CN210270630U - 高低液位控制装置 - Google Patents

Abstract

一种高低液位控制装置，包括：高位探头接线端子通过第一光电隔离电路与单片机的第一输入引脚连接，低位探头接线端子通过第二光电隔离电路与单片机的第二输入引脚连接，单片机的第一输出引脚与第一晶体管的基极连接，第一继电器的控制端连接在直流电源与第一晶体管的集电极之间，第一晶体管的输出端与水泵接线端子连接，单片机发出用于控制第一继电器得电的水泵启动信号或水泵停止信号。本实用新型可检测和控制密封容器中的液位，实现对高低液位的自动检测补水控制；传感器安装在容器外侧，不需要与液体接触，不污染被测液体；可通过无线信号与液位传感器连接，可以实现免布信号线安装。

Description

高低液位控制装置

技术领域

本实用新型涉及液位检测控制领域，特别涉及一种高低液位控制装置。

背景技术

市场现有的液位控制器的液位检测方式有以下几种:

1.电子式液位控制器原理是通过电子探头对液位进行检测。其电子探头需要安装在容器内部,靠接触液体来探测液位状态,当液位上升接触到探头时，芯片输出高或低电平信号，再配合水位控制器，从而实现对液位的控制。缺点是探头需要接触被测液体才能检测到液位，所以有可能出现被测液体受到探头的污染，或者是探头容易被液体腐蚀等情况出现，在密封性容器上面的安装也不方便。

2.带着大金属球的浮球开关，浸在液体中时浮力大，可以控制两个液位，比如液体满了，浮球因为浮力而上升，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。这种方式较多应用在煮开水器上。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，从而控制液位，多数应用在清水的液位控制，一般几块钱就有交易了，但易受污物影响。还有一种是电缆式浮球开关，该装置通过一弹性电线与水泵连接，可用于水塔、水池各种浮球开关水位高低的自动控制和缺水保护，允许接的用电器是220V，10A左右，平衡锤或弹性电线的某一固定点到浮筒间的电线长度，决定水位的高低。这种水位开关应用广泛，价格便宜，对于一些要求不太严格的场合适用。但存在这样的问题：有一定耐污能力，浮球易受外界杂物影响其稳定性，特别是纤维状的杂物缠绕而有失误，同一小水箱里不宜使用多个，否则会相缠绕。使用寿命相对短些，而且多数直接接220V，存在一定的安全隐患，终有一天因为电线破损而漏电电人。所以电缆式浮球开关一般有这样的警告：电源线是本装置的完整部分，一经发现电线受损，本装置应被替换，不准对电线进行修理。

3.超声波液位控制器。液位控制器的探头产生高频超声波脉冲耦合到容器外壁。这个脉冲会在容器壁和液体中传播，还会被容器内表面反射回来。通过对这种反射特性的检测和计算，就可以判断出液位是否达到了液位控制器安装的位置。液位控制器输出继电器信号，来完成对液位的监控。其缺点是，价格昂贵，会受到液体中的悬浮物体干扰。

但是，市场上现有液位控制器的功能单一，且安装布线麻烦，导致成本高。

实用新型内容

本实用新型提供了一种高低液位控制装置，以解决至少一个上述技术问题。

为解决上述问题，作为本实用新型的一个方面，提供了一种高低液位控制装置，包括：水泵接线端子、高位探头接线端子、低位探头接线端子、第一光电隔离电路、第二光电隔离电路、单片机、第一晶体管、和第一继电器，所述高位探头接线端子通过所述第一光电隔离电路与所述单片机的第一输入引脚连接，所述低位探头接线端子通过所述第二光电隔离电路与所述单片机的第二输入引脚连接，所述单片机的第一输出引脚与所述第一晶体管的基极连接，所述第一继电器的控制端连接在直流电源与所述第一晶体管的集电极之间，所述第一晶体管的输出端与所述水泵接线端子连接，所述单片机在收到来自所述低位探头接线端子的低液位检测信号时向所述第一输出引脚发出用于控制所述第一继电器得电的水泵启动信号，所述单片机在收到来自所述高位探头接线端子的高液位检测信号时向所述第一输出引脚发出用于控制所述第一继电器失电的水泵停止信号。

