CN2827553Y

CN2827553Y - 音乐喷泉流量控制装置

Info

Publication number: CN2827553Y
Application number: CN 200520060234
Authority: CN
Inventors: 冯应强
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-06-27
Filing date: 2005-06-27
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2015-06-27

Abstract

一种音乐喷泉流量控制装置，包括音频信号放大及峰值检波电路、驱动电路以及串接在供水管路中的电磁阀，音频信号放大及峰值检波电路与一级及以上的多级阶跃式信号比较电路相接后，再依次与二进制变换电路、场效应管电磁阀驱动电路以及一级及以上的多级二进制并联流量控制电路电连接，电磁阀线圈串接在二进制并联流量控制电路中。阶跃式信号比较电路为七级阶跃式信号比较电路；二进制并联流量电路为七级二进制并联流量电路。本实用新型的控制电路由于采用全直接耦合的方式，电路工作稳定，线性好，灵敏度高，动态范围大，装调方便。由于采用压控器件场效应管来控制电磁阀，故可直接由阶跃式信号比较电路驱动，而不需要额外的驱动电路。

Description

音乐喷泉流量控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种音乐喷泉流量控制装置。

背景技术

音乐喷泉为了实现喷出的水流量跟随播放的音乐适时的做相应动态变化，一般通过两种常见方法进行：一种是通过电子控制机构直接改变水泵的转速；另一种是通过控制电路驱动可控硅来控制电磁阀的启闭，从而改变水流量。对于第一种控制结构来讲，由于电动机自身的惯性，其控水流量的变化明显滞后于音乐动态的变化，如果要改变这种缺陷，就需要采用编程控制或预制不同步音乐软件的方法，这种做法既繁复，又增加制作成本，而且只能使用预先指定的音乐软件，带有很大的局限性。对于第二种控制结构来讲，由于使用并联流量控制电路，水流量变化是以等量叠加的方法来实现，就是说，如果需要七级的水流量变化，控制电路必须有七条控水支路，十五级就需要十五条支路；如中国专利ZL87207432.3中公开的一种音乐喷泉流量自动控制装置，它由音频信号峰值电平拾取电路、电磁阀可控硅控制电路及并联流量控制电路组成，电路藕合采用光藕合管，并联供流管道由电磁阀控制，电磁阀开闭受控于可控硅电路。光藕合管的发射端接入音频信号峰值电平拾取电路的放大器负载处，光藕合管的接收端串接于可控硅电路中触发振荡器的充电回路。并联流量控制电路的并联支路为三至七条。并联流量控制电路供流支路上串接电磁阀，电磁阀线圈串接于可控硅控制电路，音频信号峰值电平拾取电路并列单级放大器为三至七个。该种控制结构体积庞大，零部件多，成本造价高。

此外，可控硅、电磁阀的供电直接取自220V交流电源，为了确保使用安全，必须与信号控制电路作可靠的电气隔离。再有一点，由可控硅的控制特性可知，一旦其触发导通，就不能中途关断，要等待电源电压归零，可控硅才由通态变为断态。这样，在由交流供电的控制电路中，便增加了最多半个电源周期的额外延迟。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单合理、体积小，制作成本低，控制精度高、操作安全可靠、且水流量能随音乐变化及时做出同步响应的音乐喷泉流量控制装置，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种音乐喷泉流量控制装置，包括音频信号放大及峰值检波电路、驱动电路以及串接在供水管路中的电磁阀，其结构特征是音频信号放大及峰值检波电路与一级及以上的多级阶跃式信号比较电路相接后，再依次与二进制变换电路、场效应管电磁阀驱动电路以及一级及以上的多级二进制并联流量控制电路电连接，电磁阀线圈串接在二进制并联流量控制电路中。

