水塔水位顯示裝置的製作方法

2023-04-24 17:52:36

專利名稱：水塔水位顯示裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於水塔上的監示裝置，特別是水塔水位的顯示裝置。
水塔在民用和工業場合均有廣泛用途。由於水塔均位於高處，要使用水泵給水或水廠供水。無論採用何種方式，都需要知道水塔的實際水位。因為水塔中的水滿時開啟水泵，抽上來的水就會從水塔中滲出。如果水塔在進水管處設置浮球閥，水塔水滿時閥體關閉，使水泵無法出水，會直接損壞水泵。目前，普通的水位傳感裝置結構不合理。有的僅能傳感水位的上限和下限，有的雖然能連續傳感水位的高度，但結構相當複雜。如中國專利95232291.9提供的自動供水系統微機控制裝置，是採用單片機CPU、鎖存器、存貯器及解碼器等複雜的電子電路來控制給水泵的工作。由於結構複雜，成本很高，對於民用和一般的工業場合是根本無法實際使用的。
本實用新型的目的是提供一種結構簡單、實用性強的水塔水位顯示裝置，它能連續、準確地顯示水塔中水位的高度，為水泵的自動化工作提供保證。
本實用新型的目的是通過下列技術方案實現的本水塔水位顯示裝置是由水位傳感器、傳輸線和顯示器所組成，顯示器中包括電流轉換電路和水位顯示電路，水位傳感器是由傳感線、傳感線一端的電極球以及傳感線另一端的信號轉換電路所組成。傳感線垂直置於水塔中，電極球位於水塔底部。傳感線常用同軸電纜，這樣傳感線外層與電極球一起通過水可等效於一個電容器。當水塔中水位發生變化時，此電容器的電容量也發生變化，經信號轉換電路轉換引起供電電流變化。變化的電流信號通過傳輸線後，從顯示器中反映出來，從而反映水塔中水位的高度。
本實用新型由於採用水位變化而引起傳感線與電極球之間所形成電容器的電容量變化的原理，因而對水位高度的檢測可實現連續傳感和實時顯示。另外，本實用新型所提供的裝置結構簡單、成本較小，具有較高的實用價值和經濟效益。
本實用新型的具體結構由以下的實施例及其附圖給出。


