專利名稱：液體液位自動(dòng)、手動(dòng)控制并報(bào)警器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子產(chǎn)品領(lǐng)域，它可對(duì)各種液體的液位進(jìn)行自動(dòng)、手動(dòng)控制，并能進(jìn)行報(bào)警斷電。
目前市場(chǎng)上還沒有較好的液體液位控制及報(bào)警器產(chǎn)生。就是一些資料書上所介紹的有關(guān)液體液位控制及報(bào)警器由于它在液位傳感方面使用的是電極法，因而給這種產(chǎn)品自身的發(fā)展造成了很大的障礙。
此實(shí)用新型的目的就是彌補(bǔ)市場(chǎng)短缺提供一種能對(duì)液體液位進(jìn)行控制并能報(bào)警斷電的產(chǎn)品。
此實(shí)用新型的技術(shù)方案分二個(gè)部分實(shí)現(xiàn)液體液位觸發(fā)管 液體液位觸發(fā)管由5個(gè)部分組成固定片(1)，兩個(gè)觸發(fā)電極接出端(2)，兩個(gè)活動(dòng)柱(3)，活動(dòng)片(4)，觸發(fā)片(5)。觸發(fā)電極接出端(2)安裝在固定片(1)的兩端；兩個(gè)活動(dòng)柱(3)與活動(dòng)片(4)為固定連接；活動(dòng)柱(3)與固定片(1)為靈活連接；觸發(fā)片(5)安裝在活動(dòng)片(4)上。活動(dòng)柱(3)與活動(dòng)片(4)為空心，里面裝有氣體。在液體浮力的作用下活動(dòng)柱(3)與活動(dòng)片(4)一起可以與固定片(1)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)觸發(fā)片(5)與觸發(fā)電極接出端(2)接觸時(shí)，觸發(fā)電極接出端a、b為通路，反之為開路。
液體液位控制并報(bào)警 電路中起正向偏置作用的微調(diào)電阻(R1)、電阻(R2)(R3)互相串聯(lián)后在(R2)、(R3)的中點(diǎn)與倒放著的液體液位觸發(fā)管(E)的Q端連接。液體液位觸發(fā)管(E)的b端連接觸發(fā)信號(hào)放大三極管(BG1)的基極，在(BG1)的集電極上連接無液、有液顯示發(fā)光二極管(VD1)，然后與電源正極連接。在(BG1)的發(fā)射極上連接有限流電阻(R4)，濾波電容(C1)，及聲音報(bào)警斷電控制信號(hào)輸出限流電阻(R13)，輸出接點(diǎn)(H)。同時(shí)，(BG1)的發(fā)射極與單穩(wěn)態(tài)電路(IC2-1)的觸發(fā)端(CP1)端連接。(IC2-1)的輸出端(Q1)端與雙穩(wěn)態(tài)電路(IC2-2)的觸發(fā)端(CP2)端連接。在其連線上還依次接有由電阻(R6)，電容(C2)組成的充電電路；防止手動(dòng)功能對(duì)充電電路引響的二極管(VD2)；進(jìn)行手動(dòng)功能的互相串聯(lián)著的電阻(R5)、按鈕開關(guān)(AN)、正放著的液體液位觸發(fā)管(F)。其中的R5接電源正極。(IC2-1)的S1端接地，R1端連接(R6)、(C2)組成的充電電路，D1端連接電源正極。雙穩(wěn)態(tài)電路(IC2-2)的D2端連接
