專利名稱：全自動水位控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種全自動水位控制器，屬于液位控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其適用于城市高樓水塔和鄉(xiāng)鎮(zhèn)民居水箱的水位控制。
已知的浮球式、電極式或其他水位控制器存在著體積大、笨重且需外接部件，造價昂貴且靈敏度與可靠性小，使用壽命短的問題。
本實用新型的目的是提供一種成本低、靈敏度高，可靠性強且經(jīng)久耐用的全自動水位控制器。
實現(xiàn)本實用新型的方案是利用水的導(dǎo)電特性，采取電極式水位傳感棒拾取水位信號，用音頻屏蔽線傳輸信號給一個與非門數(shù)字集成電路處理，經(jīng)三極管放大后推動大容量繼電器執(zhí)行水泵電機的啟動控制、全過程無機械觸點。這種設(shè)計方案由一個箱體、傳感器和水位控制電路實現(xiàn)水位全自動控制?？蓞⒁姼綀D1～3，其中的箱體由帶有孔(1～2)的機殼(3)，五位接線排(10)和底板(11)構(gòu)成，其中的傳感器采用一只其整體長度與所使用的水箱或水塔設(shè)定上、下水位線落差匹配的三環(huán)傳感棒(12)，該傳感棒由三根相互之間絕緣，其上端長度一致而下端長短不一的導(dǎo)線聚合捆綁或模壓而成，其中一根導(dǎo)線下端端頭裸露并對應(yīng)于水箱低水位線處繞棒成環(huán)形電極B，較短導(dǎo)線下端端頭裸露并對應(yīng)于高水位線處繞棒成環(huán)形電極A，另一根較長導(dǎo)線的下端端頭亦裸露并對應(yīng)于低水位線的下方繞棒成環(huán)形電極C。上述水位控制電路是在由已知的三極管BG信號放大部分，繼電器J1控制執(zhí)行部分和由變壓器B，電容C及二極管D4～5構(gòu)成的12V直流電源部分組成的控制電路中增加一個與非門數(shù)字集成電路IC構(gòu)成的信號處理部分，IC包括有IC1-1與IC1-2二門，IC1-1門二輸入端a、b分別接電阻R1、R2后對應(yīng)連接三環(huán)傳感棒(12)的A、B極、IC1-2門輸入端接IC1-1輸出端后串聯(lián)R3接三極管BC基極，IC1-2門輸出端串接一個二極管D1接IC1-1門的輸入端a，輸入端a接D1負(fù)極，電阻R1、R2另一端接三極管BG發(fā)射極及變壓器B的中點，三環(huán)傳感棒(12)的C極則與上述12V直流電源正極相連，為方便使用和拆卸，三環(huán)傳感棒(12)與水位控制電路(14)間串接一根二芯音頻屏蔽線(13)和一個三芯插接件C2作為導(dǎo)通連線和可卸連接件將C2的插座固定在箱體機殼(3)的孔(10)上。由此構(gòu)成的本實用新型全自動水位控制器接通220V輸入電源后，當(dāng)水位低于電極B時，由于電阻R1、R2接地，故IC1-1的a、b輸入端為0，輸出端為1，此高電位信號通過電阻R3經(jīng)三極管BG放大后驅(qū)動繼電器J1動作，發(fā)光二極管D3發(fā)光顯示，繼電器J1常開觸點J1-1、J1-2導(dǎo)通，水泵電機工作，水泵開始供水，當(dāng)水位上升淹沒電極B時，電極C的高電位通過水傳到電極B，使IC1-1輸入端b點為高電位1，而輸入端a仍為低電位0，故輸出端仍為1，水泵繼續(xù)供水。當(dāng)水位繼續(xù)上升淹沒電極A時，電極C的高電位通過水傳到電極A，使IC1-1的a、b端均為高電位1，輸出端則為低電位0，使三極管BG截止，D3熄滅，繼電器J1常開觸點J1-1、J1-2開啟，水泵電機停止工作。同時IC1-2的輸入端變?yōu)?，輸出端為1。隨著水塔不斷向外供水，水位下降低離電極A時，IC1-2的輸出端的高電位通過D1加至IC1-1的輸入端a，使輸入端a保持高電位1，IC1-1的輸出端仍保持0不變，水泵繼續(xù)處于非工作狀態(tài)。直到水位繼續(xù)下降低離電極B時，電極B變?yōu)榈碗娢?，使IC1-1的輸入端b為低電位0，IC1-1的輸出端翻轉(zhuǎn)為1，三極管BG導(dǎo)通，繼電器J1常開觸點J1-1、J1-2閉合，水泵電機才重新啟動。同時IC1-2輸入端為1，輸出端變?yōu)?，使IC1-1的輸入端a變?yōu)?。a、b二端均為0，電路回到初使?fàn)顟B(tài)，如此周而復(fù)始，實現(xiàn)水位的全自動控制。
