一种钢厂水泵房蓄水池液位控制系统的制作方法

1.本实用新型属于钢厂水泵房液位控制技术领域，尤其涉及一种钢厂水泵房蓄水池液位控制系统。


背景技术：

2.现在国内大部分钢铁厂，液位计只用于提供相关液位显示。但相关国内钢铁企业水泵房生产环境比较复杂，通过需要人工实时现场观察液位，再到机旁控制水泵电机启动，一则操作水泵启停的工作比较繁琐，其次也不具备实时性，对相关蓄水池的控制无法准确实施，而且大部分室外环境下操作及观察液位在冬季及雨季环境下容易造成人员伤害，并对生产节奏造成相当大的影响。


技术实现要素：

3.本实用新型就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种钢厂水泵房蓄水池液位控制系统，其能够使减少员工劳动强度且能实现水泵自动启动及停止，消除安全隐患。
4.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，包括固定于蓄水池液面上方的超声波测距模块，该超声波测距模块与mcu控制模块相连，该mcu控制模块与水泵驱动电路相连，所述水泵驱动电路用于驱动水泵转动。
5.所述蓄水池侧壁固定有铁质固定架或铝制固定架，所述超声波测距模块安装于传感器固定架上；该传感器固定架上设置有磁铁吸合部，该磁铁吸合部吸合于铁质固定架或铝制固定架上。
6.进一步地，所述传感器固定架包括架体，所述架体上左右两侧各设一凹槽，凹槽内安装有磁铁吸合部，且该磁铁吸合部通过顶紧螺钉固定于凹槽内；所述超声波发射模块及超声波接收模块安装于所述架体上。
7.更进一步地，所述架体上设置有方便取下的把手，该把手通过螺钉固定于所述架体上。
8.进一步地，所述水泵驱动电路包括光耦u1、pnp型三极管q2；光耦u1的输入侧由mcu控制模块控制，光耦u1的输出侧3脚接地，光耦u1的输出侧4脚分为两路，第一路通过电阻r3与vcc相连，第二路与pnp型三极管的基极相连，该三极管的集电极与vcc相连，三极管的发射极与三相交流接触器km的线圈一端相连，交流接触器km的线圈的另一端接地；交流接触器km的主触点连接于水泵的三相供电电路，作为开关；线圈两端并联续流二极管d3。
9.更进一步地，mcu控制模块包括stc12c5a60s2单片机，光耦u1的2脚接地，光耦u1的1脚与固态继电器s1的1脚相连，固态继电器s1的2脚与三极管q1的集电极相连，q1的发射极经电阻r1与高电压相连，q1的基极通过电阻r2与单片机i/o口相连，继电器s1的3脚与单片机另一i/o口相连。
10.进一步地，所述超声波测距模块包括超声波发射模块、超声波接收模块，所述超声波发射模块由方波发射电路及发射探头组成，所述超声波接收模块包括接收探头，该接收
探头与信号放大电路的输入相连，信号放大电路的输出与滤波电路的输入相连，滤波电路的输出与mcu控制模块相连。
11.更进一步地，所述方波发射电路包括npn三极管、n沟道mos管、耦合升压变压器t，npn三极管与n沟道mos管相连，用于驱动mos管通断产生方波信号，经变压器耦合升压后与发射探头相连。
12.更进一步地，mcu控制模块与无线传输模块相连，经无线传输模块与显示模块或上位机连接。
13.与现有技术相比本实用新型有益效果。
14.本实用新型可大幅减少人工处理时间、减少员工劳动强度，提供液位实时显示，根据液位及时调整水泵工作状态，为钢铁生产企业安全有效生产提供强有力的安全保障。
附图说明
15.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。
16.图1是本实用新型整体框图。
17.图2是本实用新型传感器固定架结构示意图。
18.图3是本实用新型水泵驱动电路的电路图。
19.图4是本实用新型滤波电路的电路图。
20.图5是本实用新型超声发射电路的电路示意图。
21.图中，1为顶紧螺钉、2为磁铁吸合部、3为架体、4为把手、5为发射探头、6为接收探头。
具体实施方式
22.如图1
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5所示，本实用新型包括固定于蓄水池液面上方的超声波测距模块，该超声波测距模块与mcu控制模块相连，该mcu控制模块与水泵驱动电路相连，所述水泵驱动电路用于驱动水泵转动；所述蓄水池侧壁固定有铁质固定架或铝制固定架，所述超声波测距模块安装于传感器固定架上；该传感器固定架上设置有磁铁吸合部，该磁铁吸合部吸合于铁质固定架或铝制固定架上。