端、S2端、R2端接地，輸出端(Q2)端通過限流電阻(R7)后與驅(qū)動(dòng)放大三極管(BG2)的基極連接，(BG1)的集電極上串聯(lián)工作狀態(tài)顯示發(fā)光二極管(VD3)，限流微調(diào)電阻(R8)后再與電源正極相接。(BG2)的發(fā)射極與實(shí)現(xiàn)控制功能的雙向可控硅(VS)的控制極連接。雙向可控硅(VS)上串聯(lián)有電磁閥(J)或電動(dòng)機(jī)(M)。電磁閥或電動(dòng)機(jī)連接在220V交流電源上。
在電路上的正極電源線上還串聯(lián)了一只進(jìn)行電源通，斷控制的較大功率三極管(BG3)。(BG3)的基極與倒放著的液體液位觸發(fā)管(G)的(a)端連接，產(chǎn)生正間偏置電壓的微調(diào)電阻(R9)、電阻(R10)、(R11)相互串聯(lián)。觸發(fā)管(G)的b端連接慮波電容(C3)后再連接電阻R10、R11的中點(diǎn)。電阻(R12)、發(fā)光二極管VD4串聯(lián)后接入電源，以作電源顯示之用，整個(gè)直流電源由IC1、C4、VD5-VD8、T組成的降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路供給，K為電源總開關(guān)。
(1)下限液位正向偏置產(chǎn)生電路由R1、R2、R3組成；(2)下限液位觸發(fā)由倒放著的液體液位觸發(fā)管E組成；(3)下限觸發(fā)信號(hào)放大由BG1、R4、C1組成；(4)無液、有液顯示由VD1組成；(5)到下液位處還無液進(jìn)，聲音報(bào)警和斷電控制信號(hào)輸出由R13、H組成；(6)觸發(fā)控制電路的單穩(wěn)態(tài)電路由IC2-1組成，充電電路由R6、C2組成，雙穩(wěn)態(tài)電路由IC2-2組成；(7)液體液位手動(dòng)控制由R5、AN，正放著的安裝在下限處的液體液位觸發(fā)管F、VD2組成；(8)工作狀態(tài)顯示，驅(qū)動(dòng)放大由VD3、R7、R8、BG2組成；(9)上限液位觸發(fā)正向偏置電路，上限液位觸發(fā)及上限觸發(fā)控制信號(hào)放大由R9、R10、R11、C3，倒放著的液位觸發(fā)管G、BG3組成；(10)控制電路由VS電磁閥J或電動(dòng)機(jī)M組成；(11)電源電路及電源顯示由K、T、VD5-VD8、C4、IC1、R12、VD4組成。
這二個(gè)部分的工作過程是這樣的首先，介紹液體液位觸發(fā)管；液體液位觸發(fā)管在應(yīng)用中可正放，也可倒放。在液體液位自動(dòng)、手動(dòng)控制并報(bào)警器中安裝在下限處的液位觸發(fā)管E為倒放，F(xiàn)為正放，觸發(fā)管E與F在同一水平線上，安裝在上限處的液位觸發(fā)管G為倒放。由于觸發(fā)管里裝有氣體，在液體浮力或者觸發(fā)管自身重力的作用下，活動(dòng)柱3活動(dòng)片4觸發(fā)片5一起可以與固定片1產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)液體浮力或者觸發(fā)管自身重力作用使觸發(fā)片5與觸發(fā)電極接出端2接觸時(shí)a、b兩端便為通路，當(dāng)浮力或者觸發(fā)管自身重力作用使觸發(fā)片5不與觸發(fā)電極接出端2接觸時(shí)a、b便為斷路。
