水位控制电路图水位控制器原理

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( C D 4 0 1 1 ) ，因 而控制电路简单，结构紧凑而经济。供电电路采用 1 2 V 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，1 2 V 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T 1 ( B C 5 4 7 ) 的基极， 其集电极连到1 2 V 电源， 发射极连到继电器R L 1 ， 继电器 R L l 接入与非门 N 3 第1 3 脚。同样，上限水位探头 B 接到晶体管 T 2 的基极( B C 5 4 7 ) ，其集 电极连到 1 2 V 电源，发射极经电阻 R 3 接地，并接入与非门 N 1 第、脚，与非门 N 2 的输出第脚和 与非门 N 3 的第1 2 脚相连，N 3 第脚输出端接到 N 2 第脚输入端，并经电阻 R 4 与晶体管 T 3 的基极 相连，与晶体管 T 3 发射极相连的继电器 R L 2 用来驱动电动机 M 。 当水箱向水位在探头 A 以下，晶体管 T 1 与 T 2 均不导通，N 3 输出高电平，晶体管 T 3 导通，使继 电器 R L 2 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 T 1 提供了基极电压， 使 T 1 导通， 继电器 R L l 得电吸合 N 3 第1 3 脚 为高电平，由于晶体管 T 2 并无基极电压，而处于截止状态，N 1 第、脚输入为低电平，第脚输 出则为高电平，而 N 2 第脚输入端仍为高电平，因而 N 2 第脚输出则为低电平，最终 N 3 第 1 1 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 T 1 仍得到基极电压， 继电器 R L l 吸合。N 3 第1 3 脚仍为高电平，同时，水箱中的水也给晶体管 T 2 提供基极电压使其导通， N l 第、脚输入端为高电平，第脚输出端为低电平，N 2 第脚输出端为高电平，N 3 第1 1 脚第 终输出低电平，使 T 3 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 T 1 的基极电压，继电器 R L l 继 续吸合，使 N 3 第1 3 脚仍为高电平，但晶体管 T 2 不导通，N 1 第、脚输入端为低电平，其第脚 输出端为高电平，N 2 第脚为低电平，则 N 2 第脚输出为高电平，最终 N 3 第1 1 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 T 1 与 T 2 均不导通，与非门 N 3 输出高电 平，驱动继电器 R L 2 ，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。1 2 V 电源送到水箱底部的水中，晶体管( T 3 T 7 ) 只要得到基极电压，就会导通并点亮相应的 发光二极管( L E D 5 L E D l ) 。当水箱中的水到达最低水位 C 时，晶体管 T 7 导通，L E D l 点亮；当水位上升 到水箱的 1 4 时，晶体管 T 6 导通，L E D l 与 L E D 2 点亮；当水位升到水箱的一半时，晶体管 T 5 导通， 则 L E D l 、L E D 2 和 L E D 3 点亮；当水位升到水箱的 3 4 时，晶体管 T 4 导通，则 L E D l L E D 4 均点亮；当 水箱的水充满，晶体管 T 3 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。 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 S W 2 闭合。1 2 V 电源通过 S W 1 和 S W 2 连接到 R L 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 V A C 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, S W 2 开路, 但电源通过继 电器 R L 的第 2 个公共端仍然连接到继电器的线圈上。 当磁铁到达 S W 1 时, 它打开 S W 1 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, S W 1 再次闭合, 但电源 不能到达继电器线圈。水进一步排出, S W 2 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 S W 3 可以开启水泵。 R L 是 D P D T 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 1 2 V d c , 按点负荷依赖于负 哉。 S W 1 和 S W 2 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