專利名稱：水塔水位的自動控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是一種水塔水位的自動控制，特別涉及的是節(jié)能方便的水位控制器，具體涉及的是由水位拾取裝置、信號發(fā)射裝置和信號接收裝置構(gòu)成的自動控制器。
背景技術(shù)：
目前，水塔水位的自動控制一種裝置是需要利用幾條導(dǎo)線通向水塔內(nèi)，利用水導(dǎo)電的特點，檢測水塔水位的高低，通過簡單的電路來控制水泵的工作；另一種裝置是利用裝在水塔頂端的限位拉線開關(guān)，根據(jù)連接在拉線上的浮球重量和浮力，使限位拉線開關(guān)的觸點呈接通或斷開狀態(tài)來控制水泵的工作。由于上述兩種控制器都利用了導(dǎo)線，導(dǎo)線與水在導(dǎo)電的狀態(tài)下，會引起電解反應(yīng)，改變了水質(zhì)的成分，從水塔到水泵之間需要拉多條導(dǎo)線，安裝時在對一些地理環(huán)境復(fù)雜或者已經(jīng)裝修完成的建筑物，顯得非常不方便，而且功能單一，不能直觀地顯示水塔內(nèi)的水位情況；還有的裝置是在水塔進(jìn)水口安裝一個浮球閥門，當(dāng)水塔水位高時靠浮球上浮關(guān)閉閥門，使水管內(nèi)的壓力增大，該壓力使一個機(jī)械式的壓力開關(guān)工作，關(guān)斷水泵電源來控制水位；由于各用戶的水塔所在位置高低差距較大，壓力開關(guān)需要根據(jù)水塔位置的高低來設(shè)定，這種人為的設(shè)定勢必造成誤差，這就直接影響到其靈敏度和準(zhǔn)確度，并且由于頻繁的工作，縮短壓力開關(guān)的觸點壽命，使用一段時間后，水泵葉輪間隙過大，壓力開關(guān)內(nèi)的彈簧松動，浮球閥門或者管道稍有漏水，都有可能使控制器失去作用。

實用新型內(nèi)容
鑒于公知技術(shù)中存在的問題，本實用新型的目的旨在提供一種功能多樣，水塔和水泵之間無需導(dǎo)線連接，安裝范圍隨意性大，使用靈活，安裝方便，控制準(zhǔn)確度高，能直觀顯示水塔水位的水塔水位自動控制器。為達(dá)到上述目的，本實用新型是采取如下方案完成的這種水塔水位的自動控制器，包括有水位拾取裝置、信號發(fā)射裝置和信號接收裝置，其特征在于所述水位拾取裝置的輸出端與信號發(fā)射裝置電連接，所述信號發(fā)射裝置由分段電路、間歇控制電路和編碼電路構(gòu)成，所述分段電路中的電平指示驅(qū)動器IC1的輸出端聯(lián)接有反相器，且電平指示驅(qū)動器IC1的輸出端通過電阻與三極管VT1的基極聯(lián)接，所述三極管VT1的集電極與所述間歇控制電路聯(lián)接，所述編碼電路的數(shù)據(jù)編碼器的數(shù)據(jù)碼端腳與所述反相器的輸出端連接，所述信號接收裝置由譯碼電路、低水位觸發(fā)電路、總控電路和執(zhí)行電路構(gòu)成，所述譯碼電路的譯碼集成塊與所述編碼電路中的數(shù)據(jù)編碼器相匹配，所述譯碼集成塊的輸出端聯(lián)接有發(fā)光二極管，且所述譯碼集成塊的總線輸出端與低水位觸發(fā)電路聯(lián)接，所述低水位觸發(fā)電路是由兩個與非門構(gòu)成的電路，所述總控電路由時基集成塊、延時電容、充電電阻和二極管組成，所述時基集成塊的觸發(fā)端與所述低水位觸發(fā)電路中的與非門輸出端聯(lián)接，所述總控電路的輸出端聯(lián)接有執(zhí)行電路，所述執(zhí)行電路由三極管和繼電器構(gòu)成，所述三極管VT7的發(fā)射極上連接所述繼電器，所述三極管VT5的集電極和發(fā)射極通過觸點并聯(lián)水泵的接電端子。
