[实用新型]控制信号采自大地的水位控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及自动控制领域，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

本实用新型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。本实用新型主要用于水位控制，也可以用于其他液体的液位控制。 

本实用新型提供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，其中： 

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。 

本实用新型实现上述目的的技术方案如图1所示，技术特征是：第一降压电路10的一端与L线连接、另一端与整流电路30连接；第二降压电路20的一端与N线连接、另一端与整流电路30连接；整流电路30的输出端接滤波稳压电路40、滤波稳压电路40的输出端接执行电路50。信号采集及交流平衡电路70的一端接高水位电极AH及第二执行开关K2、另一端接信号保持电路60；信号保持电路60的输出端接执行电路50。 

所述的整流电路30、滤波稳压电路40、执行电路50、信号保持电路60、信号采集及交流平衡电路70均与线路“地”相连接。 

在叙述图1方案之前，首先应注意到市政输电网在进入用户之前，已将中线N线良好的接大地。因此，若将容器100中的水通过接地电极AW与大地相连接，就相当于接地电极AW通过其与N线之间的大地电阻RE与N线相连接。只要设计适当的电路，就可以从大地中采集到控制水位所需的控制信号。 

市政AC220V交流电在图1所示的方案中有两个输入端口：第一个为由L线、N线组成的显性输入端口：AC220V交流电经L线的第一降压电路10、N线的与L线对称的第二降压电路20输入，再经整流电路30整流，滤波稳压电路40滤波稳压后，为后级执行电路50提供稳定的直流电压。第二个为由大地和L线组成的隐形输入端口。显性输入端口和隐形输入端口的公共线是L线。隐形输入端口的主要任务是从大地中采集控制水位所需的50HZ控制信号。其采集信号的过程为：