其次，介紹液體液位自動(dòng)，手動(dòng)控制并報(bào)警器電路；自動(dòng)功能在開始沒有液體時(shí)，下限處的倒放著的液位觸發(fā)管E沒有浮力為通路。上限處的倒放著的液位觸發(fā)管G沒有浮力為通路。通電后，由微調(diào)電阻R9，電阻R10，R11產(chǎn)生一個(gè)可由R9調(diào)節(jié)的合適的正向偏置電壓，此偏置電壓通過液位觸發(fā)管G加在電源通斷控制三極管BG3的基極，使BG3導(dǎo)通，后面電路得電。由微調(diào)電阻R1，電阻R2，R3產(chǎn)生的可由R1調(diào)節(jié)的合適的正向偏置電壓通過液位觸發(fā)管E加在觸發(fā)信號(hào)放大三極管BG1的基極，使BG1飽和導(dǎo)通，BG1集電極上的無液，有液顯示發(fā)光二極管VD1發(fā)光作出無液顯示。BG1發(fā)射極上的聲音報(bào)警斷電控制接點(diǎn)R13、H輸出控制信號(hào)。同時(shí)在限流電阻R4上產(chǎn)生一個(gè)高的電平，此電平加在由IC2-1組成的單穩(wěn)態(tài)電路的觸發(fā)端CP1端，使單穩(wěn)態(tài)電路IC2-1翻轉(zhuǎn)，在IC2-1的輸出端Q1端產(chǎn)生高電平，此高電平一路經(jīng)R6對(duì)C2充電，使IC2-1的R，端經(jīng)過一定時(shí)間后變?yōu)楦唠娖?，從而使Q1端經(jīng)過一定時(shí)間后恢復(fù)低電平。這個(gè)時(shí)間可通過對(duì)R6或C2大小的調(diào)整作適當(dāng)先擇。一路經(jīng)二極管VD2后加在雙穩(wěn)態(tài)電路IC2-2的觸發(fā)端CP2端，使雙穩(wěn)態(tài)電路IC2-2翻轉(zhuǎn)。IC2-2的輸出端Q2端由低電平變?yōu)楦唠娖?，此高電平通過R7加在三極管BG2的基極使BG2飽和導(dǎo)通，在BG2集電極上的發(fā)光二極管VD3得電發(fā)光作出進(jìn)液工作顯示，R8為BG2通過電流限制電阻。連接在BG2的發(fā)射極上的雙向可控硅VS也導(dǎo)通，電磁閥或者電動(dòng)機(jī)得由工作，液罐被注入液體。隨著液體的注入，液罐里的液位逐漸升高，下限處的倒放著的液位觸發(fā)管E得到浮力由通路變?yōu)殚_路，BG1失去正向偏置電壓由飽和變?yōu)榻刂?，無液、有液顯示發(fā)光二極管VD1關(guān)閉作出有液顯示，BG1發(fā)射極上的聲音報(bào)警斷電控制信號(hào)輸出接點(diǎn)R13、H停止控制信號(hào)輸出。單穩(wěn)態(tài)電路IC2-1輸入端CP1端為低電平，IC2-1的輸出端Q1端經(jīng)過一定時(shí)間后也恢復(fù)低電平，但雙穩(wěn)態(tài)電路IC2-2的輸出端Q2端將繼續(xù)保持高電位，BG2將繼續(xù)飽和導(dǎo)通，工作狀態(tài)顯示發(fā)光二級(jí)管VD3發(fā)光繼續(xù)作出進(jìn)液顯示，液體被繼續(xù)注入。當(dāng)液罐里的液位一直上升到上限液位時(shí)，上限液位處的倒放著的液位觸發(fā)管G得到浮力由通路變?yōu)殚_路，BG3失去正向偏置電壓由飽和變?yōu)榻刂埂：竺骐娐芬蛲Ｖ构╇姸Ｖ构ぷ?，電路停止供液，工作顯示發(fā)光二級(jí)管VD3停止發(fā)光作出停止供液顯示。當(dāng)液罐里的液位由于各種原因下降一些后，上限處的倒放著的液位觸發(fā)管G又失去浮力由開路變?yōu)橥?。BG3得到正向偏置電壓由截止變?yōu)轱柡?，后面電路得電，但由于開始得電時(shí)，單穩(wěn)態(tài)電路IC2-1，雙穩(wěn)態(tài)電路IC2-2的輸出端都為低電平，而液位觸發(fā)管E又保持開路，所以電路繼續(xù)保持停止供液狀態(tài)。當(dāng)液位一直下降到下限液位時(shí)，下限處的倒放著的觸發(fā)管E失去浮力由開路變?yōu)橥?。BG1得到正向偏置電壓由截止變?yōu)轱柡停娐穼⒅貜?fù)以上過程。
