CN2116235U

CN2116235U - 单线交流电极水位自控器

Info

Publication number: CN2116235U
Application number: CN 91227572
Authority: CN
Inventors: 吕锋兵
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-10-28
Filing date: 1991-10-28
Publication date: 1992-09-16

Abstract

单线交流电极水位自控器，属于液位自动控制装置。包括半波整流电源、控制电路、检测电路和保护电路。由一块集成块IC。可同时控制水源与水塔的水位，通过水塔与水源探测电极均为交流电，并只用一根线输送信号、水塔、水源与变压器副边线圈4端均接地。保护电路主要有热敏电阻、备用机泵组成，因超负荷、缺相、低压等原因造成的主机泵故障，可自动备用机泵。本实用新型工作可靠、实用性强、经济性好。

Description

本实用新型属于液位自动控制装置，特别是涉及单线交流电极水位自控器。

公知的水位控制器较多，如申请号为89213772·X的实用新型“电子液位控制器”由直流电源、555时基电路及检测电路组成，其优点是仅用一块555时基电路就能完成鉴别、记忆及放大任务，使电路结构简单，其缺点是只能控制一个水位，并且需要三条信号线同时接入水塔。申请号90209391.6公开的实用新型“交流电极水位控制器”完成了能同时控制水塔、水源水位的技术任务，但仍需要二条信号同时接入水塔或水源，另外水泵、电机在运行中，有可能碰到缺水、缺相、轧泵等问题，上述二个专利都未能解决。

本实用新型的目的是提供一种具有单线信号输入，能同时控制双水位并在主机发生故障后，能自动起动备用水泵的单线交流电极水位自控器。

本实用新型的技术方案是这样的：一种单线交流电极水位自控器，包括电源变压器、二极管及电容构成的半波整流电路、集成块IC为主的探测控制电路，其特征是通过水塔、水源的交流电就是水位的信号，并且均使用同一根电线输送，信号线分别将交流电极、二极管、电阻与具有二个触发复位端（R₁ S₁、R₂ S₂）、二个输出端（Q₁、Q₂）的556时基集成块（集成块IC）R₁ S₁或R₂ S₂端相连接。选择R₂（50K）、R₄（5K）、R₆（200K）、R₈（20K）的阻值，使集成块IC的R₁ S₁端电压（VH₁）满足：在水塔水面M≥P₁′时，VH₁＞ 2/3 Vcc；水面P₂′≤M＜P₁′时，VH₁≈ 1/2 Vcc；水面M＜P₂′时，VH₁＜ 1/2 Vcc，选择电阻R₁（50K），R₃（5K）、R₅（200K）、R₇（20K）的阻值，使集成块IC的R₂ S₂端电压（VH₂）满足：当水源水面N＞P₁时，VH₂＞ 2/3 Vcc；P≤N＜P₁时，VH₂≈ 1/2 Vcc；水面N＜P₂时，VH₂＜ 1/3 Vcc，能同时控制水塔与水源的水位，水塔、水源及变压器B付边线圈4端均接地，保护电路主要有热敏电阻R_t、稳压管DW、三极管BG₁、继电器J₂、JR_A、JR_B、备用电机D_B和备用水泵B＃组成。

