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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 全自動(dòng)水池水位控制器研究
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 該作品是基于電路基本原理的一個(gè)小型水位控制裝置，主要有三部分組成。 1．水上裝置。水上裝置主要由電流放大元件三極管、電路控制元件電磁繼電器、報(bào)警元件、LED燈、蜂鳴器和電路保護(hù)元件電阻等組成。 2.水上顯示裝置圖。顯示裝置主要是由電流表改裝的，通過一定比例關(guān)系就可以用來顯示水位高度。 3.水下裝置。水下裝置主要由彈簧片、弧形電阻桿和浮子組成。
- 詳細(xì)介紹：
- 全自動(dòng)水池水位控制器研究報(bào)告 引言：當(dāng)今社會(huì)飛速發(fā)展，人們對(duì)自動(dòng)化產(chǎn)品的需求日益強(qiáng)烈，經(jīng)過觀察，我發(fā)現(xiàn)日常生活中，人們對(duì)水池水位自動(dòng)控制有一定需求，因此，我對(duì)此做了一定研究。 背景技術(shù)：目前，市面上也有許多水池水位自動(dòng)控制類電子產(chǎn)品，其大多數(shù)是依賴壓力傳感器和單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)其功能，如圖1是目前較為普遍的一類水位控制器實(shí)物圖。（圖1） 圖1 發(fā)明目的：針對(duì)目前生活中水池水位控制方面的不便和水池水位控制器價(jià)格過高而無法大面積使用以及因水位不能自動(dòng)控制而造成的災(zāi)害，我對(duì)此類產(chǎn)品進(jìn)行了改良和研究，希望對(duì)人們有所幫助。 裝置原理： 一、裝置組成 1．水上裝置。水上裝置主要由電流放大元件三極管、電路控制元件電磁繼電器、報(bào)警元件、LED燈、蜂鳴器和電路保護(hù)元件電阻等組成。以下是水上裝置實(shí)物圖（圖2） 圖2 2.水上顯示裝置圖。顯示裝置主要是由電流表改裝的，通過一定比例關(guān)系就可以用來顯示水位高度。 3.水下裝置。水下裝置主要由彈簧片、弧形電阻桿和浮子組成，如下圖（圖3） 圖3 二.原始電路圖及繼電器接線方式以及改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)方案 ⑴原設(shè)計(jì)電磁繼電器1和電磁繼電器2均接常開觸點(diǎn)，電磁繼電器3接常閉觸點(diǎn)。 ⑵實(shí)際遇到的困難及克服辦法. ①實(shí)際試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)若按以上電路圖進(jìn)行元器件連接與調(diào)試,發(fā)現(xiàn)其根本無法運(yùn)行，經(jīng)過檢測(cè)發(fā)現(xiàn)是二極管和三極管應(yīng)用錯(cuò)誤，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)電路圖在三極管使用位置采用了三極管發(fā)射極e接地放大電路（如右圖），并在實(shí)驗(yàn)電路中追加了普通二極管作為電流表保護(hù)裝置（防止電路使用時(shí)接線錯(cuò)誤損壞電流表），另外為了控制靈活還增加了區(qū)域電路控制開關(guān)，并將原先電路電路分成了兩部分子電路，分別有單獨(dú)的控制電源，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是控制更加有效、靈敏，兩個(gè)電路交替運(yùn)作，缺點(diǎn)是電路總在運(yùn)行。 ②擬改進(jìn)辦法。由于現(xiàn)在時(shí)間和個(gè)人電路及電學(xué)知識(shí)及實(shí)踐有限，我沒有對(duì)電路進(jìn)行改進(jìn)，但目前已有改進(jìn)方案，具體方案如下： a.精確計(jì)算各電路電學(xué)數(shù)值后，再外加一個(gè)放大電路，并外加可調(diào)電阻和繼電器?？烧{(diào)電阻用于調(diào)節(jié)所需控制的水位數(shù)值(可通過電流表建立聯(lián)系)。