一種流體位置顯示控制器的製作方法
2023-11-02 05:58:52 2
專利名稱：一種流體位置顯示控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及流體液面測量領域，尤其是指一種流體位置顯示控制器。
背景技術：
流體位置控制器多利用流體的導電性來進行傳感控制的，即採用電極電接觸液位傳感方式，如目前的太陽能熱水器的水位多檔顯示與控制，還有普通低壓電器市場的液位控制器等。但目前的流體位置控制器控制手段較為單一，無法達到對液位分段控制，使用範圍不廣，實用性較低。中國專利公開號CN201094072，
公開日2008年7月30日，名稱為「數控液位顯示控制器」的實用新型專利中公開了一種數控液位顯示控制器，由浮球、定位杆、紅外發射、接收組件組成，在定位刻度板上套接浮球，在刻度板上端設置定位杆、復位拉線，在刻度板上均勻設置等距同徑計數孔，在刻度板側浮球內設置方向開關，在浮球內刻度板兩側分別設置紅外發射、接收組件、內置無線發射組件，通過套接在浮球上的刻度板上等距間隔的同徑的計數孔反映液面變化位置，刻度板計數孔直接接觸液位，通過方向開關，將液位變化通過紅外發射、接收組件輸入、輸出，輸出的數位訊號通過單片機處理計算，連續顯示、監測液位位置。但是該控制器需要用到單片機處理，元器件較為複雜，且控制手段較為單一。
實用新型內容本實用新型的目的是克服現有技術中流體位置顯示控制器控制手段較為單一，無法達到對液位分段控制，使用範圍不廣，實用性較低的缺點，提供一種可以對水位進行分段控制、工作靈敏可靠、使用範圍較廣的流體位置顯示控制器。本實用新型的目的是通過下述技術方案予以實現:一種流體位置顯示控制器，其特徵是，直流輸入源通過導電流體連接位於不同流體深度的若干個電阻，若干個電阻通過導電流體連接電壓跟隨電路，電壓跟隨電路的輸出端連接若干個並聯的運算放大器的正輸入端，所述的控制器還設有若干個電阻，所有電阻串聯，其中第一個電阻的一端連接直流輸入源，最後一個電阻的一端接地，每兩個電阻之間的節點均連接有相對應的運算放大器的負輸入端；一個運算放大器的輸出端或兩個運算放大器的輸出端之間連接有同時實現水位控制和報警的觸發電路。通過流體水位的上升或下降，並聯入電路的電阻增加或減少，即並聯的電阻值一次從大到小或者從小到大按設定值進行跳變，直流輸入源的電壓經過跳變的電阻分壓後進入電壓跟隨電路。單獨一個運算放大器的輸出端連接觸發電路可實現對某一液位的控制，不同的兩個運算放大器的輸出端之間連接可實現不同位置的液位控制與報警，觸發電路可根據輸入電壓的變化實現液位上下限的報警。作為一種優選方案，運算放大器的數量為8個，其中4個運算放大器的輸出端為低水位指令輸出端，另4個運算放大器的輸出端為高水位指令輸出端。作為一種優選方案,觸發電路包括一個運算放大器IC2，運算放大器IC2的正輸入端同時連接電阻R24的一端、電阻R25的一端，電阻R25的另一端接地；運算放大器IC2的負輸入端同時連接電阻R21的一端、電阻R22的一端、電阻R23的一端、電阻R26的一端、二極體D6的陽極、開關K2的一端，電阻R21的另一端同時連接二極體D5的陰極和開關Kl的一端，二極體D5的陽極連接一個高水位指令輸出端，電阻R22的另一端、電阻R24的另一端、開關Kl的另一端同時連接直流輸入源，電阻R23的另一端、電阻R25的另一端、開關K2的另一端同時接地；運算放大器IC2的另一端連接電阻R27的一端，電阻R27的另一端連接有NPN型三極體Ql的基極，三極體Ql的發射極接地，三極體Ql的集電極同時連接電阻R26的另一端、二極體D7的陽極、發光二極體L2的陰極、繼電器J的一端，發光二極體L2的陽極連接電阻R28的一端，二極體D7的陰極、繼電器J的另一端、電阻R28的另一端連接直流輸入源。