由于采用了上述技術(shù)方案，使本實用新型的水位控制機構(gòu)具有以下特點其一、信號電流小，電極面積小，其二、信號傳輸配有音頻屏蔽線與信號傳感棒做成一體部件，且與控制電路之間采用接插方式，220V電源輸入和輸出采用接線端子，又啟用了大容量繼電器，無需外接任何部件就可對水泵電機(220V)進行控制，使安裝極為方便，無需專業(yè)人員來使用現(xiàn)場安裝。其三、信號處理采用數(shù)字集成電路，使得總機的靈敏度，可靠性及壽命參數(shù)均大為提高，其四、整機體積小、重量輕、耗電量較同類產(chǎn)品少，實現(xiàn)了設(shè)計目的。


圖1是本實用新型全自動水位控制器一個具體實施例的箱體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示箱體的仰視圖。
圖3是電路圖。
圖1～3中，其中1、2-孔、3-機殼，4-安裝孔，5～9-接線端子，10-五位接線排，11-底板，12-三環(huán)傳感棒，13-二芯音頻屏蔽線，14-水位控制電路。
根據(jù)圖1～3所示的全自動水位控制器，它分為箱體，置于箱體內(nèi)的水位控制電路和三環(huán)傳感棒三個部分，其中箱體由一塊矩形金屬底板(11)和蓋于底板中間部位的盒式金屬機殼(3)構(gòu)成，底板(11)四角分別布置有安裝(4)，機殼(3)頂部具有孔徑與市售發(fā)光二極管大小匹配的孔(2)，機殼(3)兩側(cè)其中一側(cè)具有孔(1)，另一側(cè)的底板(11)上固定一個市售五位接線排(10)，五位接線排(10)上依次排列有接線端子(5～9)；水位控制電路(14) 由一個C04011二門數(shù)字集成電路IC，一個2N2222三極管BG，一個功率為2W·220V/12V×2變壓器B，一個JDX-12F繼電器J1和一個220uf16V電解電容，一個φ5發(fā)光二極管，四個IN4007二極管01～2、04～5，二個47K1/8W電阻R1～2、二個1.2K1/8W電阻R3～4串聯(lián)組成，其中R1、R2一端分別對應(yīng)連接IC1-1門的輸入端a、b，另一端接BG發(fā)射極及電容C一端接B中點，IC1-1輸出端接IC1-2輸入端后串接R3接BG基極，IC1-2輸出端接D1正極，D1負(fù)極接IC1-1a端，J1一端并接D2正極，BG集電極，D3負(fù)極，J2另一端接D2負(fù)極，電源正極，串聯(lián)R4接D3正極，變壓器B的二輸出端分別接D4、D5正極，二輸入端分別接接線端子(5、6)，接線端子(8、9)分別串聯(lián)J1的二個常開觸點J1-1、J1-2與B的二輸入端相連，D4負(fù)極接D5負(fù)極及電容C另一端；上述三環(huán)傳感棒(12)取材三根截面積為4mm的硬塑銅導(dǎo)線聚攏成捆模壓成型，該三根銅導(dǎo)線上端端頭整齊一致并被刮削裸露，下端對應(yīng)水箱水位落差，其中一根與低水位線匹配，較短一根與高水位線匹配，較長一根低于低水位線，而其端頭均被刮削裸露，下端裸露的端頭銅線依次繞棒成環(huán)形電極B、A、C，在三極傳感棒(12)與水位控制電路(14)的串接上為避免使用昂貴的外接部件，中間采用一根二芯音頻屏蔽線(13)與三芯插接件C2作為連接件，其中C2的插座固定在箱體機殼(3)的孔(1)上，其三個插孔分別接R1與IC1-1b端連接端，R2與IC1-1a端連接端及電源正極，C2的三個插芯的接線端分別接二芯音頻屏蔽線(13)的二根芯線及金屬網(wǎng)層，二芯音頻屏蔽線(13)接C2插頭一端的另一端分別由二根芯線接三環(huán)傳感棒(12)的A、B極，由金屬網(wǎng)層接C極，為防止三環(huán)傳感棒在水箱中產(chǎn)生位移，較長導(dǎo)線下端可加裝配重螺絲。