繼電器控制在這個(gè)范圍內(nèi)斷開其余兩個(gè)電路，使其不能工作，這樣不僅可以節(jié)約能源還可以更加巧妙的控制水位，從而使控制器功能更加完善，進(jìn)而獲得更強(qiáng)的市場(chǎng)適應(yīng)能力，提升競(jìng)爭(zhēng)影響。 b.將各模塊集成，以節(jié)約空間和成本。因?yàn)楝F(xiàn)在裝置比較大，而且較難組裝。 三.工作原理簡(jiǎn)介。 使用時(shí)將水下裝置放入水池底部，設(shè)定一定高度值，接入電源然后將所有開關(guān)置于閉合狀態(tài)，并確定所有連接繩無打結(jié)，可以滑動(dòng)。在工作狀態(tài)下： （1） 水位升高，水下裝置中的浮子升高牽動(dòng)彈簧片，彈簧片下降，這樣電路中串入的電阻減小，因而總體電流增大，電磁繼電器1和3就會(huì)工作，1會(huì)接通電機(jī)1電路，模擬儲(chǔ)水控制，當(dāng)水位達(dá)到一定高度值后，便停止出水，而此時(shí)繼電器3相當(dāng)于啟動(dòng)了保護(hù)電路，即此時(shí)晶體管放大電路不工作，避免了電流瞬時(shí)過大而對(duì)晶體管和控制電路造成損害。 （2） 水位降低，水下裝置中浮子降低，彈簧片失去牽引，恢復(fù)形變，故串入電阻值增大，此時(shí)繼電器3無法工作，三極管起放大電路電流作用，繼電器2工作，接通電機(jī)2電路，電機(jī)2模擬進(jìn)水工作，防止了水池干涸。 五．市場(chǎng)前景 該產(chǎn)品構(gòu)造簡(jiǎn)單功能齊全，不僅具有水位顯示功能，還可設(shè)置高低水位報(bào)警，可使用于游泳池、儲(chǔ)水箱、甚至大型水壩水位控制，在目前普通家庭和公共場(chǎng)合中具有很大應(yīng)有前景和市場(chǎng)，而其成本大約只有30多元，利潤(rùn)空間頗大。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 該作品主要目的是解決生活中水位控制的不方便，基本思路是通過水下探測(cè)裝置反映信號(hào)進(jìn)而控制水上裝置特定電路的通斷與閉合而完成水池水位控制?？刂齐娐分饕ɡ^電器、三極管、電阻等電學(xué)元件。創(chuàng)新點(diǎn)在于： 1.能巧妙利用基本元件特性完成水位控制，其中雖沒有用到單片機(jī)智能控制，但也能執(zhí)行同類產(chǎn)品的功能，比如顯示液面高度與調(diào)節(jié)液面高度，而且有一定精度（目前未完成測(cè)算）。 2.運(yùn)用動(dòng)滑輪放大了測(cè)量量程，使其應(yīng)用范圍更廣，而且動(dòng)滑輪數(shù)量還可增加，因此量程基本不受限制。技術(shù)關(guān)鍵主要是正確識(shí)別、組裝和焊接各電學(xué)元件（幾乎所有的元件使用方法都是實(shí)驗(yàn)而來）、切割、裁剪材料與精確制作水下裝置。 3.通過較小直流電壓控制較高交流電壓，不僅安全而且避免了水下裝置放置于水中造成的不安全隱患并降低了水介質(zhì)加入帶來的電阻變化以至于其在一定程度上可以被忽略。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 作品主要優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)思比較巧妙，成本較低。與現(xiàn)有技術(shù)相比，功能上基本達(dá)到要求，并具有顯示與調(diào)節(jié)功能，可以說取得了一點(diǎn)小小的突破，即不利用單片機(jī)也能進(jìn)行智能控制，但也存在缺陷但是經(jīng)過考慮目前也已有改進(jìn)方案，具體方案如下： a.精確計(jì)算各電路電學(xué)數(shù)值后，再外加一個(gè)放大電路，并外加可調(diào)電阻和繼電器。可調(diào)電阻用于調(diào)節(jié)所需控制的水位數(shù)值(可通過電流表建立聯(lián)系)。繼電器控制在這個(gè)范圍內(nèi)斷開其余兩個(gè)電路，使其不能工作，這樣不僅可以節(jié)約能源還可以更加巧妙的控制水位，從而使控制器功能更加完善，進(jìn)而獲得更強(qiáng)的市場(chǎng)適應(yīng)能力，提升競(jìng)爭(zhēng)影響。 b.將各模塊集成，以節(jié)約空間和成本。因?yàn)楝F(xiàn)在裝置比較大，而且較難組裝。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實(shí)物產(chǎn)品
