一种水源和水箱联控的水位控制电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电子电路，特别涉及到一种农业滴灌系统的水位控制电路。
【背景技术】
[0002]滴灌技术是按照农作物需水要求，通过低压管道系统与安装在毛管上的灌水器，将水和作物需要的养分一滴一滴、均匀而又缓慢地滴入作物根区土壤中的灌水方法。滴灌的主要特点是灌水量小，一次灌水延续时间较长，灌水的周期短，可以做到小水勤灌，能够较准确地控制灌水量，可减少无效的棵间蒸发，不会造成水的浪费，水的利用率可达95%，滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果，同时可以结合施肥，提高肥效一倍以上。可适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚灌溉，在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。
[0003]但目前的滴灌技术存在的缺点是:滴灌是使用具有一定压力的水，滴灌系统必须配置水泵、过滤器、控制测量设备(压力表、控制阀、流量调节器等)、各级输配水管道和滴头，因此，滴灌系统造价较高，一度被称作“昂贵技术”，仅用于高附加值的经济作物中；由于杂质会使滴头易堵塞，因此应对水源进行严格的过滤处理，运行费用高。
[0004]中国专利申请号2014106872935公开了 “一种毛细管滴灌系统”，利用毛细原理来实现滴灌目的，供水管道不需有压力；毛细管以吸附方式进行取水，且毛细管自身具有过滤作用，杂质不易进入到毛细管内，滴头不会堵塞。该系统主要由平衡水箱、供水管、引水支管、引水毛管和毛细管滴头组成，系统中，平衡水箱中的水位由控制器进行智能控制，因此，需要一种水位控制电路。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是要为滴灌系统提供配套的水位控制电路，配合滴灌系统工作，进行水源和水箱联合控制，实现节水增产目的。
[0006]本发明的一种水源和水箱联控的水位控制电路，其特征是水位控制电路由电源电路、电平转换电路和控制输出电路组成，其中，由整流变压器(TC)、全桥整流电路(VD)、滤波电容器a (Cl)、稳压集成块(ICl)和滤波电容器b (C2)构成电源电路；电平转换电路包括水箱的高水位信号端(A)、水箱的低水位信号端(B)、水井的高液位信号端(C)、水井的低液位信号端(D)、隔离二极管a (VI)、隔离二极管b (V2)、非门a (IC2)、隔离二极管c (V3)、非门d (IC5)、隔离二极管f (V6)、非门b (IC3)、隔离二极管d (V4)、非门e (IC6)、隔离二极管g (V7)、非门c (IC4)和隔离二极管e (V5);控制输出电路包括驱动电阻(R6)、三极管(VT)、钳位二极管(V8)、继电器、控制输出相线端(L2)和控制输出零线端(N2)，继电器包括线圈(K)和触点开关(Ka);整流变压器(TC)的初级线圈连接到电源的相线输入端(LI)和电源的零线输入端(NI)，整流变压器(TC)的次级线圈连接到全桥整流电路(VD)的二个输入端，全桥整流电路(VD)的正极连接到滤波电容器a (Cl)的正极和稳压集成块(ICl)的输入端，稳压集成块(ICl)的输出端与滤波电容器b (C2)的正极连接后构成直流工作电源(V+)，全桥整流电路(VD)的负极、滤波电容器a (Cl)的负极、滤波电容器b (C2)的负极和稳压集成块(ICl)的接地端连接后构成地线；水箱的高水位信号端(A)连接到隔离二极管a(Vl)的阳极；水箱的低水位信号端(B)连接到隔离二极管b (V2)的阳极；水井的高液位信号端(C)连接到非门a (IC2)的输入端，非门a (IC2)的输出端连接到隔离二极管c (V3)的阳极，隔离二极管c (V3)的阴极和隔离二极管b (V2)的阴极连接到非门d (IC5)的输入端，非门d (IC5)的输出端连接到隔离二极管f (V6)的阳极；水井的低液位信号端(D)连接到非门b (IC3)的输入端，非门b (IC3)的输出端连接到隔离二极管d (V4)的阳极，隔离二极管d (V4)的阴极和隔离二极管a (Vl)的阴极连接到非门e (IC6)的输入端，非门e(IC6)的输出端连接到隔离二极管g (V7)的阳极，隔离二极管g (V7)的阴极和隔离二极管f (V6)的阴极连接到驱动电阻(R6)的第一脚及非门c (IC4)的输入端，非门c (IC4)的输出端连接到隔离二极管e (V5)的阳极，隔离二极管e (V5)的阴极连接到非门e (IC6)的输入端；驱动电阻(R6)的第二脚连接到三极管(VT)的基极，三极管(VT)的发射极连接到地线，三极管(VT)的集电极连接到钳位二极管(V8)的阳极和继电器线圈(K)的第二端，钳位二极管(V8)的阴极和继电器线圈(K)的第一端连接到直流工作电源(V+);电源的相线输入端(LI)连接到继电器触点开关(Ka)的输入端，继电器触点开关(Ka)的输出端连接到控制输出相线端(L2)，电源的零线输入端(NI)连接到控制输出零线端(N2)。