23.具体实施例1、所述传感器固定架包括架体，所述架体上左右两侧各设一凹槽，凹槽内安装有磁铁吸合部，且该磁铁吸合部通过顶紧螺钉固定于凹槽内；所述超声波发射模块及超声波接收模块安装于所述架体上。架体可优选为连接板即可，该连接板朝向液面的一侧安装有超声波探头，探头两侧、架体上分布方形磁铁块或圆形磁铁块，架体上开设有与磁铁块形状适配的通孔（也可以是凹槽），磁铁块安装于通孔内，架体一侧设置顶紧螺钉，旋转顶紧螺钉旋进架体的深度，能够达到磁铁块顶紧或松开的目的。磁铁吸合的设计，方便了蓄水池内壁上传感器位置设定的灵活调整、方便拆卸；使得一个蓄水池内不同位置设置多个液位传感器，用于数据的互相验证，取平均值，作为最终的液位高度值。
24.具体实施例2、所述架体上设置有方便取下的把手，该把手通过螺钉固定于所述架体上。把手形状为弧形，弧形结构两侧设置连接耳，每个连接耳通过螺钉或螺栓作为紧固件将把手把合于架体内；且为方便抓握，把手在架体安装后弧形朝向操作者，更为方便抓握。
25.具体实施例3：所述水泵驱动电路包括光耦u1、pnp型三极管q2；光耦u1的输入侧由mcu控制模块控制，光耦u1的输出侧3脚接地，光耦u1的输出侧4脚分为两路，第一路通过电阻r3与vcc相连，第二路与pnp型三极管的基极相连，该三极管的集电极与vcc相连，三极管的发射极与三相交流接触器km的线圈一端相连，交流接触器km的线圈的另一端接地；交流接触器km的主触点连接于水泵的三相供电电路，作为开关；线圈两端并联续流二极管d3。其中，控制信号电压为5v，信号经过放大、光耦隔离和高压电气电路，驱动水泵的启动或停止。该水泵驱动电路能够有效保护控制模块，实现弱电、强电分离，免除水泵给单片机带来的干扰，同时，驱动电路结构简单、驱动能力强，能够实现大功率水泵的供水，比如：300zx600
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32型水泵。
26.具体实施例4：mcu控制模块包括stc12c5a60s2单片机，光耦u1的2脚接地，光耦u1的1脚与固态继电器s1的1脚相连，固态继电器s1的2脚与三极管q1的集电极相连，q1的发射极经电阻r1与高电压相连，q1的基极通过电阻r2与单片机i/o口相连，继电器s1的3脚与单片机另一i/o口相连。
27.具体实施例5：所述超声波测距模块包括超声波发射模块、超声波接收模块，所述超声波发射模块由方波发射电路及发射探头组成，所述超声波接收模块包括接收探头，该接收探头与信号放大电路的输入相连，信号放大电路的输出与滤波电路的输入相连，滤波电路的输出与mcu控制模块相连。所述方波发射电路包括npn三极管、n沟道mos管、耦合升压变压器t，npn三极管与n沟道mos管相连，用于驱动mos管通断产生方波信号，经变压器耦合升压后与发射探头相连。发射电路得电后，单片机等微处理器通过方波发射电路发射方波，频率可调，比如40khz的方波。单片机此处可另选单独的控制器，也可使用mcu控制模块。信号放大电路这块可选用ad620芯片作为前置放大，后续用ad630增益调整电路进行后续放大；滤波电路采用rc低通滤波电路，选用芯片lm358，芯片lm358的负输入端通过电阻接地，芯片lm358的正输入端经rc滤波后接放大电路的输出，芯片lm358的负输入端与输出端经可调电阻相连。
28.超声波测距模块朝向液面发出固定频率的方波信号，声波传播至液面后反射，声波反射后通过相应i/o口返回一个高电平信号至mcu控制模块，利用声波来回的传播时间t来测距，进而得到液面高度。利用超声波测距模块作为液面测量传感器，该无接触式测量不仅测量准确，拆卸也方便。而发射电路的设计，利用二次侧的lc谐振使得超声探头持续不断的产生超声波，能够实现高强度超声波的可靠稳定发射。而接收电路将微弱信号进行了放大整形并滤除了杂波，使得后续控制模块信号采集更为准确。另外，mcu控制模块与无线传输模块相连，经无线传输模块与显示模块或上位机连接。保证了数据的实时传输。
29.可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。