优选地，所述高低液位控制装置还包括报警器接线端子、第二晶体管、和第二继电器，所述单片机的第二输出引脚与所述第二晶体管的基极连接，所述第二继电器的控制端连接在直流电源与所述第二晶体管的集电极之间，所述第二晶体管的输出端与所述报警器接线端子连接。

优选地，所述高低液位控制装置还包括进水探头接线端子，所述进水探头接线端子通过第三光电隔离电路与所述单片机的第三输入引脚连接。

优选地，所述高低液位控制装置还包括溢水探头接线端子，所述溢水探头接线端子通过第四光电隔离电路与所述单片机的第四输入引脚连接。

优选地，所述高低液位控制装置还包括用于与具有无线通讯功能的液位感应探头之间进行无线通讯连接的无线通信模块，所述无线通信模块与所述单片机连接。

优选地，所述高低液位控制装置还包括与所述高位探头接线端子连接的高液位感应探头、及与所述低位探头接线端子接接的低液位感应探头，所述高液位感应探头及所述低液位感应探头均为非接触式液位传感器。

优选地，所述非接触式液位传感器为电容式非接触液位传感器。

优选地，所述高液位感应探头及所述低液位感应探头均安装在待检测液位的容器外壁上。

由于采用了上述技术方案，本实用新型可检测和控制密封容器中的液位，实现对高低液位的自动检测补水控制；可采用电容接触式液位传感器作为液位状态信号的检测，传感器安装在容器外侧，安装方便，且不需要与液体接触，不污染被测液体、传感器不被被测液体腐蚀；单片机内设置有无线通讯模块，可以通过无线信号与液位传感器连接，可以实现免布信号线安装。

附图说明

图1示意性地示出了本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

本实用新型的一个方面，提供了一种高低液位控制装置，包括：水泵接线端子、高位探头接线端子IN2、低位探头接线端子IN3、第一光电隔离电路U9、第二光电隔离电路U10、单片机U3、第一晶体管Q2、和第一继电器KM2，所述高位探头接线端子IN2通过所述第一光电隔离电路U9与所述单片机U3的第一输入引脚连接，所述低位探头接线端子IN3通过所述第二光电隔离电路U10与所述单片机U3的第二输入引脚连接，所述单片机U3的第一输出引脚与所述第一晶体管Q2的基极连接，所述第一继电器KM2的控制端连接在直流电源与所述第一晶体管Q2的集电极之间，所述第一晶体管Q2的输出端与所述水泵接线端子连接，所述单片机U3在收到来自所述低位探头接线端子IN3的低液位检测信号时向所述第一输出引脚发出用于控制所述第一继电器KM2得电的水泵启动信号，所述单片机U3在收到来自所述高位探头接线端子IN2的高液位检测信号时向所述第一输出引脚发出用于控制所述第一继电器KM2失电的水泵停止信号。这样，单片机通过分析非接触式液位传感器的信号，可以判断进水管是否有水，如果判断进水管没水，则停止水泵供电，防止水泵电机空转烧毁。当然，还可为本实用新型增加常规手动控制的功能。

优选地，所述高低液位控制装置还包括报警器接线端子、第二晶体管Q1、和第二继电器KM1，所述单片机U3的第二输出引脚与所述第二晶体管Q1的基极连接，所述第二继电器KM1的控制端连接在直流电源与所述第二晶体管Q1的集电极之间，所述第二晶体管Q1的输出端与所述报警器接线端子连接。

