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谈水位仪制作有感

来源:UC论文网2015-12-15 19:00

摘要:

许多电子爱好者对水位仪制作乐此不疲,通过制作,可以提高动手能力,增长知识,在帮助用户解决问题的同时,增添学习的乐趣,获得成功的喜悦。本文不仅向大家介绍水位仪的制作

  许多电子爱好者对水位仪制作乐此不疲,通过制作,可以提高动手能力,增长知识,在帮助用户解决问题的同时,增添学习的乐趣,获得成功的喜悦。本文不仅向大家介绍水位仪的制作方法,还要谈谈在制作中的感受。
  各种电子杂志上介绍了很多水位控制电路,可许多是闭门造车编出来的,经不起实践的考验,常见存在的问题主要有:电极腐蚀,需要经常维护;电路复杂,可靠性低;电源不隔离,市电通入水中,安全性不高。一个较好的水位仪设计应该做到以下四点:一是安全性要高。水位操作者往往是年老体弱者,知识水平、操作技术低,经常违章操作,加之工作环境恶劣,阴暗潮湿,需要设计方案考虑周全,具有很高的安全性。那些市电引至水中的设计显然不具备高安全性。二是可靠性要高。在工业用电中,电压经常在大范围内波动,各种电气干扰普遍存在,有些泵站无人值守,要求设备具备很高的可靠性。三是价格低廉,材料易得。价格低,并非是越低越好,不能牺牲安全作为代价,在用户可以承受的心理价格之内就可以了,如五元和十元是相同的,都不多,但三百和五百就大不相同了。四是操作方便,维修简单。操作者和维修人员往往技术较低,好的设计不可存在复杂的操作,要充分考虑使用者的技术水平。
  五年前曾为人改装过两次水位控制系统,在原有手动控制装置上增加自动控制部分,第一次很成功,同样的电路在第二次应用时却连续损坏两次,给用户带来了不便,在修改设计之后,取得了成功。
  两次制作电源部分见附图1,变压器采用8W,220V/15V电源变压器,目的是将市电隔离,增加设备的安全性能,原电路中若采用380V/15V的变压器更加方便,但手中有多个220V的,没有380V的,也算是就地取材吧。在工业环境中,电压不稳,经常突变,故采用L7812三端稳压集成块稳压,以保证各继电器能可靠吸合,增加装置的可靠性能。日后考虑,在第二次制作中若采用220V/12V的变压器,去除U1和C2两元件,可靠性不会降低,还会降低成本,减少元件在自制电路板上的布置难度。
  第一次制作电路部分见图2,由NE555集成块组成多谐振荡器,继电器RLY201的常开触点并接在原主控接触器的启动按钮上。当低水位干簧管WG201断开时,复位端4脚为低电平,3脚无输出,三极管Q201不导通,继电器RLY201保持断开状态。干簧管WG201受到浮子的磁力闭合时,4脚变为高电平,振荡器开始工作,3脚间歇输出高电平,继电器随之吸合断开,相当于人员多次按动启动按钮,主接触器吸合,水泵向池内抽水。多次按动按钮是没有坏影响的。继电器吸合频率是有要求的,希望吸合时间约2秒,断开时间也是大约2秒,以保证主接触器能够顺利吸合。RLY201吸合断开的时间是由振荡器的震荡频率决定的。震荡频率由R201、R202、C201确定,根据555集成电路震荡周期公式计算结果与实际试验相差甚远,可能在低频震荡时计算公式已经不适用了。那时R201、R202的取值现已忘却了。随时做好资料整理,加强保管,会给以后的工作带来极大的便利。过去修家电时,曾对修过的电视做了认真记录,整理了一些资料,从这些资料中获得了极大的益处。R204的作用是在WG201断开时,确保4脚处于低电平,避免干扰脉冲的影响,造成误动作。经试验不接R204时,经常造成误动作。有资料介绍3脚可直接驱动继电器,不同品牌的集成块驱动能力不一样,为加大可靠性,增加了Q201。R203、R205不可省去,省去时Q201输入电阻很大,振荡器无输出Q201也会导通。保护二极管D201作用是将继电器断开瞬间的反峰电压旁路,避免击穿Q201等元件。同样的电路应用到高水位停止控制当中,不同的是将继电器常闭触点串接在主接触器的停止按钮上。电路分析觉得很成功,并且很多资料介绍用555集成电路制作水位仪,可第二次制作使用不长时间就损坏了,故障是555集成块损坏,重做,依然损坏,看来要改变设计思路了。
  第二次制作电路见图3,使用元件很少,可靠性很高,效果很好,可找块电路板稍加改装即成,不必专门制作电路板。WG301作为低水位干簧管,RLY301的常开触点并联在启动按钮上。WG302作为高水位干簧管,RLY302的常闭触点串联在停止按钮上。D301、D302作为保护二极管,避免反峰电压击穿继电器线圈。因磁力吸引的滞回特性,WG301、WG302不会频繁闭合,继电器不会因频繁吸合而损坏。电路原理很简单,当水位低,浮球位于低水位位置时,磁铁吸引WG301闭合,RLY301线圈得电吸合,常开触点闭合,启动主接触器,电机开始抽水,随着水位上升,WG301断开,水位到达上限时,WG302闭合,RLY302线圈得电,常闭触点断开,主接触器断开,电机停止抽水,随着水位下降,WG302断开,当水位下降到下限位置时,电机重新开始抽水。
  浮球传感系统的制作见图4。防水套管采用φ15的铝塑管,制作完成可以盘圆,便于携带到现场。铝塑管的两端用防水胶密封,防止水进入管内腐蚀干簧管和电线。浮球内嵌的磁铁可从废旧扬声器上拆取,理论上讲干簧管在磁铁中央会不吸合,但在实际制作中没有发现这种现象。水位差可以通过调节铝塑管长度和干簧管位置来实现。上下两端的固定支架兼作浮球限位用,在安装时应使浮球处于上限或下限位置时相应干簧管吸合,否则因各种原因(如停电后再恢复供电时水位低)造成水位低于下限或高于上限时装置不能可靠工作。实际制作中,浮球在较大范围内浮动,干簧管均能可靠吸合,确定支架固定位置并不难。固定支架用膨胀螺栓固定在水池壁上,支架与铝塑管用铜螺栓紧固,防止铝塑管移动位置。浮子可以用废旧泡沫塑料制作,锯出大体形状,分开嵌入磁铁,用烙铁烙出内孔,用胶粘合即可。
  在业余制作中,要时刻本着简单、节约、安全、可靠的原则,才能设计出自己满意,用户满意的产品来。

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