专利名称：对射阻断式液位自动控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的液位自动控制系统，特别是采用光电技术检测液位的液位自动控制 系统，它用于水族、工艺喷泉及蓄水池等自动供水装置的水泵自动保护，能自动切断电源， 防止缺水干烧。
背景技术：
现有液位控制器有两种，第一种是用浮球与扛杆等机构来控制。第二种是电极式液位 控制，通过在液位不同的高度安装电极，利用液体的导电性由机芯控制电源。其中，第一种液位控制器存在以下三个缺点1、存在机械摩损，氧化，生锈等问题。 2、体积大，材料多，相对成本高。3、安装复杂。上述第二种液位控制器有以下三个缺点1、使用的液体需导电。2、存在电极电解及 杂质会附着在电极表面从而影响其寿命和灵敏度。3、液位差值不能太大。发明内容本实用新型的目的是提供一种对射阻断式液位自动控制系统，该液位自动控制系统能 长期工作在液体中，寿命长，体积小，安装方便，控制液位差范围大。 本实用新型是通过以下技术方案实现的。一种对射阻断式液位自动控制系统，包括液位检测器和控制装置，其中，所述液位检 测器包括两个光电式单液位检测器，两个单液位检测器分别安装于蓄液容器中上、下液位 限制处；每个光电式单液位检测器均包括壳体、以及安装于壳体内并贯穿壳体上端和下端 的透明管，透明管两侧对称设置一个光发射元件和一个光接收元件，透明管内放置一个浮 子，透明管的两端安装过滤网，壳体内的空隙中填充透明防水胶；所述控制装置包括控制 电路板、给控制电路板供电的变压器和连接于该控制电路板输出端用于给水泵供电的电源 输出插座，控制电路板通过防水电线与两个光电式单液位检测器连接。一种对射阻断式液位自动控制系统，包括液位检测器和控制装置，所述液位检测器为 一个光电式双液位检测器，该光电式双液位检测器包括壳体、以及安装于壳体内并贯穿壳
体上端和下端的透明管，透明管靠近上端的两侧对称设置第一光发射元件和第一光接收元 件，透明管靠近下端的两侧对称设置第二光发射元件和第二光接收元件，第一光发射元件 和第二光发射元件之间的距离等于上、下限液位之间的距离，透明管内放置一个浮子，透 明管的两端安装过滤网，壳体内的空隙中填充透明防水胶；所述控制装置包括控制电路板、 给控制电路板供电的变压器和连接于该控制电路板输出端用于给水泵供电的电源输出插 座，控制电路板通过防水电线与光电式双液位检测器连接。本对射阻断式液位自动控制系统利用不透明的浮子与两个位于不同高度的两组对射 管及控制装置相配合来完成液位自动控制，构成对射管的光发射元件和光接收元件密封在 液位检测器壳体内，使得液位检测器可长期工作在液体中而不会受液体的影响，使用寿命 长。本系统结构简单，体积小，性能可靠。只要将光电式液位检测器安装在上、下限液位 处即可，安装简单方便。它可广泛适用于水泵自动保护装置，防止缺水干烧；水族、工艺 喷泉类水池的水位保持装置；蓄水设备供水的自动控制装置，如家用蓄水池，自动灌溉， 工业水槽水位控制等。另外，本系统可适用于上、下控制液位相差较大的其它蓄液容器的水泵控制。
图1为本实用新型实施例1的结构示意图；图2为其电路原理框图；图3为其电路图；图4为采用红外发射管做光发射元件、红外接收管做光接收元件时的电路原理框图； 图5为本实用新型实施例2的结构示意图； 图6为本实用新型实施例3的结构示意图；图7为用实施例1对射阻断式液位自动控制系统控制水泵排水的示意图；图8为用实施例3对射阻断式液位自动控制系统控制水泵给蓄水池供水的示意图。
具体实施方式
实施例1:该实施例中，液位检测器和控制装置为分体式设计，适用于高压电源水泵 的自动保护。参照图1,实施例1对射阻断式液位自动控制系统包括液位检测器I和控制装置II,
