CN110863979B - 电极式液位排水控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本公开提出了电极式液位排水控制系统及控制方法，包括：公共端电极棒、低液位电极棒及高液位电极棒；公共端电极棒、低液位电极棒等长且均比高液位电极棒长；公共端电极棒、低液位电极棒及高液位电极棒分别连接至控制器；公共端电极棒及低液位电极棒在接触液位时短路并将信号发送至控制器，所述控制器输出控制信号控制水泵启动液位下降，所述公共端电极棒及低液位电极棒断路，控制器通过可调电阻控制水泵在电极棒断路后工作时长。本公开采用公共端电极棒与低液位、高液位电极棒组合方案，可以同时实现控制两路水泵或一路水泵一路超高液位报警。

Description

电极式液位排水控制系统及控制方法

技术领域

本公开涉及排水控制技术领域，特别是涉及电极式液位排水控制系统及控制方法。

背景技术

目前，在排水控制系统中一般采用电极式液位排水控制，具体的，电极式液位排水控制一般利用液体的导电性来检测液位高低，其具有结构简单，使用方便，不受安装环境限制等优点，通过在后提升井内低、中、高不同位置安装电极棒，低电极棒作为公共端，中电极棒作为停泵信号，高液位电极棒作为启泵液位。

发明人在实际工作中发现，电极棒在水中长时间导电分解并且吸附杂质，如不及时清理，电极棒由于杂质附着绝缘，将会失去导电作用而失效，为此高端电极式液位控制器一般采用在电极棒之间施加交流电，来进一步降低电极棒吸附杂质绝缘的风险，但电极棒尤其是低、中电极棒仍会在水中长时间浸没导电腐蚀分解。

由于净化槽农村生活污水处理设备安装地势较低，污水重力排水存在困难，所以需要后提升排水控制，其主要由后提升井，水泵，液位探测设备构成。这里的后提升是相对于农村污水处理设备净化槽设备而言，即安装在净化槽后面针对净化槽设备出水提升排水。

综上所述，电极式液位在后提升排水控制系统应用过程中，尚存在一定使用寿命方面的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供电极式液位排水控制系统，适用于生活污水后提升排水控制，通过控制策略优化，能够有效解决目前电极式液位应用在后提升排水控制过程中电极棒电解吸附杂质绝缘失效及电极棒电解腐蚀等难题。

本说明书实施方式提供电极式液位排水控制系统，通过以下技术方案实现：

包括：公共端电极棒、低液位电极棒及高液位电极棒；

所述公共端电极棒、低液位电极棒等长且均比高液位电极棒长；

所述公共端电极棒、低液位电极棒及高液位电极棒分别连接至控制器；

所述公共端电极棒及低液位电极棒在接触液位时短路并将信号发送至控制器，所述控制器输出控制信号控制水泵启动液位下降，所述公共端电极棒及低液位电极棒断路，控制器通过可调电阻控制水泵在电极棒断路后工作时长。

进一步的技术方案，所述公共端电极棒、低液位电极棒及高液位电极棒在供电时，采用工频变压器将交流220V电压转换为交流15V电压。

进一步的技术方案，所述公共端电极棒、低液位电极棒及高液位电极棒的输出端分别连接至交流电检测模块，检测到公共端电极棒、低液位电极棒间导通时，根据该信号控制三极管导通，三极管与电容并联，电容放电电压降低到电压为0V时，时基芯片控制继电器吸合，水泵启动，液位下降，时基芯片输出0V，与时基芯片输出引脚信号控制三极管断开，直流电压经过精密可调电阻给电容充电，电压逐渐上升到另一设定值时，时基芯片控制继电器断开，实现一次排水功能。

进一步的技术方案，所述交流电检测模块，检测到高液位电极棒高于公共端电极棒时，控制器启动远程超高液位报警。

本发明还公开电极式液位排水控制方法，通过以下技术方案实现：

公共端电极棒及低液位电极棒在接触液位时短路并将信号发送至控制器，所述控制器输出控制信号控制水泵启动液位下降，所述公共端电极棒及低液位电极棒断路，控制器通过可调电阻控制水泵在电极棒断路后工作时长。