上述水位拾取裝置由管子和浮子組成，所述浮子上設(shè)有磁鐵，且所述浮子套在管子上可做上下活動，所述管子內(nèi)設(shè)有一排串聯(lián)的電阻，且在每個電阻的兩端并聯(lián)有舌簧管。
上述所述水位拾取裝置也可以是一個壓力傳感器。
為了防止水泵接通工作電源后馬上斷電，因此所述執(zhí)行電路的輸出端串接有電流變換器，對電流進(jìn)行取樣，以維持執(zhí)行電路中繼電器的工作。
為了能夠控制水塔水位的最高水位，不會使水在水塔內(nèi)溢出，在所述譯碼集成塊的輸出端串聯(lián)二極管后與總控電路中時基集成塊的復(fù)位端聯(lián)接。
為了保護(hù)整個電路的正常工作，在所述電流變換器的輸出端通過電位器聯(lián)接一個單向可控硅，所述單向可控硅的陰極輸出端通過二極管聯(lián)接總控電路時基集成塊的復(fù)位端。
本實用新型采用信號發(fā)射信號接收無線裝置后，水水塔和水泵之間無需用導(dǎo)線連接，節(jié)省了線材，并且安裝范圍隨意性增大，不會隨地理環(huán)境的影響，方便簡單，使用靈活，特別適用于環(huán)境復(fù)雜、已經(jīng)裝修完畢的建筑物上，在信號接收裝置上設(shè)置的發(fā)光二極管，就能直觀地顯示水塔水位情況，使水源緊缺的地區(qū)用戶，能有計劃地用水，并能節(jié)約用電，方便生活，其整個控制器大部分采用電子元件，提高了控制器的靈敏度和使用壽命，并在電路上設(shè)置了多種自動保護(hù)功能，以確保水泵的安全運(yùn)行。按照本實用新型主題所制作的水塔水位的自動控制器，必將給廣大用戶帶來積極的使用效果。

本實用新型有如下附圖圖1為本實用新型水位拾取裝置、信號發(fā)射裝置、信號接收裝置的組合結(jié)構(gòu)示意圖圖；圖2為本實用新型信號發(fā)射裝置的電路原理圖；圖3為本實用新型信號接收裝置的電路原理圖。
具體實施方式
附圖表示了本實用新型的結(jié)構(gòu)及其實施例，下面再結(jié)合附圖詳細(xì)描述其實施例的各有關(guān)細(xì)節(jié)及其工作原理。該水塔水位的自動控制裝置，包括有水位拾取裝置10、信號發(fā)射裝置11和信號接收裝置12，所述水位拾取裝置10的輸出端與信號發(fā)射裝置電連接，所述水位拾取裝置由管子15和浮子14組成，所述浮子14上設(shè)有磁鐵13，且所述浮子14套在管子15上可作上下活動，所述管子15內(nèi)設(shè)有五個串聯(lián)的電阻R2、R3、R4、R5、R6，且在每個電阻的兩端并聯(lián)有舌簧管K1、K2、K3、K4、K5，當(dāng)水位上升時，管子上的浮子上浮，浮子上的磁鐵吸合舌簧管，水位高低的不同，其吸合舌簧管的位置不同，因此，經(jīng)過各電阻的輸出電平就不同，水位低，輸出電平低，水位高，輸出電平高，輸出的電平將其輸送到分段電路中的電平指示器IC1，所述水位拾取裝置也可以是一個壓力傳感器，在本實施例中就不再詳細(xì)描述；所述信號發(fā)射裝置由分段電路、間歇控制電路和編碼電路構(gòu)成，所述分段電路中的電平指示驅(qū)動器IC1的輸出端分別聯(lián)接有反相器，本實施例中，為了與水位拾取裝置中的電阻相對應(yīng)，在電平指示驅(qū)動器IC1中利用了五個輸出端OUT1、OUT3、OUT5、OUT7、OUT9，并聯(lián)接有五個反相器F0、F1、F2、F3、F4，所述電平指示驅