液位检测器I为一个光龟式双液位检测器，该光电式双液位检测器包括壳体3、以及安装 于壳体3内并贯穿壳体3上端和下端的透明管5，透明管5靠近上端的两侧对称设置第一 光发射元件2和第一光接收元件2'，透明管5靠近下端的两侧对称设置第二光发射元件7 和第二光接收元件7'，第一光发射元件2和第二光发射元件7安装在PCB板4上，它们 之间的距离等于上、下限液位之间的距离，第一光接收元件2'和第二光接收元件7'安 装在PCB板10上，透明管5内放置一个浮子1，透明管5的两端安装过滤网9、 9'，壳体 3内的空隙中填充透明防水胶6，起固定元件和密封防水的作用；控制装置II包括壳体20、 控制电路板22、给控制电路板供电的变压器21和连接于该控制电路板22输出端用于给水 泵供电的电源输出插座23，控制电路板22通过防水电线V与光电式双液位检测器I连接。 图中24为电源插头。为了更好地防止杂物进入光电式双液位检测器I的透明管内，在壳体3外还设置了过 滤罩8。光发射元件2和7采用发光二极管，光接收元件2'和7'采用光敏二极管，光接收 元件2，和7，也可以采用光敏三极管或光敏电阻器。参照图2，控制装置II的控制电路板上设置RS触发器32和两个光发射电路33、 33'， 用于检测上、下液位的两个光接收元件分别通过放大器34、 34'接RS触发器32的两个输 入端，RS触发器32输出端接驱动电路35，驱动电路35输出通过继电器或可控硅36控制 所述电源输出插座。图3为本实施例中的电路图，图中31为AC/DC12V电路，用于将市 电转换成12V直流电。还可以釆用红外发射管做光发射元件，采用红外接收管做光接收元件。此时，控制装 置的控制电路板可采用如图4所示设计控制电路板上设置RS触发器32和两个红外发射 电路37、 37',用于检测上、下液位的两个红外接收管分别通过解调电路38、 38'接RS 触发器32的两个输入端，RS触发器32输出端接驱动电路35，驱动电路35输出通过继电 器或可控硅36控制所述电源输出插座。其中，红外发射电路37和37'包括振荡电路和调 制电路。控制装置的控制电路还可以是其它形式的控制电路。如采用由单片机为核心的控制 电路，通过单片机程序实现红外信号的调制和解调，以及利用片机采样两个光接收元件的 输出信号，判断液位的高低，进而输出相应信号通过继电器或可控硅控制所述电源输出插 座，控制水泵转动或停止。实施例i中液位检测器i和控制装置n为分体式设计，使用时，将控制装置n放置在 蓄液容器外，将水泵的电源接至控制装置n的电源输出插座23，将光电式双液位检测器i
安装在蓄液容器内，使第一光发射元件2和第一光接收元件2'位于需要控制的上液位处， 第二光发射元件7和第二光接收元件7'位于需要控制的下液位处，蓄液容器内的水可以通过过滤罩8、过滤网后9、 9'进入透明管5。实施例2:实施例2中，液位检测器和控制装置为一体式设计，适用于低压电源水泵 的自动保护。参照图5，实施例2与实施例1的结构基本相同，它们的区别在于1、 实施例2中控制装置II和液位检测器I为一体式设计，液位检测器I的过滤罩8 下部设置用于安装控制装置II的密封盒体，控制装置密封在该盒体中，使用时，控制装置 II和液位检测器I均处于蓄液容器中；而实施例1中控制装置和液位检测器为分体式设计， 控制装置放置在蓄液容器外。2、 实施例2的控制装置输出24V以下的低压电给低压水泵；实施例1中控制装置输 出市电(220V或110V)给高压水泵。实施例3:实施例3中，液位检测器采用两个单液位检测器，它们和控制装置为分体 式设计，适用于上、下液位相差较大的情况。参照图6，实施例3对射阻断式液位自动控制系统包括液位检测器和控制装置I1，所 述液位检测器包括两个光电式单液位检测器I 、 III，两个单液位检测器I 、 III分别安装于 蓄液容器中上、下液位限制处；每个光电式单液位检测器均包括壳体3、以及安装于壳体 3内并贯穿壳体3上端和下端的透明管5，透明管5两侧对称设置一个光发射元件2和一 个光接收元件2'，透明管5内放置一个浮子1，透明管5的两端安装过滤网9、 9'，壳体 3内的空隙中填充透明防水胶6;所述控制装置II包括壳体20、控制电路板22、给控制电 路板22供电的变压器21和连接于该控制电路板22输出端用于给水泵供电的电源输出插 座23，控制电路板22通过防水电线V与两个光电式单液位检测器连接I 、 III。