觸發電路工作原理如下:假設直流輸入源的電壓為12V，當低水位指令輸出端為低電平時，在電阻R22的偏置下運算放大器IC2的6腳呈低電平，而運算放大器IC2的5腳設定在6V，所以運算放大器IC2的7腳位高電平，經電阻R27使三極體Ql工作，繼電器J吸合，其觸點動作對外輸出操作指令，比如指令聲光報警或指令外界接觸器控制水泵工作，該狀態經由電阻R26拉低運算放大器IC2的6腳電位，使運算放大器IC2的6腳最高只能在4V左右，運算放大器IC2的7腳鎖定在高電平輸出狀態，即三極體Q1，繼電器J鎖定在該種工作狀態，當依次到高水位指令輸出端為高電平時(水滿至設定工位，此時低水位指令輸出端已是高電平)，通過阻值較小的電阻R21，使運算放大器IC2的6腳電位大於5腳電位，運算放大器IC2的7腳輸出低電平，三極體Ql關斷，繼電器J釋放，輸出工位翻轉，同樣經電阻R26拉高運算放大器IC2的6腳電位，即使高水位指令輸出端又變為低電平(此時低水位指令輸出端認為高電平，但是由於二極體D6反偏而不影響電路工作)，由於二極體D5反偏而不參與電路工作，由於電阻R26、電阻R22的共同作用，運算放大器IC2的6腳電位至少為8V左右，因此運算放大器IC2的7腳鎖定在低電平狀態，三極體Ql、繼電器J的工作相當於同時鎖定，繼電器J的觸點為初始狀態，指令聲光報警或經由外界接觸器指令水泵工作在另一狀態。而當反接繼電器J輸出觸點時，工況恰好相反，此時本控制顯示器可用在如居民地下室蓄水坑或城市低洼路段蓄水坑的自動排水。作為一種優選方案，運算放大器的輸出端均連接分流電阻的一端，分流電阻的另一端連接有發光二極體的陽極，發光二極體的陰極接地。發光二級管用於指示該運算放大器處於工作狀態，方便操作人員得知液位測量的範圍。作為一種優選方案，運算放大器6個為LM324型運算放大器，2個為LM358型運算放大器。作為一種優選方案，直流輸入源為市電經過變壓、整流後轉變的直流輸入源。通過變壓、整流，可以使本顯示控制器插上市電即可使用。作為一種優選方案，流體位置顯示控制器還包括一個扁長袋子，用於傳感器的電阻及小線路板位於扁長袋子的上端，扁長袋子距上端14mm-16mm處設有一個用於方便放入電阻及小線路板放入的開口，扁長袋子下端依次平行設置有若干個水位線，且扁長袋子上水位線處設有用於穿過電線與固定電極的通孔，電線的末端剝出的一段作為感應電極，最上端電極延伸向上部分為傳感線，控制器直流輸入源正極接一根電線通入被測液體的最下端，且此電線的剝出的一段裸線繞製成一捆設在液體最下端，此段裸線用於為感應電極提供電源。根據電化學區分出傳感線的電源正線，並剝出較多轉圈打捆置於液體下端底部，因其在電化學封印中有一定的溶解性，也有一定的鈍化效果，此處理方式可使傳感器有較長的使用壽命。作為一種優選方案，電線集成在扁長袋子內。本實用新型的有益效果是，流體位置顯示控制器線路簡單、元器件少，且可以水位進行分段控制、工作靈敏可靠、使用範圍較廣，實用性較強。
圖1是本實用新型的電壓跟隨電路和比較電路的電路連接圖；圖2是本實用新型的觸發電路的電路連接圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步描述。實施例:一種流體位置顯示控制器，電路連接圖如圖1、圖2所示，直流輸入源為220V交流電經過變壓、整流後轉變的直流輸入源，流體位置顯示控制器還包括一個扁長袋子，用於傳感器的8個電阻及小線路板位於扁長袋子的上端，扁長袋子距上端15mm處設有一個用於方便放入電阻及小線路板放入的開口，扁長袋子下端依次平行設置有8個水位線，且扁長袋子上水位線處設有用於穿過電線與固定電極的通孔，電線的末端剝出的一段作為感應電極，最上端電極延伸向上部分為傳感線，控制器直流輸入源正極接一根電線通入被測液體的最下端，且此電線的剝出的一段裸線繞製成一捆設在液體最下端，此段裸線用於為感應電極提供電源。