全文摘要
本实用新型提供一种液位控制系统教学演示装置，属于教学辅助工具领域，包括设在低位的储水箱、设在高位的与所述储水箱连通的演示箱、以及控制所述储水箱内的水输送到演示箱内的控制组件；所述控制组件包括手动进水单元、定时进水单元以及全自动进水单元。本实用新型提供的液位控制系统教学演示装置，可以实现人工注水、循环定时注水以及全自动恒定液位区间注水过程的演示，使学生能够更直观地了解控制过程。
主设计要求
1.一种液位控制系统教学演示装置，其特征在于，包括设在低位的储水箱、设在高位的与所述储水箱连通的演示箱、以及控制所述储水箱内的水输送到演示箱内的控制组件；所述控制组件包括手动进水单元、定时进水单元以及全自动进水单元。
设计方案
1.一种液位控制系统教学演示装置，其特征在于，包括设在低位的储水箱、设在高位的与所述储水箱连通的演示箱、以及控制所述储水箱内的水输送到演示箱内的控制组件；所述控制组件包括手动进水单元、定时进水单元以及全自动进水单元。
2.根据权利要求1所述的液位控制系统教学演示装置，其特征在于，所述储水箱通过输水管路与演示箱连通，所述输水管路上设有与所述控制组件电连接的输送泵。
3.根据权利要求2所述的液位控制系统教学演示装置，其特征在于，所述控制组件为内部设有控制器的电控箱，所述控制器与所述输送泵电连接，所述电控箱上设有手动进水单元、定时进水单元以及全自动进水单元。
4.根据权利要求3所述的液位控制系统教学演示装置，其特征在于，所述手动进水单元包括分别与所述控制器电连接的手动进水模式选择按钮和手动进水模式控制按钮。
5.根据权利要求3所述的液位控制系统教学演示装置，其特征在于，所述定时进水单元包括用于控制输送泵启动的定时进水模式控制按钮，以及用于控制输送泵间歇工作的时间继电器，所述定时进水模式控制按钮、时间继电器均与控制器电连接。
6.根据权利要求3所述的液位控制系统教学演示装置，其特征在于，所述全自动进水单元包括用于控制输送泵启动的全自动进水模式控制按钮、用于设定目标水位的调节旋钮、以及用于实时监测演示箱内水位的测距仪，所述全自动进水模式控制按钮、调节旋钮以及测距仪均与控制器电连接。
7.根据权利要求6所述的液位控制系统教学演示装置，其特征在于，所述测距仪设置在演示箱的顶部。
8.根据权利要求3所述的液位控制系统教学演示装置，其特征在于，所述电控箱上还设有用于显示当前工作状态和演示箱内液位的显示屏。
9.根据权利要求1或2所述的液位控制系统教学演示装置，其特征在于，所述演示箱的顶部开有溢流口，所述溢流口通过输水管与储水箱连通。
10.根据权利要求9所述的液位控制系统教学演示装置，其特征在于，所述演示箱的底部还开有排水口，所述排水口的出水端与储水箱的开口对应设置。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于教学辅助工具领域，具体涉及一种液位控制系统教学演示装置。
背景技术
高中通用技术课程是一门立足于实践的新兴课程，作为一门年轻的学科，教学辅助工具极为匮乏，对于一些现有的教学工具，也存在很多不足。例如，针对相关课程标准中涉及到的“控制与设计”的教具就存在以下问题：1、教具功能单一，不能同时实现人工控制系统、自动控制系统、开环控制系统、闭环控制系统的演示；2.演示教具不直观、操作不简洁，可操作性不强。
实用新型内容
针对上述技术背景，本实用新型提供一种液位控制系统教学演示装置，可以实现人工注水、循环定时注水以及全自动恒定液位注水过程的演示，使学生能够更直观地了解控制过程。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种液位控制系统教学演示装置，包括设在低位的储水箱、设在高位的与所述储水箱连通的演示箱、以及控制所述储水箱内的水输送到演示箱内的控制组件；所述控制组件包括手动进水单元、定时进水单元以及全自动进水单元。
其中，所述储水箱通过输水管路与演示箱连通，所述输水管路上设有与所述控制组件电连接的输送泵。
在一个实施例中，所述控制组件为内部设有控制器的电控箱，所述控制器与输送泵电连接，所述电控箱上设有手动进水单元、定时进水单元以及全自动进水单元。
优选地，所述手动进水单元包括分别与所述控制器电连接的手动进水模式选择按钮和手动进水模式控制按钮。