上述的阶跃式信号比较电路为七级阶跃式信号比较电路；二进制并联流量电路为七级二进制并联流量电路。

上述的七级二进制并联流量电路由三条供流支路并联构成，每条并联支路上串接有电磁阀和球阀。

上述的球阀用于控制该支路中的水流量，球阀的开度按1、2和4的倍率进行设定。

上述的阶跃式信号比较电路采用TL084集成电路。

以上结构为控制独立水路产生七种不同高度，以对应七种不同音乐信号强度，音乐信号越强大，则该水柱高度越高。

如果需要增加或减少水柱高度差的级数，达到15级或减少到3级，可通过改变供流支路的条数来实现，如增加到4条或减少到2条，与此同时，球阀的开度也应该做相应变化，控制15级水量变化的球阀开度按1、2、4和8的倍率进行设定。控制3级水量变化的球阀开度按1和2的倍率进行设定。

按此目的设计的另一种音乐喷泉流量控制装置，包括音频信号放大及峰值检波电路、驱动电路以及串接在供水管路中的电磁阀，其结构特征是音频信号放大及峰值检波电路与一级及以上的多级阶跃式信号比较电路相接后，再依次与场效应管电磁阀驱动电路以及一级及以上的多级阶跃式独立流量控制电路电连接，电磁阀线圈串接在阶跃式独立流量控制电路中。

上述的阶跃式信号比较电路为七级阶跃式信号比较电路；阶跃式独立流量控制电路为七级。

上述的七级阶跃式独立流量控制电路由七条独立的供流支路构成，每条支路上分别串接有电磁阀和球阀。

上述的球阀用于控制该支路中的水流量，每个球阀的开度设定为一致。

上述的阶跃式信号比较电路采用TL084集成电路。

以上结构为控制多条水路产生同样高度，其变化在于水路数目的变化。如果需要增加或减少水路，可直接改变供流支路的数目而得到实现。

以上两种结构的音乐喷泉流量控制装置，分别用于控制水柱高度变化和水柱数量变化，该变化均与音频信号的动态变化同步进行。

本实用新型将音频信号放大及峰值检波电路、七级阶跃式信号比较电路、二进制变换电路、两种场效应管电磁阀驱动电路、七级二进制并联流量控制电路、七级阶跃式独立流量控制电路构成一个综合控制装置。

音乐的音频信号经过运放电路放大后，经峰值检波成为动态直流信号，并馈送给七级阶跃式电压比较电路进行比较放大。

当没有信号输入时，各级电压比较电路输出均为负电压；当有信号时，当信号大于或等于某级的比较值时，该级的输出电压就发生翻转，变为正电压。输入的信号越大，则电压比较电路依次发生翻转的级数就越多。

从比较电路输出的电压信号，一方面进入二进制变换电路转变成二进制驱动信号，来驱动二进制并联控水电路中的场效应管，以控制相应的电磁阀。由于采用二进制的调控方式，并联控流器只用三条控流支路就能给出七级的流量控制。如果采用四条支路就能给出十五级的流量控制。另一方面，比较电路输出信号直接驱动七级阶跃式独立控流器的场效应管，控制相应的电磁阀。由于每个电磁阀控制一条水路，所以电磁阀开启的数量越多，则喷出的水柱数量也越多。

