专利名称：远距离高层水箱水位遥测控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水箱水位的遥测装置，尤其涉及一种远距离高层水箱水位遥测控制器。
随着城市建设的发展，高层建筑越来越多，为了解决高层建筑水压不够的问题，一般都设置高层水塔或在高层建筑物的顶部设计蓄水箱。这种结构的箱通常都是采用三线或水位控制器，一般采用晶体管或集成电路组成，其作用是将高层水箱内的水位控制在上、下水位电极之间，即达到高水位时停止抽水，而水位降至低水位时开始抽水。这种水位控制器无法测知水箱内当前水位的高低，同时由于电极在水中长期通电，容易引起电极腐蚀，一旦接触不好，便会造成失控，即当水位超过上限后仍不停机，从而造成大量溢水的事故，如果未能及时处理还可能造成进一步的损失。
本实用新型的目的在于克服现有技术不足，提供一种可遥测高层水箱水位的装置。
本实用新型的技术方案为它由置于高层水箱处的水位遥测发射器和置于加压水泵附近的接收控制器两部分组成。遥测发射器下部设有水位探头，水位探头上设有若干水位电极，并用电极导线将它们分别连接到遥测发射器上，水位以下探头以下部设有一加载物。遥测发射器由脉冲振荡器、水位探头检测电路及水位编码与发射电路组成，接收控制器由脉冲识别与变换电路、上下限水位控制电路、水位显示电路、开关控制电路及电源变换电路组成。
本实用新型为实现对水箱进行超限位保护，在接收控制器中设有超限位保护电路及声、光报警电路。
附
图1为本实用新型电路框图。
附图2为本实用新型水位探头及遥测发射器连接图。
附图3为本实用新型遥测发射器电路图。
附图4为本实用新型接收控制器电路图。
本实用新型克服了现有技术不足，可遥测高层水箱水位，且具有超限水位保护及声光报警功能，结构简单、安全可靠，适用于各种高层建筑的高层水箱。
以下对照附图结合实施例对本实用新型进行详细说明。
本实用新型由置于高层水箱处的水位遥测发射器和置于加压水泵附近的接收控制器两部分组成。遥测发射器下部设有水位探头1，水位探头1为一空心塑料绝缘管，管身上设有若干水位电极2(0～9)，并用电极导线通过中空管心将它们分别连接到探头上部的遥测发射器上；水位探头下部设有加载物3；使水位电极2重心下降，防止其在水箱内翻倒。为了防潮、防水，遥测发射器可用一屏蔽外壳4封装起来。遥测发射器由十进制脉冲分配器IC1(4017)、四或非门集成电路IC2、三极管BG1以及其它阻容元件构成；十进制脉冲分配器IC1、或非门IC2-1、电阻R2、电容C1及二极管D1构成编码电路，二或门IC2-3、IC2-4、三极管BG1、电阻R3～R6构成脉冲振荡器；IC1输出端Q0～Q8分别经二极管D3～D11后与水位电极2(1～9)相连，水位电极2(0)经或非门IC2-2、D2、输至脉冲振荡器。本实用新型的接收控制器由脉冲识别与变换电路、电源变换电路、超限保护电路、上下限水位控制电路、水位显示电路、开关控制电路及声光报警电路组成。脉冲识别与变换电路由十进制脉冲分配器IC3(4017)、电阻R7、R8、电容C3、二极管D12组成，完成解码工作。水位显示电路由发光管LED1～10组成，分别按于IC3(4017)Q0～Q8端。超限保护电路由二极管D14、电阻R11、三极管BG3及继电器J2组成，信号由IC3Q9端经二极管D14提供。上下水位控制电路由二极管D13、电阻R9、R10、R13、电容C4、非门IC5-1、RS触发器IC4、三极管BG2及继电器J1组；IC4的R端与IC3、Q8端脚相接，IC3Q1端脚经二极管D13、非门IC5-1与IC4S端相接，以实现上下限水位控制。声光报警电路由发光管LED17、电阻R12、R14～R18、电容C5、C6、三极管D15～D17、三极管BG4以及扬声器Y组成。
本实用新型的工作原理为假设水箱中的水位在触点4和5之间。首先IC1被复位，Q0输出为“1”，这个高电平通过水的体电阻加到IC2-2的输入端，使得IC2-2输出为“0”，从而使IC2-3的a输入端为“0”。由于IC2-3、IC2-4与R3、R4、C2构成一受控振荡器，所以当a输入端为“0”电平时，受控振荡器产生振荡，并通过BG1使之反相，BG1集电极输出的脉冲通过导线分别被送到遥测接收器和IC1的输入端Cp。当Cp端得到一个触发脉冲信号之后，便使得IC1产生进位，此时使Q1端为“1”，而其余输出端为“0”。Q1端的高电平通过触点电极2和水继续加到IC2-2的输入端，从而使其输出端继续维持为“0”，保证受控振荡器继续振荡。受控振荡器振荡一次，便向IC1发送一个计数脉冲，由于水箱中的水在4～5触点电极之间，所以当IC1计数到Q4输出为“1”时，由于5#触点电极未接触到水，而其余在水中的输出端均为低电平，因此使得I2-2的输入端由“1”变为“0”，而IC2-2的输出端变为“1”，通过D2使IC2-3的a端为“1”，使受控振荡器停振，此时受控振荡器共向外输出了四个脉冲。由于受控振荡器停振，所以IC1接收不到新的触发脉冲信号，计数停止。在计数状况下，IC2-1的输入端与IC2-2的输入端是并联的，所以在输入为“1”时，IC2-1的输出为“0”,D1处于导通状态，使得IC1的R端(复位端)为低电平。一旦输入端变为“0”，则一方面使受控振荡器停振，另一方面使IC2-1的输出变为“1”，使得D1截止，高电平通过R2向C1充电，经过约0.7R2C1时间后，使得IC1的R端变为“1”电平，使得IC1复位，从而开始第二次测量。