(qū)動器IC1的輸出端OUT1通過電阻與三極管VT1的基極聯(lián)接，所述三極管VT1的集電極與所述間歇控制電路聯(lián)接，水塔水位拾取裝置輸出的不同電平信號進(jìn)入電平指示驅(qū)動器IC1后，電平指示驅(qū)動器IC1對該電平信號進(jìn)行分段輸出，輸入電平越高，電平指示驅(qū)動器IC1的輸出端越多，同時代表最低水位的輸出端OUT1經(jīng)電阻R7至三極管VT1，使三極管VT1導(dǎo)通，為間歇控制電路提供電源，所述間歇控制電路由兩個時基集成塊IC2、IC3組成，即一個時基集成塊IC2的電源輸入端與三極管VT1的集電極聯(lián)接；所述時基集成塊IC2的電源輸出端與時基集成塊IC3的電源輸入端聯(lián)接，通過該兩級間歇控制輸出，利用時間差，錯開其它載波信號由于同頻的相互干擾；當(dāng)浮子上的磁鐵吸合舌簧管，時基集成塊IC2開始獲得的電源時，時基集成塊IC2的觸發(fā)端2受觸發(fā)，輸出端3為高電平，同時時基集成塊IC2內(nèi)部觸發(fā)器被置位，電流開始通過電阻R9、二極管VD2向電容C1充電，當(dāng)電容C1兩端的電平上升到時基集成塊IC2開始獲得電源電壓的三分之二時，時基集成塊IC2的輸出端3腳轉(zhuǎn)換輸出低電平，時基集成塊IC2的7腳與1腳短接輸出低電平，通過電阻R8放電，當(dāng)電容C1的兩端電平下降到時基集成塊IC2開始獲得的電源電平的三分之一時，時基集成塊IC2內(nèi)部觸發(fā)器又被置位，輸出電平被轉(zhuǎn)換為高電平，其時基集成塊IC3的工作原理與時基集成塊IC2的工作原理相同，如此周而復(fù)始，形成間歇控制，以保證信號發(fā)射裝置和信號接收裝置的正常工作，所述反相器的電源輸入端與間歇控制電路的輸出端聯(lián)接，反相器的電源由間歇控制電路提供，所述編碼電路的數(shù)據(jù)編碼器IC4的數(shù)據(jù)碼端腳D1、D2、D3、D4分別與所述反相器F1、F2、F3、F4的輸出端連接，所述數(shù)據(jù)編碼器IC4的信號輸出端與發(fā)射電路聯(lián)接，所述發(fā)射電路是公知技術(shù)中普遍采用的，在本實施例中就不再贅述，所述數(shù)據(jù)編碼器IC4將電平指示驅(qū)動器IC1輸出端的電平信號進(jìn)行編碼，編碼后通過數(shù)據(jù)編碼器IC4的輸出端輸送到發(fā)射電路將信號進(jìn)行發(fā)射；所述信號接收裝置由譯碼電路、低水位觸發(fā)電路、總控電路和執(zhí)行電路構(gòu)成，所述譯碼電路的譯碼集成塊IC5與所述編碼電路中的數(shù)據(jù)編碼器IC4相匹配，所述譯碼集成塊IC5的四個輸出端分別聯(lián)接有發(fā)光二極管LED1、LED2、LED3、LED4，且所述譯碼集成塊IC5的總線輸出端VT與低水位觸發(fā)電路聯(lián)接，當(dāng)譯碼電路接收到發(fā)射裝置發(fā)送的信號后，譯碼集成塊IC5經(jīng)成功譯碼，與水塔水位相對應(yīng)的輸出端及總線輸出端輸出高電平，水位的高低由發(fā)光二極管進(jìn)行顯示，所述總控電路由時基集成塊IC6、延時電容C8、充電電阻R14和二極管VD16組成，所述時基集成塊IC6的觸發(fā)端2與所述低水位觸發(fā)電路中的與非門F5輸出端聯(lián)接，所述總控電路的輸出端3聯(lián)接有執(zhí)行電路，所述執(zhí)行電路由三極管VT4、VT5、VT6、VT7和繼電器J1構(gòu)成，所述三極管VT7的