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用時(shí)將水下裝置放入水池底部，設(shè)定一定高度值，接入電源然后將所有開關(guān)置于閉合狀態(tài)，并確定所有連接繩無打結(jié)，可以滑動(dòng)。在工作狀態(tài)下： （1） 水位升高，水下裝置中的浮子升高牽動(dòng)彈簧片，彈簧片下降，這樣電路中串入的電阻減小，因而總體電流增大，電磁繼電器1和3就會(huì)工作，1會(huì)接通電機(jī)1電路，模擬儲(chǔ)水控制，當(dāng)水位達(dá)到一定高度值后，便停止出水，而此時(shí)繼電器3相當(dāng)于啟動(dòng)了保護(hù)電路，即此時(shí)晶體管放大電路不工作，避免了電流瞬時(shí)過大而對(duì)晶體管和控制電路造成損害。 （2） 水位降低，水下裝置中浮子降低，彈簧片失去牽引，恢復(fù)形變，故串入電阻值增大，此時(shí)繼電器3無法工作，三極管起放大電路電流作用，繼電器2工作，接通電機(jī)2電路，電機(jī)2模擬進(jìn)水工作，防止了水池干涸。 五．市場(chǎng)前景 該產(chǎn)品構(gòu)造簡(jiǎn)單功能齊全，不僅具有水位顯示功能，還可設(shè)置高低水位報(bào)警，可使用于游泳池、儲(chǔ)水箱、甚至大型水壩水位控制，在目前普通家庭和公共場(chǎng)合中具有很大應(yīng)有前景和市場(chǎng)，而其成本大約只有10多元，利潤(rùn)空間頗大.
同類課題研究水平概述
- 目前國內(nèi)外的同類產(chǎn)品絕大多數(shù)都依賴于單片機(jī)智能控制，但所具備的功能幾乎都差不多，主要都是高低水位自動(dòng)報(bào)警、高低水位自動(dòng)控制和全水位高度顯示，而我所做的產(chǎn)品經(jīng)過調(diào)試也具備了這些功能，以下是目前國內(nèi)外以下同類產(chǎn)品的調(diào)查。其中也反映出了許多問題，其一就是實(shí)現(xiàn)如此簡(jiǎn)單的控制活動(dòng)是否需要如此大費(fèi)周章，其二是以下生產(chǎn)工藝較難不利于推廣。 多功能全自動(dòng)水位控制器 成果項(xiàng)目名稱 多功能全自動(dòng)水位控制器 所有權(quán)人 鄧仲夫 省(國)別 中國湖南 完成時(shí)間 2004-12-04 項(xiàng)目類別 環(huán)保能源 性 質(zhì) 經(jīng)鑒定的科技成果 所屬單位 機(jī)動(dòng)車檢測(cè)中心 技術(shù)性能 該專利技術(shù)由集成電路，繼電器為核心器件的控制器和水位檢測(cè)電路的探頭組成，具有水位自動(dòng)檢測(cè)及多種聯(lián)合控制水位等功能。自動(dòng)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)水箱的補(bǔ)水、排水，防止水箱溢水和缺水及水源因缺水而使水泵空轉(zhuǎn)損壞。 在水泵電機(jī)（電磁閥）及電源正常情況下:供水時(shí)，當(dāng)儲(chǔ)水箱（水塔）水位在下限位時(shí)并在水源（水井）有水時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)向儲(chǔ)水箱供水。當(dāng)儲(chǔ)水箱水位達(dá)到上限位時(shí)或水源水位降到下限位時(shí)自動(dòng)停機(jī)；用于排水時(shí)，當(dāng)儲(chǔ)水池水位上升到上限位時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)排水，當(dāng)儲(chǔ)水池水位降到下限位時(shí)，自動(dòng)停機(jī)；該控制器在無人看管的情況下能安全可靠地對(duì)水位進(jìn)行自動(dòng)控制，還可用于水位自動(dòng)報(bào)警及檢測(cè)。 該控制器體積小，使用壽命長(zhǎng)，工作可靠穩(wěn)定，適用水質(zhì)廣，安裝極其容易，安裝造價(jià)比浮球機(jī)械式要低，用戶在使用該產(chǎn)品后，節(jié)約電能，不浪費(fèi)水資源。 該專利技術(shù)電路原理根據(jù)用途可分別生產(chǎn)上、下水池聯(lián)合控制，單控水塔，單控排水，水位報(bào)警，與太陽能熱水器、鍋爐等配套等一系列水位控制器產(chǎn)品。