当接收器收到发射器通过三芯电缆发射过来的第一个脉冲正沿时，D12导通，高电平通过C3加到IC3的R端，使IC3复位，Q0输出高电平，其余输入端为低电平，使得LED1发亮。此后由于C3上的电荷来不及泄放，因此在同一串脉冲正沿将不再产生复位。CPE为下沿触发，所以每送一个脉冲便使IC3产生一次计数，如果从发射器送来四个脉冲，则IC3将会使其Q4输出为“1”，而其余输出端为“0”，从而使LED5亮，显示出水位超过了4#水位触点。由于在各脉冲串之间有约0.7R2C1的延时时间，所以可在这段时间内使LED显示稳定供观察。同时，由于这段时间没有脉冲(发射器受控振荡器停振)，所以C3上的电荷逐渐被泄放掉，以备下一脉冲串到来时使IC3复“0”。
当水箱中水位逐渐降低，则每串脉冲数也逐步减少，当水箱水位在触点1以上时，则在每串触发脉冲中，总会使Q1出现一次“1”，从而通过D13导通使C4为“1”，使得IC5-1的输出端保持低电平。当水箱中水位降至触点1以下时，则Q1持续输出为“0”,D13截止，C4将通过R10放电，当C4上电压降为低电平后，将使得IC5-1的输出端呈高电平，从而使IC4的S端为“1”,IC4的Q端为“1”，这个高电平通这R13使得BG2导通，J1吸合，从而接通控制水泵的中间继电器，使水泵向水箱内抽水。当水箱内水位逐渐升高后，尽管IC3的Q1电平为“1”后会使IC4的S端转为低电平，但由于IC4是作为R-S触发器使用，所以其Q端仍维持高电平，从而保证水泵继续抽水。
当水箱中水位上升浸到触点8时，则发射机相应送出8个脉冲，从而使IC3的Q8变为“1”，使得LED9点亮，同时该高电平又加到IC4的R端，使得R-S触发器复位，IC4的Q端从“1”变为“0”，使得BG2截止，J1断开触点，从而切断水泵中间继电器电源，水泵停止抽水，只有当水箱水位再次降回到触点1以下后，将再次重复上述动作过程。
为了防止水箱溢水事故发生，该装置还设计了一套超限水位保护与报警装置。当由于某种原因，水位越过触点8后而水泵没有停机，则水箱内水位会继续上升，当其水位达到触点9后，便会使IC3的Q9输出为“1”，该高电平一边由LED10显示，同时又通过D14、R11加到BG3的基极使得B3导通，J2的静触点断开，由于J2静触点控制了J1的电源，所以J2吸动后，将迫使J1切断水泵中间继电器电源，使水泵停止抽水。IC5-2～5组成了两级受控音频间歇振荡器，在正常工作时，D16被电源正向偏置，使二极受控振荡器工作，当静触点断开，而动触点接通后，由于D16反偏，二极受控振荡器工作，从而通过扬声器发出“嘟嘟……嘟”的间歇报警声，动触点接通后，LED11得电发光指示，显示出现超限事故苗头，提醒管理人员加以注意，同时通过D15将高电平加到BG3基极上使其自保，从而确保不发生溢水事故。
如果感觉水位探测精度不够，还可以增加编码与译码电路的方法去增加水位电极数目，从而可提高控制精度或提高控制水位。
权利要求1.一种远距离高层水箱水位遥测控制器，其特征在于由置于高层水箱处的水位遥测发射器和置于加压水泵附近的接收控制器两部分组成，遥测发射器下部设有水位探头(1)，水位探头为一空心绝缘管，管身上设有若干水位电极(1～n)，并用电极导线通过中空管心将它们分别连接到遥测发射器上；水位探头下部设有一加载物(3)；遥测发射器由脉冲振荡器、水位探头检测电器及水位编码与发射电路组成，接收控制器由脉冲变换电路、上下限水位控制电路、水位显示电路、开关控制电路、电源电路所组成。
2.根据权利要求1所述的高层水箱水位遥测控制器，其特征在于接收控制器中设有超限保护电路。
3.根据权利要求2所述的高层水箱，水位遥测控制器，其特征在于接收控制器中设声光报警电路。
专利摘要本实用新型涉及一种远距离高层水箱水位遥测控制器,由置于高层水箱处水位遥测发射器和置于加压水泵附近的接收控制器两部分组成,遥测发射器下部设有水位探头及若干水位电极,且由脉冲振荡器、水位探头检测电路、水位编码与发射电路组成。接收控制器由脉冲变换电路、上下水位控制电路、水位显示电路、开关控制电路及电源变换电路组成。本实用新型克服了现有技术不足,可遥测高层水箱水位,且具有超限水位保护及声光报警功能,结构简单、安全可靠,适用于各种高层建筑的高层水箱。
文档编号E03B7/00GK2343211SQ9822562
公开日1999年10月13日 申请日期1998年11月11日 优先权日1998年11月11日
发明者王建模, 张志平, 雷敏生, 辛建之, 袁文 申请人:江西师范大学