于是，二进制并联流量控制电路控制直喷式水柱的高度变化，和阶跃式独立流量控制电路控制排喷式水柱的数量变化，都与音频信号的动态变化相同步。

本实用新型的控制电路由于采用全直接耦合的方式，电路工作稳定，线性好，灵敏度高，动态范围大，装调方便。

本实用新型由于采用压控器件场效应管控制电磁阀，故可直接由阶跃式信号比较电路驱动电磁阀，而不需要额外的驱动电路。

本实用新型结构简单合理、体积小，制作成本低，控制精度高、操作安全可靠、且水流量能随音乐变化及时做出同步响应。

附图说明

图1为本实用新型一实施例控制流程方框图。

图2为图1的控制电路原理图。

图3为七级二进制并联流量水路控制图。

图4为阶跃信号与点动信号的变换对应表。

图5为点动信号与二进制信号的变换对应表。

图6为七级二进制并联流量输出比较电压与水路流量关系表。

图7为七级阶跃式独立流量水路控制图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

参见图1，本音乐喷泉流量控制装置包括两个控制流程，一个控制流程是音乐的音频信号经音频信号放大及峰值检波电路处理后，发送到七级阶跃式信号比较电路，然后再经过二进制变换电路、场效应管电磁阀驱动电路I以及七级二进制并联流量控制器，控制相应电磁阀开启，最后控制供水管道的进水和出水，以得到不同高度的水柱，见图1；另一个控制流程是音乐的音频信号经音频信号放大及峰值检波电路处理后，发送到七级阶跃式信号比较电路，然后再发送到场效应管电磁阀驱动电路II和七级阶跃式独立流量控制器中，控制不同支路中的电磁阀开启，最后控制不同供水管道的进水和出水，以得到数目不同但高度一致的水柱。

参见图2，左上角虚线框F代表整个集成电路的驱动电路，左下角虚线框A代表的是音频信号放大及峰值检波电路，旁边虚线框B代表的是电压比较放大电路，中间虚线框C代表的是二进制变换电路，右下角的虚线框D代表的是七级阶跃式独立流量控制电路，右上角的虚线框E代表的是七级二进制并联流量控制电路，其中的阶跃式信号比较电路采用TL084集成电路。电磁阀线圈分别串接在阶跃式独立流量控制电路和二进制并联流量控制电路中。整个电路采用24V低压控制。

音频信号经IC8放大后，进行峰值检波；检波后的动态直流信号馈送给由IC1～IC7组成的阶跃式信号电压比较电路，进行比较放大。

电阻Ra1～Ra7和Rb用来设定各级比较电路的电压基准值，改变Ra、Rb的比值就能改变比较电路的各级基准电压，从而可以任意设定比较电路的特性曲线。

当没有音频信号输入时，峰值检波没有输出，各级电压比较电路的输出为负电压值。当音频信号逐渐增大时，峰值检波电路输出的电压值也逐渐增大；当该电压值达到或超过某一比较电路的基准值，该级比较电路的输出翻转，电压由负变正。

输入音频信号的电压幅度越大，就有越多比较电路的输出发生翻转。与比较电路直接耦合的场效应管BG201～BG207就得到相应的正电压驱动而导通，对应的电磁阀DZF201～DZF207的线圈得电，电磁阀的阀门开启。与此同时，与比较电路连接的二进制变换电路，把比较输出的各路信号转变成二进制信号直接驱动场效应管BG101～BG103，从而控制相应的电磁阀DZF101～DZF103的启闭。

参见图3-图6，二进制并联流量控制电路由三条供流支路并联构成。与二进制并联流量控制电路对应的供水管路输入端连接进水管，输出端连接喷水管，每条并联供水支路上串接一个电磁阀和一个球阀。

受场效应管电路控制的电磁阀DZF101、DZF102、DZF103得电通水，失电关水。由于操控方式是二进制的，所以最多可控制七级的水量，其变化与音乐的音频信号动态变化相同步。球阀L101、L102、L103用来调节各支路的水流量，使其按照1、2、4这样的倍率关系设定相应支路的流量。

七级阶跃式信号的二进制变换包括由七级阶跃信号变换为七级点动信号，然后再变换为二进制信号的两种变换过程，其中的图4和图5列出了各种信号的变换关系，由电压U_IC1、U_IC2、...U_IC7变换为电压U_C1、U_C2、...U_C7，再由电压U_C1、U_C2、...U_C7变换到电压U1、U2、U3。

其中的U_IC1为经过IC1阶跃式信号电压比较电路输出的正电压值，U_IC1-2为经过IC1～IC2阶跃式信号电压比较电路输出的正电压值，U_IC1-3为经过IC1～IC3阶跃式信号电压比较电路输出的正电压值，...依次类推，U_IC1-7为经过IC1～IC7阶跃式信号电压比较电路输出的正电压值；U_IC1对应动场效应管BG1的C级输出正电压，U_IC2对应动场效应管BG3的C级输出正电压，...依次类推，U_IC7对应动场效应管BG7的C级输出正电压。

