专利名称：一种水温水位测控仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水温水位进行测控的电子装置，尤指一种太阳能热水器的水温水位测控仪。
背景技术：
现有的水温水位测控仪，包括温度传感器、水位传感器、控制电路、执行机构和显示电路，所述的温度传感器通常采用热敏电阻，所述的水位传感器采用有源传感电路，且把水作为传感电路中的一个有源元件，其结果是水位检测易受水质的影响，也易遭受雷击而损坏。且传感器不能持久地耐干烧和防水垢，很容易因水质和高温引起损坏，从而给使用者带来不便。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有的水温水位测控仪存在的缺点，提供一种既能防雷，又能适应各种水质和水温的新型的水温水位测控仪。解决上述问题采用技术的方案是一种水温水位测控仪，包括温度传感器、水位传感器、控制电路、执行机构和显示电路，其特征在于还设有一个信号产生电路；所述的水位传感器主体为一非金属材料棒，底部设有与所述的信号产生电路的输出端相连的总信号端口，棒体上设有至少包括100％水位的一组水位感应端口；所述的控制电路包括依次连接的一组与所述的水位感应端口对应的取样放大电路、电子开关、分压电路和一个CPU，所述的执行机构和显示电路连接到所述的CPU的输出端。
本实用新型的水温水位测控仪，由信号产生电路产生电压信号，介质水在水位传感器的各水位感应端口与取样放大电路的输入端之间感应出相应的感应电容，经电子开关、分压电路输出给CPU进行处理，显示电路显示相应的水位标志，在水箱进水达到100％水位后执行机构关断电源，停止加水。本实用新型因采用了无源器件作为信号感应，使探头在水箱内能够保持最大时间的物理特性，最大限度地防止了水垢的凝结。因信号头仅用导线作感应头，在探头内无其他任何与水位有关的电子原件，因此做到了防高温。电路对水位信号的拾取系通过无源器件获得，因此也做到了防雷。
本实用新型的水温水位测控仪，温度传感器可以采用任何常规的结构，如热敏电阻、双金属元件等，温度信号最好通过一个滤波电路从CPU的2端输入，经CPU内部处理电路分析，产生温度数据并通过显示区直接显示。
作为本实用新型的进一步改进，所述的选频放大电路包括电容Ci1、电阻Ri1、电容Ci2、电阻Ri2、电阻Ri3、电阻Ri4和三极管iBG1，所述的电容Ci1一端通过介质水与相应的水位感应端口感应，另一端与电阻Ri1和电容Ci2相连；所述的电阻Ri2一端与所述的电容Ci2的另一端相连，另一端与所述的电阻Ri3和三极管iBG1的基极相连；所述的三极管iBG1的集电极与所述的电阻Ri3的另一端以及电阻Ri4相连，发射极与所述的电阻Ri1的另一端相连；所述的电阻Ri4的另一端连接到电源，其中i为大于零的正为整数，代表取样电路的序号。
所述的检波和滤波电路包括电容Ci3、二极管iD1、二极管iD2、电阻Ri5和电容Ci4，所述的电容Ci3一端与三极管iBG1的集电极相连，另一端与二极管iD1的阳极和二极管iD2的阴极相连；电阻Ri5和电容Ci4并联后一端与所述的所述的二极管iD2的阳极相连，另一端与二极管iD1的阴极相连，且通过电阻Ri6连接到电子开关。
所述的分压电路包括电阻R1和电阻Ri7，所述的电阻R1一端连接到电源，另一端与电阻Ri7的一端及CPU的3端相连；所述的电阻Ri7的另一端与所述的电子开关的输出端相连。
所述的执行机构包括电磁阀、电阻R4和三极管BG0，所述的电阻R4一端连接到所述的CPU的15端，另一端与三极管BG0的基极相连；所述的三极管BG0的发射极接地，集电极与电磁阀线圈相连；所述的电磁阀线圈的另一端接电源。
所述的CPU的11端设有手动停水开关。
所述的CPU的12端设有手动加水开关。
本实用新型的水温水位测控仪，还可自带电源变换器，所述的电源变换器包括由变压器B1、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和电解电容C0组成的降压和滤波电路和由稳压器W1和电解电容C1组成的稳压滤波电路，所述的降压和滤波电路供给电磁阀所需的电压，所述的稳压滤波电路输出整机所需的电压。
所述的信号产生电路包括由电阻和三极管构成的三极放大电路，通过电容C53输出电压U0。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的电路框图。