由于采用上述方案，使得本实用新型具有下列优点：

1.控制电路主要由集成块IC完成，使这一部分结构趋于简单。

2.只用一根单线输送信号，可节约1至2条电线，有利于降低成本，对于水源与塔位距离较远的地区特别具有经济效益。

3.引入电极的是交流电，可防止电化腐蚀，延长电极使用寿命。

4.可同时控制水塔、水源的水位，也可视实际需要，单独控制水塔或水源水位。

5.设有保护电路，可以解决因缺水、缺相、低压、超负荷等原因造成故障，能自动停止主机，起动备用机泵，从而达到水位控制全自动化。

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

附图为本实用新型的电路结构原理图。

图中手动、自动切换开关K与自动端闭合，系统处于自控状态。IC为556时基集成块，承担鉴别、记忆及放大作用，它的R₁ S₁（R₁端与 S₁并接）、R₂ S₂端（R₂端与 S₂并接）分别通过电阻二极管等元件与水塔或水源的电极电连接。继电器J₁和发光二极管LED₁串联后接入同一集成块IC的二个输出端Q₁、Q₂。水塔水位的传递途径由变压器B的付边线圈4端→E（接地）→水电阻→水塔电极P₁′（或电极P₂′→电阻R₂）→（正半周时）电阻R₄→二极管D₄→电阻R₈→IC的R₁ S₁端→变压器B付边圈3端；负半周时，则电极P₁′（或电极P₂′→电阻R₂）→二极管D₂→可变电阻W₂→B的3端。水源水位信号的传递途径与水塔相似，即由变压器B付边线圈的4端→E（接地）→水电阻→水源电极P₁（或P₂→电阻R₁）→（正半周时）R₃→D₃→R₇→IC的R₂ S₂端→B的3端；在负半周时，则电极P₁（或电极P₂→电阻R₁）→D₁→W₁→B的3端。分别串接在二极管D₁与D₂之间的可变电阻W₁、W₂的作用，是使正负各半周通过电极的电流平衡，即通过电极的直流电流为零。水塔、水源及变压器付边线圈4端均接地，可减少塔或水源与集成块IC的信号输入线。

水面位置与集成块IC内部结构存在下列关系：

在水塔水面（记作M）处于上限水位电极P₁′时，集成块IC的R₁ S₁端的控制电压VH₁＞ 2/3 Vcc；当水面M处于中间位置（P₂′≤M＜P₁′）时，由于R₂的分压作用，其VH₁≈ 1/2 Vcc；当M＜P₂′，其VH₁＜ 1/3 Vcc。对水源水面N处于同样的三个位置时，IC的R₂ S₂端的控制电压VH₂和电压Vcc的关系同上相同。而R S与输出端电平Q之间又存在如下关系：

VH＞ 2/3 Vcc时，Q是低电平（记作0），

VH≈ 1/2 Vcc时，Q保持原来状态，

VH＜ 1/3 Vcc时，Q是高电平（记作1）。

综合上述列成下表一：

从表一可知，水面与电平Q存在九种情况，但都必须服从下列条件，才能泵水，即Q₁＝1时，且Q₂＝0时。而Q₂＝1、Q₁＝0虽有电位差，但与J₁串联的发光二极管LED₁反相被截止J₁不能吸合，故不抽水。当水源充足，N≥P₁→Q₂＝0而塔水面M＜P₂′→Q₁＝1，此时，发光二极管LED₁亮，继电器J₁吸合，J_1－1常开触点闭合，电机D_A起动抽水，当塔水面M升高到P₂′≤M＜P₁′时，Q₁保持原来高电平（Q₁＝1），Q₂仍然为低电平（Q₂＝0）则水泵继续抽水，当M＞P₁′时，则Q₁＝0，与Q₂无电位差，J₁失电，抽水停止，用水后当塔水面M下降到P₂′≤M＜P₁′时，Q₁保持原低电平（Q₁＝0），Q₂仍保持Q₂＝0，继续不抽水，当水面M进一步下降到M＜P₂′时，输出端电平转为Q₁＝1，此时J₁重新吸合，泵再一次抽水，水源水位的控制过程与水塔水位的控制过程相似。

保护电路主要由四个热敏电阻R_t1－4与其分别连接的四个稳压管DW_2－5、一只三极管BG₁，继电器J₂，室温补偿电路R_t5、接触器C_B及备用电机D_B和水泵B^＃组成，热敏电阻R_t1与稳压管DW₂，R_t2与DW₃，R_t3与DW₄，R_t4与DW₅分别连接，热敏电阻另一端接入电源正极（通过电阻R₉），稳压管另一端与三极管BG₁的基极连接，继电器J₂与发光二极管LED₃串联，并分别与电源正极与三极管BG1的集电极电连接。热敏电阻R_t1、R_t3分别贴在A、B水泵易热部位，R_t2、R_t4分别贴在D_A、D_B电机外壳易热部位，在水泵、电机都正常运行的情况下，R_t1－4的阻值较大，稳压管DW_2－5连接三极管BG₁的发射结均不导通，则继电器J₂不吸合，如水泵在运转中因发生故障而使泵体发热（多数是抽不上水或出水量很少），则R_t1的阻值随着泵体温度的升高而降低，当泵体体温升到保护电路设定的动作温度时（可根据实际情况而定，一般定为60℃），稳压管DW₂和三极管BG₁的发射结均导通，发光二极管LED₃显示亮，继电器J₂得电吸合并自锁（J_2－1），发光二极管LED₄亮，表明主机组有故障，J₂的常闭触点J_2－2断开，接触器C_A失电，电机D_A停转，与此同时J₂的常开触点（J_2－2）闭合，接触器C_B得电，备用水泵B^＃起动。