二进制并联流量控制器的工作过程是：当BG1的集电极输出正电压U_C1时，经二进制变换，输出正电压U1驱动场效应管BG101导通，从而控制电磁阀DZF101开启，水通过电磁阀经球阀L101流过，此时，有1H的流量输出；当BG2的集电极输出正电压U_C2时，经二进制变换，输出正电压U2驱动场效应管BG102导通，从而控制电磁阀DZF102开启，水通过电磁阀经球阀L102流过，此时，有2H的流量输出；当BG3的集电极输出正电压U_C3时，经二进制变换，输出正电压U1和U2驱动场效应管BG101和BG102导通，从而控制电磁阀DZF101和DZF102开启，水通过电磁阀经球阀L101和L102流过，此时，有2H+1H＝3H的流量输出；依次类推，最后可得到4H+2H+1H＝7H的水流量，见图6。

在本实施例中，球阀开度依次设定为1/4、1/2和全开，那么1H的流量相当于球阀开度为1/4时的水流量。

参见图7，七级阶跃式独立流量控制电路由七条供水支路构成，供水管路输入端连接进水管，输出端各自连接独立的喷水管，每条供流支路上串接一个电磁阀和一个球阀。受场效应管电路控制的电磁阀DZF201～DZF207得电通水，失电关水。开启的电磁阀越多，则喷水支路的数量就越多，其变化是阶跃式的，与音乐的音频信号动态变化相同步。球阀L201～L207用来调节各支路的水流量，每个球阀的开度设定一样，使每一支路的流量都均等，这样，喷出的水柱其高度便一致。

本实用新型还适用于各种交直流电压采样的流量控制系统。

Claims

1.一种音乐喷泉流量控制装置，包括音频信号放大及峰值检波电路、驱动电路以及串接在供水管路中的电磁阀，其特征是所述的音频信号放大及峰值检波电路与一级及以上的多级阶跃式信号比较电路相接后，再依次与二进制变换电路、场效应管电磁阀驱动电路以及一级及以上的多级二进制并联流量控制电路电连接，电磁阀线圈串接在二进制并联流量控制电路中。

2.根据权利要求1所述的音乐喷泉流量控制装置，其特征是所述的阶跃式信号比较电路为七级阶跃式信号比较电路；二进制并联流量电路为七级二进制并联流量电路。

3.根据权利要求2所述的音乐喷泉流量控制装置，其特征是所述的七级二进制并联流量电路由三条供流支路并联构成，每条并联支路上串接有电磁阀和球阀。

4.根据权利要求3所述的音乐喷泉流量控制装置，其特征是所述的球阀用于控制该支路中的水流量，球阀的开度按1、2和4的倍率进行设定。

5.根据权利要求1所述的音乐喷泉流量控制装置，其特征是所述的阶跃式信号比较电路采用TL084集成电路。

6.一种音乐喷泉流量控制装置，包括音频信号放大及峰值检波电路、驱动电路以及串接在供水管路中的电磁阀，其特征是所述的音频信号放大及峰值检波电路与一级及以上的多级阶跃式信号比较电路相接后，再依次与场效应管电磁阀驱动电路以及一级及以上的多级阶跃式独立流量控制电路电连接，电磁阀线圈串接在阶跃式独立流量控制电路中。

7.根据权利要求6所述的音乐喷泉流量控制装置，其特征是所述的阶跃式信号比较电路为七级阶跃式信号比较电路；阶跃式独立流量控制电路为七级。

8.根据权利要求7所述的音乐喷泉流量控制装置，其特征是所述的七级阶跃式独立流量控制电路由七条独立的供流支路构成，每条支路上分别串接有电磁阀和球阀。

9.根据权利要求8所述的音乐喷泉流量控制装置，其特征是所述的球阀用于控制该支路中的水流量，每个球阀的开度设定为一致。

10.根据权利要求6所述的音乐喷泉流量控制装置，其特征是所述的阶跃式信号比较电路采用TL084集成电路。