[发明专利]控制信号采自大地的水位控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及自动控制领域，尤其涉及控制信号采自大地的交流式水位控制方法及装置。

背景技术

水位控制方法及装置涉及一种广泛用于工农业生产，以及生活领域的容水装置的方法及装置，尤其涉及用于太阳能热水器、电热水器、燃气热水器以及屋顶水箱的自动控制方法及装置。

现有的水位控制方法及装置主要分为以下两种：

一、浮子干簧管式：

浮子干簧管式水位控制方法及装置的工作原理是：带磁性的浮子随水位的高/低而相应上升/下降，磁性浮子的上升/下降又带动干簧管的闭合/断开，从而实现对水位的自动控制。浮子干簧管式水位控制方法及装置存在因其原理和结构而形成的固有缺点：1、引导磁性浮子作升/降机械运动的机械构件长期浸泡在液体中，受其中的腐蚀物侵蚀而恶化，例如受藻类和悬浮物的侵蚀而结垢，磁性浮子由于形成于其上的结垢阻挡而失灵，浮子干簧管式水位控制方法及装置也随之失灵。当浮子干簧管式水位控制方法及装置发生这种控制失灵的情况时，在工业循环水、环保水处理、屋顶水箱等领域尤为严重。2、磁性浮子、干簧管仅是控制器中的水位传感部件，还必须额外附加控制电路才能实现其控制功能。因此，浮子干簧管式水位控制方法及装置成本高，不适于很多对于价格敏感的应用领域。

二、直流电子式：

直流电子式水位控制方法及装置的工作原理是：市政供电的AC220V、50HZ的交流电经变压器降压、整流电路整流后变换成直流电，该直流电经由插入液体中的正、负电极在水中产生直流电流。通过电极被水浸没时，有直流电流；电极露出水面时，无直流电流两种不同的状态来达到自动控制水位的目的。此种水位控制方法及装置的优点是结构简单、安装方便、造价低，但存在严重的缺点：由于水中流动的是直流电流，因此，电镀效应明显，正电极易于被腐蚀、而负电极易于结垢，使用寿命短，可靠性低。文献：《实用电子电路200例》，张庆双等编著，机械工业出版社，2003年版，第151-160页所介绍的七款水位控制方法及装置，均属此类直流电子式水位控制方法及装置，而目前现有的直流电子式水位控制方法及装置无法克服因其使用直流电而带来的这一缺陷。

另外，上述两种形式的水位控制方法及装置均不能检测容器中的水是否安全接地，因此，用于屋顶水箱时，存在遭雷击的危险；用于电热水器等电加热容器中时，存在遭电击的危险。

发明内容

本发明就是针对现有技术的不足，利用将液体用导体接地、控制信号采自地线来提供一种交流式水位控制方法及装置。本发明主要用于水位控制，也可以用于其他液体的液位控制。

一种控制信号采自大地的水位控制装置，包括接地电极，第一、第二降压电路，整流电路，滤波稳压电路，执行电路，信号保持电路，信号采集及交流平衡电路，其特征在于：

信号采集及交流平衡电路由信号二极管、平衡二极管、信号门槛电阻及平衡门槛电阻组成；

信号保持电路由第十一电阻、第十二电阻、第五电容、第六电容组成；

信号门槛电阻与信号二极管串联后一端与高水位电极连接、另一端即信号二极管的负极端分别与第五电容、第六电容及第十一电阻连接；平衡门槛电阻与平衡二极管串联后，一端即平衡二极管的正极端与线路地连接、另一端与高水位电极连接；当AC220V负半周时，信号二极管正向偏置，平衡二极管反向偏置；当AC220V正半周时，信号二极管反向偏置，平衡二极管正向偏置；

第一降压电路的一端与电路L线连接、另一端与整流电路连接；第二降压电路的一端与电路N线连接、另一端与整流电路连接；整流电路的输出端接滤波稳压电路；滤波稳压电路的输出端接执行电路；信号采集及交流平衡电路的一端接高水位电极及第二执行开关、另一端接信号保持电路；信号保持电路的输出端接执行电路；

所述的整流电路、滤波稳压电路、执行电路、信号保持电路、信号采集及交流平衡电路均与线路地线相连接；

所述接地电极的一端连接大地，另一端伸入水体中。

一种采用上述控制信号采自大地的水位控制装置实现的水位控制方法，其特征在于：

AC220V电源供电经L线的第一降压电路、N线的与L线对称的第二降压电路输入，再经整流电路整流，滤波稳压电路稳压后，为后级执行电路提供稳定的直流电压；

当容器中的水位低于低水位时，高水位电极和低水位电极均露出水面，第一执行开关闭合、第二执行开关断开，负载泵与AC220V接通，泵得电起动泵水，水位逐渐上升，当到达高水位时，高水位电极被水浸没，第一执行开关断开、第二执行开关闭合，负载泵失电而停止泵水，水位就被控制在高水位处；