水位控制电路图水位控制器原理.docx

水位控制电路图水位控制器原理1.本电路能自动控制水泵电动机，当水箱中的水低于下限水位时，电动机自动接通电源而工作；当水灌满水箱时，电动机自动断开电源。该控制电路只用一只四组双输入与非门集成电路(CD4011)，因而控制电路简单，结构紧凑而经济。供电电路采用12V直流电源，功耗非常小。控制器电路如图1所示。指示器电路如图2所示。图1是控制器电路图，在水箱中有两只检测探头A和B，其中A是下限水位探头，B是上限水位探头，12V直流电源接到探头C，它是水箱中储存水的最低水位。下限水位探头A连接到晶体管T1(BC547)的基极，其集电极连到12V电源，发射极连到继电器RL1，继电器RL l接入与非门N3第13脚。同样，上限水位探头B接到晶体管T2的基极(BC547)，其集电极连到12V电源，发射极经电阻R3接地，并接入与非门N1第、脚，与非门N2的输出第脚和与非门N3的第12脚相连，N3第脚输出端接到N2第脚输入端，并经电阻R4与晶体管T3的基极相连，与晶体管T3发射极相连的继电器RL2用来驱动电动机M。当水箱向水位在探头A以下，晶体管T1与T2均不导通，N3输出高电平，晶体管T3导通，使继电器RL2有电流通过而动作，因而电动机工作，开始将水抽入水箱。当水箱的水位在探头A以上、探头B以下时，水箱中的水给晶体管T1提供了基极电压，使T1导通，继电器RLl得电吸合N3第13 脚为高电平，由于晶体管T2并无基极电压，而处于截止状态，N1第、脚输入为低电平，第脚输出则为高电平，而N2第脚输入端仍为高电平，因而N2第脚输出则为低电平，最终N3第11脚输出为高电平，电动机继续将水抽入水箱。当水箱的水位超过上限水位B时，晶体管T1仍得到基极电压，继电器RLl吸合。N3第13脚仍为高电平，同时，水箱中的水也给晶体管T2提供基极电压使其导通，Nl第、脚输入端为高电平，第脚输出端为低电平，N2第脚输出端为高电平，N3第11脚第终输出低电平，使T3截止，电动机停止抽水。若水位下降低于探头B但高于探头A，水箱中的水依然供给晶体管T1的基极电压，继电器RLl继续吸合，使N3第13脚仍为高电平，但晶体管T2不导通，N1第、脚输入端为低电平，其第脚输出端为高电平，N2第脚为低电平，则N2第脚输出为高电平，最终N3第11脚输出端继续保持低电平，电动机仍停止工作。若水位降到探头A以下，晶体管T1与T2均不导通，与非门N3输出高电平，驱动继电器RL2，电动机又开始将水抽入水箱。图2为指示器监控器电路图，共有五个发光二极管，如果发光二极管全部亮，表示水箱中的水已充满。12V电源送到水箱底部的水中，晶体管(T3T7)只要得到基极电压，就会导通并点亮相应的发光二极管(LED5LEDl)。当水箱中的水到达最低水位C时，晶体管T7导通，LEDl点亮；当水位上升到水箱的14时，晶体管T6导通，LEDl与LED2点亮；当水位升到水箱的一半时，晶体管T5导通，则LEDl、LED2和LED3点亮；当水位升到水箱的34时，晶体管T4导通，则LEDlLED4均点亮；当水箱的水充满，晶体管T3导通，五个发光二极管全亮。因此从发光二极管点亮的状态，就能知道水箱中的水位发光二极管与水箱中的水位对应关系如附表所示。发光二极管应安装在容易监视的位置。改变探头A和B的高度可调节水位，但应注意调整螺丝A、B和C，其它水位探头之间必须绝缘，从而避免短路。2. 本文所示的电路图1是控制高架游泳池的简单便量方案。电路非常简单并且非常容易制造。图1中的SW1（通常闭合）和SW2（通常开路）是密封的PVC管中的微型舌簧开关。管的两端做成防水的,用防水密封胶密封它们。图1 自动水位控制电路1个磁铁安装在可以浮在水面的热孔隙薄片上。磁铁可随水面上下移动并可驱动舌簧开关。当水池完全放空时磁铁安置在制动器上（如图1所示）,而SW2闭合。12V电源通过SW1和SW2连接到RL继电器的线圈上。继电器被激励,而且经继电器的1个公共端连接VAC到水泵的电机。当水泵开始注水到游泳池时,磁铁随着水面向上移动。当磁铁离开支座时,SW2开路,但电源通过继电器RL的第2个公共端仍然连接到继电器的线圈上。当磁铁到达SW1时,它打开SW1开关,而电源到达继电器线圈的第2条通路也断开。继电器去除激励,关断水泵。当从水池排水时,SW1再次闭合,但电源不能到达继电器线圈。水进一步排出,SW2闭合,而继电器再次被激励,从而再次开启水泵。此过程一次又一次地重复。水泵不是连续运行,而是间隔运行。间隔时间依赖于舌簧开关之间的距离,然而,手动按瞬时开关SW3可以开启水泵。RL是DPDT继电器（1个极用于逻辑控制,1个极用于开/关电机）线圈电压为12Vdc,按点负荷依赖于负哉。SW1和SW2为微型舌簧开关。3. 最简单的水位传感元件是采用两个电极，当水面淹没电极时，利用不纯净水的导电性使电极之间导通，但导通电阻值较大，约50k，不能代替光敏电阻器直接驱动如图4所示的光控电路，需要灵敏更高的控制电路。水位自动控制电路如图5所示。它是在图4电路的基础上，增加了一级前置放大管VT1，在其基极输入很微弱的电流（10A）就可以使VT13皆饱和导通。控制开关S可以用大头针做成两个电极，当其被水淹没而导电时，小电动机会自行运转。C1为旁路电容器，防止感应交流电对控制电路的干扰。VT1选用低噪音、高增益的小功率NPN硅管9014。根据上述电路水位控制的功能，能否设计成一个感知下雨自动关窗、自动收晾晒衣服绳索的自动控制器。下偏置水自动控制电路见图6 。图中，将两个电极改接在VT1下偏置，R1仍为上偏置电阻器。当杯内水面低于两个电极时，相当于下偏置开路，R1产生的偏置电流使电动机起动。当水位上升到淹没电极时，两个电极之间被水导通，将R1产生的偏置电流旁路一部分，使VT13截止，电动机停转，与图5控制效果恰好相反。 4