图2是本实用新型的电路图。
具体实施方式
参照图1、2，本实用新型的水温水位测控仪，包括温度传感器T1、水位传感器、信号产生电路、控制电路、执行机构和显示电路。所述的水位传感器主体为一非金属材料棒，底部设有金属导线制成的总信号端口，棒体上分别在20％、50％、80％和100％水位处设有金属导线制成的线状或者环状感应端口。所述的信号产生电路包括由电阻和三极管构成的三极放大电路，通过电容C53输出电压U0到水位传感器底部的总信号端口。所述的控制电路包括依次连接的一组与所述的水位感应端口对应的取样放大电路、电子开关、分压电路和一个CPU。所述的选频放大电路包括电容Ci1、电阻Ri1、电容Ci2、电阻Ri2、电阻Ri3、电阻Ri4和三极管iBG1。所述的分压电路包括电阻R1和电阻Ri7。所述的电阻Ri7的另一端与所述的电子开关IC10i的输出端相连。所述的检波和滤波电路包括电容Ci3、二极管iD1、二极管iD2、电阻Ri5和电容Ci4。其中i为大于零的正为整数，代表取样电路的序号。在本实施例中，i分别为1、2、3、4，i为1对应于20％水位，i为2对应于50％水位，i为3对应于80％水位，i为4对应于100％水位。
举例说，对应于20％水位的取样放大电路，i为1，电容C11一端通过介质水与相应的水位感应端口感应，另一端与电阻R11和电容C12相连；所述的电阻R12一端与所述的电容C12的另一端相连，另一端与所述的电阻R13和三极管1BG1的基极相连；所述的三极管1BG1的集电极与所述的电阻R13的另一端以及电阻R14相连，发射极与所述的电阻R11的另一端相连；所述的电阻R14的另一端连接到电源。
在所述的检波和滤波电路中，电容C13一端与三极管1BG1的集电极相连，另一端与二极管1D1的阳极和二极管1D2的阴极相连；电阻R15和电容C14并联后一端与所述的所述的二极管1D2的阳极相连，另一端与二极管1D1的阴极相连，且通过电阻R16连接到电子开关1C101。
在所述的分压电路中，电阻R1一端连接到电源，另一端与电阻R17的一端及CPU的3端相连；所述的电阻Ri7的另一端与所述的电子开关IC101的输出端相连，所述的电子开关IC101采用4066MOS集成块。
所述的执行机构包括电磁阀、电阻R4和三极管BG0，所述的电阻R4一端连接到所述的CPU的15端，另一端与三极管BG0的基极相连；所述的三极管BG0的发射极接地，集电极与电磁阀线圈相连；所述的电磁阀线圈的另一端接电源。
所述的CPU的11端设有手动停水开关。所述的CPU的12端设有手动加水开关。
本实用新型的工作原理如下将水位传感器垂直置于水箱内，并使底部的总信号端口与水箱底部接触。总信号由信号产生电路产生并通过电容C53发出，当总信号通过水作为感应媒介感应到20％的水位的感应点时，信号通过选频放大电路进行选频和放大，放大后的信号经电容C13送到检波和滤波电路产生电子开关IC101所需的电压信号，此信号通过电阻R16送到电子开关IC101的10端，当此电压达到电子开关IC101的阀值时，电子开关IC101内的开关K1导通，电阻R17对地接通，CPU的3端接到由电R1与电阻R17组成的分压电路的电压信号，进行处理后，产生20％水位控制信号，并将信号送到显示区，点亮20％水位指示灯，即表明水位已达到了20％。
对于水位为50％、80％和100％的控制电路的工作过程与上述原理相同。当CPU检测到100％水位信号时，不仅输出100％水位指示灯点亮信号，且将CPU的15端信号由高转为低，在执行机构中通过电阻R4使三极管BG0由导通变为截止，电磁阀断电，停止加水。达到了自动关闭加水的要求。当水位信号全无时，即水位低于20％时，CPU通过内部处理器延时约30分钟自动从其第15端送出高电平，在执行机构中通过电阻R4使三极管BG0由截止变为导通，打开电磁阀，从而开始自动加水。这样就完成了自动加水，自动停止加水的过程。
在加水过程中，按CPU之11端所按的轻触开关，可停止加水。在水位未到100％，按CPU之12端所按的轻触开关，可立即加水。这样就完成了手动控制的过程。
温度信号由T1口输入经电阻R2、电阻R3和电容C2组成的滤波电路从CPU的2端输入，经CPU内部处理电路分析，产生温度数据并通过显示区直接显示。
电源变换电路由变压器B1、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和电解电容C0组成的降压和滤波电路输出直流12V供给电磁阀电路，12V电压经过稳压器W1和电解电容C1组成的稳压滤波电路输出整机所需的5V电压。所述的稳压器W1采用7805稳压集成块。
