兩種新型應(yīng)用的水位自動控制器電路圖

目前市售水位控制器大都沒有水塔(池)進(jìn)水指示與保護(hù)、報警功能，當(dāng)水源無水或水泵故障時，不能自動停泵，既浪費電能，又容易燒毀電機(jī)。當(dāng)水位低于下水位且泵無水時，不能及時停泵報警，提醒用戶。因此，其安全性與可靠性尚有不足。本文介紹的兩種水位自動控制器，都是為解決上述問題而設(shè)計的。

圖1是SZK-Ⅱ型水位自動控制器電原理圖。同相器IC3、IC4組成大回差施密特觸發(fā)器。R12、C4為積分電路，能有效地消除交流電源引入的干擾。R14、R13使IC4輸出呈施密特特性。通過水塔地電極與下、上水位電極跟水順序接觸，改變IC3輸入電壓，實現(xiàn)水位自動控制。

IC1、IC2、IC3的輸出共同控制三極管VT1。VT1導(dǎo)通時，C3放電，IC5輸出為負(fù)。VT1截止時，VD7反偏，電源經(jīng)R10向C3充電，延時開始。到達(dá)延時時間后，IC5輸出變正，電路進(jìn)入保護(hù)或報警狀態(tài)。延時時間應(yīng)調(diào)整為略大于開泵至水塔有進(jìn)水所需的時間。VT1截止有兩種情況：①IC1與IC2輸出都為正，即水位在上水位電極以上和進(jìn)水口仍有水流。這是專為自來水壓力不正常須裝加壓泵或自來水與井、河水并用的環(huán)境而設(shè)計的報警。當(dāng)自來水壓力能自流上水塔時，水滿報警，提醒用戶關(guān)閉水閥。如果水塔加裝水位浮球閥，并使浮球閥關(guān)水線在上水位電極上方，則不需報警便能自動控制。這時應(yīng)拆去VD5、VD6，并將VT1發(fā)射極接電源負(fù)極，使IC2輸出開路以消除本項報警。②IC1、IC2、IC3輸出都為負(fù)，即水位在上水位電極以下、水泵工作和水抽不(未)上水塔時的狀態(tài)。這時，在延時時間內(nèi)，水塔進(jìn)水口若有水流，則IC1輸出變正，VT1導(dǎo)通;若仍無水流，則IC5輸出因C4充電電壓上升而變正。VD8、R15能加速IC5翻轉(zhuǎn)和消除電源波動的影響。IC5的輸出分兩路，一路為VT2提供基極電流，產(chǎn)生鳥叫聲報警;一路通過VD9加至IC4輸入端，使其輸出變正，水泵停泵，同時通過R11作用于IC3輸入端。這時，若水位在下水位電極以上，則施密特電路翻轉(zhuǎn)為正，VT1導(dǎo)通，報警停止，電路回復(fù)正常狀態(tài)。若水位在下水位電極以下時，由于水電阻開路，IC3輸出仍為負(fù)，停泵報警狀態(tài)被鎖定。若要啟動水泵，須使控制器停電幾秒鐘后再通電。圖中LED1為電源指示，LED2為進(jìn)水指示，LED3為開泵指示。

R16、R17、VD10、C5、B、VT2和蜂鳴片組成的鳥叫聲電路具有簡單、穩(wěn)定、音量大和音質(zhì)好等特點，在1～20V電源電壓下都能穩(wěn)定工作。電壓較低時，VD10可不用。振蕩變壓器B用6mm的工字磁芯，先用0.03mm漆包線繞T1，再用0.09mm漆包線繞T2。

SUK-Ⅱ型水位顯示控制器比SZK-Ⅱ型水位自動控制器具有更完善的功能，圖2是其電原理圖。它用發(fā)光二極管將水塔存水量分五級顯示在控制器上，并在自動控制泵水的基礎(chǔ)上，增設(shè)了自停啟動、手停啟動和停泵按鈕。自停啟動可隨時開泵，水滿自停，且有報警保護(hù)鎖定狀態(tài)復(fù)位功能。手停啟動按鈕無自停功能，專為其它用途泵水(不是給水塔上水)時使用，開后應(yīng)注意人工停泵。 字串3IC1為四運(yùn)算放大器，它與VT1組成一至五級水位顯示電路。正電源經(jīng)R5、C3濾波后，一路由R6～R10分壓，作IC1各級輸入的基準(zhǔn)電壓，另一路接入水塔底地電極，通過水接各級水位電極，與R1～R4構(gòu)成不同串并后，再與R13、R14分壓，得到代表不同水位的電壓信號加到IC1各級的另一輸入端，它與各基準(zhǔn)電壓比較后，輸出第二至第五級的水位指示，第一級水位指示由VT1輸出。LED1～LED5分別指示第一至第五級水位。IC2為施密特觸發(fā)器。IC2a作進(jìn)水放大，LED6為進(jìn)水指示。IC2b組成延時保護(hù)，延時時間由R25和C9調(diào)定，應(yīng)略大于開泵至水塔有進(jìn)水所需的時間。IC2c與IC2d組成雙穩(wěn)態(tài)電路，它具有自動控制與保護(hù)功能。輸入由四路控制：①當(dāng)水位低于第一級電極時，VT1集電極為正，通過R20、VD7使雙穩(wěn)處于開泵狀態(tài)，實現(xiàn)水位低自動開泵。②按自停啟動鈕K1，雙穩(wěn)處于開泵狀態(tài)。③IC2b輸出為負(fù)時，雙穩(wěn)處于關(guān)泵狀態(tài)。即水位至第五級以上時，IC1d輸出為正，通過VD6作用于IC2b，實現(xiàn)水滿自停;或當(dāng)泵無水，且到達(dá)延時時間后，IC2b輸出變負(fù)，實現(xiàn)泵無水自停。④按停泵鈕K3，雙穩(wěn)處于關(guān)泵狀態(tài)。LC2e和IC2f組成手控雙穩(wěn)電路，由手停啟動鈕K2開泵，K3關(guān)泵，相當(dāng)于普通開關(guān)。二級雙穩(wěn)并聯(lián)控制VT2，通過繼電器開關(guān)水泵。LED7與LED8分別為自停啟動和手停啟動的指示燈。

圖中VD5、R11、C6能確保第五級水位電極在水中連續(xù)浸約10秒后才使IC1d翻轉(zhuǎn)，避免因水面波動使關(guān)泵后第五級水位指示燈無水滿指示。VD11阻止C9向IC2d輸出端放電，使水位低于第一級水位電極且泵無水時，停泵后能通過C9充得的電壓和施密特回差作用，使IC2b較長時間地鎖定在關(guān)泵狀態(tài)。VD12、R28、C10、C8、R32起復(fù)位作用。當(dāng)按自停啟動鈕后，IC2d輸出變正時，使IC2a輸出一個負(fù)脈沖，將C9上的電荷快速放掉，IC2b鎖定關(guān)泵狀態(tài)以復(fù)位。