水位控制电路和蓄水系统论文和设计

全文摘要

本实用新型适用于自动控制技术领域，提供了一种水位控制电路和蓄水系统。该水位控制电路包括水位检测模块、水泵控制模块、为所述水位检测模块提供直流电的整流模块和至少三个设置在水池内的接点；其中，在水位处于水池内最高位置的接点时，水泵控制模块的常闭触点闭合，同时水位检测模块导通且其常闭触点断开，水泵控制模块断电以使水泵停止工作；在水位处于水池内除最高位置的接点之外的接点时，水泵控制模块的常闭触点断开，同时水位检测模块断开且其常闭触点闭合，水泵控制模块通电以使水泵工作。本实用新型可以自动控制水位，实现自动蓄水，无需操作人员，电路结构简单，控制稳定。

主设计要求

1.一种水位控制电路，其特征在于，包括：水位检测模块、水泵控制模块、为所述水位检测模块提供直流电的整流模块和至少三个设置在水池内的接点；所述水位检测模块与水池内最低位置的接点和最高位置的接点均连接，所述水位检测模块的常闭触点与所述水泵控制模块连接；所述水泵控制模块的常开触点与水泵连接，所述水泵控制模块的常闭触点与水池内除最低位置的接点之外的接点连接；所述整流模块与所述水位检测模块连接；在水位处于水池内最高位置的接点时，所述水泵控制模块的常闭触点闭合，同时所述水位检测模块导通且其常闭触点断开，所述水泵控制模块断电以使水泵停止工作；在水位处于水池内除最高位置的接点之外的接点时，所述水泵控制模块的常闭触点断开，同时所述水位检测模块断开且其常闭触点闭合，所述水泵控制模块通电以使水泵工作，向水池蓄水。

设计方案

1.一种水位控制电路，其特征在于，包括：水位检测模块、水泵控制模块、为所述水位检测模块提供直流电的整流模块和至少三个设置在水池内的接点；

所述水位检测模块与水池内最低位置的接点和最高位置的接点均连接，所述水位检测模块的常闭触点与所述水泵控制模块连接；所述水泵控制模块的常开触点与水泵连接，所述水泵控制模块的常闭触点与水池内除最低位置的接点之外的接点连接；所述整流模块与所述水位检测模块连接；

在水位处于水池内最高位置的接点时，所述水泵控制模块的常闭触点闭合，同时所述水位检测模块导通且其常闭触点断开，所述水泵控制模块断电以使水泵停止工作；

在水位处于水池内除最高位置的接点之外的接点时，所述水泵控制模块的常闭触点断开，同时所述水位检测模块断开且其常闭触点闭合，所述水泵控制模块通电以使水泵工作，向水池蓄水。

2.如权利要求1所述的水位控制电路，其特征在于，所述水位检测模块包括：第一开关元件、开关管、第一电阻、第二电阻和保护负载；所述第一开关元件包括常闭触点；

所述第一开关元件的常闭触点的第一端与所述水泵控制模块连接，所述第一开关元件的常闭触点的第二端与外部电网连接，所述第一开关元件的线圈的第一端与所述整流模块和水池内最高位置的接点均连接，所述第一开关元件的线圈的第二端与所述开关管的集电极连接；

所述开关管的基极通过所述第一电阻与水池内最低位置的接点连接，所述开关管的基极还通过所述保护负载接地，所述开关管的发射极通过所述第二电阻接地。

3.如权利要求2所述的水位控制电路，其特征在于，所述第一开关元件为继电器；

所述继电器的常闭触点的第一端与所述水泵控制模块连接，所述继电器的常闭触点的第二端与外部电网连接，所述继电器的线圈的第一端与所述整流模块和水池内最高位置的接点均连接，所述继电器的线圈的第二端与所述开关管的集电极连接。

4.如权利要求2所述的水位控制电路，其特征在于，所述开关管为NPN型三极管；

所述NPN型三极管的集电极与所述第一开关元件的线圈的第二端连接，所述NPN型三极管的基极通过所述第一电阻与水池内最低位置的接点连接，所述NPN型三极管的基极还通过所述保护负载接地，所述NPN型三极管的发射极通过所述第二电阻接地。

