专利名称：矿用水泵水位检测控制保护器的制作方法
技术领域：
本发明属于一种煤矿井下水泵专用控制保护电器，具体是一种矿用水泵水 位检测控制保护器。
背景技术：
目前，在我国煤矿井下，无论矿用防爆水泵容量的大小，均需人工进行起 动与停止。其是缺点是当水被抽完后，如果不能及时停车，水泵长时间的空 转，势必造成水泵线圈的温度升高，从而引起水泵的烧损。
为了解决水泵因缺水空转而引起的水泵线圈的温度升高，导致水泵的烧 损，人们在水泵线圈中加设了热敏元件，利用水泵线圈内部温度的变化，来保 护水泵。但是，由于水泵线圈内部温度升高，易破坏线圈绕组的绝缘，因而不 能对水泵进行有效的保护。
有的矿用水泵设置的起动器带有有水开泵、无水停泵的控制和保护功 能。但在使用时，由于起动器要与水泵进行电压等级、容量的配对，致使其使 用不方便，且在使用时，大多出现大马拉小车现象(即选用大容量的起动器来 控制和保护小容量的水泵)。

发明内容
本发明需要解决的问题是提供一种矿用水泵水位检测控制保护器，它既 具有有水开泵、无水停泵的控制和保护功能，也可以与任何电压等级的起动器 或馈电开关相配套，且不受水泵容量的限制。
其技术方案是 一种矿用水泵水位检测控制保护器，包括整流滤波电路、 稳压电路和水位检测控制电路，其特征在于所述水位检测控制电路由电压比 较器、开关三极管和继电器构成，电压比较器的正输入端与串联在稳压输出电 路上的分压电阻的接点连接，其负输入端与串联在稳压输出电路正极和置于水 中的上水位探头之间的分压电阻的接点连接；电压比较器的输出端与开关三极 管的基极连接，三极管的集电极通过继电器的线圈与稳压输出电路的正极连 接，其发射极与稳压输出电路的负极连接；继电器的第一常开接点中的两个触 点分别串接在控制水泵的起动器或馈电开关的控制回路中，第二常开接点中的 两个触点分别与置于水中的上水位探头和下水位探头引线的一端连接；稳压电 路的负极做为地线通过导线引出，放入水底。
其技术效果是由于水位检测控制电路中继电器的第一常开接点中的两个 触点是分别串接在控制水泵的起动器或馈电开关的控制回路中的，故水泵的开
启或关闭是由继电器来控制的，而继电器接点的闭合或断开，又由继电器线圈
是否通电来决定的；同时，由于继电器线圈是串联在开关三极管的集电极电路 上的，而开关三极管的导通或截止又是由电压比较器输入端的电压来决定的。 因而只要控制电压比较器输入端的电压，即可控制水泵的开启或关闭。正因为 如此，本控制保护器一方面通过分压电阻给电压比较器提供一个基准电压，另 一方面，通过水作为上、下水位探头与稳压电路负极引出的导线连接的介质， 为电压比较器提供一个比较电压。因此，当上水位探头线通过水与稳压电路负 极引出的导线接触时，开关三极管导通，串联在开关三极管集电极电路上的继 电器线圈通电，其第一、第二、第三常开接点闭合，将水泵起动器或馈电开关 的控制回路接通，水泵得电运转；当下水位探头线通过水与稳压电路负极引出 的导线相脱离后，开关三极管截止，串联在开关三极管的集电极电路上的继电 器线圈断电，其第一、第二、第三常开接点断开，将水泵起动器或馈电开关的 控制回路切断，水泵失电停转，从而实现水泵"有水自动开泵、无水自动停 泵"的目的。且其既可以与任何电压等级的起动器或馈电开关配套使用，也不 受水泵容量的限制；另外，其电路结构简单，成本费用低，使用安全可靠。


图l是本发明的电原理图2是本发明的结构示意图。
具体实施例方式
如图1所示， 一种矿用水泵水位检测控制保护器，具有整流滤波电路1、 由稳压器Tl和T2构成的稳压电路2和由电压比较器、开关三极管和继电器构 成水位检测控制保护电路3。电压比较器T3 (也可为运算放大器或门电路)的 正输入端与串联在稳压输出电路上的分压电阻R3、 R4的接点连接，其负输入 端与串联在稳压输出电路正极和上水位探头7之间的分压电阻R5、 R6的接点 连接。电压比较器的输出端与开关三极管T4的基极连接，三极管的集电极通 过继电器Jl的线圈与稳压输出电路的正极连接，其发射极与稳压输出电路的 负极连接；继电器的第一常开接点Jl-l中的两个触点分别串接在控制水泵的 起动器或馈电开关的控制回路中，第二常开接点Jl-2中的两个触点分别与上 水位探头7和下水位探头8引线的一端连接。稳压电路的负极做为地线通过导 线9引出，放入水底。
继电器Jl的第三常开接点J1-3中的两个触点与有水运行显示灯Dl串接 在稳压输出电路上。
考虑到上述的矿用水泵水位检测控制保护器是使用在煤矿井下特殊的环境 场合，因此，将其安装于一个具有防爆腔和安全腔的壳体4内，防爆腔内安装
整流滤波电路1和稳压电路2，安全腔内安装水位检测控制保护电路3。整流 滤波电路中变压器B初级线圈引线接入贯通于防爆腔内外的联通节61，联通节 与外部接入交流电源线的喇叭嘴51匹配连接。稳压电路2的输出线通过联通 节与喇叭嘴的配合引入到安全腔内的水位检测控制电路上。安全腔内的继电器 Jl的第一个常开接点Jl-1中的两个触点分别通过联通节62引出安全腔，与外 部接入喇叭嘴52的控制水泵的起动器或馈电开关的控制回路上的引线匹配连 接。安全腔内的继电器Jl的第二个常开接点Jl-2中的两个触点也分别通过联 通节，引出安全腔，与外部接入喇叭嘴的上水位探头7引线和下水位探头引线 对应连接。稳压电路的负极做为地线通过导线9接入联通节63引出安全腔， 与外部接入喇叭嘴53的放入水底的导线连接。壳体上设有把手10，以便于携 带。
