水位控制器論文

1、繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：水位控制器設(shè)計(jì)院、系（站）：渭南工業(yè)學(xué)校函授站學(xué) 科 專 業(yè)： 應(yīng)用電子技術(shù) 學(xué) 生： 王 芳 指 導(dǎo) 老 師： 王 桂 芳 2012年12月繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：水位控制器設(shè)計(jì)摘 要介紹了水箱水位控制中一種新型的實(shí)用電路。它是采用數(shù)字電路與模擬電路相結(jié)合、集成電路與分立元件相結(jié)合的方法，通過紅外光電傳感器將水箱水位的高低信號(hào)轉(zhuǎn)換成開關(guān)數(shù)字信號(hào)，然后在控制電路和驅(qū)動(dòng)電路的作用下實(shí)現(xiàn)對(duì)水箱水位的自動(dòng)控制和故障報(bào)警。該電路具有簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定可靠，容易實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，適用于城鎮(zhèn)居民樓房，特別是農(nóng)村住宅樓房生活用水水箱的水位自動(dòng)控制。 關(guān)鍵詞：水箱水位 自動(dòng)

2、控制 故障報(bào)警目 錄緒論1第一章 任務(wù)與要求2第二章 水位控制器的概念和特點(diǎn)32-1水位控制器的概念32-2水位控制器的特點(diǎn)3第三章 水位控制器的分類43-1浮球式43-2 目測(cè)式(直讀式)53-3 機(jī)械式73-4 壓力式83-5 電容式8第四章 水位控制器設(shè)計(jì)方案114-1方案一 自動(dòng)控制水泵機(jī)114-1-1電路圖114-1-2工作原理124-2方案二 簡(jiǎn)單的水位控制器154-3-1電路圖154-3-2工作原理16結(jié)束語17致 謝18參考文獻(xiàn)19緒 論在以大量運(yùn)用現(xiàn)代化的社會(huì)中，各種感應(yīng)(測(cè))器的發(fā)明與使用大幅地改變了我們的世界，日常生活中的抽水馬桶便是利用浮球開關(guān)水位控制的最好例子。浮球式

3、水位控制器的原理不但很簡(jiǎn)單且材料也很低廉，但利用浮球開關(guān)所做的水位控制器也有缺點(diǎn)，其浮球連桿的支點(diǎn)常故障且容易生銹腐蝕，經(jīng)人們改善后，工業(yè)已制作出壓力式、直讀式、機(jī)械式、微波式、重量式、重錘式、輻射線式、電容式、電極式、超音波式等水位控制電路系統(tǒng)；化學(xué)工廠，鋼鐵工廠、面粉工廠、飼料工廠、水泥工廠等工業(yè)可用使得生產(chǎn)得以自動(dòng)化。本專題之主要目的在于協(xié)助本科新成立之感測(cè)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)適合教學(xué)之感測(cè)系統(tǒng)，使學(xué)子們能熟悉類比式水位控制回路系統(tǒng)，使用三支水位感測(cè)電極棒，來感測(cè)出水位高低并且將訊號(hào)傳送到控制器中，再利用繼電器接收訊號(hào)，并啟動(dòng)光電感應(yīng)器與電磁閥，以達(dá)成水位控制目的。經(jīng)由操作本系統(tǒng)后，可以了解到家庭

4、中的浮球式抽水馬桶與本系統(tǒng)有何差別，并且可使學(xué)子們從系統(tǒng)中得知電子組件的特性。為了讓教學(xué)上有更好的效果，本專題設(shè)計(jì)了直立式廣告牌，使老師授課時(shí)可以方便說明，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)子們之學(xué)習(xí)興趣。第一章 任務(wù)與要求1接通電源后，若水箱中無水，水箱進(jìn)水，水位上升到正常水位。2當(dāng)用戶開始用水時(shí)，水箱內(nèi)水位不斷下降，一旦水位低于低水位，電磁閥開始新一輪供水工作，周而復(fù)始。3在上述工作過程中，若出現(xiàn)低水位不能正常供水的情況，電路報(bào)警，提醒用戶引起注意，在進(jìn)水過程中，若水位超過了高水位，后級(jí)報(bào)警電路同樣會(huì)發(fā)出報(bào)警訊響。第二章 水位控制器的概念和特點(diǎn)2-1水位控制器的概念 全自動(dòng)水位控制器是專門針對(duì)現(xiàn)有水塔、高位水箱