优选地，所述定时进水单元包括用于控制输送泵启动的定时进水模式控制按钮，以及用于控制输送泵间歇工作的时间继电器，所述定时进水模式控制按钮、时间继电器均与控制器电连接。
优选地，所述全自动进水单元包括用于控制输送泵启动的全自动进水模式控制按钮、用于设定目标水位的调节旋钮、以及用于实时监测演示箱内水位的测距仪，所述全自动进水模式控制按钮、调节旋钮以及测距仪均与控制器电连接。
更优选地，所述测距仪设置在演示箱的顶部。
优选地，所述电控箱上还设有用于显示当前工作状态和演示箱内液位的显示屏。
其中，所述演示箱的顶部开有溢流口，所述溢流口通过输水管与储水箱连通。
优选地，所述演示箱的底部还开有排水口，所述排水口的出水端与储水箱的开口对应设置。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型提供的液位控制系统教学演示装置，可以实现人工注水、循环定时注水以及全自动恒定液位注水过程的演示，使学生能够更直观地了解控制过程；2、本实用新型的控制箱上设有手动进水模式选择按钮、手动进水模式控制按钮、时间继电器，定时进水模式控制按钮、全自动进水模式控制按钮以及调节旋钮，方便使用者切换控制系统的工作状态以及对控制参数进行设定；3、本实用新型的控制箱上设有用于显示当前工作状态和演示箱内液位的显示屏，便于使用者观察控制系统的工作情况；4、本实用新型的演示箱底部设有排水口，便于使用者演示水箱内水的消耗；顶部设有溢流口计，可防止演示箱水满溢出带来的问题。
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，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本实用新型实施例中液位控制系统教学演示装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中液位控制系统教学演示装置的电路连接示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
为了解决现有控制系统演示教具存在的功能单一的问题，本实施例提供一种液位控制系统教学演示装置，包括设在低位的储水箱1、设在高位的与所述储水箱1连通的演示箱2、以及控制所述储水箱1内的水输送到演示箱2内的控制组件；所述控制组件包括手动进水单元、定时进水单元以及全自动进水单元。
在本实施例中，如图1所示，为了实现储水箱1位于低位，演示箱2位于高位，可以将储水箱1放置在地面上，而将演示箱2放置在置物架4上，其中，所述演示箱2的顶部开有注水口，所述注水口上设有注水管501，所述储水箱1的底部设有输送泵6，所述输送泵6的出水端连通有输水管路502，所述输水管路502的顶端与所述注水管501连接以将储水箱1与演示箱2连通，这样可以将储水箱1内的水输送到演示箱2内。为了防止演示箱2内的水满溢流，所述演示箱2的顶部开有溢流口，所述溢流口上连通有溢流管503，所述溢流管503的底端延伸到储水箱1内以将溢出的水引导至储水箱1内；所述演示箱2的底部还开有排水口，所述排水口上设有带阀门的排水管504，所述排水管504的出水端与储水箱1的开口对应设置，可以通过排水管504演示演示箱2内水的消耗。
在本实施例中，如图1所示，所述控制组件为内部设有控制器的电控箱3，所述控制器为Arduino控制板，且所述控制器与输送泵6电连接以控制输送泵动作；为了提高控制系统工作的稳定性，电控箱3采用强弱电分离设计；所述电控箱3上设有手动进水单元、定时进水单元以及全自动进水单元以对多种控制模式进行模拟。
其中，所述手动进水单元包括分别与所述控制器电连接的手动进水模式选择按钮301和手动进水模式控制按钮302；当进行手动进水模式演示时，按下手动进水模式控制按钮302，控制器接收到信号后控制启动输送泵6进行水流输送。
所述定时进水单元包括用于控制输送泵6启动的定时进水模式控制按钮311，以及用于控制输送6泵间歇工作的时间继电器312，所述时间继电器312为循环时间继电器，所述定时进水模式控制按钮311、时间继电器312均与控制器电连接；当进行定时进水模式演示时，先在时间继电器312上设定输送泵6工作时间和输送泵6停止时间，然后按压定时进水模式控制按钮311，控制器接收到信号后启动输送泵6进行水流输送，当时间继电器312上设定的工作时间结束后，输送泵6则停止工作，停止时间为时间继电器6上设定的停止时间，当停止时间结束后，输送泵6又重新开始工作，如此循环进行水流的输送。例如，在实际中，可以设定工作时间为5s，停止时间为10s，则输送泵6工作5s后就会停止输送10s，10s后输送泵则又开始工作5s、停止工作10s，如此循环。
