趙全起
(唐山市新區污水處理廠)

　　唐山市新區污水處理廠地處郊區，廠區給水使用自備井，有水塔一座。原水塔采用浮標式水位計實現自動上水，因其是機械控制，在使用過程中存在以下缺點：
　　① 浮標的滑軌需要經常潤滑加油，以利于浮標能靈活升降；
　　② 連接浮標的鋼絲繩存在磨損，需定期更換；
　　③ 鐵制浮標存在因銹蝕而漏水問題；
　　④ 行程開關存在觸點電蝕問題；
　　⑤ 以上問題均需上塔頂維修，存在安全隱患。
　　為解決上述問題，應用MC1413集成電路實現水塔自動供水，經實際安裝運行，效果令人滿意。

1 基本原理

　　MC1413集成電路為七達林頓結構非門，具有集成度高、性能可靠、靜態功耗電流低、抗干擾能力強等優點，其工作電壓范圍3～18 V，輸出電流200 mA。由于輸入阻抗高，故輸入電流在1 μA以下。最高時鐘頻率可達10 MHz。利用MC1413集成電路檢測水柜(貯水池)中水的電阻值，通過執行機構形成簡單的"0-1"裝置來控制深井泵電機的停啟，使水塔貯水池的水位控制在預定范圍(A、B兩點)之間。

2 執行方案

　　具體執行方案如圖1所示。首先在水塔的貯水池中安裝三個電極，分別為低水位電極A、高水位電極B和公共電極C 。C安裝在水塔貯水池的底部，長期淹沒在水中，A安裝在略高于C 20～30 cm的位置，以保證供水的連續性；B安裝在貯水池的上部，溢流管以下。
　　當貯水池水位低于A時，因C與A之間無水，控制電路部分檢測到的電阻值為無窮大，執行機構吸合繼電器J₁，啟動深井泵向水塔供水。
　　當貯水池水位超過A時，控制電路雖檢測到了電阻，將J₁接點釋放，但因電路中ZJ₁₀有自鎖裝置，已經自鎖。因此，供水繼續進行。直到電路檢測到B與C之間的電阻值由無窮大變到一定數值(趨近于0)時，將通過執行機構吸合繼電器J₂，切斷ZJ₁₀，從而關閉水泵停止供水。
　　電路繼續檢測到A與C之間的電阻為無窮大時，深井泵啟動，從而保證了供水的連續性。

3 控制系統的特點

　　① 控制電路的檢測部分所用元件為1413集成電路，驅動能力很強。它不但能直接驅動JRX-1000型小型繼電器，而且能夠同時檢測到電阻的變化，從而簡化了外圍電路，與用晶體管組裝的裝置相比，故障率極低。這一點已被實際運行所證實。
　　② 電路解決了繼電器觸點電蝕問題。在觸點兩端并聯上電容器C₁和C₂，利用電容兩端電壓不能突變的原理，防止產生電火花及觸點粘連現象。
　　③ 電路中的穩壓二極管D₁、D₂防止繼電器J₁、J₂產生反向高壓擊穿MC1413集成電路，起保護作用。
　　④ 電路中設置了檢修開關，當自動供水系統出現故障時，可由自動轉為手動，能夠由QA、TA兩個按鈕實現深井泵停啟。

4 需要說明的幾個問題

　　① 變壓器的功率應在50 W以上，以防變壓器長期帶電，自身電損太高，發熱燒毀。
　　② 作為電源用的LW7812不僅有穩壓作用，還有過流自動保護功能。
　　③ 在機械設備方面，一定要定期檢修，不能因為實現了全自動控制而忽視了這方面的維護。

5 結論及建議

使用MC1413集成電路實現水塔自動供水，2年來沒發生任何問題，運行效果良好，減少了高空作業量，節省了大量的人力、物力。
① 用MC1413集成電路實現水塔自動供水，投資小、成本低、使用方便。很多城鎮、企事業單位有自備井，其水塔自動供水均可試用本系統。
② 該系統還可應用于污水處理廠的集水井、格柵井等處，也可應用于其它工業生產工藝中的液位控制。
③ 建議此系統還可做成多極液位指示計，對一個或多個液位進行指示或報警。

---

　　作者通訊處：064000 唐山市新區污水處理廠
　　(收稿日期 1998-07-25)