手動(dòng)功能只要一次次按動(dòng)觸發(fā)按鈕AN，就能給雙穩(wěn)態(tài)電路IC2-2的觸發(fā)端CP2端輸入一個(gè)個(gè)正的由R5限制的觸發(fā)脈沖，使雙穩(wěn)態(tài)電路IC2-2輪翻翻轉(zhuǎn)，Q2端輪翻輸出高、低電平，從而控制VS的關(guān)、斷，使電路原來的液位控制工作狀態(tài)作一次改變。這樣液體液位得到手動(dòng)控制。正放著的液位觸發(fā)管F安裝在下限液位處，與下限處的倒放著的觸發(fā)管E在同一水平線上。當(dāng)液位到下限時(shí)，正放著的觸發(fā)管F失去浮力變?yōu)殚_路，手動(dòng)功能被竊出電路，這時(shí)的手動(dòng)功能無效，電路將繼續(xù)保持自動(dòng)功能控制下的進(jìn)水工作狀態(tài)。當(dāng)液位高于下限低于上限時(shí)，觸發(fā)管F得到浮力變?yōu)橥?，手?dòng)功能被接入電路，手動(dòng)功能有效。當(dāng)液體液位到上限時(shí)，由于BG3截止，后面電路停止供電，因而這時(shí)的手動(dòng)功能也無效，如果這時(shí)按手動(dòng)功能電路將不會(huì)繼續(xù)上液。VD2是為防止手動(dòng)功能對(duì)充電電路的影響而增設(shè)。
電路中自動(dòng)功能可單獨(dú)工作，手動(dòng)功能也可單獨(dú)工作，自動(dòng)功能與手動(dòng)功能還可配合工作。IC2-1、IC2-2同屬一個(gè)集成塊IC2的兩個(gè)D觸發(fā)器。
本實(shí)用新型電路簡(jiǎn)單、細(xì)致，工作可靠，功能齊備、完善、是實(shí)現(xiàn)液體液位控制及報(bào)警的最好途徑。它可應(yīng)用在電熱開水瓶、水塔供水、鍋爐控制報(bào)警，涂料液面控制報(bào)警、浴缸供水、一些油類等方面。


圖1中(A)為液體液位觸發(fā)管實(shí)物圖，(B)為正放著的液體液位觸發(fā)管電路圖；(C)為倒放著的液體液位觸發(fā)管電路圖。
圖2為液體液位自動(dòng)、手動(dòng)控制并報(bào)警器電路圖。
以下結(jié)合附圖描述本實(shí)用新型的實(shí)施例參見附圖1，液體液位觸發(fā)管的組成是固定片1，兩個(gè)觸發(fā)電極接出端2，兩個(gè)活動(dòng)柱3，活動(dòng)片4，觸發(fā)片5。液體液位觸發(fā)管的制造材料可選擇比重小一點(diǎn)的物質(zhì)，這樣液位觸發(fā)管的浮力就大一些。其尺寸可根據(jù)情況隨意而定。
參見附圖2，電路中各原件的參數(shù)為
上限及下限正向偏置產(chǎn)生電路，R1、R9為250Ω微調(diào)電阻，R2、R10為200Ω；R3、R11為50Ω；設(shè)置R1、R9；R2、R10；R3、R11的目的是根據(jù)液體的導(dǎo)電性設(shè)置正向偏置電壓的大小。第一防止電壓大后在油類液體中易產(chǎn)生火花第二防止電壓大后觸發(fā)管直接通過液體傳電引響電路正常工作。偏置電壓還可設(shè)計(jì)得更小。
液體液位傳感倒放著的液位觸發(fā)管E安裝在下限液位處，正放著的液位觸發(fā)管F與觸發(fā)管E安裝在同一水平線上。倒放著的液位觸發(fā)管G安裝在上限液位處。