5、設(shè)計(jì)生產(chǎn)的配套供水系統(tǒng)，其工作原理是通過水塔或高位水箱內(nèi)水位的水位自動(dòng)控制水泵的工作狀態(tài)。即：當(dāng)水位達(dá)預(yù)先設(shè)定的上限時(shí)，水泵自動(dòng)關(guān)閉，而當(dāng)水位達(dá)到預(yù)先設(shè)定的下限時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)水泵，一直到水位升高到上限時(shí)水泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)。這可使水塔或高位水箱保持一定的水位，同時(shí)達(dá)到無人操作的目的。 它有置于水箱中并與水箱連接的管狀體，管狀體下部有進(jìn)水口與水箱相通，上部管口有外螺紋與夾緊螺母的內(nèi)螺紋連接，管狀調(diào)節(jié)體下端插入管狀體上端內(nèi)，管狀調(diào)節(jié)體內(nèi)有能上下移動(dòng)的水浮球，管狀調(diào)節(jié)體上部壁上有排水孔，頂端有隔水橡膠膜密封，膜上方有微動(dòng)開關(guān)，微動(dòng)開頭的A、C兩個(gè)接線端與水泵電源開關(guān)和水泵串聯(lián)于電源線路，水泵出水口與水箱間有管

6、道連接。 2-2水位控制器的特點(diǎn) 主要應(yīng)用于太陽能熱水器的溫度溫差?？販鼐雀撸垢蓴_能力強(qiáng)，自由設(shè)定兩溫區(qū)的溫差啟動(dòng)及溫差停止的參數(shù)，及自動(dòng)加熱的溫度設(shè)定值，自帶水位檢測(cè)控制。兩路傳感器帶自檢功能，溫度誤差帶修正功能（兩溫區(qū)各獨(dú)立校正），強(qiáng)大的控制功能，便于用戶使用。第三章 水位控制器的分類3-1浮球式以往，一般家庭所用之水位自動(dòng)控制器，皆為如3-1-1(a)(b)所示之浮球開關(guān)。水位低時(shí)浮球開關(guān)的接點(diǎn)閉合，抽水機(jī)抽入水塔，水位高時(shí)，接點(diǎn)打開，抽水機(jī)停止抽水。其動(dòng)作情形如下：1.當(dāng)水位低于L時(shí)，浮球B與浮球A兩者之重量和使接點(diǎn)閉合，電路接通，抽水機(jī)抽水入水塔。 2.水位高達(dá)L后，雖然浮球B隨

7、著水面上浮，但是浮球A的重量使接點(diǎn)保持閉合，因此抽水機(jī)繼續(xù)抽水。 3.水位升高至H后，浮球A亦隨著水面上浮，則浮球A及B均不加重量于接點(diǎn)，接點(diǎn)靠彈簧的力量打開。 4.當(dāng)打開水龍頭用水，而使水塔的水面降至H以下L以上時(shí)，雖然浮球A對(duì)接點(diǎn)施以重力，但浮球B還浮于水面上（被水托?。?，因此接點(diǎn)保持打開。 5.直至水位低于L時(shí)，浮球A與浮球B之重量和使接點(diǎn)閉合，使抽水機(jī)再度過電抽水。 (a)浮球開關(guān)之實(shí)體圖 (b) 浮球開關(guān)之原理圖圖3-1-1 浮球開關(guān)3-2 目測(cè)式(直讀式) 目測(cè)式液位感測(cè)器是目前市面上最簡(jiǎn)單的。如圖3-2-1，而在工業(yè)中，量測(cè)時(shí)， 插入一根桿子(附有刻度)于容器中，然后拔出之后，在

