專利名稱：遠(yuǎn)距離高層水箱水位遙測控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水箱水位的遙測裝置，尤其涉及一種遠(yuǎn)距離高層水箱水位遙測控制器。
隨著城市建設(shè)的發(fā)展，高層建筑越來越多，為了解決高層建筑水壓不夠的問題，一般都設(shè)置高層水塔或在高層建筑物的頂部設(shè)計(jì)蓄水箱。這種結(jié)構(gòu)的箱通常都是采用三線或水位控制器，一般采用晶體管或集成電路組成，其作用是將高層水箱內(nèi)的水位控制在上、下水位電極之間，即達(dá)到高水位時停止抽水，而水位降至低水位時開始抽水。這種水位控制器無法測知水箱內(nèi)當(dāng)前水位的高低，同時由于電極在水中長期通電，容易引起電極腐蝕，一旦接觸不好，便會造成失控，即當(dāng)水位超過上限后仍不停機(jī)，從而造成大量溢水的事故，如果未能及時處理還可能造成進(jìn)一步的損失。
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種可遙測高層水箱水位的裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案為它由置于高層水箱處的水位遙測發(fā)射器和置于加壓水泵附近的接收控制器兩部分組成。遙測發(fā)射器下部設(shè)有水位探頭，水位探頭上設(shè)有若干水位電極，并用電極導(dǎo)線將它們分別連接到遙測發(fā)射器上，水位以下探頭以下部設(shè)有一加載物。遙測發(fā)射器由脈沖振蕩器、水位探頭檢測電路及水位編碼與發(fā)射電路組成，接收控制器由脈沖識別與變換電路、上下限水位控制電路、水位顯示電路、開關(guān)控制電路及電源變換電路組成。
本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)對水箱進(jìn)行超限位保護(hù)，在接收控制器中設(shè)有超限位保護(hù)電路及聲、光報(bào)警電路。
附


圖1為本實(shí)用新型電路框圖。
附圖2為本實(shí)用新型水位探頭及遙測發(fā)射器連接圖。
附圖3為本實(shí)用新型遙測發(fā)射器電路圖。
附圖4為本實(shí)用新型接收控制器電路圖。
本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)不足，可遙測高層水箱水位，且具有超限水位保護(hù)及聲光報(bào)警功能，結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠，適用于各種高層建筑的高層水箱。
以下對照附圖結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
本實(shí)用新型由置于高層水箱處的水位遙測發(fā)射器和置于加壓水泵附近的接收控制器兩部分組成。遙測發(fā)射器下部設(shè)有水位探頭1，水位探頭1為一空心塑料絕緣管，管身上設(shè)有若干水位電極2(0～9)，并用電極導(dǎo)線通過中空管心將它們分別連接到探頭上部的遙測發(fā)射器上；水位探頭下部設(shè)有加載物3；使水位電極2重心下降，防止其在水箱內(nèi)翻倒。為了防潮、防水，遙測發(fā)射器可用一屏蔽外殼4封裝起來。遙測發(fā)射器由十進(jìn)制脈沖分配器IC1(4017)、四或非門集成電路IC2、三極管BG1以及其它阻容元件構(gòu)成；十進(jìn)制脈沖分配器IC1、或非門IC2-1、電阻R2、電容C1及二極管D1構(gòu)成編碼電路，二或門IC2-3、IC2-4、三極管BG1、電阻R3～R6構(gòu)成脈沖振蕩器；IC1輸出端Q0～Q8分別經(jīng)二極管D3～D11后與水位電極2(1～9)相連，水位電極2(0)經(jīng)或非門IC2-2、D2、輸至脈沖振蕩器。本實(shí)用新型的接收控制器由脈沖識別與變換電路、電源變換電路、超限保護(hù)電路、上下限水位控制電路、水位顯示電路、開關(guān)控制電路及聲光報(bào)警電路組成。脈沖識別與變換電路由十進(jìn)制脈沖分配器IC3(4017)、電阻R7、R8、電容C3、二極管D12組成，完成解碼工作。水位顯示電路由發(fā)光管LED1～10組成，分別按于IC3(4017)Q0～Q8端。超限保護(hù)電路由二極管D14、電阻R11、三極管BG3及繼電器J2組成，信號由IC3Q9端經(jīng)二極管D14提供。上下水位控制電路由二極管D13、電阻R9、R10、R13、電容C4、非門IC5-1、RS觸發(fā)器IC4、三極管BG2及繼電器J1組；IC4的R端與IC3、Q8端腳相接，IC3Q1端腳經(jīng)二極管D13、非門IC5-1與IC4S端相接，以實(shí)現(xiàn)上下限水位控制。聲光報(bào)警電路由發(fā)光管LED17、電阻R12、R14～R18、電容C5、C6、三極管D15～D17、三極管BG4以及揚(yáng)聲器Y組成。