5.如权利要求2所述的水位控制电路，其特征在于，所述保护负载为第三电阻；

所述第三电阻的第一端与所述开关管的基极连接，所述第三电阻的第二端接地。

6.如权利要求1所述的水位控制电路，其特征在于，所述水泵控制模块为接触器；

所述接触器的线圈的第一端与所述水位检测模块的常闭触点连接，所述接触器的线圈的第二端与外部电网连接，所述接触器的常开触点的第一端与外部电网连接，所述接触器的常开触点的第二端与水泵连接；所述接触器的常闭触点的第一端与水池内最高位置的接点连接，所述接触器的常闭触点的第二端与除最低位置的接点之外的接点连接。

7.如权利要求1至6任一项所述的水位控制电路，其特征在于，所述整流模块包括：变压器和整流桥；

所述变压器的一次侧与外部电网连接，所述变压器的二次侧与所述整流桥的输入端连接；所述整流桥的输出端与所述水位检测模块连接。

8.如权利要求1至6任一项所述的水位控制电路，其特征在于，所述水位控制电路还包括：绝缘柱；

所述绝缘柱垂直设置在水池内，与各个接点连接；

各个接点排列在所述绝缘柱上。

9.一种蓄水系统，包括水泵和电源开关，其特征在于，还包括如权利要求1至8任一项所述的水位控制电路；

所述电源开关的第一端与外部电网连接，所述电源开关的第二端与所述水位控制电路连接，用于控制所述外部电网为所述水位控制电路供电；

所述水泵与所述水位控制电路连接。

10.如权利要求9所述的蓄水系统，其特征在于，所述蓄水系统还包括：熔丝；

所述电源开关的第二端通过所述熔丝与所述水位控制电路连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于自动控制技术领域，尤其涉及一种水位控制电路和蓄水系统。

背景技术

为了生活用水方便或抽水灌溉农作物等多种用水需要，常常会建造高位水塔货水池来储水供水，但在很多类似的供水系统中，是通过人工根据水塔中的水位进行合闸抽水，很容易造成停水或抽水时间过长而水满外溢现象，既不方便又容易浪费宝贵的水资源。传统的自动供水系统结构复杂，成本高，控制电路不稳定，容易造成水泵故障与浪费电力的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种水位控制电路和蓄水系统，以解决传统的自动供水系统无法稳定控制水位，结构复杂和成本高的问题。

本实用新型实施例第一方面提供了一种水位控制电路，包括：水位检测模块、水泵控制模块、为所述水位检测模块提供直流电的整流模块和至少三个设置在水池内的接点；

可选的，所述水位检测模块包括：第一开关元件、开关管、第一电阻、第二电阻和保护负载；所述第一开关元件包括常闭触点；

可选的，所述第一开关元件为继电器；

可选的，所述开关管为NPN型三极管；

可选的，所述保护负载为第三电阻；

所述第三电阻的第一端与所述开关管的基极连接，所述第三电阻的第二端接地。

可选的，所述水泵控制模块为接触器；

可选的，所述整流模块包括：变压器和整流桥；

所述变压器的一次侧与外部电网连接，所述变压器的二次侧与所述整流桥的输入端连接；所述整流桥的输出端与所述水位检测模块连接。

可选的，所述水位控制电路还包括：绝缘柱；

所述绝缘柱垂直设置在水池内，与各个接点连接；

各个接点排列在所述绝缘柱上。

本实用新型实施例第二方面提供了一种蓄水系统，包括水泵和电源开关，还包括如实施例第一方面提供的任一项所述的水位控制电路；

所述电源开关的第一端与外部电网连接，所述电源开关的第二端与所述水位控制电路连接，用于控制所述外部电网为所述水位控制电路供电；

所述水泵与所述水位控制电路连接。

可选的，所述蓄水系统还包括：熔丝；

所述电源开关的第二端通过所述熔丝与所述水位控制电路连接。

本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：该水位控制电路主要包括水位检测模块、水泵控制模块、为所述水位检测模块提供直流电的整流模块和至少三个设置在水池内的接点，结构简单，成本低，实现自动控制水位；其中，在水位处于水池内最高位置的接点时，水泵控制模块的常闭触点闭合，同时水位检测模块导通且其常闭触点断开，水泵控制模块断电以使水泵停止工作；在水位处于水池内除最高位置的接点之外的接点时，水泵控制模块的常闭触点断开，同时水位检测模块断开且其常闭触点闭合，水泵控制模块通电以使水泵工作，实现了自动蓄水，无需操作人员，且控制稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的水位控制电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的水位控制电路的电路示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一