8、觀察桿子上的刻度?；蛘呃糜锌潭鹊娜萜髦苯佑^察，如圖3-2-2。此方式與本專題制作的涵意相似，都是為了讓人們能直接了解液位的高低。 圖3-2-1 目測(cè)式液位傳感器 圖3-2-2 目測(cè)式液位傳感器目測(cè)式液位量測(cè)中還有兩種，(a)置換式，(b)帶球式。如圖3-2-3，置換式是采用阿基米德原理，利用一物體在水中減少的重量，等于它排開液體體積之重量。如3-2-4，帶球式則是利用浮球在液面上，且由一條帶子綁住，帶子的尾端就是指出器，當(dāng)液面升高時(shí)，帶子會(huì)使指針往下移。在這幾種的液位控制告訴本專題以簡(jiǎn)單的方式及利用清楚的容器展現(xiàn)出水位高低會(huì)有何改變。圖3-2-3 置換式 圖3-2-4 帶球式3-3 機(jī)械式如

9、圖3-3-1，利用浮球做液位的偵測(cè)器再結(jié)合杠桿原理來控制入水口的啟閉。并且將連桿與控制電路連線組成一套回路。從此回路中本專題得知利用電磁閥也可以有如上的效果。電磁閥是運(yùn)用電磁鐵的吸引力，使閥瓣切換，作為水的控制。圖3-3-1 機(jī)械式液位控制器3-4 壓力式如圖3-4-1，利用裝置在容器右下方的壓力感測(cè)器來檢測(cè)流體的靜止壓力，因?yàn)橐后w的高度等于被液體所分配的壓力。此種方式應(yīng)用水的壓力來得到數(shù)值，但卻無法讓學(xué)子們親自觀察到水壓的變化，故本專題利用透明的容器呈現(xiàn)水的高低位置，及利用有刻度的容器將水位的高低展示出來，好讓學(xué)子們知道其過程。 圖3-4-1 壓力式液位控制器3-5 電容式利用檢出對(duì)象和空氣

10、的介電系數(shù)不同，而用電極將設(shè)定位準(zhǔn)以電容的變化而檢出。電容值的變化可經(jīng)由一個(gè)振蕩器及AC電橋測(cè)出經(jīng)電子電路變換成電流或電壓信號(hào)。電容式液位控制最適用于工業(yè)用水、化學(xué)純水的液位控制、飼料漏斗內(nèi)的食物、汽油、柴油、NH3等器爆性物質(zhì)、塑化原料等。電容式液位控制因大部份使用在高危險(xiǎn)性的工業(yè)上，及衛(wèi)生性高的工廠。故此在成本上當(dāng)然也相對(duì)的增加，但電容式卻為大眾提高了安全性的生活。 表1-1 各式水位控制之綜合比較名稱：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：浮球式簡(jiǎn)便、廉價(jià)支點(diǎn)容易銹蝕、易故障、精確度低。目測(cè)式簡(jiǎn)便、廉價(jià)無法記錄、不適合做控制連線、精確度低。機(jī)械式簡(jiǎn)便、可做控制連線。支點(diǎn)容易銹蝕、易故障、精確度低。壓力式可做控制連

11、線、簡(jiǎn)便。成本較高、無法觀察及記錄。電容式可做控制連線、可觀察、可記錄。成本較高、較復(fù)雜。致 謝本研究及學(xué)位論文是在我的導(dǎo)師王老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，王老師都始終給予我細(xì)心的指和不懈的支持。兩年多來，王老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向王老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 在此，我還要感謝在一起愉快的度過的全部高應(yīng)電的同學(xué)，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。特別感謝我的好朋友，她對(duì)本課題做了不少工作，給予我不少的