进一步的技术方案，所述公共端电极棒、低液位电极棒或(高液位电极棒)的输出端分别连接至交流电检测模块，检测到公共端电极棒、低液位电极棒(高液位电极棒)间导通时，根据该信号控制三极管导通，三极管与电容并联，电容放电电压降低到电压为1/3Vcc时，时基芯片控制继电器吸合，水泵启动，液位下降，时基芯片输出0V，与时基芯片输出引脚信号控制三极管断开，恒定直流电压经过精密可调电阻给电容充电，电压逐渐上升到另一设定值时，时基芯片输出引脚控制继电器断开，实现一次排水功能，当公共端电极棒、低液位电极棒、控制器、水泵构成排水系统失效，液位一旦碰触到高液位电极棒，并与公共端电极棒、控制器、水泵构成排水系统实现备用排水功能。

进一步的技术方案，·。

与现有技术相比，本公开的有益效果是：

本公开采用电极棒之间施加低压交流电，可有效降低电极棒电解腐蚀作用，进而延长电极棒使用寿命。

本公开采用公共端电极棒与低液位电极棒等长，节约电极棒材料。采用公共端电极棒与低液位电极棒等长，液位一旦接触公共端电极棒及低液位电极棒使其短路，控制模块立即输出控制信号，水泵立即启动液位下降，公共端电极棒及低液位电极棒断路，可通过可调电阻灵活设置水泵电极棒断路后工作时长，采用断电可调延时解决共端电极棒与低液位电极棒长时间浸没污水电极棒导电分解难题。

本公开采用公共端电极棒与低液位、高液位电极棒组合方案，可以同时实现控制两路水泵或一路水泵一路超高液位报警。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本发明专利“断电可调延时”控制器原理框图；

图2为本发明专利后提升污水排水控制系统示意图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例子一

参见附图1、2所示，该实施例公开了电极式液位排水控制系统，包括：公共端电极棒、低液位电极棒及高液位电极棒；

公共端电极棒、低液位电极棒等长且均比高液位电极棒长；

公共端电极棒、低液位电极棒及高液位电极棒分别连接至控制器；

公共端电极棒及低液位电极棒在接触液位时短路并将信号发送至控制器，所述控制器输出控制信号控制水泵启动液位下降，所述公共端电极棒及低液位电极棒断路，控制器通过可调电阻控制水泵在电极棒断路后工作时长。

液位碰触公共端和低液位电极棒，并构成导电回路，电容短路放电，时基芯片触发引脚电压为0，输出引脚控制继电器闭合，水泵启动。

水泵启动液位下降，低液位电极棒脱离水面，与公共端电极棒不构成回路，电容经过可调电阻给电容充电，充电电压不变，可调电阻越大，电流越小，电容充电越慢，触发时基芯片阀值断开电压所需时间越长，时基芯片输出引脚控制继电器控制水泵排水时间变长。

该电路有两路时基芯片。

公共端电极棒和低液位电极棒占用一个时基芯片，一个时基芯片有两路输出控制引脚，一个输出引脚三极管驱动继电器开启闭合控制水泵，另外一个输出引脚驱动双向光耦，进一步反馈当前液位状态。

公共端电极棒和高液位电极棒占用一个时基芯片，一个时基芯片有两路输出控制引脚，一个输出引脚三极管驱动继电器开启闭合控制水泵，另外一个输出引脚驱动双向光耦，进一步输出当前液位状态，实现高液位报警功能。

可以同时实现控制两路水泵或一路水泵一路超高液位报警。

具体实施例子中，采用工频变压器将交流220V电压转换为交流15V电压。

采用交流15V经过全波整流、滤波电容、开关稳压等为系统提供直流5V电源供电。

正常情况下：1#公共端电极棒、2#电极棒等长，交流15V经过1#公共端电极棒、生活污水、2#电极棒，产生导通交流电流信号经过交流电检测模块控制三极管导通。三极管与电容并联，电容放电电压降低到1/3Vcc时，时基芯片控制继电器吸合，水泵启动，液位下降，三极管断开，直流Vcc电压经过精密可调电阻给电容充电(电阻越大，电流越小，充电越慢，时间越长)，电压逐渐上升到2/3Vcc时，时基芯片控制继电器断开，实现一次排水功能。双向光耦模块输出开关信号结合远程监控模块实现液位信号反馈功能。

