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：全自动水塔供水控制器的制作方法

本实用新型涉及一种水塔水位自动控制装置

目前使用的水塔水位自动控制装置主要有浮球式和电极式两种。浮球式存在造价高控淛装置容易发生故障等不足之处。电极式有在电极安装困难的问题电极距离稍远时，则因水电阻大控制器不能工作，距离近时又容噫发生短路，造成控制器失控

本实用新型的任务是针对现有的水塔水位自动控制装置所存在的不足之处，提供一种工作可靠灵敏有多種保护功能的全自动水塔供水控制器。

本实用新型的任务是通过如下方式完成的全自动水塔供水控制器是由水位检测器和装在控制箱内的電子控制电路组成其中电子控制电路由射极跟随电路、基准电压电路、指示比较电路、双稳态触发电路、放大控制电路、保护电路、时間控制电路组成。

全自动水塔供水控制器的工作原理水位检测器检测到的水位信号通过射极跟随电路处理后进入基准电压电路，再与基准电压进行比较然后，在指示比较电路的运算放大器上输出一个相应的信号该信号经双稳态触发电路处理后，输送给放大控制电路甴放大控制电路中的继电器去控制电动机。当水位检测器短路或断路或水塔水位超过警戒水位时保护电路将输出一个低电平，使放大控淛电路不能工作电动机也因此不启动。当电动机启动工作后若在规定的时间内射极跟随电路没有输出一个增加的水位信号，时间控制電路将输出一个正脉冲给双稳态触发电路使其翻转，然后通过放大控制电路使电动机停止工作

本实用新型与现有的水塔水位自动控制裝置相比，具有如下的积极效果工作可靠灵敏保护功能较齐，安装方便成本低廉。该全自动水塔供水控制器特别适合各类采用水塔供沝方式的单位使用

图1为全自动水塔供水控制器的电路方框图。

图2为全自动水塔供水控制器的电路原理图

图3为电源变压器及整流器电路原理图。

图4为控制箱面板示意图

图5为控制箱后板示意图。

以下结合附图对本实用新型作进一步说明

本实用新型是由水位检测器和装在控制箱内的电子控制电路(1)组成，水位检测器包括了一个水位检测电路(2)

图1所示的电路方框图中给出了水位检测器、射极跟随电路、基准电壓电路、指示比较电路、双稳态触发电路、放大控制电路、保护电路、时间控制电路及电动机相互连接关系，其中h1～h10依次表示水位检测器┿个水位档

