多种水位控制电路图.docx

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多种水位控制电路图

多种水位控制电路图

电气自动化2010-01-3022:

32:

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一、自动水位控制器

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，发射极连到继电器RL1，继电器RLl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①、②脚，与非门N2的输出第④脚和与非门N3的第○12脚相连，N3第①脚输出端接到N2第⑥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①、②脚输入为低电平，第③脚输出则为高电平，而N2第⑥脚输入端仍为高电平，因而N2第④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①、②脚输入端为高电平，第②脚输出端为低电平，N2第③脚输出端为高电平，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①、②脚输入端为低电平，其第③脚输出端为高电平，N2第⑥脚为低电平，则N2第④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（T3～T7）只要得到基极电压，就会导通并点亮相应的发光二极管（LED5~LEDl）。

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1／4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3／4时，晶体管T4导通，则LEDl～LED4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。

二、利用舌簧开关自动控制水位的电路图

本文所示的电路图1是控制高架游泳池的简单便方案。

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。

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三、采用电极作水位传感元件的水位自动控制电路

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50kΩ，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（10μA）就可以使VT1～3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VT1～3截止，电动机停转，与图5控制效果恰好相反。

四、水塔自动抽水装置

此主题相关图片如下，点击图片看大图：

五、剖析JYB714的电子式液位继电器电路图

一种型号为JYB714的电子式液位继电器．由于维修需要，必须将该继电器电路进行剖析。

1．操作

我是利用数码相机的微距拍摄功能拍摄印刷板图（多拍几张以供选择）。

然后再将该JPG图插入到autoCADk中。

具体操作：

打开CAD一插入一光栅图像一（选取该JPG图）打开一确定一可在屏幕上选取范围并回车，然后进行绘制印刷图。

绘制完成后．最后删除原JPG图。

将正面的元件和连接线在印板图上标出。

根据该图就比较容易绘制出原理图（因为两面的内容在一面显示要有一定的基础和经验），最后标出元件的规格型号并用数字万用表在线测量所有的电阻并配合色环进行确认。

然后点击文件一输出一选择文件一回车。

一张能够被word识别的并显示电路的图形就生成了（可以在word中插入该图片），如附图所示。

当然通过适当的软件还可以生成JPG、BMP、PDF等图纸，在此不作赘述。

AutoCAD的功能非常强大，任何图形都能用它来绘制（我用的是2006版），只有通过多练习才能掌握，使用时得心应手。

2．原理图分析

附图中，变压器初级通入交流电压220V，次级产生20V和8V的两组交流电压，其中20V经D1~D4整流，C1滤波，产生约24V的直流电压提供K1的工作电源。

当水箱的水位低于中电极⑥探针时．交流9V电压是断路的，因此C2也无直流电压，Q2无偏置而处于截止状态，此时C1两端的电压经R1、Q1的b、e极和R6接地形成回路，Q1饱和导通，K1吸合，其两对触点K1-1、K1-2触点转换，其中K1-2作为输出控制开关去控制执行机构，K1-1的⑥、⑦短接，⑤、⑥断开，此时即便水位超过中电极⑥探针，9V的交流电压还是断路的，Q2仍然截止，K1继续吸合。

当水位慢慢上升到高电极⑤时，8V交流电压经过水阻形成回路，C2两端有电压，该电压经R3、C3、Q2的b、e、R5、R6形成电流通路，Q2导通，短接Q1的b、e使Q1截止，K1释放，其两对触点恢复原位。

若水位低于高电极⑤时，8V交流电压仍然形成回路，只有当水位低于中电极⑥时才断路，K1吸合。

因此水位始终保持在中电极⑥和高电极⑤之间。

该液位断电器的优点是：

水位探针承受的是交流微小电流，使探针不容易极化．其可靠性要比直流电好得多。

附图中变压器的次级绕组有两组数字。

其中无括号一是标称值，括号内为实际测量值。

该原理图比较明朗，但元件N（氖泡）的作用是什么?

还有DlO的作用是什么?

还请各位高手给予指点。

从分析原理图的角度拆除N和短接D10该

六、欣灵JYB（714）型晶体管液位继电器原理图

       更正的图只有自动抽水状态，如果需要设置自动和手动抽水时，请参考我的博文《JYB型晶体管液位继电器的改进》一文。

    有的网友提出:

“能否把元件的型号标出来?

”

  由于这一产品生产厂多，电压等级又不一样，元件型号、规格合有出入，如某厂产品的元件型号、规格是:

  C1---220微法／50V  C2---47微法／50V

  BG1BG2----C9013

  D1--D7-----1N4007

  J---有的是JTX  有的是JRX-13F

  电源变压器---初级有380V和220V的  次级有13V和24V的 

六、NE555构成的农用液位自动控制电路图

如图所示为农用液位自动控制电路。

该控制电路由降压整流电路、RS触发器、固态继电器（SSR）控制电路等组成。

其中降压整流电路为整个控制电路提供VDD=9V的直流电

如图所示为农用液位自动控制电路。

该控制电路由降压整流电路、RS触发器、固态继电器（SSR）控制电路等组成。

其中降压整流电路为整个控制电路提供VDD=9V的直流电压

当水池内无水时，若刚接通电源，则因C3上电压不能突变而使IC（555）②脚为低电平，555被置位，3脚输出的高电平使SSR截止，电机D不运转。

此时C3、C4分别通过R1、R2进行充电，当C4上电压充到2/3VDD时，IC复位，③脚输出的低电平使SSR内部的光电耦合器将交流220V电压接通，电机D因得电而运转抽水。

当水位上升至b探极时，C4通过水进行放电，但555仍输出低电平，电机D继续转动。

当水位升至探极a时，C3通过水进行放电，当C3放电到使②脚电位低于1/3VDD时，555置位，3脚输出的高电平使SSR截止，电机D闼无电而停转，液位开始下降。

当b探极露出水面时，C4又充电，重复上述过程。

这样周而复始，使液面保持一定的高度。

SSR为交流过零型固态继电器，其内部为光电耦合器，使控制端与输出端隔离，完全可靠。

该控制电路除可对农用液位进行自动控制外，还可对水塔液位等进行自动控制。

七、 555构成的水位自动控制电路图

如图所示为水位自动控制电路。

该控制电路由降压整流电路、水位测控开关、双稳态触发器等组成。

降压整流电路为555提供VDD=12V的电源电压。

双稳态工作模式的555作

　　  如图所示为水位自动控制电路。

该控制电路由降压整流电路、水位测控开关、双稳态触发器等组成。

降压整流电路为555提供VDD=12V的电源电压。

双稳态工作模式的555作为RS触发器使用。

BG1及上限水位探针A作为复位触发开关；BG2和中位探针B作为置位触发开关；C为连接地电平的下限探针。

利用RS触发器的特性，控制555的置位和复位，使继电器J吸合或释放，从而控制抽水电动机D的运行，使水位保持在给定的上限和下限之间。

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