优选地，所述高低液位控制装置还包括进水探头接线端子IN4，所述进水探头接线端子IN4通过第三光电隔离电路U11与所述单片机U3的第三输入引脚连接。

优选地，所述高低液位控制装置还包括溢水探头接线端子IN5，所述溢水探头接线端子IN5通过第四光电隔离电路U12与所述单片机U3的第四输入引脚连接。

优选地，所述高低液位控制装置还包括用于与具有无线通讯功能的液位感应探头之间进行无线通讯连接的无线通信模块U2，所述无线通信模块U2与所述单片机U3连接。这样，可以通过无线信号接收液位传感器的信号，省去了布线的麻烦，降抵使用成本，方便安装。

优选地，所述高低液位控制装置还包括与所述高位探头接线端子IN2连接的高液位感应探头、及与所述低位探头接线端子IN3接接的低液位感应探头，所述高液位感应探头及所述低液位感应探头均为非接触式液位传感器。当然，也可以替换为其他支持高低电平信号输出的液位传感器，同样可以实现液位的自动控制。

优选地，所述非接触式液位传感器为电容式非接触液位传感器。

优选地，所述高液位感应探头及所述低液位感应探头均安装在待检测液位的容器外壁上，不与被测液体接触，防止液体受到液位检测探头表面附着物或者探头本身材料的污染。

下面对本实用新型的工作原理进行详细介绍。

如图1所示，本实用新型包括220V交流电输入端子、开关电源电路、传感器信号输入接线端子、按钮接线端子、单片机控制电路、无线通信模块、继电器输出电路、和输出接线端子。其中，输出接线端子分为水泵接线端子和报警器接线端子，水泵的火线连接在负载输出端的常开点，则实现水泵抽水(进水)控制；水泵的火线连接在负载输出端的常闭点，则实现水泵排水控制。报警器通过报警器接线端子连接。

如图1所示，IN2、IN3、IN4、IN5分别是高位接线端子、低位接线端子、进水接线端子、和溢水探头接线端子，分别将上述四路检测探头的信号输入到第一光电隔离电路U9、第二光电隔离电路U10、第三光电隔离电路U11、第四光电隔离电路U12进行光电隔离，经过光电隔离的信号输入到单片机U3(型号为N76E003)，单片机U3根据这四路输入的信号的电平状态来判断各个探头的水位状态，当信号为高电平时为水位到达相应检测探头的位置，低电平时为水位低于相应检测探头的位置。

单片机U3通过IO口将控制信号输出到第一光电隔离电路Q2、第二晶体管Q1，第二晶体管Q1和第一光电隔离电路Q2分别与第二继电器KM1、第一继电器KM2的线圈连接。当第二晶体管Q1和第一光电隔离电路Q2的基极为高电平时晶体管导通，第二继电器KM1、第一继电器KM2线圈通电，将第二继电器KM1、第一继电器KM2的触点吸合。当第二晶体管Q1和第一光电隔离电路Q2的基极为低电平时晶体管截止，第二继电器KM1、第一继电器KM2线圈断电，第二继电器KM1、第一继电器KM2的触点释放。第二继电器KM1、第一继电器KM2的触点与插座J2输出接线端子连接。

其中，第一继电器KM2与用户的水泵连接，第二继电器KM1与用户的报警器连接。当第一继电器KM2的触点吸合时，用户的水泵通电开始工作。当第一继电器KM2的触点释放时，用户的水泵断电停止工作。当第二继电器KM1的触点吸合时，用户的报警器通电开始报警。当第二继电器KM1的触点释放时，用户的报警器断电停止报警。

无线通信模块U2可以通过无线信号与带无线通讯功能的液位感应探头连接，液位感应探头感应到的液位状态信号通过无线信号传输到无线通信模块U2，无线通信模块U2将接收到的信号再传输给单片机U3。实现了液位检测探头与高低液位控制器的无线连接，可以替代有线信号传输的液位检测探头。用户可以不用布线，也能达到相同的液位控制功能。

由于采用了上述技术方案，本实用新型可检测和控制密封容器中的液位，实现对高低液位的自动检测补水控制；可采用电容接触式液位传感器作为液位状态信号的检测，传感器安装在容器外侧，安装方便，且不需要与液体接触，不污染被测液体、传感器不被被测液体腐蚀；单片机内设置有无线通讯模块，可以通过无线信号与液位传感器连接，可以实现免布信号线安装。