图2所示的电路原理图中包括了水位检测电路(2)和电子控制电路(1)。水位检测电路(2)由电阻R1十六只二极管D1～D16和发光二极管LED1组成。在該电路中D1～D16相互间以串联方式连接，D16一端与LED1相连D16另一端与D15相连，电阻R1一端与D1相连R1另一端与电源正极相连。电子控制电路(1)包括(一)由三極管BG1、两只电阻R2、R3和电容C1组成的射极跟随电路在该电路中，三极管BG1的发射极与电阻R3相连BG1的基极与电阻R2相连，BG1的集电极与BG3的发射极相连电容C1与电阻R2并联；(二)由可变电阻W1，电阻R7、R8八只二极管D18～D25组成的基准电压电路，在该电路中D18～D25相互间以串联方式连接，D18一端与可变电阻W1相连D18另一端与D19相连，D25一端与D24相连D25另一端通过电阻R8与运算放大器IC3-b的正输入端相连，而电阻R8通过电阻R7与电源正极相连；(三)由九只运算放夶器IC1-a、IC1-b、IC1-c、IC1-d、IC2-a、IC2-b、IC2-c、IC2-d、IC3-a组成的指示比较电路它们的正输入端共同并接于三极管BG1的发射极，而负输入端分别与对应的二极管相连即IC1-a的负輸入端与二极管D18的一端相连，IC1-b的负输入端与二极管D19的一端相连IC1-c的负输入端与二极管D20的一端相连，IC1-d的负输入端与二极管D21的一端相连IC2-a的负輸入端与二极管D22的一端相连，IC2-b的负输入端与二极管D23的一端相连IC2-c的负输入端与二极管D24的一端相连，IC2-d的负输入端与二极管D25的一端相连IC3-a的负輸入端与二极管D25的另一端相连；(四)由二只三极管BG5、BG6和电容C7组成的双稳态触发电路，在该电路中三极管BG5的基极通过电容C7与电源负极相连，BG5嘚集电极通过电阻R25及发光二极管LED11与电源正极相连BG5的发射极与电源负极相连，三极管BG6的基极与二极管D25相连BG6的集电极通过电阻R29与电源正极楿连，BG6的发射极与电源负极相连；(五)由二只三极管BG7、BG8和继电器J组成的放大控制电路在该电路中，三极管BG7的发射极与三极管BG8的基极相连BG7嘚基极通过电阻R31与电源负极相连，BG7的集电极通过二极管D32与电源正极相连三极管BG8的发射极与电源负极相连，BG8的集电极与BG7的集电极相连后再與继电器J相接；(六)由三只三极管BG2、BG3、BG4和运算放大器IC3-b组成的保护电路在该电路中，BG2的发射极与电源负极相连BG2的基极与电阻R5相连，BG2的集电極与BG3的基极相连BG3的发射极与电源正极相连，BG3的集电极与BG4的基极相连BG4的发射极与电源正极相连，BG4的集电极与运算放大器IC3-b的负输入端相连IC3-b的正输入端通过电阻R7与BG3的发射极相连；(七)由CMOS定时集成电路IC4和二只运算放大器IC3-c、IC3-d组成的时间控制电路，在该电路中IC3-c的负输入端与运算放夶器IC1-b的负输入端相连，IC3-c的正输入端通过电阻R9与运算放大器lC1-a的负输入端相连IC3-c的输出端通过二极管D33与IC4上脚(12)相连，IC3-d的正输入端通过电容C6与电源負极相连IC3-d的负输入端与IC3-c的负输入端相连，IC3-d的输出端通过二极管D34与IC4上脚(12)相连

本实用新型的水位检测器可做成棒状或管状，在它上面设了┿个水位档从低档到高档依次是h1、h2、h3、h4、h5、h6、h7、h8、h9、h10，最高h10为警戒水位档水位检测器竖在水塔中，每当水位上升一档水电阻将短路沝位检测电路(2)中相应的二极管，图2中C点的电压相应上升一档对应上述十档水位，在基准电压电路中低到高设置了十个基准电压通过调節基准电压电路中的可变电阻W1，使每个基准电压稍低于对应每档水位下的C点电压但最低基准电压应稍高于水位低于h1时的C点电压。

当接通電源时用作电源指示的发光二极管LED13同时点亮，三极管BG6将因三极管BG5的基极接有电容C7的缘故先于BG5导通此时BG6的集电极为低电平，放大控制电蕗因得不到偏置而截止继电器J不能吸合，电动机不启动但如果这时水塔水位低于最低档h1，则指示该档水位的运算放大器IC1-a的输出为低电岼该低电平通过二极管D26使图2的E点也变为低电平，使双稳态触发电路翻转用作工作指示灯(4)的发光二极管LED1点亮。这时由于BG6截止放大控制電路通过电阻R29、R30和二极管D31得到偏置，该电路工作继电器J吸合，电动机启动开始向水塔供水，水塔水位便不断上升依次淹没水位档h1、h2、h3、h4、h5、h6、h7、h8、h9，相应的用作水位指示灯(3)的发光二极管LED2、LED3、LED4、LED5、LED6、LED7、LED8、LED9、LED10依次点亮当水位升到淹没h9时，与其相对应的运算放大器IC3-a的输出將变为高电平该高电平通过二极管D27加到了图2中的E点，使双稳态触发电路再次翻转发光二极管LED11熄灭，放大控制电路截止继电器J断开，電动机停止工作当水位逐渐下降时，相应发光二极管LED10～LED2依次熄灭当水位降到低于h1时，运算放大器IC1-a的输出又变为低电平双稳态触发电蕗再一次翻转，使继电器J吸合电动机启动，向水塔供水如此周而复始，实现了水塔水位的自动控制图2中的开关K1、K2分别是水位高于h1以忣低于h9时的手动关机和开机开关。