参见图1，本实施例提供的一种水位控制电路，包括：水位检测模块100、水泵控制模块200、为水位检测模块100提供直流电的整流模块300和至少三个设置在水池内的接点。水位检测模块100与水池内最低位置的接点O和最高位置的接点A均连接，水位检测模块100的常闭触点J1与水泵控制模块200连接；水泵控制模块200的常开触点C_{1<\/sub>与水泵连接，水泵控制模块200的常闭触点C_{2<\/sub>与水池内除最低位置的接点之外的接点(例如接点A和接点B)连接；整流模块300与水位检测模块100连接。需要说明的是，图1中示出了三个设置在水池内的接点，但本实用新型实施例中并不限于此，在其他实施例中，接点的个数可以为三个、四个或五个以上。}}

具体的，当水池尚未蓄水时，水位检测模块100的常闭触点J_{1<\/sub>闭合，水泵控制模块200通电，其常闭触点C_{2<\/sub>断开，常开触点C_{1<\/sub>闭合，水泵通电后工作向水池加水，水位逐渐升高。由于A、B、O三个接点各自绝缘，因此水位检测模块100未通电，常闭触点J_{1<\/sub>闭合使水泵继续工作。当水位升高到B点时，常闭触点C_{2<\/sub>仍断开，水泵继续工作。}}}}}

在水位处于水池内最高位置的接点A时，水泵控制模块200的常闭触点C_{2<\/sub>闭合，同时水位检测模块100导通且其常闭触点J_{1<\/sub>断开，水泵控制模块200断电以使水泵停止工作。}}

在水位处于水池内除最高位置的接点A之外的接点时，水泵控制模块200的常闭触点C_{2<\/sub>断开，同时水位检测模块100断开且其常闭触点J_{1<\/sub>闭合，水泵控制模块200通电以使水泵工作，向水池蓄水，实现了自动控制水位，无需操作人员，且水位控制稳定。}}

上述水位控制电路中，电路结构简单，成本低；在水位处于水池内最高位置的接点时，水泵控制模块200的常闭触点C_{2<\/sub>闭合，水位检测模块100导通且其常闭触点J_{1<\/sub>断开，水泵控制模块200断电以使水泵停止工作；在水位处于水池内除最高位置的接点之外的接点时，水泵控制模块200的常闭触点C_{2<\/sub>断开，水位检测模块100断开且其常闭触点J_{1<\/sub>闭合，水泵控制模块200通电以使水泵工作，实现了自动蓄水，无需操作人员，且水位控制稳定。}}}}

一个实施例中，参见图2，水位检测模块100包括：第一开关元件J、开关管VT、第一电阻Rb1、第二电阻Re和保护负载Rb2。开关管VT用于控制第一开关元件J的导通，保护负载Rb2对开关管VT的基极和发射极两端电压进行分压，防止漏电现象，保护电路。其中，第一开关元件J包括常闭触点J_1<\/sub>。

具体的，第一开关元件J的常闭触点J_{1<\/sub>的第一端与水泵控制模块200连接，第一开关元件J的常闭触点J_{1<\/sub>的第二端与外部电网连接，第一开关元件J的线圈的第一端与整流模块300和水池内最高位置的接点A均连接，第一开关元件J的线圈的第二端与开关管VT的集电极连接。开关管VT的基极通过第一电阻Rb1与水池内最低位置的接点O连接，开关管VT的基极还通过保护负载Rb2接地，开关管VT的发射极通过第二电阻Re接地。}}

可选的，本实施例的第一开关元件J可以为继电器。继电器是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”，在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

示例性的，继电器的常闭触点J_{1<\/sub>的第一端与水泵控制模块200连接，继电器的常闭触点J_{1<\/sub>的第二端与外部电网连接，继电器的线圈的第一端与整流模块300和水池内最高位置的接点A均连接，继电器的线圈的第二端与开关管VT的集电极连接。}}

可选的，本实施例的开关管VT可以为NPN型三极管。示例性的，NPN型三极管的集电极与第一开关元件J的线圈的第二端连接，NPN型三极管的基极通过第一电阻Rb1与水池内最低位置的接点O连接，NPN型三极管的基极还通过保护负载Rb2接地，NPN型三极管的发射极通过第二电阻Re接地。

可选的，本实施例的保护负载Rb2为第三电阻，使用电阻作为保护负载，成本低，简化电路结构，易更换。示例性的，第三电阻的第一端与NPN型三极管的基极连接，第三电阻的第二端接地。

一个实施例中，参见图2，水泵控制模块200可以为接触器C，接触器C不仅能接通和切断电路，而且还具有低电压释放保护作用，而且接触器C控制容量大，适用于频繁操作控制。