应该理解到的是上述实施例只是对本实用新型的说明，而不是对本实用新型的限制，任何不超出本实用新型实质精神范围内的发明创造，均落入本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种水温水位测控仪，包括温度传感器、水位传感器、控制电路、执行机构和显示电路，其特征在于还设有一个信号产生电路；所述的水位传感器主体为一非金属材料棒，底部设有与所述的信号产生电路的输出端相连的总信号端口，棒体上设有至少包括100％水位的一组水位感应端口；所述的控制电路包括依次连接的一组与所述的水位感应端口对应的取样放大电路、电子开关、分压电路和一个CPU，所述的执行机构和显示电路连接到所述的CPU的输出端。
2.如权利要求1所述的水温水位测控仪，其特征在于所述的取样放大电路包括选频放大电路和检波和滤波电路。
3.如权利要求2所述的水温水位测控仪，其特征在于所述的选频放大电路包括电容Ci1、电阻Ri1、电容Ci2、电阻Ri2、电阻Ri3、电阻Ri4和三极管iBG1，所述的电容Ci1一端通过介质水与相应的水位感应端口感应，另一端与电阻Ri1和电容Ci2相连；所述的电阻Ri2一端与所述的电容Ci2的另一端相连，另一端与所述的电阻Ri3和三极管iBG1的基极相连；所述的三极管iBG1的集电极与所述的电阻Ri3的另一端以及电阻Ri4相连，发射极与所述的电阻Ri1的另一端相连；所述的电阻Ri4的另一端连接到电源，其中i为大于零的正为整数，代表取样电路的序号。
4.如权利要求3所述的水温水位测控仪，其特征在于所述的检波和滤波电路包括电容Ci3、二极管iD1、二极管iD2、电阻Ri5和电容Ci4，所述的电容Ci3一端与三极管iBG1的集电极相连，另一端与二极管iD1的阳极和二极管iD2的阴极相连；电阻Ri5和电容Ci4并联后一端与所述的所述的二极管iD2的阳极相连，另一端与二极管iD1的阴极相连，且通过电阻Ri6连接到电子开关(IC10i)。
5.如权利要求4所述的水温水位测控仪，其特征在于所述的分压电路包括电阻R1和电阻Ri7，所述的电阻R1一端连接到电源，另一端与电阻Ri7的一端及CPU的3端相连；所述的电阻Ri7的另一端与所述的电子开关(IC10i)的输出端相连。
6.如权利要求1所述的水温水位测控仪，其特征在于所述的执行机构包括电磁阀、电阻R4和三极管BG0，所述的电阻R4一端连接到所述的CPU的15端，另一端与三极管BG0的基极相连；所述的三极管BG0的发射极接地，集电极与电磁阀线圈相连；所述的电磁阀线圈的另一端接电源。
7.如权利要求1所述的水温水位测控仪，其特征在于所述的信号产生电路包括由电阻和三极管构成的三极放大电路，通过电容C53输出电压U0。
8.如权利要求1所述的水温水位测控仪，其特征在于还设有电源变换器，所述的电源变换器包括由变压器B1、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和电解电容C0组成的降压和滤波电路和由稳压器W1和电解电容C1组成的稳压滤波电路，所述的降压和滤波电路供给电磁阀所需的电压，所述的稳压滤波电路输出整机所需的电压。
9.如权利要求1-8任何一项所述的水温水位测控仪，其特征在于所述的CPU的11端设有手动停水开关。
10.如权利要求1-8任何一项所述的水温水位测控仪，其特征在于所述的CPU的12端设有手动加水开关。
专利摘要本实用新型公开了一种水温水位测控仪，由信号产生电路、温度传感器、水位传感器、控制电路、执行机构和显示电路构成。所述的水位传感器主体为一非金属材料棒，底部设有与所述的信号产生电路的输出端相连的总信号端口，棒体上设有至少包括100％水位的一组水位感应端口；所述的控制电路包括依次连接的一组与所述的水位感应端口对应的取样放大电路、电子开关、分压电路和一个CPU，所述的执行机构和显示电路连接到所述的CPU的输出端。因为采用了无源器件作为信号感应，且信号感应头仅为导线，这种结构最大限度地防止了水垢的凝结，并有效的防高温和防雷。
文档编号G05D9/00GK2914162SQ20052011680
公开日2007年6月20日 申请日期2005年11月29日 优先权日2005年11月29日
发明者周建华, 董勤 申请人:董勤