本實(shí)用新型的工作原理為假設(shè)水箱中的水位在觸點(diǎn)4和5之間。首先IC1被復(fù)位，Q0輸出為“1”，這個高電平通過水的體電阻加到IC2-2的輸入端，使得IC2-2輸出為“0”，從而使IC2-3的a輸入端為“0”。由于IC2-3、IC2-4與R3、R4、C2構(gòu)成一受控振蕩器，所以當(dāng)a輸入端為“0”電平時，受控振蕩器產(chǎn)生振蕩，并通過BG1使之反相，BG1集電極輸出的脈沖通過導(dǎo)線分別被送到遙測接收器和IC1的輸入端Cp。當(dāng)Cp端得到一個觸發(fā)脈沖信號之后，便使得IC1產(chǎn)生進(jìn)位，此時使Q1端為“1”，而其余輸出端為“0”。Q1端的高電平通過觸點(diǎn)電極2和水繼續(xù)加到IC2-2的輸入端，從而使其輸出端繼續(xù)維持為“0”，保證受控振蕩器繼續(xù)振蕩。受控振蕩器振蕩一次，便向IC1發(fā)送一個計(jì)數(shù)脈沖，由于水箱中的水在4～5觸點(diǎn)電極之間，所以當(dāng)IC1計(jì)數(shù)到Q4輸出為“1”時，由于5#觸點(diǎn)電極未接觸到水，而其余在水中的輸出端均為低電平，因此使得I2-2的輸入端由“1”變?yōu)椤?”，而IC2-2的輸出端變?yōu)椤?”，通過D2使IC2-3的a端為“1”，使受控振蕩器停振，此時受控振蕩器共向外輸出了四個脈沖。由于受控振蕩器停振，所以IC1接收不到新的觸發(fā)脈沖信號，計(jì)數(shù)停止。在計(jì)數(shù)狀況下，IC2-1的輸入端與IC2-2的輸入端是并聯(lián)的，所以在輸入為“1”時，IC2-1的輸出為“0”,D1處于導(dǎo)通狀態(tài)，使得IC1的R端(復(fù)位端)為低電平。一旦輸入端變?yōu)椤?”，則一方面使受控振蕩器停振，另一方面使IC2-1的輸出變?yōu)椤?”，使得D1截止，高電平通過R2向C1充電，經(jīng)過約0.7R2C1時間后，使得IC1的R端變?yōu)椤?”電平，使得IC1復(fù)位，從而開始第二次測量。
當(dāng)接收器收到發(fā)射器通過三芯電纜發(fā)射過來的第一個脈沖正沿時，D12導(dǎo)通，高電平通過C3加到IC3的R端，使IC3復(fù)位，Q0輸出高電平，其余輸入端為低電平，使得LED1發(fā)亮。此后由于C3上的電荷來不及泄放，因此在同一串脈沖正沿將不再產(chǎn)生復(fù)位。CPE為下沿觸發(fā)，所以每送一個脈沖便使IC3產(chǎn)生一次計(jì)數(shù)，如果從發(fā)射器送來四個脈沖，則IC3將會使其Q4輸出為“1”，而其余輸出端為“0”，從而使LED5亮，顯示出水位超過了4#水位觸點(diǎn)。由于在各脈沖串之間有約0.7R2C1的延時時間，所以可在這段時間內(nèi)使LED顯示穩(wěn)定供觀察。同時，由于這段時間沒有脈沖(發(fā)射器受控振蕩器停振)，所以C3上的電荷逐漸被泄放掉，以備下一脈沖串到來時使IC3復(fù)“0”。
當(dāng)水箱中水位逐漸降低，則每串脈沖數(shù)也逐步減少，當(dāng)水箱水位在觸點(diǎn)1以上時，則在每串觸發(fā)脈沖中，總會使Q1出現(xiàn)一次“1”，從而通過D13導(dǎo)通使C4為“1”，使得IC5-1的輸出端保持低電平。當(dāng)水箱中水位降至觸點(diǎn)1以下時，則Q1持續(xù)輸出為“0”,D13截止，C4將通過R10放電，當(dāng)C4上電壓降為低電平后，將使得IC5-1的輸出端呈高電平，從而使IC4的S端為“1”,IC4的Q端為“1”，這個高電平通這R13使得BG2導(dǎo)通，J1吸合，從而接通控制水泵的中間繼電器，使水泵向水箱內(nèi)抽水。當(dāng)水箱內(nèi)水位逐漸升高后，盡管IC3的Q1電平為“1”后會使IC4的S端轉(zhuǎn)為低電平，但由于IC4是作為R-S觸發(fā)器使用，所以其Q端仍維持高電平，從而保證水泵繼續(xù)抽水。
