专利名称：水箱自动上水及水位显示控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水箱自动上水及水位显示的控制装置，可广泛应用于各种水箱和水池。
背景技术：
水箱上水的控制方式多种多样，主要有自动控制和手动控制，自动控制按其检测部件不同可分为接触式和非接触式两种，接触式自动控制中水位传感器和水直接接触，主要以电极式为代表，其主要缺点是电极容易氧化，但价格较低，电路控制不可靠。非接触式自动控制中水位传感器并不和水直接接触，主要以干簧管和电子水位探头等为最多，没有了电极氧化问题，但也存在机械部分易出故障(指干簧管式)和成本较高的缺点。所有这些因素都影响了水箱自动控制装置的普及和推广。而手动控制不仅不方便，而且容易使水外溢，造成浪费。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种水箱自动上水及水位显示控制器，可实现水箱水位显示，低水位自动上水，高水位自动停止上水的功能，动作灵敏，控制可靠，造价低，便于普及和推广。
本实用新型的目的是以如下方式实现的该水箱自动上水及水位显示控制器，涉及水位探头和电源电路，它还包括水位指示电路、信号接收处理电路和驱动控制电路，水位探头的输出端接信号接收处理电路，信号接收处理电路的输出接水位指示电路和驱动控制电路，信号接收处理电路由反相器构成，可选用集成六反相器。水位探头将探测到的水位信息传输到信号接收处理电路，由信号接收处理电路驱动水位指示电路显示水位高低，当在低水位时，由信号接收处理电路输出信号给驱动控制电路，由其输出信号给水源供水执行器件供电给水箱上水，当水位到达预定高水位时，水位探头输出信号到信号接收处理电路，由其输出信号给驱动控制电路，进而输出信号给水源供水执行器件停止上水。
反相器各输入端通过电阻接电源正极，水位探头的各电极对应接反相器的各输入端，反相器的各输出端与电源地之间接由电阻和发光二极管串联构成的水位指示电路，从反相器高低水位两输出端分别有引线连接到驱动控制电路。
驱动控制电路由两个开关三极管、继电器及外围的电阻、电容、二极管构成，两个开关三极管组成复合管，后级三极管集电极与电源正极之间接继电器，反相器高低水位输出端分别通过二极管接前级三极管的基极，其中低水位输出端通过串联按钮开关和继电器的一个常闭接点再接到二极管正极。
本实用新型仍采用水位电极作为传感器，采用数字逻辑集成电路对水位信号进行处理，将电极电流减至极低，同时可采用合金电极，使电极氧化问题得到改善，可大大延长电极维护的周期。采用分立元件做驱动控制，水位显示采用发光管，不仅成本极低，而且显示直观。整个装置分为水位探头、主控制器和连接电缆三个独立部分，连接电缆采用比较常见的8芯网线，两端均做好连接头，便于和水位探头及控制器连接，不仅携带安装方便，而且维修也极简单，整个装置的性价比较高。主要特点是微功耗的数字逻辑电路处理的水位探测、显示，简洁的输出控制电路，结构简单、成本低廉、显示直观、控制可靠、安装维修方便。
附图是本实用新型水箱自动上水及水位显示控制器的电原理图。
具体实施方式
参照附图，整个装置分为水位探头、控制器和连接电缆三个部分，控制器电路主要由电源电路、信号接收处理电路、水位指示电路和驱动控制电路四部分组成。电源电路由电源开关SW、熔断器FU、变压器B1、整流桥D1和滤波电容C1、C2构成。220V交流市电经B1变压、D1桥式整流后由C1滤波为约12V直流电压，为整个电路供电。水位探头KT为电极式水位探头，放在水箱中，最靠近水箱底的电极接电源地线，其余电极分别放在对应水位——1/5、2/5、3/5、4/5和5/5处，通过插座CN1和主电路相连接，负责将水位信息传送给主电路的处理单元。六反相器IC1为水位信号接收处理电路，反相器IC1各输入端通过电阻R1～R5接电源正极，水位探头KT的各电极对应接反相器IC1的各输入端1、3、5、9、11脚，反相器IC1的各输出端2、4、6、8、10脚与电源地之间接由电阻R6～R10和发光二极管D2～D6串联构成的水位指示电路，从反相器IC1高低水位输出端2、10脚分别有引线连接到驱动控制电路。驱动控制电路由两个开关三极管Q1、Q2、继电器K1及外围的电阻R11、R12、电容C3、C4、二极管D7、D8、D9构成，两个开关三极管Q1、Q2组成复合管，后级三极管Q2集电极与电源正极之间接继电器K1，反相器IC1的2、10脚两输出端分别通过二极管D7、D8并通过电阻R11限流后接前级三极管Q1的基极，D7、D8为隔离二极管，防止IC1第2脚和第10脚电平相互影响，其中输出端2脚通过串联按钮开关AN1和继电器K1的一个常闭接点K1-2再接到二极管D7正极，电阻R12是三极管Q2基极供电电阻，电容C3、C4接两三极管Q1、Q2基极为抗干扰电容，防止电源通断瞬间造成继电器K1误动作，并接在继电器K1线圈两端的二极管D9起保护三极管Q1的作用，供水执行器件与继电器常闭触点串接后接市电。供水执行器件根据所使用的情况不同，可以是水泵或电磁水阀。