其工作原理:使用时，先将稳压输出电路的负极引出的导线9与下水位探 头8—起置于水中的下水位，将上水位探头7置于水中的上水位，再将继电器 Jl的第一接点Jl-l中的两个触点分别串接在控制水泵的起动器或馈电开关的 控制回路中，最后接通整流器的电源。交流36V电源经整流变压器B输出交流 15V加在整流器上，通过整流、滤波后，输出至由两级稳压器T1、 T2构成的稳 压电路。稳压后输出直流12V，供给水位检测控制电路3作为其工作电源。电 压比较器T3的正输入端通过电阻R3、 R4分压后，获得一个门坎电平信号 V1=6V。当上水位探头7通过水介质与稳压输出电路负极引出的导线9短接 时，给电压比较器的负输入端提供一个电平信号V2<6V;使得T3输出一个电 平信号V3"12V或"1"，使开关三极管T4处于饱和导通状态，T4输出低电平 信号V4M)V或"0"，继电器J1的线圈有电流通过，其接点J1-1、 J1-2、 Jl-3均闭合。水泵得电，起动运转，上水位探头7和下水位探头8短接，有水运 行显示灯Dl点亮。
随着水泵运转抽水，水位在不断下降。当水位下降到下水位探头露出水平 面时，下水位探头与稳压输出电路的负极引出的导线断开，二者之间通过水介 质的连接断开，使电压比较器的负输入端获得一个高电平信号V2^12V，电压 比较器输出为一个低电平信号V3&0V或"0"，使开关三极管T4处于截止状 态，继电器J1的线圈无电流通过，其接点J1-1、 J1-2、 Jl-3均断开，水泵停 转，有水运行显示灯灭，从而实现了 "无水自动停泵"的控制和保护功能。
权利要求
1、矿用水泵水位检测控制保护器，包括本安变压器、整流滤波电路、稳压电路和水位检测控制电路，其特征在于所述水位检测控制电路(3)由电压比较器、开关三极管和继电器构成，电压比较器(T3)的正输入端与串联在稳压输出电路上的分压电阻(R3、R4)的接点连接，其负输入端与串联在稳压输出电路正极和置于水中的上水位探头之间的分压电阻(R5、R6)的接点连接；电压比较器的输出端与开关三极管(T4)的基极连接，三极管的集电极通过继电器(J1)的线圈与稳压输出电路的正极连接，其发射极与稳压输出电路的负极连接；继电器(J1)的第一常开接点(J1-1)中的两个触点分别串接在控制水泵的起动器或馈电开关的控制回路中；第二常开接点(J1-2)中的两个触点分别与置于水中的上水位探头(7)和下水位探头(8)引线的一端连接；稳压电路(2)的负极做为地线通过导线(9)引出，放入水底。
2、 根据权利要求1所述的矿用水泵水位检测控制保护器，其特征在于 所述继电器(J1)的第三常开接点(J1-3)中的两个触点与有水运行显示灯(D1)串 接在稳压输出电路上。
3、 根据权利要求1所述的矿用水泵水位检测控制保护器，其特征在于 所述矿用水泵水位检测控制保护器安装于一个具有防爆腔和安全腔的壳体(4) 内，防爆腔(41)内安装本安变压器、整流滤波电路(1)和稳压电路(2)，安全腔 (42)内安装水位检测控制保护电路(3);整流滤波电路中变压器(B)初级线圈引 线接入贯通于防爆腔内外的联通节(61)，联通节与外部接入交流电源线的喇叭 嘴(51)匹配连接；稳压电路(2)的输出线通过联通节与喇叭嘴的配合引入到安 全腔内的水位检测控制保护电路上；安全腔内的继电器(J1)的第一个常开接点 (Jl-1)中的两个触点分别通过联通节(62)引出安全腔，与外部接入喇BA嘴(52)的控制水泵的起动器或馈电开关的控制回路上的引线匹配连接；安全腔 内的继电器的第二个常开接点(J1-2)中的两个触点也分别通过联通节，引出安 全腔，与外部接入喇叭嘴的置于水中的上水位探头(7)引线和下水位探头引线 对应连接；稳压电路的负极做为地线通过导线(9)接入联通节(63)引出安全 腔，与外部接入喇叭嘴(53)的放入水底的导线连接。
全文摘要
矿用水泵水位检测控制保护器，属电子控制技术领域。其目的是提供一种具有有水开泵、无水停泵的控制和保护功能的矿用水泵水位检测控制保护器。其技术要点是水位检测控制电路(3)中的电压比较器(T3)通过分压电阻获得一个基准电压，通过水作为上、下水位探头与稳压电路负极引出的导线连接的介质，为其提供一个本质安全型的比较电压。当水位探头与稳压电路负极引出的导线与水接触时，开关三极管(T4)导通，继电器(J1)线圈通电，其接点(J1-1)闭合，接通水泵电源，水泵得电运转；当水位探头与稳压电路负极引出的导线与水脱离后，开关三极管(T4)截止，继电器线圈断电，其接点断开，切断水泵电源，水泵失电停转。
文档编号G01F23/22GK101383499SQ20081019669
公开日2009年3月11日 申请日期2008年9月17日 优先权日2008年9月17日
发明者张卫国, 闫立平, 马天兵 申请人:张卫国;马天兵