當(dāng)水箱中水位上升浸到觸點(diǎn)8時，則發(fā)射機(jī)相應(yīng)送出8個脈沖，從而使IC3的Q8變?yōu)椤?”，使得LED9點(diǎn)亮，同時該高電平又加到IC4的R端，使得R-S觸發(fā)器復(fù)位，IC4的Q端從“1”變?yōu)椤?”，使得BG2截止，J1斷開觸點(diǎn)，從而切斷水泵中間繼電器電源，水泵停止抽水，只有當(dāng)水箱水位再次降回到觸點(diǎn)1以下后，將再次重復(fù)上述動作過程。
為了防止水箱溢水事故發(fā)生，該裝置還設(shè)計(jì)了一套超限水位保護(hù)與報(bào)警裝置。當(dāng)由于某種原因，水位越過觸點(diǎn)8后而水泵沒有停機(jī)，則水箱內(nèi)水位會繼續(xù)上升，當(dāng)其水位達(dá)到觸點(diǎn)9后，便會使IC3的Q9輸出為“1”，該高電平一邊由LED10顯示，同時又通過D14、R11加到BG3的基極使得B3導(dǎo)通，J2的靜觸點(diǎn)斷開，由于J2靜觸點(diǎn)控制了J1的電源，所以J2吸動后，將迫使J1切斷水泵中間繼電器電源，使水泵停止抽水。IC5-2～5組成了兩級受控音頻間歇振蕩器，在正常工作時，D16被電源正向偏置，使二極受控振蕩器工作，當(dāng)靜觸點(diǎn)斷開，而動觸點(diǎn)接通后，由于D16反偏，二極受控振蕩器工作，從而通過揚(yáng)聲器發(fā)出“嘟嘟……嘟”的間歇報(bào)警聲，動觸點(diǎn)接通后，LED11得電發(fā)光指示，顯示出現(xiàn)超限事故苗頭，提醒管理人員加以注意，同時通過D15將高電平加到BG3基極上使其自保，從而確保不發(fā)生溢水事故。
如果感覺水位探測精度不夠，還可以增加編碼與譯碼電路的方法去增加水位電極數(shù)目，從而可提高控制精度或提高控制水位。
權(quán)利要求1.一種遠(yuǎn)距離高層水箱水位遙測控制器，其特征在于由置于高層水箱處的水位遙測發(fā)射器和置于加壓水泵附近的接收控制器兩部分組成，遙測發(fā)射器下部設(shè)有水位探頭(1)，水位探頭為一空心絕緣管，管身上設(shè)有若干水位電極(1～n)，并用電極導(dǎo)線通過中空管心將它們分別連接到遙測發(fā)射器上；水位探頭下部設(shè)有一加載物(3)；遙測發(fā)射器由脈沖振蕩器、水位探頭檢測電器及水位編碼與發(fā)射電路組成，接收控制器由脈沖變換電路、上下限水位控制電路、水位顯示電路、開關(guān)控制電路、電源電路所組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高層水箱水位遙測控制器，其特征在于接收控制器中設(shè)有超限保護(hù)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高層水箱，水位遙測控制器，其特征在于接收控制器中設(shè)聲光報(bào)警電路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種遠(yuǎn)距離高層水箱水位遙測控制器,由置于高層水箱處水位遙測發(fā)射器和置于加壓水泵附近的接收控制器兩部分組成,遙測發(fā)射器下部設(shè)有水位探頭及若干水位電極,且由脈沖振蕩器、水位探頭檢測電路、水位編碼與發(fā)射電路組成。接收控制器由脈沖變換電路、上下水位控制電路、水位顯示電路、開關(guān)控制電路及電源變換電路組成。本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)不足,可遙測高層水箱水位,且具有超限水位保護(hù)及聲光報(bào)警功能,結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠,適用于各種高層建筑的高層水箱。
文檔編號E03B7/00GK2343211SQ9822562
公開日1999年10月13日 申請日期1998年11月11日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月11日
發(fā)明者王建模, 張志平, 雷敏生, 辛建之, 袁文 申請人:江西師范大學(xué)