本文介紹的小型水塔水位控制器除有一般的水位自動控制外,還可防止因井中水位被抽至進水管端露出,而造成自控失靈,電動機不得停轉等故障,非常適用于農村家庭中自建水塔從井中取水的供水系統。電路如圖所示。
工作原理:220V交流電由電流變電壓器B降壓,VD1~VD4整流,C1濾波后得到12V左右直流電作為工作電源。IC1和IC2是兩只555時基集成電路,分別用作水塔和水井的水位控制。 a、b、c是水塔中的三個電極,d、e、f是井中的三個電極。

先假設水井中水量充足,J2-1為常閉狀態。當水塔中水位低于下水位線時,a、b電極斷開,IC1②、⑥腳為低電位吸合,J1-1閉合,水泵打水,J1-2斷開b、c電極,同時發光二極管LED2發光,指示正處于上水狀態。當水位升到上、下水位線之間時,因J1-2斷開,電路工作狀態不變,繼續上水。當水位升至上水位線時,電極a、b由水電阻連通,IC1②、⑥腳電位升至2/3Vcc以上,③腳變為低電平,J1釋放,J1-1使水泵停止,J1-2閉合,同時LED1發光,指示水塔處于放水狀態。當水位放至上、下水位線之間時,因J1-2 閉合,故電路狀態不變,水泵仍保持停止,直至水位降至下水位線以下時,電路再次按上述程序工作,如此循環往復,水塔中水位始終保持在上、下水位線之間。
上述工作過程是基于水井中水量充足的情況而言。然而,事實上,一般家用水井抽一次水遠遠不夠將水塔打滿,所以要保證自控正常必得有防水井水位過低裝置。圖中,當井中水位被抽低至下限線時。(此時進水管端尚未露出水面),電極e、f斷開,IC2②、⑥腳電位低于1/3Vcc,③腳輸出高電平,繼電器J2吸合,J2-1切斷水泵電機電源。J2-2斷開d、e極,同時,LED4發光,指示井中為欠水狀態。當井水滲水水位升至下限線以上、重新啟動線以下時,因J2-2已斷開,故電路狀態不變,J2保持吸合,水泵仍不工作,這樣,防止了水位在下限線臨界時的電機頻繁動作。當井中水位漸漸增高到重新啟動線時,電極d、f由水體接通,IC2②、⑥腳電位升至2/3Vcc以上,③腳輸出低電平,J2釋放,J2-1閉合,水泵又能自行重新啟動。同時,LED3發光。當水位被抽水而降至兩線之間時,因J2-2閉合,電路狀態不變,J2保持在釋放狀態,水泵繼續為允許工作狀態。這樣,就保證了井中水位始終不會低過下限,而保持了不塔中上水和放水的記憶功能。
圖中,C2、C3可防止IC1和IC2輸出翻轉時繼電器觸點的臨界抖動現象。
制作:IC1、IC2可用各種555時基集成電路。由于一般家用水泵功率不大,所以J1、J2可用JQX—4F等12V直流繼電器,空余的相同觸點可并聯使用。LED1—LED4可用不同顏色的高亮度發光二極管。電極b、c、d、e可用不銹鋼絲制作。由于進、出水管由水泵連成一體與水常通,所以,可將電源正極接于水管作為a、f極。由于變壓器長期通電,故應選用發熱量小的良品。電路無需調試。