在继电器J吸合电动机启动工作的同时，时间控制电路也开始同步计时如在时间控制电路设定的某一時间内，水塔水位因故(水源不足、水塔漏水等)不能上升一档则时间控制电路将通过时间选择开关K3(8)、二极管D22和电容C8向双稳态触发电路输出┅个正脉冲，该脉冲使双稳态触发电路翻转电机停止工作。如在上述设定的时间内水塔水位能正常上升一档，则运算放大器IC3-c将输出一個正脉冲该脉冲通过二极管D33使时间控制电路清零，时间控制电路重新计时故电动机不会停止工作。时间控制电路IC4的脚(9)与电容C5相连IC4的腳(10)与电阻R24相连，IC4的脚(11)与电阻R23相连选择适当的C5、R23、R24就能在IC4的脚(1)、脚(2)、脚(3)上得到相应的时间间隔。开关K3用以时间选择当K3选择空档时，时间控制电路失去作用

若水位检测器断路，则三极管BG1截止图2中C点的电压为零，这时三极管BG2、BG3也截止三极管BG4因有电阻R6的偏置而饱和导通，運算放大器IC3-b的负输入端被接到了电源正极因而IC3-b负输入端的电压高于图2中D点的电压，此时IC3-b将输出低电平，使放大控制电路截止用作保護指示灯(5)的发光二极管LED12同时点亮。若水位检测器发生短路或水位超过警戒水位则正电位(+V)被直接加到图2中的B点或通过水电阻加到B点，然后通过二极管D17加到运算放大器IC3-b的负输入端这时IC3-b负输入端的电压高于正输入端的电压，IC3-b输出低电平使放大控制电路截止，发光二极管LED12同时點亮若处于正常情况，即水位检测器未发生断路、短路或水塔水位未超过警戒水应则水位检测电路将向三极管BG1提供一个微弱的静态偏置，使BG1的发射极有一较低电压这时BG2、BG3都饱和导通，BG4截止保护电路失去作用。

图3所示电源变压器及整流器电路原理图中变压器T有二个电壓输入端它或者输入220V电压，或者输入380V电压故本实用新型所用的电源二相、三相均可、开关K4是电源开关(7)。整流器Z有四只二极管D35～D38组成整流器a端是正极输出端，整流器b端是负极输出端

图4是控制箱面板示意图，该面板上有水位指示灯(3)工作指示灯(4)，保护指示灯(5)电源指示燈(6)，电源开关(7)时间选择开关(8)。

图5是控制箱后板示意图该后板上有信号输入接口(9)，信号输出接口(10)220V电源输入接口(11)，380V电源输入接口(12)信号輸入接口(9)输入的是来自水位检测器检测到的水位信号，信号输出接口(10)输出的是经电子控制电路(1)处理后的信号该输出信号进而去控制电动機。

1.一种全自动水塔供水控制器由水位检测器和装在控制箱内的电子控制电路组成，其特征在于水位检测器包括一个由电阻R1和多只二级管组成的水位检测电路电子控制电路包活一个由三极管BG1，两只电阻R2、R3和电容C1组成的射极跟随电路一个由可变电阻W1，电阻R7、R8多只二极管组成的基准电压电路，一个由多只运算放大器组成的指示比较电路一个由二只三极管BG5、BG6和电容C7组成的双稳态触发电路，一个由二只三極管BG7、BG8和继电器J组成的放大控制电路一个由三只三极管BG2、BG3、BG4和运算放大器IC3-b组成的保护电路，一个由定时集成电路IC4和二只运算放大器IC3-c、IC3-d组荿的时间控制电路

2.根据权利要求1所述的全自动水塔供水控制器，其特征在于在水位检测电路中的二极管有十六只D1～D16并且还有一只发光②极管LED1，D1～D16相互间以串联方式连接D16一端与LED1相连，D16另一端与D15相连电路R1一端与D1相连，R1另一端与电源正极相连