所述全自动进水单元包括用于控制输送泵6启动的全自动进水模式控制按钮321、用于设定目标水位的调节旋钮322、以及用于实时监测演示箱内水位的测距仪323，所述全自动进水模式控制按钮321、调节旋钮322以及测距仪323均与控制器电连接；当进行全自动进水模式演示时，先通过调节旋钮322设定目标水位，然后按压全自动进水模式控制按钮321，控制器接收到信号后控制输送泵6进行水流输送并保持演示箱2内的水位恒定。在具体使用中，测距仪323可以选择为超声波测距仪，为了避免测距仪323与水接触而影响使用寿命，可以将所述测距仪323设置在演示箱2的顶部。
需要说明的是，在手动进水模式、定时进水模式演示中，同样可以用所述测距仪323检测演示箱2内的液位，为了方便使用者观察当前控制组件的工作状态，所述电控箱3上还设有用于显示当前工作状态和演示箱2内液位的显示屏331，所述电控箱3上还设有用于显示输送泵6工作状态的指示灯332和显示各个模式工作的指示灯。
本实用新型的工作原理是：如图2所示，220V交流电通过S-25-12开关电源降压整流为12V直流电，并为Arduino控制板、DH48S-S时间继电器312和MB-102电源模块供电。MB-102电源模块将12V直流电降压到5V，为12864LCD显示屏331、HC-SR04超声波模块(即测距仪323)和2路继电器模块供电，HC-SR04超声波模块将液位信号传递给Arduino控制板，并通过12864LCD显示屏331实时显示当前液位。
当压触S1(手动进水模式选择按钮301)时，LED1亮起，LED2、LED3熄灭，Arduino控制板控制电路工作状态为手动进水模式，12864LCD显示屏显示“手动进水模式”和当前液位。此时若接通S4(即手动进水模式控制按钮302)，Arduino控制板控制2路继电器模块中的第1路吸合导通，输送泵6工作，LED4(即指示灯332)亮起。此时若断开S4，Arduino控制板控制2路继电器模块中的第1路断开，输送泵6停止工作，LED4熄灭。
当压触S2(即定时进水模式控制按钮311)时，LED2亮起，LED1、LED3熄灭，Arduino控制板控制电路工作状态为定时进水模式，12864LCD显示屏331显示“定时进水模式”和当前液位。Arduino控制板同时还控制2路继电器模块中的第2路吸合导通，DH48S-S时间继电器312工作。DH48S-S时间继电器312根据设定的时间控制2路继电器模块中的第2路导通或断开状态，从而控制输送泵6工作与否，以及LED4的亮灭。
当压触S3(即全自动进水模式控制按钮321)时，LED3亮起，LED1、LED2熄灭，Arduino控制板控制电路工作状态为全自动进水模式，12864LCD显示屏331显示“全自动进水模式”、目标水位和当前液位。Arduino控制板同时还根据目标水位和当前水位的关系来控制2路继电器模块中的第2路导通或断开状态，从而控制输送泵6工作与否，以及LED4的亮灭。
应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920034855.4
申请日:2019-01-09
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:35(福建)
授权编号:CN209311918U
授权时间:20190827
主分类号:G05D 9/12
专利分类号:G05D9/12
范畴分类:40E;31H;
申请人:陈磊
第一申请人:陈磊
申请人地址:350000 福建省福州市晋安区福莲花苑8座802单元
发明人:陈磊
第一发明人:陈磊
当前权利人:陈磊
代理人:伍兵
代理机构:32266
代理机构编号:苏州中合知识产权代理事务所（普通合伙）
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计