水位控制电路图水位控制器原理.docx

1、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

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、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