在该实施例子中，1#公共端电极棒、生活污水、2#电极棒可以等效成两个导线，污水等效成一个几千欧姆电阻。

交流电检测模块中，15V经过1#公共端电极棒、生活污水、2#电极棒在经过光耦输出数字开闭信号，并与可调电阻，电容，时基芯片构成充放电延时控制输出功能。

具体的，交流电检测模块为高灵敏度双向光耦(有发光器和受光器构成)，交流电经过污水(等效为电阻)，光耦发光器发光，受光器件导通。

特殊情况下：3#电极棒高于1#公共端电极棒，交流15V经过1#公共端电极棒、生活污水、3#电极棒，导通产生交流电流信号经过交流电检测模块控制三极管导通。三极管与电容并联，电容放电电压降低到1/3Vcc时，时基芯片控制继电器吸合，水泵和报警信号为同步两路输出，水泵启动，液位下降，3#电极棒漏出水面，直流Vcc电压经过精密可调电阻给电容充电(电阻越大，电流越小，充电越慢，时间越长)，电压逐渐上升到2/3Vcc时，时基芯片控制继电器断开，实现一次排水功能。或有双向光耦模块输出开关信号结合远程监控模块实现远程超高液位报警功能。

可以理解的是，在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“另一实施例”、“其他实施例”、或“第一实施例～第N实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料的特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (8)

1.电极式液位排水控制系统，其特征是，包括：公共端电极棒、低液位电极棒及高液位电极棒；

所述公共端电极棒、低液位电极棒等长且均比高液位电极棒长；

所述公共端电极棒、低液位电极棒及高液位电极棒分别连接至控制器；

所述公共端电极棒及低液位电极棒在接触液位时短路并将信号发送至控制器，所述控制器输出控制信号控制水泵启动液位下降，所述公共端电极棒及低液位电极棒断路，控制器通过可调电阻控制水泵在公共端电极棒及低液位电极棒断路后工作时长；

所述控制器通过可调电阻控制水泵在公共端电极棒及低液位电极棒断路后工作时长的方式为：所述公共端电极棒、低液位电极棒及高液位电极棒的输出端分别连接至交流电检测模块，交流电检测模块检测到公共端电极棒、低液位电极棒间导通时，根据导通信号控制三极管导通，三极管与电容并联，电容放电电压降低到设定值时，时基芯片控制继电器吸合，水泵启动，液位下降，三极管断开，直流电压经过可调电阻给电容充电，电压逐渐上升到另一设定值时，时基芯片控制继电器断开，实现一次排水功能。

2.如权利要求1所述的电极式液位排水控制系统，其特征是，所述公共端电极棒、低液位电极棒及高液位电极棒在供电时，采用工频变压器将交流220V电压转换为交流15V电压。

3.如权利要求2所述的电极式液位排水控制系统，其特征是，交流电检测模块采用双向光耦，由发光器和受光器构成，交流电经过污水，双向光耦发光器发光，受光器导通。

4.如权利要求1所述的电极式液位排水控制系统，其特征是，所述交流电检测模块，检测到液位高于公共端电极棒时，控制器启动远程超高液位报警。

5.电极式液位排水控制方法，其特征是，利用根据权利要求1所述的电极式液位排水控制系统，公共端电极棒及低液位电极棒在接触液位时短路并将信号发送至控制器，所述控制器输出控制信号控制水泵启动液位下降，所述公共端电极棒及低液位电极棒断路，控制器通过可调电阻控制水泵在公共端电极棒及低液位电极棒断路后工作时长。

6.如权利要求5所述的电极式液位排水控制方法，其特征是，检测到液位高于公共端电极棒时，远程超高液位报警。

7.如权利要求5所述的电极式液位排水控制方法，其特征是，时基芯片有两路输出控制引脚；

公共端电极棒和低液位电极棒匹配一个时基芯片，时基芯片一个输出引脚通过三极管驱动继电器开启闭合控制水泵，另外一个输出引脚驱动双向光耦，进一步反馈当前液位状态；

公共端电极棒和高液位电极棒匹配另一个时基芯片，时基芯片一个输出引脚通过三极管驱动继电器开启闭合控制水泵，另外一个输出引脚驱动双向光耦，进一步输出当前液位状态，实现高液位报警功能；

同时实现控制两路水泵或一路水泵一路超高液位报警。

8.如权利要求5所述的电极式液位排水控制方法，其特征是，公共端电极棒、低电位电极棒等效成两个导线，生活污水等效成一个几千欧姆电阻。

Images