發(fā)射極上連接所述繼電器J1，所述三極管VT5的集電極和發(fā)射極通過觸點J1-1、J1-2并聯(lián)水泵D的接電端子；當(dāng)水塔水位在正常狀態(tài)時，總控電路時基集成塊IC6的輸出端3為低電平，其輸出電平至與非門F8的輸入端，倒相后輸出高電平至集成塊IC7的觸發(fā)端2，集成塊IC7的輸出端3為低電平，該低電平至低水位觸發(fā)電路中與非門F6的輸入端，倒相后，輸出高電平，該高電平通過電阻R28至與非門F5的輸入端A18，此時，與非門F5為待命狀態(tài)；當(dāng)譯碼電路接收到信號后，譯碼集成塊IC5的總線輸出端VT為高電平，該高電平輸入到與非門F5的輸入端A17，此時與非門F5的兩輸入端同為高電平，將倒相輸出低電平，通過電阻R27形成一個低電平觸發(fā)信號至總控電路的時基集成塊IC6的觸發(fā)端2，時基集成塊IC6觸發(fā)后輸出高電平至執(zhí)行電路的三極管VT4的基極，三極管VT4導(dǎo)通后，通過集電極，經(jīng)過水泵、三極管VT6、三極管VT7使繼電器J1通電，繼電器J1通電后，吸合觸點J1-1、J1-2到負(fù)載電源，即可使水泵工作泵水到水塔上；由于常閉觸點J1-1、J1-2沒有被繼電器J1吸合時，執(zhí)行電路是通過三極管VT4的集電極、水泵、VT5的集電極至三極管VT6的基極形成通路的，常閉觸點J1-1、J1-2被斷開后，就切斷了該通路，即切斷了三極管VT6基極的信號，此時，三極管VT6、VT7靠電容C9的放電來維持導(dǎo)通，但時間很短，為了能維持水泵工作，所以在所述執(zhí)行電路的輸出端串接有電流變換器U，該電流變換器U對負(fù)載電源的電流進(jìn)行取樣，經(jīng)過整流后通過電阻R36來導(dǎo)通三極管VT5，來維持水泵工作?？偪仉娐返臅r基集成塊IC6的觸發(fā)端2受觸發(fā)后，時基集成塊IC6的內(nèi)部被置位，電流通過電阻R14對電容C8充電，此時，如果水泵的供水能在規(guī)定時間內(nèi)使水塔水位上升一級，譯碼集成塊IC5收到信號后，使低水位觸發(fā)電路輸出一個低電平通過二極管VD15對電容C8放電，使時基集成塊IC6不會由于電容C8兩端的電平上升而復(fù)位，反之，電容C8兩端由于持續(xù)充電，電平上升，通過二極管VD16至?xí)r基集成塊IC6的復(fù)位端6腳，使時基集成塊IC6復(fù)位，時基集成塊的輸出端3腳輸出低電平，而使水泵停止工作。
所述譯碼集成塊IC5的輸出端D5串聯(lián)二極管VD9后與總控電路中時基集成塊IC6的復(fù)位端6聯(lián)接，當(dāng)水塔水滿至最高位置時，譯碼電路中代表高水位的數(shù)據(jù)碼D5輸出高電平，經(jīng)過二極管VD9到時基集成塊IC6的復(fù)位端腳6，使時基集成塊IC6復(fù)位，時基集成塊輸出為低電平，不導(dǎo)通執(zhí)行電路中的三極管VT4，而使水泵停止工作；同時數(shù)據(jù)碼D5輸出的高電平經(jīng)過二極管VD10到集成塊IC7的復(fù)位端6腳，使集成塊IC7復(fù)位，集成塊IC7的輸出端為低電平，該低電平輸送到與非門F6的輸入端，經(jīng)與非門F6倒相后輸出高電平，該高電平至與非門F5的輸入端A18，使與非門F5處于待命狀態(tài)。