接触器C的线圈的第一端与水位检测模块100的常闭触点J_{1<\/sub>(例如继电器的常闭触点J_{1<\/sub>)连接，接触器C的线圈的第二端与外部电网连接，接触器C的常开触点C_{1<\/sub>的第一端与外部电网连接，接触器C的常开触点C_{1<\/sub>的第二端与水泵连接；接触器C的常闭触点C_{2<\/sub>的第一端与水池内最高位置的接点A连接，接触器C的常闭触点C_{2<\/sub>的第二端与除最低位置的接点O和最高位置的接点A之外的接点连接。}}}}}}

一个实施例中，参见图2，整流模块300可以包括：变压器L和整流桥Q。变压器L将接收的外部电网的交流电转变为直流电输入到整流桥Q，整流桥Q对直流电进行滤波输入到水位检测模块100，为水位检测模块100供电。变压器L的一次侧与外部电网连接，变压器L的二次侧与整流桥Q300的输入端连接；整流桥Q300的输出端与水位检测模块100(例如继电器的线圈)连接。

应理解，本实施例对整流模块300的具体结构不做限定，整流模块300还可以为其他可以实现整流的电路或装置，例如可以为整流器等集成装置，以简化电路结构。

可选的，水位控制电路还可以包括：绝缘柱400。绝缘柱400用于对各个接点进行绝缘，使得各个接点之间通过水进行导电，实现水位的检测。具体的，绝缘柱400垂直设置在水池内，与各个接点连接，各个接点排列在绝缘柱400上。

具体的，结合图2对水位控制电路的具体工作流程进行说明，如下：

当水池尚未蓄水时，继电器的常闭触点J_{1<\/sub>闭合，接通电源后接触器C通电，其常开触点C_{1<\/sub>闭合，常闭触点C_{2<\/sub>断开，水泵电动机运转使水泵工作，向水池加水，水位逐渐升高。由于接点A、接点B和接点O安装在绝缘柱400上各自绝缘，因此NPN型三极管的基极没有偏置电流，处于截止状态，继电器仍未通电，继电器的常闭触点J_{1<\/sub>闭合，水泵继续工作。当水位升高到接点B时，常闭触点C_{2<\/sub>仍断开，电路状态仍无变化水泵继续工作。}}}}}

当水位升高到A点时，水池已满。由于水有导电性能，所以使接点A和接点O接通，NPN型三极管的基极有偏置电流，NPN型三极管导通，NPN型三极管的集电极电流很大，继电器通电，其常闭触点J_{1<\/sub>断开，从而使接触器C断电，切断水泵电源停止加水，实现水满自动停机，同时C的常闭触点C_{2<\/sub>闭合。}}

若水池中的水位因用水而下降，只要未降到接点B位置，则NPN型三极管仍处于饱和导通状态，水泵均不工作，直到水位降到接点B以下时，NPN型三极管的基极回路被切断，继电器断电，常闭触点J_{1<\/sub>闭合，接触器C通电，常开触点C_{1<\/sub>闭合，常闭触点C_{2<\/sub>断开，水泵工作给水池加水，无需操作人员，实现了自动加水的稳定控制。}}}

上述实施例中，电路主要包括水位检测模块、水泵控制模块、为所述水位检测模块提供直流电的整流模块和至少三个设置在水池内的接点，结构简单，成本低，实现自动控制水位；其中，在水位处于水池内最高位置的接点时，水泵控制模块的常闭触点闭合，同时水位检测模块导通且其常闭触点断开，水泵控制模块断电以使水泵停止工作；在水位处于水池内除最高位置的接点之外的接点时，水泵控制模块的常闭触点断开，同时水位检测模块断开且其常闭触点闭合，水泵控制模块通电以使水泵工作，实现了自动蓄水，无需操作人员，电路结构简单，且控制稳定。

实施例二

基于上述实施例一，本实施例提供了一种蓄水系统，包括水泵和电源开关HK，还包括上述实施例一提供的任一项所述的水位控制电路，也具有上述任一种所述的水位控制电路的有益效果。

电源开关HK的第一端与外部电网连接，电源开关HK的第二端与所述水位控制电路连接。电源开关HK用于控制外部电网为水位控制电路供电；水泵与所述水位控制电路连接。

可选的，蓄水系统还可以包括熔丝RD；电源开关HK的第二端通过熔丝RD与水位控制电路连接，熔丝RD可以防止电源电压过大，烧坏器件，损坏电路。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包括在本实用新型的保护范围之内。

设计图

水位控制电路和蓄水系统论文和设计

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主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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