由此構(gòu)成的全自動水位控制器裝配時將電路元件置入箱體內(nèi)，發(fā)光二極管由箱體內(nèi)凸出機殼(3)的孔(2)，變壓器B二輸入端與繼電器J1的二個常開觸點J1-1、J1-2對應(yīng)電接臺板(10)上的接線端子(5、6、8、9)，電路接地端與機殼(3)接線端子(7)連接，由三芯儀表插件C7插接電路的音頻屏蔽線(13)將其另一端的三環(huán)傳感棒豎向置于受控水箱或水塔中，投入使用前可將音頻屏蔽線從C2上取出以利包裝，運輸和倉儲。經(jīng)樣品試用。其效果完全達到設(shè)計要求，所述三環(huán)傳感棒由于避免了使用貴重金屬材料不僅大大降低了制作成本，且因選用上述經(jīng)久耐用的硬塑銅導(dǎo)線而使該控制器使用壽命大增。
權(quán)利要求1.一種由箱體、傳感器和水位控制電路組成的全自動水位控制器，其中箱體由帶有孔(1～2)的機殼(3)，五位接線排(10)和底板(11)構(gòu)成，水位控制電路(14)包括三極管BC信號放大部分，繼電器J1控制執(zhí)行部分和由變壓器B、電容C及二極管D4～5構(gòu)成的12V直流電源部分，其特征在于，所述傳感器是一只其整體長度與水箱設(shè)定上、下水位線落差匹配的三環(huán)傳感棒(12)，它由三根相互絕緣，上端長度一致下端長短不一的導(dǎo)線聚合而成，其中一根導(dǎo)線下端端頭裸露并于低水位線處繞棒成環(huán)形電極B，較短導(dǎo)線下端端頭裸露并于高水位線處繞棒成環(huán)形電極A、較長導(dǎo)線下端端頭裸露并于低水位線下方繞棒成環(huán)形電極C，所述水位控制電路還包括有一個與非門數(shù)字集成電路IC構(gòu)成的信號處理部分，IC由其IC1-1門輸入端a、b分別接電阻R1、R2后對應(yīng)連接三環(huán)傳感棒(12)的A、B極，由其IC1-2門輸入端接IC1-1門輸出端后接R3、R3另一端接BG基極，IC1-2門輸入端接二極管D1正極，D1負(fù)極接IC1-1a端，R1和R2另一端接BC發(fā)射極及變壓器B中點，三環(huán)傳感棒(12)的C極則接12V直流電源正極，所述三環(huán)傳感棒(12)與水位控制電路(14)之間還串接有一根二芯音頻屏蔽線(13)作為連接件，音頻屏蔽線(13)的二芯一端分別接三環(huán)傳感棒(12)的A、B極，一端分別接水位控制電路中IC1-1的輸入端a、b，音頻屏蔽線(13)的金屬網(wǎng)層一端接C極，一端接電源正極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全自動水位控制器，其特征還在于音頻屏蔽線(13)與水位控制電路(14)之間還串接有一個三芯儀表插件C2作為可卸連接件，C2的插座部分固定在箱體的孔(1)處串接電路，其中三個插孔分別接上述IC1-1的a、b端及電源正極，C2的插頭部分由其三個插頭的接線端分別對應(yīng)連接上述音頻屏蔽線(13)的二根芯線及金屬網(wǎng)層。
專利摘要本實用新型是一種全自動水位控制器，屬于液位控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其適用于城市高樓水塔和鄉(xiāng)鎮(zhèn)民居水箱的水位控制，它由箱體、三環(huán)傳感棒和水位控制電路組成，其中水位控制電路是通過可置于水箱中的三環(huán)傳感棒利用水導(dǎo)電特性通過一根音頻屏蔽線將信號輸送到與非門數(shù)字集成電路進行處理后由繼電器實施水泵控制的，整機體積小、重量輕、耗電少、易于安裝還具有成本低，靈敏度高，可靠性強使用壽命長的特點。
文檔編號G05D9/00GK2260337SQ9523830
公開日1997年8月20日 申請日期1995年12月25日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月25日
發(fā)明者于仕林 申請人:于仕林