上限及下限觸發(fā)信號(hào)放大電路BG3為3DD15；C3為0.01uF，BG1為3DG6，R4為1000歐，C1為0.01uF。
無液有液顯示VD1為BT105。
液位到下限處還無液進(jìn)聲音報(bào)警斷電控制信號(hào)輸出R13為1000Ω，H為輸出接點(diǎn)。
單穩(wěn)態(tài)電路IC2-1為CD4013內(nèi)的一個(gè)D觸發(fā)器。
充電電路R6為1兆歐，C2為4.7微法。
手動(dòng)功能電路R5為250Ω；AN為常開按鈕開關(guān)，VD2為2CP10。
雙穩(wěn)態(tài)電路IC2-2為CD4013內(nèi)的另一個(gè)D觸發(fā)器；IC2-1與C2-2同屬CD4018內(nèi)的兩個(gè)D觸發(fā)器。
驅(qū)動(dòng)放大電路R7為10KΩ，BG2為9013，R8為250歐微調(diào)電阻。根據(jù)VS控制極所需電流的大小用R8進(jìn)行調(diào)節(jié)。
工作顯示VD8為BT203。
控制電路VS根據(jù)電磁閥或者電動(dòng)機(jī)的功率選擇。如用中間繼電器或交流接觸器可控制更大功率的電動(dòng)機(jī)。用電磁閥接自來水時(shí)如必要可加減壓處理，減壓處理面談。
電原電路IC1為7806，C4為470uF，VD5-VD8為2CP21×4，T次級(jí)電壓為9V，功率為3W，R12為200Ω；VD4為BT305，K為單刀開關(guān)。
權(quán)利要求1.一種液體液位自動(dòng)、手動(dòng)控制并報(bào)警器，其特征在于液體液位觸發(fā)管 液體液位觸發(fā)管由5個(gè)部分組成固定片(1)，兩個(gè)觸發(fā)電極接出端(2)，兩個(gè)活動(dòng)柱(3)，活動(dòng)片(4)，觸發(fā)片(5)。觸發(fā)電極接出端(2)安裝在固定片(1)的兩端；兩個(gè)活動(dòng)柱(3)與活動(dòng)片(4)為固定連接；活動(dòng)柱(3)與固定片(1)為靈活連接；觸發(fā)片(5)安裝在活動(dòng)片(4)上，活動(dòng)柱(3)與活動(dòng)片(4)為空心，里面裝有氣體；液體液位控制并報(bào)警 電路中起正向偏置作用的微調(diào)電阻(R1)、電阻(R2)、(R3)互相串聯(lián)后在(R2)、(R3)的中點(diǎn)與倒放著的液體液位觸發(fā)管(E)的a端連接。液體液位觸發(fā)管(E)的b端連接觸發(fā)信號(hào)放大三極管(BG1)的基極，在(BG1)的集電極上連接無液、有液顯示發(fā)光二極管(VD1)，然后與電源正極連接。在(BG1)的發(fā)射極上連接有限流電阻(R4)，濾波電容(C1)，及聲音報(bào)警斷電控制信號(hào)輸出限流電阻(R13)，輸出接點(diǎn)(H)。同時(shí)，(BG1)的發(fā)射極與單穩(wěn)態(tài)電路(IC2-1)的觸發(fā)端(CP1)端連接。(IC2-1)的輸出端(Q1)端與雙穩(wěn)態(tài)電路(IC2-2)的觸發(fā)端(CP2)端連接。在其連線上還依次接有由電阻(R6)，電容(C2)組成的充電電路；防止手動(dòng)功能對(duì)充電電路引響的二極管(VD2)；進(jìn)行手動(dòng)功能的互相串聯(lián)著的電阻(R5)、按鈕開關(guān)(AN)、正放著的液體液位觸發(fā)管(F)。其中的R5接電源正極。(IC2-1)的S1端接地，R1端連接(R6)，(C2)組成的充電電路。雙穩(wěn)態(tài)電路(IC2-2)的D2端連接