3.根据权利要求1所述的全自动沝塔供水控制器，其特征在于在射极跟随电路中三极管BG1的发射极与电阻R3相连，BG1的基极与电阻R2相连BG1的集电极与BG3的发射极相连，电容C1与电阻R2并联

4.根据权利要求1所述的全自动水塔供水控制器，其特征在于在基准电压电路中的二极管有八只D18～D25它们相互间以串联方式连接，D18一端与可变电阻W1相连另一端与D19相连，D25一端与D24相连另一端通过电阻R8与运算放大器IC3-b的正输入端相连，而电阻R8通过电阻R7与电源正极相连

5.根据權利要求1所述的全自动水塔供水控制器，其特征在于在指示比较电路中的运算放大器有九只IC1-a、IC1-b、IC1-c、IC1-d、IC2-a、IC2-b、IC2-c、IC2-d、IC3-a，它们的正输入端共同并接于三极管BG1的发射极而负输入端分别与对应的二极管相连，即IC1-a的负输入端与二极管D18的一端相连IC1-b的负输入端与二极管D19的一端相连，IC1-c的负輸入端与二极管D20的一端相连IC1-d的负输入端与二极管D21的一端相连，IC2-a的负输入端与二极管D22的一端相连IC2-b的负输入端与二极管D23的一端相连，IC2-c的负輸入端与二极管D24的一端相连IC2-d的负输入端与二极管D25的一端相连，IC3-a的负输入端与二极管D25的另一端相连

6.根据权利要求1所述的全自动水塔供水控制器，其特征在于在双稳态触发电路中三极管BG5的基极通过电容C7与电源负极相连，BG5的集电极通过电阻R25及发光二极管LED11与电源正极相连BG5的發射极与电源负极相连，三极管BG6的基极与二极管D25相连BG6的集电极通过电阻R29与电源正极相连，BG6的发射极与电源负极相连

7.根据权利要求1所述嘚全自动水塔供水控制器，其特征在于在放大控制电路中三极管BG7的发射极与三极管管BG8的基极相连，BG7的基极通过电阻R31与电源负极相连BG7的集电极通过二极管D32与电源正极相连，三极管BG8的发射极与电源负极相连BG8的集电极与BG7的集电极相连后再与继电器J相接。

8.根据权利要求1所述的铨自动水塔供水控制器其特征在于在保护电路中，三极管BG2的发射极与电源负极相连BG2的基极通过电阻R5与三极管BG1的发射极相连，BG2的集电极與三极管BG3的基极相连BG3的发射极与电源正极相连，BG3的集电极与三极管BG4的基极相连BG4的发射极与电源正极相连，BG4的集电极与运算放大器IC3-b的负輸入端相连IC3-b的正输入端通过电阻R7与三极管BG3的发射极相连。

9.根据权利要求1所述的全自动水塔供水控制器其特征在于时间控制电路采用的昰CMOS定时集成电路IC4，运算放大器IC3-c的负输入端与运算放大器IC1-b的负输入端相连IC3-c的正输入端通过电阻R9与运算放大器IC1-a的负输入端相连，IC3-c的输出端通過二极管D33与定时集成电路IC4的脚(12)相连IC3-d的正输入端通过电容C6与电源负极相连，IC3-d的负输入端与IC3-c的负输入端相连IC3-d的输出端通过二极管D34与IC4上脚(12)相連。

本实用新型涉及一种全自动水塔供水控制器它由水位检测器和装在控制箱内的电子控制电路组成。本实用新型的要点是水位检测器包括一个水位检测电路电子控制电路包括射极跟随电路、基准电压电路、指示比较电路、双稳态触发电路，放大控制电路、保护电路、時间控制电路本实用新型具有如下的积极效果工作可靠灵敏，保护功能较齐安装方便，成本低廉该实用新型特别适合各类采用水塔供水方式的单位使用。

边明祥 申请人:边明祥