8個電阻通過導電流體連接電壓跟隨電路和分壓電阻R2，電壓跟隨電路的輸出端連接8個並聯的運算放大器的正輸入端，所述的控制器還設有9個電阻，所有電阻串聯，其中第一個電阻的一端連接直流輸入源，最後一個電阻的一端接地，每兩個電阻之間的節點均連接有相對應的運算放大器的負輸入端；兩個運算放大器的輸出端之間連接有同時實現水位控制和報警的觸發電路。運算放大器的輸出端均連接分流電阻的一端，分流電阻的另一端連接有發光二極體的陽極，發光二極體的陰極接地。運算放大器的數量為8個，其中，運算放大器IC2和運算放大器IC3為LM324型運算放大器，運算放大器IC4為LM358型運算放大器。4個運算放大器的輸出端Al、A2、A3、A4為低水位指令輸出端，另4個運算放大器的輸出端B1、B2、B3、B4為高水位指令輸出端。觸發電路包括一個運算放大器IC2，運算放大器IC2的正輸入端同時連接電阻R24的一端、電阻R25的一端，電阻R25的另一端接地；運算放大器IC2的負輸入端同時連接電阻R21的一端、電阻R22的一端、電阻R23的一端、電阻R26的一端、二極體D6的陽極、開關K2的一端，電阻R21的另一端同時連接二極體D5的陰極和開關Kl的一端，二極體D5的陽極連接一個高水位指令輸出端，電阻R22的另一端、電阻R24的另一端、開關Kl的另一端同時連接直流輸入源，電阻R23的另一端、電阻R25的另一端、開關K2的另一端同時接地；運算放大器IC2的另一端連接電阻R27的一端，電阻R27的另一端連接有NPN型三極體Ql的基極，三極體Ql的發射極接地，三極體Ql的集電極同時連接電阻R26的另一端、二極體D7的陽極、發光二極體L2的陰極、繼電器J的一端，發光二極體L2的陽極連接電阻R28的一端，二極體D7的陰極、繼電器J的另一端、電阻R28的另一端連接直流輸入源。通過流體水位的上升或下降，並聯入電路的電阻增加或減少，即並聯的電阻值一次從大到小或者從小到大按設定值進行跳變，直流輸入源的電壓經過跳變的電阻分壓後進入電壓跟隨電路。不同的兩個運算放大器的輸出端之間連接可實現不同位置的液位報警，觸發電路可根據輸入電壓的變化實現液位上下限的報警。觸發電路工作原理如下:直流輸入源的電壓為12V，當低水位指令輸出端為低電平時，在電阻R22的偏置下運算放大器IC2的6腳呈低電平，而運算放大器IC2的5腳設定在6V，所以運算放大器IC2的7腳位高電平，經電阻R27使三極體Ql工作，繼電器J吸合，其觸點動作對外輸出操作指令，比如指令聲光報警或指令外界接觸器控制水泵工作，該狀態經由電阻R26拉低運算放大器IC2的6腳電位，使運算放大器IC2的6腳最高只能在4V左右，運算放大器IC2的7腳鎖定在高電平輸出狀態，即三極體Q1，繼電器J鎖定在該種工作狀態，當依次到高水位指令輸出端為高電平時(水滿至設定工位，此時低水位指令輸出端已是高電平)，通過阻值較小的電阻R21，使運算放大器IC2的6腳電位大於5腳電位，運算放大器IC2的7腳輸出低電平，三極體Ql關斷，繼電器J釋放，輸出工位翻轉，同樣經電阻R26拉高運算放大器IC2的6腳電位，即使高水位指令輸出端又變為低電平(此時低水位指令輸出端認為高電平，但是由於二極體D6反偏而不影響電路工作)，由於二極體D5反偏而不參與電路工作，由於電阻R26、電阻R22的共同作用，運算放大器IC2的6腳電位至少為8V左右，因此運算放大器IC2的7腳鎖定在低電平狀態，三極體Q1、繼電器J的工作相當於同時鎖定，繼電器J的觸點為初始狀態，指令聲光報警或經由外界接觸器指令水泵工作在另一狀態。實施例2:—種流體位置顯示控制器，包括光電位移傳感器，在傳感器兩接線端連上一個光敏三極體，電壓跟隨電路的正輸入端連接光敏三極體的發射極。在傳感器的擋透光片的作用下，光敏三極體呈現為阻抗變化狀態。本實施例利用光電位移傳感器代替實施例I中的並聯的位於不同流體深度的8個電阻，其他的原理和實施方法與實施例1相同。