圖1是本實用新型提供的水塔水位顯示裝置的示意圖。
圖2是電極球連接部分的局部剖視圖。
圖3是信號轉換電路的線路圖。
圖4是顯示器的電原理圖。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。
如圖1所示，本水塔水位顯示裝置主要包括兩大部分一部分是水位傳感器，位於水塔(4)中；另一部分是顯示器，一般設置在室內。這兩部分通過傳輸線(1)連接。本實施例中，水位傳感器是由傳感線(2)、電極球(3)和信號轉換電路所組成。如圖2所示，傳感線(2)是由芯線(21)和屏蔽金屬網層(22)組成的同軸電纜。電極球(3)是一個金屬球，可採用不鏽鋼或銅等材料製成。傳感線(2)的芯線(21)下端接在電極球(3)上。實際使用時，傳感線(2)與水平面垂直，電極球(3)置於水塔(4)底部，起電極和防止傳感線漂浮的作用。信號轉換電路置於傳感線(2)上端並密封於塑料球(5)中。
如圖3所示，本水位顯示裝置是通過傳輸線(1)向信號轉換電路供電的。二極體V1、V2、V3、V4組成一個極性轉換電路，以免極性接反損壞電路。電容C1為濾波電容，濾掉電路中產生的脈衝成份，以便供電和信號在導線中的穩定傳輸。該電路還包括一個或非門N4，接在或非門N4一個輸入端(6)的振蕩器和反相器N3，傳感線(2)的屏蔽金屬網(22)接在或非門N4的另一個輸入端(7)上，傳感線(2)的芯線(21)接負端。放電電阻R2與二極體V5串聯後再與充電電阻R3並聯，並且接在反相器N3的輸出端和或非門N4的另一個輸入端(7)上。或非門N4的輸出端與三極體V6的基極連接，電流信號由三極體V6的集電極輸出。本實施例中，振蕩器是由反相器N1、N2、電阻R4、R5和電容C2所組成，形成佔空比50％的方波。傳感線(2)的屏蔽金屬網(22)與電極球(3)一起通過水可等效於一個可變的平板電容器Cx。使用時，振蕩器的輸出信號控制或非門N4的工作。當振蕩器輸出高電平時，或非門N4輸出為低電平，而與另一輸入端(7)的電平無關。當反相器N2輸出低電平時，或非門N4的輸出取決於電容Cx兩端的波形。由於反相器N3輸出為方波，當輸出高電平時反相器N3輸出電流通過充電電阻R3向電容Cx充電；當輸出低電平時電容Cx主要通過放電電阻R2和二極體V5放電，形成充電慢而放電快，使電容Cx在下一個波形前將電放完。在電容Cx被充電、電壓未達到電源電壓一半前，或非門N4輸出在高電平，直到電容Cx被充電超過電源電壓一半後，或非門N4輸出恢復低電平。因此，當水位增加時，電容Cx的電容量也增大，電容Cx的充電速度變慢，或非門N4輸出高電平維持時間變長，三極體V6輸出的電流脈衝寬度變寬，從而輸出的電流平均值也增加，最後反映出水位的高低。在本電路圖中，採用CD4001集成塊，該集成塊中的四個兩輸入或非門分別作反相器N1、N2、N3和或非門N4使用。
在本實施例中，傳輸線(1)既向信號轉換電路供電，又把水位高低所引起的電流變化信號傳回顯示器，具有兩重功能。如圖4所示，顯示器實際包括兩部分電路電流轉換電路和水位顯示電路。電流轉換電路包括通用的運算放大器N5、電阻R6、R7、R8、R9和電容C3，其中電阻R7、R8分壓給運算放大器N5的正相輸入端提供恆壓。電阻R6為傳感器提供靜態電流，電阻R9為反饋電阻。當傳感器電流變化時，有電阻R9反饋就可維持運算放大器N5反相輸入端電壓不變。顯示電路主要是由LED顯示驅動電路、雙色發光二極體LED1～10以及三極體V7、V8等元件組成。通過發光二極體，就可以把水塔中的水位高低明確形象地指示出來。同時，根據實際需要，還可在本實用新型提供的顯示裝置基礎上增加控制電路，自動控制水泵的開閉等功能。另外，本實用新型還可應用於水池、水庫等具有不同容積、深度、水質的場合。
權利要求1.一種水塔水位顯示裝置，是由水位傳感器、傳輸線(1)和顯示器所組成，顯示器中包括電流轉換電路和水位顯示電路，其特徵在於所述的水位傳感器是由傳感線(2)，傳感線(2)一端的電極球(3)以及傳感線(2)另一端的信號轉換電路所組成。
2.根據權利要求1所述的水塔水位顯示裝置，其特徵在於所述的傳感線(2)是由芯線(21)和屏蔽金屬網層(22)組成的同軸電纜。
3.根據權利要求2所述的水塔水位顯示裝置，其特徵在於所述的電極球(3)是一個金屬球，傳感線(2)的芯線(21)下端接在電極球(3)上。
4.根據權利要求1、2或3所述的水塔水位顯示裝置，其特徵在於所述的信號轉換電路，包括一個或非門N4，接在或非門N4一個輸入端(6)的振蕩器和反相器N3，傳感線(2)的屏蔽金屬網(22)接在或非門N4的另一個輸入端(7)上，傳感線(2)的芯線(21)接負端，放電電阻R2與二極體V5串聯後再與充電電阻R3並聯，並且接在反相器N3的輸出端和或非門N4的另一個輸入端(7)上，或非門N4的輸出端與三極體V6的基極連接，電流信號是由三極體V6的集電極輸出。
專利摘要本實用新型公開了一種水塔水位顯示裝置,它是由水位傳感器、傳輸線和顯示器所組成,顯示器中包括電流轉換電路和水位顯示電路,水位傳感器包括傳感線、電極球和信號轉換電路。本水塔水位顯示裝置可對水塔中水位高度進行連續傳感和實時顯示,具有結構簡單,成本較小的特點,可廣泛應用於水塔、水池、水庫等具有不同容積、深度和水質的場合。
文檔編號G01F23/22GK2318618SQ97244359
公開日1999年5月12日 申請日期1997年11月16日 優先權日1997年11月16日
發明者黃曉峰 申請人:黃曉峰