[发明专利]一种基于数字逻辑电路的水位自动检测及补充的电路装置

说明书

本发明公开了一种水位检测及控制电路，其利用施密特触发器中上下限阈值电压对应检测容器的上下线水位，使水位达到上限时终止注水，低于下限时自动注水，可以方便的通过换接电阻达到调节上下线水位的功能，结构简单，成本低廉。

技术领域

本发明为水位自动检测及补充技术领域,具体而言为一种基于数字逻辑电路实现水位自动检测及补充的电路装置。

背景技术

在当前的工业生产、水产养殖或高层建筑生活供水等领域，经常需要对水箱或存储工业试剂的容器进行实时的水位检测，当水位低于最低水位线时进行注水以将水位维持在一定的高度范围内。当前，随着电子技术的发展，已经实现了对水位进行自动监测并自动注入的水位维持系统，但仍有不尽人意之处。首先是成本不够低廉；其次，当随着生产数据或水产养殖数据的改变需要对水箱或鱼池等的上下线水位进行改动时，需要先进行排干，然后将至于其内部的传感器等采样开关装置按照上下线水位的要求进行安置高度的改动，这在一些大型水箱或鱼池的应用中比较麻烦。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种实时水位检测及控制电路及其设计方法，其利用数字逻辑电子技术中施密特触发器的上下线阈值电压的巧妙设定，实现对所检测容器上下线水位的检测和自动维持，成本低廉，功耗极小；同时，当所检测水箱或容器的上下线水位需要调整时，可以方便的仅通过对施密特触发器中电阻的简单更换即可实现相应的对新的上下线水位的匹配，而无需排干水箱，使用方便。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种水位检测及控制电路，包含水压传感器，施密特触发器，电开关，水泵或水闸回路，其中所述水压传感器置于检测水箱或容器的底部，其将因水位变化而造成的水压变化转化成相应的电压信号输出；所述施密特触发器的信号输入端与水压传感器的信号线相连接，其上下限阈值电压被设置为水压传感器在水位位于上限值和下限值时所对应的输出信号电压，施密特触发器的信号输出端与电开关连接以控制电开关的导通或关闭；所述电开关串接在水泵或水闸的回路中；施密特触发器及电开关均置于水箱外部。

进一步地，所述施密特触发器的信号输入端与水压传感器的信号线相连接，可以为施密特触发器的信号输入端与输出信号为电压的电压输出型水压传感器的信号线连接,也可以为施密特触发器的信号输入端与输出信号为电流的电流输出型水压传感器串接一采样电阻后的电阻的采样电压线相连接。

进一步地，所述施密特触发器为基本的CMOS门电路构成的施密特触发器,即所述施密特触发器由两个非门和两个电阻构成，第一个电阻串接在第一个非门的输入端，第二个非门的输入端与第一个非门的输出端相连，第二个电阻一端接在第一个非门的输入端，另一端接在第二个非门的输出端上，第一个非门的输入端经过串接的所述第一个电阻引出的导线作为施密特触发器的输入端，第二个非门的输出端作为施密特触发器的输出端。

进一步地，所述施密特触发器上下限阈值电压为：当水位位于上线水位和下线水位所对应的输出信号电压分别为V_T+和V_T-时,设定施密特触发器内非门门槛电压V_TH的值为(V_T++V_T-)/2,利用施密特触发器供电电压V_DD与V_TH之间的算术关系V_DD=2V_TH计算出的V_DD;电阻R₁/R₂比值设定为(V_T++V_T-)/2V_TH,在上述V_DD和电阻R₁/R₂比值的情况下施密特触发器对应的上下限阈值电压的值。

进一步地，所述电开关为继电器。