權利要求1.一種流體位置顯示控制器，其特徵是，直流輸入源通過導電流體連接位於不同流體深度的若干個電阻，若干個電阻通過導電流體連接電壓跟隨電路，電壓跟隨電路的輸出端連接若干個並聯的運算放大器的正輸入端，所述的控制器還設有若干個電阻，所有電阻串聯，其中第一個電阻的一端連接直流輸入源，最後一個電阻的一端接地，每兩個電阻之間的節點均連接有相對應的運算放大器的負輸入端；一個運算放大器的輸出端或兩個運算放大器的輸出端之間連接有同時實現水位控制和報警的觸發電路。
2.根據權利要求1所述的一種流體位置顯示控制器，其特徵是，所述的運算放大器的數量為8個，其中4個運算放大器的輸出端為低水位指令輸出端，另4個運算放大器的輸出端為高水位指令輸出端。
3.根據權利要求2所述的一種流體位置顯示控制器，其特徵是，所述的觸發電路包括一個運算放大器IC2，運算放大器IC2的正輸入端同時連接電阻R24的一端、電阻R25的一端，電阻R25的另一端接地；運算放大器IC2的負輸入端同時連接電阻R21的一端、電阻R22的一端、電阻R23的一端、電阻R26的一端、二極體D6的陽極、開關K2的一端，電阻R21的另一端同時連接二極體D5的陰極和開關Kl的一端，二極體D5的陽極連接一個高水位指令輸出端，電阻R22的另一端、電阻R24的另一端、開關Kl的另一端同時連接直流輸入源，電阻R23的另一端、電阻R25的另一端、開關K2的另一端同時接地；運算放大器IC2的另一端連接電阻R27的一端，電阻R27的另一端連接有NPN型三極體Ql的基極，三極體Ql的發射極接地，三極體Ql的集電極同時連接電阻R26的另一端、二極體D7的陽極、發光二極體L2的陰極、繼電器J的一端，發光二極體L2的陽極連接電阻R28的一端，二極體D7的陰極、繼電器J的另一端、電阻R28的另一端連接直流輸入源。
4.根據權利要求1或2所述的一種流體位置顯示控制器，其特徵是，運算放大器的輸出端均連接分流電阻的一端，分流電阻的另一端連接有發光二極體的陽極，發光二極體的陰極接地。
5.根據權利要求4所述的一種流體位置顯示控制器，其特徵是，所述的運算放大器6個為LM324型運算放大器，2個為LM358型運算放大器。
6.根據權利要求5所述的一種流體位置顯示控制器，其特徵是，直流輸入源為市電經過變壓、整流後轉變的直流輸入源。
7.根據權利要求1所述的一種流體位置顯示控制器，其特徵是，還包括一個扁長袋子，用於傳感器的電阻及小線路板位於扁長袋子的上端，扁長袋子距上端14mm-16mm處設有一個用於方便放入電阻及小線路板放入的開口，扁長袋子下端依次平行設置有若干個水位線，且扁長袋子上水位線處設有用於穿過電線與固定電極的通孔，電線的末端剝出的一段作為感應電極，最上端電極延伸向上部分為傳感線，控制器直流輸入源正極接一根電線通入被測液體的最下端，且此電線的剝出的一段裸線繞製成一捆設在液體最下端，此段裸線用於為感應電極提供電源。
8.根據權利要求7所述的一種流體位置顯示控制器，其特徵是，所述的電線集成在扁長袋子內。
專利摘要本實用新型公開了一種流體位置顯示控制器，其特徵是，直流輸入源通過導電流體連接並聯的位於不同流體深度的若干個電阻，若干個電阻通過導電流體連接電壓跟隨電路，電壓跟隨電路的輸出端連接若干個並聯的運算放大器的正輸入端，所述的控制器還設有若干個電阻，所有電阻串聯，其中第一個電阻的一端連接直流輸入源，最後一個電阻的一端接地，每兩個電阻之間的節點均連接有相對應的運算放大器的負輸入端；任意一個運算放大器的輸出端或兩個運算放大器的輸出端之間連接有同時實現水位控制和報警的觸發電路。流體位置顯示控制器線路簡單、元器件少，且可以水位進行分段控制、工作靈敏可靠、使用範圍較廣，實用性較強。
文檔編號G01F23/24GK202948336SQ201220555718
公開日2013年5月22日 申請日期2012年10月29日 優先權日2012年10月29日
發明者陶興建 申請人:陶興建