[0007]本发明中，在非门a(IC2)的输入端与地线之间有傍路电阻a(R2);在非门b(IC3)的输入端与地线之间有傍路电阻b (R3);在非门d (IC5)的输入端与地线之间有傍路电阻c (R4);在非门e (IC6)的输入端与地线之间有傍路电阻d (R5);水位控制电路中有馈电端(E)和隔离电阻(R1)，馈电端(E)通过隔离电阻(Rl)连接到直流工作电源(V+);非门a(IC2)、非门b (IC3)、非门c (IC4)、非门d (IC5)及非门e (IC6)共用一只非门集成电路，非门集成电路的电源端连接到直流工作电源(V+)，非门集成电路的地端连接到地线。
[0008]本发明作为滴灌系统的配套设备，配合滴灌系统工作。滴灌系统由水位控制器、水泵、水箱、供水管、引水支管、引水毛管和滴头组成，其中，本发明的水位控制电路安装在水位控制器的壳体内；供水管和引水支管上各有分支接口，滴头安装在引水毛管的上端，弓丨水毛管的下端连接到引水支管的分支接口上，引水支管的进口端连接到供水管的分支接口上，供水管的进口端连接到水箱的供水输出接口上，水泵的吸水口通过吸水管连接到水井中,水泵的出水口通过管道进入到水箱中；水箱中有上限水位电极、下限水位电极和馈电电极，水箱的水源来自水井，水井中有高水位电极、低水位电极和馈电接头，水位控制电路中的高水位信号端(A)连接到水箱中的上限水位电极，低水位信号端(B)连接到水箱中的下限水位电极,高液位信号端(C)连接到水井中的高水位电极，低液位信号端(D)连接到水井中的低水位电极，水井中的馈电接头和水箱中的馈电电极连接到水位控制电路中的馈电端(E)，水位控制电路中的控制输出相线端(L2)和控制输出零线端(N2)连接到水泵的电机绕组上。
[0009]上述的发明使用时，供水管的供水由水箱提供，水箱的水位由水位控制电路实现智能补水，水位控制电路的相线输入端(LI)和零线输入端(NI)连接到220V的交流电源上。当水箱中的水位低于下限水位时，水位控制电路中的控制输出电路向水泵的电机绕组输电，使水泵运行，对水箱进行补水；当水箱中的水位达到上限水位时，水位控制电路中的控制输出电路便停止输电，使水泵停止。水箱的水位自动保持在下限水位与上限水位之间，滴头便源源不断有水滴出。本发明的水位控制电路中有水井的高液位信号端(C)和水井的低液位信号端(D )，与水井中的高水位电极、低水位电极配合，在控制水箱中水位的同时，对水井中的水位进行联合控制，以防止水井的水被抽干，水泵空转而致损坏。
[0010]本发明的水位控制电路工作原理是:当水箱中的水位处于上限水位电极与下限水位电极之间时，保持水泵的运行状态或停止状态；当水箱中的水位低于下限水位电极时，低水位信号端(B)失去电信号，这时水井中的水位应高于高水位电极，非门a (IC2)的输出端为低电平，非门d (IC5)的输入端同为低电平，非门d (IC5)的输出端转换为高电平，非门d (IC5)输出端的高电平通过隔离二极管f (V6)和驱动电阻(R6)输入到三极管(VT)的基极，使三极管(VT)导通，继电器的线圈(K)通电，继电器的触点开关(Ka)被吸合，水泵的电机通电运行，水泵从水井中抽水对水箱进行补水，同时，非门d(IC5)输出端的高电平通过隔离二极管f (V6)反馈到非门c (IC4)的输入端，使非门c (IC4)的输出端转换为低电平，非门e (IC6)的输入端为低电平，使非门e (IC6)的输出端转换为高电平；当水箱中的水位升高等于或高于下限水位电极时，非门d (IC5)的输入端为高电平，非门d (IC5)的输出端转换为低电平，这时由非门e (IC6)输出端的高电平通过隔离二极管g (V7)输入到三极管(VT)的基极，使三极管(VT)保持导通，当水箱中的水位升高到下限水位电极且低于上限水位电极时维持水泵运行状态；当水箱中的水位上升接触到上限水位电极时,高水位信号端(A)得电，高电平通过隔离二极管a (Vl)输入到非门e (IC6)的输入端，使非门e (IC6)的输出端转换为低电平，三极管(VT)截止，继电器的线圈(K)断电，继电器的触点开关(Ka)释放，水泵的电机断电停止，这时，低电平反馈到非门c (IC4)的输入端，使非门c (IC4)的输出端转换为高电平，非门c (IC4