某一水位无水时，对应电极送出高电平，当有水时，变为低电平。IC1为六反相器CD4069，负责接收传感头送出的电信号，经电平转换后输出控制及指示信号，分别由继电器K1控制水源是否进水和由发光二极管D2～D6发光进行水位显示。
若水箱中水位低于预定最低水位(1/5)时，水位探头均输出高电平，经IC1反相后输出低电平，5只发光二极管D2～D6均不发光，IC1的第2脚(out2)的低电平和第10脚(out5)使D7和D8均截止，Q1截止，Q2导通，继电器K1线圈通电，其常开触头K1-1闭合，控制水泵或电磁水阀D使水箱进水，常闭触头K1-2断开，使IC1第2脚与控制电路断开，当水进到1/5处时，经水位探头使IC1第1(in1)脚变为低电平，第2(out1)脚输出高电平，经R10限流，D6发光，指示水位已到1/5处。同理，D5、D4、D3依次发光。当水进至最高水位(5/5)时，IC1第10(out5)脚输出高电平，经D8使Q1饱和导通，将Q2基极电位拉低，Q2截止，继电器K1线圈断电，其常开触头K1-1断开，切断水泵或电磁水阀的电源，停止进水。IC1第10(out5)脚输出的高电平还使D2导通发光，指示水位已到5/5处。随着水位的降低，对应的发光二极管依次熄灭，当低于1/5处时，IC1第2脚输出高电平，此时第10脚也是低电平，继电器K1线圈通电，重复刚才的过程，如此，实现低于1/5处进水、高于5/5处时停水的功能。
手动按钮AN1为常闭按钮，做补水用。当水位降至中间某一位置时，该装置并不立即进水，此时，如需补水，可按下该按钮AN1，实现补水到5/5处自动停止。
控制器部分做在一个塑料壳中。引出至水泵或电磁水阀的控制线，如水泵功率较大，可接接触器扩展控制。水位探头KT连接到一小线路板，上面装上网卡专用RJ-45插座并密封。连接电缆用市售网线，根据主控制器到水箱的距离截取，并两端做RJ-45水晶头。
权利要求1.一种水箱自动上水及水位显示控制器，涉及水位探头和电源电路，其特征在于还包括水位指示电路、信号接收处理电路和驱动控制电路，水位探头(KT)的输出端接信号接收处理电路，信号接收处理电路的输出接水位指示电路和驱动控制电路，信号接收处理电路由反相器(IC1)构成。
2.根据权利要求1所述的水箱自动上水及水位显示控制器，其特征在于反相器(IC1)各输入端通过电阻(R1～R5)接电源正极，水位探头(KT)的各电极对应接反相器(IC1)的各输入端(1、3、5、9、11)，反相器(IC1)的各输出端(2、4、6、8、10)与电源地之间接由电阻(R6～R10)和发光二极管(D2～D6)串联构成的水位指示电路，从反相器(IC1)高低水位两输出端(2、10)分别有引线连接到驱动控制电路。
3.根据权利要求1或2所述的水箱自动上水及水位显示控制器，其特征在于驱动控制电路由两个开关三极管(Q1、Q2)、继电器(K1)及外围的电阻(R11、R12)、电容(C3、C4)、二极管(D7、D8、D9)构成，两个开关三极管(Q1、Q2)组成复合管，后级三极管(Q2)集电极与电源正极之间接继电器(K1)，反相器(IC1)高低水位输出端(2、10)分别通过二极管(D7、D8)接前级三极管(Q1)的基极。
专利摘要一种水箱自动上水及水位显示控制器，应用于各种水箱和水池，涉及水位探头、电源电路、水位指示电路、信号接收处理电路和驱动控制电路，水位探头的输出端接信号接收处理电路，信号接收处理电路的输出接水位指示电路和驱动控制电路，信号接收处理电路由反相器构成，反相器各输入端通过电阻接电源正极，水位指示电路由电阻和发光二极管串联构成，从反相器高低两输出端分别有引线连接到驱动控制电路。采用微功耗的数字逻辑电路处理水位的探测、显示以及简洁的输出控制电路，使该控制器结构简单、成本低廉、显示直观、控制可靠、安装维修方便。
文档编号G01D7/00GK2854665SQ200520124610
公开日2007年1月3日 申请日期2005年11月11日 优先权日2005年11月11日
发明者张志生, 李居锋 申请人:邹城市技工学校