本实用新型可应用于以下场合：工业设备的液位控制；医疗设备的液位控制，比如输液管道输液完成的液位控制与报警，并且可以同时通过有线或无线信号输出传感器检测到的液位状态值，用于输液管输液完成报警及自动呼叫护士的自动化设备；农业器械、植保无人机、自动浇灌系统的液位控制；饮用水设备的非金属管道的水位控制；家用商用电器(榨汁机、饮水机、豆浆机、咖啡机、自动泡茶机等等)的水位控制；各种水箱、水塔、鱼缸等水位的控制；教学仪器、实验设备液位控制；打印机墨水液位控制等。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高低液位控制装置，其特征在于，包括：水泵接线端子、高位探头接线端子(IN2)、低位探头接线端子(IN3)、第一光电隔离电路(U9)、第二光电隔离电路(U10)、单片机(U3)、第一晶体管(Q2)、和第一继电器(KM2)，所述高位探头接线端子(IN2)通过所述第一光电隔离电路(U9)与所述单片机(U3)的第一输入引脚连接，所述低位探头接线端子(IN3)通过所述第二光电隔离电路(U10)与所述单片机(U3)的第二输入引脚连接，所述单片机(U3)的第一输出引脚与所述第一晶体管(Q2)的基极连接，所述第一继电器(KM2)的控制端连接在直流电源与所述第一晶体管(Q2)的集电极之间，所述第一晶体管(Q2)的输出端与所述水泵接线端子连接，所述单片机(U3)在收到来自所述低位探头接线端子(IN3)的低液位检测信号时向所述第一输出引脚发出用于控制所述第一继电器(KM2)得电的水泵启动信号，所述单片机(U3)在收到来自所述高位探头接线端子(IN2)的高液位检测信号时向所述第一输出引脚发出用于控制所述第一继电器(KM2)失电的水泵停止信号。

2.根据权利要求1所述的高低液位控制装置，其特征在于，所述高低液位控制装置还包括报警器接线端子、第二晶体管(Q1)、和第二继电器(KM1)，所述单片机(U3)的第二输出引脚与所述第二晶体管(Q1)的基极连接，所述第二继电器(KM1)的控制端连接在直流电源与所述第二晶体管(Q1)的集电极之间，所述第二晶体管(Q1)的输出端与所述报警器接线端子连接。

3.根据权利要求1所述的高低液位控制装置，其特征在于，所述高低液位控制装置还包括进水探头接线端子(IN4)，所述进水探头接线端子(IN4)通过第三光电隔离电路(U11)与所述单片机(U3)的第三输入引脚连接。

4.根据权利要求1所述的高低液位控制装置，其特征在于，所述高低液位控制装置还包括溢水探头接线端子(IN5)，所述溢水探头接线端子(IN5)通过第四光电隔离电路(U12)与所述单片机(U3)的第四输入引脚连接。

5.根据权利要求1所述的高低液位控制装置，其特征在于，所述高低液位控制装置还包括用于与具有无线通讯功能的液位感应探头之间进行无线通讯连接的无线通信模块(U2)，所述无线通信模块(U2)与所述单片机(U3)连接。

6.根据权利要求1所述的高低液位控制装置，其特征在于，所述高低液位控制装置还包括与所述高位探头接线端子(IN2)连接的高液位感应探头、及与所述低位探头接线端子(IN3)连接的低液位感应探头，所述高液位感应探头及所述低液位感应探头均为非接触式液位传感器。

7.根据权利要求6所述的高低液位控制装置，其特征在于，所述非接触式液位传感器为电容式非接触液位传感器。

8.根据权利要求6所述的高低液位控制装置，其特征在于，所述高液位感应探头及所述低液位感应探头均安装在待检测液位的容器外壁上。

Images