全自动水位控制器

在日常生活及工农业生产中，往往需要对水位进行监控，并要求有关设备在工作中安全可靠地运行。为此，笔者研制出一种性能优良的全自动水位控制器。

该控制器具有水位自动检测及控制、电机及电源监视保护、系统故障判断报警等多种功能。当水塔缺水，并在水源有水、电机及电源正常情况下自动启机向水塔供水；当水塔水位达到上限位置或电机、电源等出现异常时能自动停机；当系统出现异常情况时还进行自动报警，使该控制器在无人看管的情况下能安全可靠地对水塔进行自动控制。经一些单位长时间的使用，效果良好。

该水位控制电路原理图如附图所示。该控制器采用时基集成电路NE555、NE556作为核心器件。

水位探极为X1～X4。X1、X2分别为水源高位探极和下限探极，X2装在最低允许抽水高度（通常稍高于水泵进水阀，以防止空抽）。X3、X4分别为水塔上限探极和下限探极，按要求分别装在水塔最高水位线和最低水位线上。GND分别接到水泵进水管及水塔出水管。当某一探极与水接触时，探极与地之间的电阻很小而呈低电位；反之，则呈高电位。因此，利用探极可取得反映水位的电信号，从而可实现水位的自动控制。

当电源正常（W3为正常高电平H）、电机正常（W2=H）、水源水位正常（IC1=H）时，若水塔水位低于下限探极X4，则IC2的THR和TRIG均为高电平H，水塔水位指示灯LED4灭（表示水塔缺水），VT6，VT7导通，继电器K及交流接触器C吸合，开机向水塔供水；当水位达到水塔上限探极X3时，X3、X4均为低电平L，IC2=H，指示灯LED4亮（表示水塔满水），VT6、VT7截止，继电器K及交流接触器C断开，水泵停止向水塔供水，直到水位再次低于下限探极X4时再开机向水塔供水。

若水源缺水，则水源下限探极X2及高位探极X1均离开水面悬空，IC1的THR和TRIG为高电平H，IC1\(_{Q}\)=L，水源指示灯LED3灭（表示水源无水），IC2\(_{TRIG}\)=L，IC2\(_{Q}\)=H，VT6，VT7截止，电机不能启动；若水源水位正常（水位高于水位探极X1），则IC1\(_{THR}\)=IC1\(_{TRIG}\)=L，IC1\(_{Q}\)=H，水源指示灯LED3亮（表示水源正常）。

若电源电压过低，则IC2\(_{TRIG}\)=W3，电位过低到达触发电平，IC2 Q=H，电机不能启动抽水，从而对电机实现欠压保护，VT4、R5、R7等作为回差调整，以避免临界状态电机可能出现的多次启停。

当电机异常（即电机出现缺相或空抽运行），则某互感线圈互感电压为0或太小，VT1～VT3相应的三极管截止；或电机因某种原因造成过流，则R15动端输出较高电平时，NE555的THR为高电平，其输出Q（W3）为低电平，LED1亮（表示电机运行异常），VD11导通而使IC2\(_{TRIG}\)=L，IC2\(_{Q}\)=H，电机关闭进入保护状态。

该部分电路由四2输入端与非门CD4011、双4输入端与非门CD4012及六反相器（非门）CD4069组成的故障判别电路和由CD4069、二极管、三极管、阻容元件组成的警声发生电路构成。

当系统工作异常（电机缺相、过流或空抽，或电源缺水而电机继续运行抽水，或水塔满水仍抽水，或水塔缺水而不启动抽水等情况）时，Y为低电平，报警指示灯LED2亮，同时G1A、G1B组成的振荡器产生振荡，VT8推动扬声器发出报警声，告知维修人员及时处理，保证系统的正常运行。

（赵贵平）