如果电机在运转中，因超负荷、缺相或供电电压过低等原因而引起电机温升高于规定值，则R_t2的阻值变小，其过程与泵体发热时一样，电机D_A停转，备用电机D_B起动。

在电机的保护电路中，还置有一个室温补偿电阻R_t5，它的一端与负极电连接，另一端与电阻R₁₁、R₁₃电连接，在室温变化时它的阻值随R_t2（R_t4）的变化而同步变化，从而使V_t2（V_t4）点的电压基本稳定（R₁₁与R₁₃的阻值相对R_t5是很小的），即保护电路设定的“动作温升”不受室温的影响，保证电机一年四季都能得到可靠保护。

在电源三相与电机串接的回路中，分别接入热继电器JR_A、JR_B如果电动机因超负荷或供电电压过低，使主回路的电流过大，热继电器动作，常开触点JR_A－1、JR_B－1闭合，LED₄显示亮，J₂吸合并自锁，D_A停转，备用电机D_B起动抽水。

AN为复位按钮，查明修复故障后，使保护电路复位。K₂为手动开关。K₃为主机泵A和备用机泵B切换开关。

Claims

1、一种单线交流电极水位自控器，包括电源变压器，二极管及电容构成的半波整流电路、集成块IC为主的探测控制电路组成，其特征是变压器B的付边线圈4及水塔均接地(E)，水塔电极P^′ ₁(或电极P₂′与电阻R₂)与电阻R₄、二极管D₄、电阻R₈串联后与IC的R₁ S₁端电连接，二极管D₂与可变电阻W₂串联后，一端接R₄，另一端接电源负极；水源电极P₁(或电极P₂与电阻R₁)电阻R₃、二极管D₃与电阻R₇串联后同IC的R₂ S₂端连接，二极管D₁与可变电阻W₁串联后，一端接电阻R₃，另一端接电源负极；继电器J₁和发光二极管LED₁串联后接入同一集成块IC的二个输出端Q₁、Q₂；保护电路主要有热敏电阻R_t、稳压管DW、三极管BG₁、继电器J₂，室温补偿电阻R_t5、热继电器JR_A、(JR_B)、接触器C_B(C_A)、备用电机D_B(D_A)和水泵B^#(A^#)组成。

2、按权利要求1所述的单线交流电极水位自控器，其特征在于热敏电阻R_t1、温度设定电阻R₁₀均与稳压管DW₂、R_t2和R₁₁与DW₃、R_t3和R₁₂与DW₄、R_t4和R₁₃与DW₅分别电连接，上述四个热敏电阻的另一端接在通过电阻R₉、电容C₅（滤波）和稳压管DW₁稳压后的电源正极上，温度设定电阻R₁₀与R₁₂的另一端接电源负极，温度设定电阻R₁₁与R₁₃的另一端与室温补偿电阻R_t5电连接，R_t5的另一端接电源负极，四个稳压管的另一端与三极管BG₁的基极电连接，继电器J₂与发光二极管LED₃串联，并分别同电源正极、三极管集电极相连，BG₁的发射极接电源负极。

3、按权利要求1、2所述的单线交流电极水位自控器，其特征在于热敏电阻R_t1、R_t3分别贴在水泵A、B易热部位，热敏电阻R_t2、R_t4分别贴在电机D_A、D_B的外壳易热部位。