端、S2端、R2端接地，輸出端(Q2)端通過限流電阻(R7)后與驅(qū)動(dòng)放大三極管(BG2)的基極連接，(BG2)的集電極上串聯(lián)工作狀態(tài)顯示發(fā)光二極管(VD3)、限流微調(diào)電阻(R8)后再與電源正極相接。(BG2)的發(fā)射極與實(shí)現(xiàn)控制功能的雙向可控硅(VS)的控制極連接。雙向可控硅(VS)上串聯(lián)有電磁閥(J)或電動(dòng)機(jī)(M)。電磁閥或電動(dòng)機(jī)連接在220V交流電源上，在電路上的正極電源線上還串聯(lián)了一只進(jìn)行電源通、斷控制的較大功率三極管(BG3)。(BG3)的基極與倒放著的液體液位觸發(fā)管(G)的(a)端連接，產(chǎn)生正間偏置電壓的微調(diào)電阻(R9)、電阻(R10)、(R11)相互串聯(lián)。觸發(fā)管(G)的b端連接慮波電容(C3)后再連接電阻R10、R11的中點(diǎn)。電阻(R12)、發(fā)光二極管VD4串聯(lián)后接入電源，以作電源顯示之用，整個(gè)直流電源由IC1、C4、VD5-VD8、T組成的降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路供給，K為電源總開關(guān)，(1)下限液位正向偏置產(chǎn)生電路由R1、R2、R3組成；(2)下限液位觸發(fā)由倒放著的液體液位觸發(fā)管E組成；(3)下限觸發(fā)信號(hào)放大由BG1、R4、C1組成；(4)無液、有液顯示由VD1組成；(5)到下液位處還無液進(jìn)，聲音報(bào)警和斷電控制信號(hào)輸出由R13、H組成；(6)觸發(fā)控制電路的單穩(wěn)態(tài)電路由IC2-1組成，充電電路由R6、C2組成，雙穩(wěn)態(tài)電路由IC2-2組成；(7)液體液位手動(dòng)控制由R5、AN，正放著的安裝在下限處的液體液位觸發(fā)管F、VD2組成；(8)工作狀態(tài)顯示，驅(qū)動(dòng)放大由VD3、R7、R8、BG2組成；(9)上限液位觸發(fā)正向偏置電路，上限液位觸發(fā)及上限觸發(fā)控制信號(hào)放大由R9、R10、R11、C3，倒放著的液位觸發(fā)管G、BG3組成；(10)控制電路由VS電磁閥J或電動(dòng)機(jī)M組成；(11)電源電路及電源顯示由K、T、VD5-VD8、C4、IC1、R12、VD4組成。
專利摘要一種液體液位自動(dòng)、手動(dòng)控制并報(bào)警器,其特征在于觸發(fā)電極接出端2安裝在固定片1的兩端;兩個(gè)活動(dòng)柱3與活動(dòng)片4為固定連接;活動(dòng)柱3與固定片1為靈活連接;觸發(fā)片5安裝在活動(dòng)片4上。活動(dòng)柱3與活動(dòng)片4為空心,里面裝有氣體。通過它將液體液位的信息傳給液體液位控制并報(bào)警電路的放大電路、放大電路再驅(qū)動(dòng)控制電路及報(bào)警電路,從而實(shí)現(xiàn)液體液位自動(dòng)、手動(dòng)控制及其報(bào)警的功能。
文檔編號(hào)G05D9/00GK2404144SQ9824969
公開日2000年11月1日 申請(qǐng)日期1998年12月25日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月25日
發(fā)明者萬義峰 申請(qǐng)人:萬義峰