图中24为 电源插头。图中6和10为PCB板，用于安装光发射元件2和光接收元件2'。光发射元件2可以采用发光二极管，光接收元件2'可以采用光敏二极管、光敏三极 管或光敏电阻器。还可以采用红外发射管做光发射元件，采用红外接收管做光接收元件。 控制装置II的电路部分可采用实施例1中所述的各种控制电路，这里不再叙述。 本实用新型所述的浮子为不透光浮子，其密度约为被控液体的一半，以保证能在浮在 液面处。
图7为用实施例1对射阻断式液位自动控制系统控制水泵排水的示意图。参照图7,将控制装置ii放置在水池外，水泵iv安装在水池中，其电源线接控制装置n的电源输出插座23，将光电式双液位检测器I安装在水池内，使第一光发射元件2和第一光接收元件2' 位于需要控制的上水位处，第二光发射元件7和第二光接收元件7'位于需要控制的下水 位处。该自动控制系统可以使水泵达到一个自动保护功能，防止缺水干烧，也不会出现频 繁起动。其工作状态如下1、 当水池水位高于A处时，水泵会一直工作；2、 当水位从由A处下降到B处(A处与C处之间)水泵依然处于工作状态；3、 当水位由B处降到C处以下时，水泵将停止工作；4、 当水位由C处升到B处(A处与C处之间)水泵依然处于停止工作状态；5、 当水位升到A处以上时，水泵又开始处于工作状态。 其控制原理如下a、 当液面位置在A处以上时，浮子l因受到浮力会上升到A处，由于有过滤网9的 存在所以不能高于A处，此时浮子1阻断了第一光发射元件2到第一光接收元件2'的光 通路，第一光接收元件2'输出信号发生变化，这个信号触发控制装置II发出指令控制电 源输出插座23导通，水泵工作。b、 当浮子1随着液面位置下降到B处(A处与C处之间)时，由于控制装置II有自锁功 能(本例中利用的是RS触发器的自锁功能)，故维持原来状态，控制电源输出插座23导 通，水泵继续工作。c、 当浮子1随着液面位置下降到C处时，由于有过滤网9'的存在所以不能低于C 处，此时浮子阻断了第二光发射元件7到第二光接收元件7'的光通路，第二光接收元件 7'输出信号发生变化，这个信号触发控制装置II发出指令控制电源输出插座23断开，水 泵停止工作。d、 当浮子1随着液面位置上升到B处(A处与C处之间)时，控制装置II有自锁功能(本 例中利用的是RS触发器的自锁功能)，故维持原来状态，控制电源输出插座23断开，水 泵仍然停止工作。e、 直到浮子1上升到A处时，产生与上述a相同的效果。如此循环。图8为用实施例3对射阻断式液位自动控制系统控制水泵给蓄水池供水的示意图。 参照图8，将控制装置II放置在蓄水池外，水泵IV安装在水源中其电源线接控制装置 n的电源输出插座23，将两个单液位检测器i 、 iii分别安装于蓄水池中上、下液位限制处。 该控制系统可以使蓄水池中一直保持有水但不会溢出，而且水泵不会出现频繁起动。其工
作状态如下1、 当蓄水池水位高于A处时，水泵会停止工作；2、 当水位从由A处下降到B处(A处与C处之间)，水泵依然处于停止工作状态；3、 当水位由B处降到C处以下时，水泵开始工作向蓄水池供水4、 当水位由C处升到B处(A处与C处之间)水泵依然处于工作状态向蓄水池供水;5、 当水位升到A处以上时，水泵又会处于停止工作状态。
权利要求1、对射阻断式液位自动控制系统，包括液位检测器和控制装置，其特征在于所述液位检测器包括两个光电式单液位检测器，两个单液位检测器分别安装于蓄液容器中上、下液位限制处；每个光电式单液位检测器均包括壳体、以及安装于壳体内并贯穿壳体上端和下端的透明管，透明管两侧对称设置一个光发射元件和一个光接收元件，透明管内放置一个浮子，透明管的两端均安装过滤网，壳体内的空隙中填充透明防水胶；所述控制装置包括控制电路板、给控制电路板供电的变压器和连接于该控制电路板输出端用于给水泵供电的电源输出插座，控制电路板通过防水电线与两个光电式单液位检测器连接。