所述電流變換器U的輸出端通過電位器R35聯(lián)接一個單向可控硅VTH1，所述單向可控硅VTH1的陰極輸出端通過二極管VD19聯(lián)接時基集成塊IC6的復(fù)位端6，當(dāng)水泵堵轉(zhuǎn)或由于其他原因造成水泵的電流過大時，可控硅VTH1的控制極由于電平升高而導(dǎo)通，其陰極輸出高電平，通過二極管VD19至?xí)r基集成塊IC6的復(fù)位端腳6，使時基集成塊IC6復(fù)位，輸出低電平，使水泵停止工作而保護(hù)水泵。
本實施例中在譯碼集成塊的輸出端還設(shè)有預(yù)置開關(guān)K6，該開關(guān)分為四個檔位，用戶可根據(jù)需要有選擇地將開關(guān)觸點打到相應(yīng)的檔位，作為水塔正常儲水的水位狀態(tài)，當(dāng)水塔水位高于該水位狀態(tài)時，譯碼集成塊IC5相應(yīng)的輸出端為高電平，該高電平經(jīng)過二極管VD11至總控電路時基集成塊IC6的觸發(fā)端2，使低水位觸發(fā)電路輸出的低電平無法使時基集成塊IC6的觸發(fā)端2受觸發(fā)，故水泵是不會工作的；只有當(dāng)水塔的水位低于設(shè)定的水位狀態(tài)時，譯碼集成塊IC5相應(yīng)的輸出端變?yōu)榈碗娖剑攀沟退挥|發(fā)電路輸出的低電平觸發(fā)時基集成塊IC6的觸發(fā)端2，使水泵工作；當(dāng)水位到達(dá)設(shè)定的水位狀態(tài)時，譯碼集成塊IC5相應(yīng)的輸出端為高電平，但該高電平經(jīng)過二極管VD11到二極管VD17時被截止，不會使總控電路中的時基集成塊IC6的復(fù)位端腳6被復(fù)位，故而水泵繼續(xù)工作，只有當(dāng)水位到達(dá)最高水位時，經(jīng)過二極管VD9的高電平才使總控電路中的時基集成塊IC6的復(fù)位端6被復(fù)位，而使水泵停止工作。
上述所述的電平指示驅(qū)動器的型號為LM3914，時基集成塊IC2、IC3、IC6、IC7的型號為555，所述數(shù)據(jù)編碼器的型號為2262，譯碼集成塊的型號為2272，反相器F0、F1、F2、F3、F4的型號為4069，反相器F5、F6、F7、F8的型號為4011。
本實用新型其合理的設(shè)計，為水塔水位的監(jiān)控提供了直觀顯示的功能，并且靈敏度極高，安裝方便，使用簡單，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有實質(zhì)性特點和進(jìn)步。
權(quán)利要求1.一種水塔水位的自動控制器，包括有水位拾取裝置(10)、信號發(fā)射裝置(11)和信號接收裝置(12)，其特征在于所述水位拾取裝置(10)的輸出端與信號發(fā)射裝置電連接，所述信號發(fā)射裝置(11)由分段電路、間歇控制電路和編碼電路構(gòu)成，所述分段電路中的電平指示驅(qū)動器(IC1)的輸出端聯(lián)接有反相器，且電平指示驅(qū)動器(IC1)的輸出端(OUT1)通過電阻(R7)與三極管(VT1)的基極聯(lián)接，所述三極管(VT1)的集電極與所述間歇控制電路聯(lián)接，所述編碼電路的數(shù)據(jù)編碼器(IC4)的數(shù)據(jù)碼端腳與所述反相器的輸出端聯(lián)接，所述信號接收裝置(12)由譯碼電路、低水位觸發(fā)電路、總控電路和執(zhí)行電路構(gòu)成，所述譯碼電路的譯碼集成塊(IC5)與所述編碼電路中的數(shù)據(jù)編碼器(IC4)相匹配，所述譯碼集成塊(IC5)的輸出端聯(lián)接有發(fā)光二極管(LED1，LED2，LED3，LED4)，且所述譯碼集成塊的總線輸出端(VT)與低水位觸發(fā)電路聯(lián)接，所述低