两种新型应用的水位自动控制器

　　目前市售水位控制器大都没有水塔(池)进水指示与保护、报警功能，当水源无水或水泵故障时，不能自动停泵，既浪费电能，又容易烧毁电机。当水位低于下水位且泵无水时，不能及时停泵报警，提醒用户。因此，其安全性与可靠性尚有不足。本文介绍的两种水位自动控制器，都是为解决上述问题而设计的。

　　图1是SZK-Ⅱ型水位自动控制器电原理图。同相器IC3、IC4组成大回差施密特触发器。R12、C4为积分电路，能有效地消除交流电源引入的干扰。R14、R13使IC4输出呈施密特特性。通过水塔地电极与下、上水位电极跟水顺序接触，改变IC3输入电压，实现水位自动控制。

　　

 

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　　IC1、IC2、IC3的输出共同控制三极管VT1。VT1导通时，C3放电，IC5输出为负。VT1截止时，VD7反偏，电源经R10向C3充电，延时开始。到达延时时间后，IC5输出变正，电路进入保护或报警状态。延时时间应调整为略大于开泵至水塔有进水所需的时间。VT1截止有两种情况：①IC1与IC2输出都为正，即水位在上水位电极以上和进水口仍有水流。这是专为自来水压力不正常须装加压泵或自来水与井、河水并用的环境而设计的报警。当自来水压力能自流上水塔时，水满报警，提醒用户关闭水阀。如果水塔加装水位浮球阀，并使浮球阀关水线在上水位电极上方，则不需报警便能自动控制。这时应拆去VD5、VD6，并将VT1发射极接电源负极，使IC2输出开路以消除本项报警。②IC1、IC2、IC3输出都为负，即水位在上水位电极以下、水泵工作和水抽不(未)上水塔时的状态。这时，在延时时间内，水塔进水口若有水流，则IC1输出变正，VT1导通;若仍无水流，则IC5输出因C4充电电压上升而变正。VD8、R15能加速IC5翻转和消除电源波动的影响。IC5的输出分两路，一路为VT2提供基极电流，产生鸟叫声报警;一路通过VD9加至IC4输入端，使其输出变正，水泵停泵，同时通过R11作用于IC3输入端。这时，若水位在下水位电极以上，则施密特电路翻转为正，VT1导通，报警停止，电路回复正常状态。若水位在下水位电极以下时，由于水电阻开路，IC3输出仍为负，停泵报警状态被锁定。若要启动水泵，须使控制器停电几秒钟后再通电。图中LED1为电源指示，LED2为进水指示，LED3为开泵指示。

　　R16、R17、VD10、C5、B、VT2和蜂鸣片组成的鸟叫声电路具有简单、稳定、音量大和音质好等特点，在1～20V电源电压下都能稳定工作。电压较低时，VD10可不用。振荡变压器B用

　　

6mm的工字磁芯，先用

　　

0.03mm漆包线绕T1，再用

　　

0.09mm漆包线绕T2。

　　SUK-Ⅱ型水位显示控制器比SZK-Ⅱ型水位自动控制器具有更完善的功能，图2是其电原理图。它用发光二极管将水塔存水量分五级显示在控制器上，并在自动控制泵水的基础上，增设了自停启动、手停启动和停泵按钮。自停启动可随时开泵，水满自停，且有报警保护锁定状态复位功能。手停启动按钮无自停功能，专为其它用途泵水(不是给水塔上水)时使用，开后应注意人工停泵。

　　

 

　　IC1为四运算放大器，它与VT1组成一至五级水位显示电路。正电源经R5、C3滤波后，一路由R6～R10分压，作IC1各级输入的基准电压，另一路接入水塔底地电极，通过水接各级水位电极，与R1～R4构成不同串并后，再与R13、R14分压，得到代表不同水位的电压信号加到IC1各级的另一输入端，它与各基准电压比较后，输出第二至第五级的水位指示，第一级水位指示由VT1输出。LED1～LED5分别指示第一至第五级水位。IC2为施密特触发器。IC2a作进水放大，LED6为进水指示。IC2b组成延时保护，延时时间由R25和C9调定，应略大于开泵至水塔有进水所需的时间。IC2c与IC2d组成双稳态电路，它具有自动控制与保护功能。输入由四路控制：①当水位低于第一级电极时，VT1集电极为正，通过R20、VD7使双稳处于开泵状态，实现水位低自动开泵。②按自停启动钮K1，双稳处于开泵状态。③IC2b输出为负时，双稳处于关泵状态。即水位至第五级以上时，IC1d输出为正，通过VD6作用于IC2b，实现水满自停;或当泵无水，且到达延时时间后，IC2b输出变负，实现泵无水自停。④按停泵钮K3，双稳处于关泵状态。LC2e和IC2f组成手控双稳电路，由手停启动钮K2开泵，K3关泵，相当于普通开关。二级双稳并联控制VT2，通过继电器开关水泵。LED7与LED8分别为自停启动和手停启动的指示灯。

　　图中VD5、R11、C6能确保第五级水位电极在水中连续浸约10秒后才使IC1d翻转，避免因水面波动使关泵后第五级水位指示灯无水满指示。VD11阻止C9向IC2d输出端放电，使水位低于第一级水位电极且泵无水时，停泵后能通过C9充得的电压和施密特回差作用，使IC2b较长时间地锁定在关泵状态。VD12、R28、C10、C8、R32起复位作用。当按自停启动钮后，IC2d输出变正时，使IC2a输出一个负脉冲，将C9上的电荷快速放掉，IC2b锁定关泵状态以复位。