2、 根据权利要求1所述的对射阻断式液位自动控制系统，其特征在于所述光发射 元件为发光二极管，所述光接收元件为光敏二极管、或光敏三极管或光敏电阻器。
3、 根据权利要求2所述的对射阻断式液位自动控制系统，其特征在于所述控制装 置的控制电路板上设置RS触发器和光发射电路，用于检测上、下液位的两个光接收元件分别通过放大器接RS触发器的两个输入端，RS触发器输出端接驱动电路，驱动电路输出通过继电器或可控硅控制所述电源输出插座。
4、 根据权利要求1所述的对射阻断式液位自动控制系统，其特征在于所述光发射元件为红外发射管，所述光接收元件为红外接收管。
5、 根据权利要求4所述的对射阻断式液位自动控制系统，其特征在于所述控制装置的控制电路板上设置RS触发器和红外发射电路，用于检测上、下液位的两个红外接收 管分别通过解调电路接RS触发器的两个输入端，RS触发器输出端接驱动电路，驱动电路 输出通过继电器或可控硅控制所述电源输出插座。
6、 对射阻断式液位自动控制系统，包括液位检测器和控制装置，其特征在于所述液位检测器为一个光电式双液位检测器，该光电式双液位检测器包括壳体、以及 安装于壳体内并贯穿壳体上端和下端的透明管，透明管靠近上端的两侧对称设置第一光发 射元件和第一光接收元件，透明管靠近下端的两侧对称设置第二光发射元件和第二光接收 元件，第一光发射元件和第二光发射元件之间的距离等于上、下限液位之间的距离，透明管内放置一个浮子，透明管的两端安装过滤网，壳体内的空隙中填充透明防水胶；所述控制装置包括控制电路板、给控制电路板供电的变压器和连接于该控制电駱板输 出端用于给水泵供电的电源输出插座，控制电路板通过防水电线与光电式双液位检鰂器连 接。
7、 根据权利要求6所述的对射阻断式液位自动控制系统，其特征在于所述光发射 元件为发光二极管，所述光接收元件为光敏二极管、或光敏三极管或光敏电阻器。
8、 根据权利要求7所述的对射阻断式液位自动控制系统，其特征在于所述控制装置的控制电路板上设置RS触发器和光发射电路，用于检测上、下液位的两个光接收元件 分别通过放大器接RS触发器的两个输入端，RS触发器输出端接驱动电路，驱动电路输出 通过继电器或可控硅控制所述电源输出插座。
9、 根据权利要求6所述的对射阻断式液位自动控制系统，其特征在于所述光发射 元件为红外发射管，所述光接收元件为红外接收管；所述控制装置的控制电路板上设置RS 触发器和红外发射电路，用于检测上、下液位的两个红外接收管分别通过解调电路接RS 触发器的两个输入端，RS触发器输出端接驱动电路，驱动电路输出通过继电器或可控硅控 制所述电源输出插座。
10、 根据权利要求6所述的对射阻断式液位自动控制系统，其特征在于所述液位检测器外面设置过滤罩，过滤罩下部为用于安装控制装置的密封盒体。
专利摘要一种对射阻断式液位自动控制系统，包括液位检测器和控制装置，液位检测器为光电式液位检测器，包括壳体、及装于壳体内并贯穿壳体上端和下端的透明管，透明管两侧对称设光发射元件和光接收元件，透明管内放置一个浮子，透明管两端安装过滤网，壳体内的空隙中填充透明防水胶；控制装置包括控制电路板、变压器和连接于该控制电路板输出端用于给水泵供电的电源输出插座，控制电路板通过防水电线与光电式液位检测器连接。本控制系统的液位检测器可长期工作在液体中而不会受液体的影响，使用寿命长。其结构简单，体积小，安装方便，广泛适用于水族、工艺喷泉及蓄水池等自动供水装置的水泵自动保护，可自动切断电源，防止缺水干烧。
文档编号G05D9/00GK201035417SQ20072011811
公开日2008年3月12日 申请日期2007年1月17日 优先权日2007年1月17日
发明者黄柏儒 申请人:黄柏儒