Q4为4只NPN型S9018三极管组成的探测信号放大器，其中Q1、Q2组成液位下限检测信号放大；Q3、Q4组成液位上限检测信号放大。

7.如权利要求1所述的带保护的高纯水液位自动控制电路，其特征在于：

所述逻辑电路由NE555组成的R-S触发器构成。

8.如权利要求1所述的带保护的高纯水液位自动控制电路，其特征在于：

所述隔离电路中：N1光耦信号隔离传输；K1为DC24V单刀双掷控制继电器，触点3、5为常开，触点3、4为常闭。

9.如权利要求1所述的带保护的高纯水液位自动控制电路，其特征在于：

RW1、R7、R8、C3与可控硅TR1组成所述保护电路。

10.如权利要求1所述的带保护的高纯水液位自动控制电路，其特征在于：

R12、R13、Q5和蜂鸣器FM组成所述报警电路，保护电路启动时发出报警。