水位觸發(fā)電路是由兩個與非門(F5，F(xiàn)6)構(gòu)成的電路，所述總控電路由時基集成塊(IC6)、延時電容(C8)、充電電阻(R14)和二極管(VD16)組成，所述時基集成塊(IC6)的觸發(fā)端(2)與所述低水位觸發(fā)電路中的與非門(F5)輸出端聯(lián)接，所述總控電路的輸出端聯(lián)接有執(zhí)行電路，所述執(zhí)行電路由三極管和繼電器(J1)構(gòu)成，所述三極管(VT7)的發(fā)射極上連接所述繼電器(J1)，所述三極管(VT5)的集電極和發(fā)射極通過觸點并聯(lián)水泵的接電端子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水塔水位的自動控制器，其特征在于所述水位拾取裝置由管子(15)和浮子(14)組成，所述浮子(14)上設(shè)有磁鐵(13)，且所述浮子(14)套在管子(15)上可做上下活動，所述管子(15)內(nèi)設(shè)有一排串聯(lián)的電阻，且在每個電阻的兩端并聯(lián)有舌簧管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水塔水位的自動控制器，其特征在于所述水位拾取裝置是一個壓力傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的水塔水位的自動控制器，其特征在于所述執(zhí)行電路的輸出端串接有電流變換器(U)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的水塔水位的自動控制器，其特征在于所述譯碼集成塊的輸出端(D5)串聯(lián)二極管(VD9)后與總控電路中時基集成塊(IC6)的復(fù)位端(6)聯(lián)接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水塔水位的自動控制器，其特征在于所述電流變換器(U)的輸出端通過電位器(R35)聯(lián)接一個單向可控硅(VTH1)，所述單向可控硅的陰極輸出端通過二極管(VD19)聯(lián)接時基集成塊(IC6)的復(fù)位端(6)。
專利摘要本實用新型公開了一種水塔水位的自動控制器，其主要特征在于信號發(fā)射裝置(11)由分段電路、間歇控制電路和編碼電路構(gòu)成，所述信號接收裝置(12)由譯碼電路、低水位觸發(fā)電路、總控電路和執(zhí)行電路構(gòu)成，所述譯碼集成塊的輸出端聯(lián)接有發(fā)光二極管，且所述譯碼集成塊與低水位觸發(fā)電路聯(lián)接，所述時基集成塊的觸發(fā)端與所述低水位觸發(fā)電路中的與非門輸出端聯(lián)接，所述總控電路的輸出端聯(lián)接有執(zhí)行電路，所述執(zhí)行電路的輸出端并聯(lián)水泵的接電端子。利用本實用新型的自動控制器，使水塔和水泵之間無需電線連接，不會使水由于導(dǎo)線的電解改變水質(zhì)，并且安裝方便，安裝范圍隨意性大，能準(zhǔn)確控制水塔內(nèi)的水位，其控制方便、直觀，靈敏度高。按照本實用新型設(shè)計主題所制作的水塔水位的自動控制器，必將給廣大用戶帶來積極的使用效果。
文檔編號G05D9/00GK2667539SQ20042000042
公開日2004年12月29日 申請日期2004年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月12日
發(fā)明者周希武 申請人:周希武