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LM1830在实现液位自动控制中的应用
樊栋
（山西焦化股份有限公司，山西洪洞041606）
[摘要] 介绍了LM1830集成电路作为液位开关的工作原理及其在液位自动控制中的应用。
[关键词] LM 1830 自动控制液位测量
0 引言
液位测量在工业生产过程中占有重要地位。通过液位的测量，可以确定工艺设备或容器里的原料、半成品或产品的数量，以保证在连续供应生产中各环节所需要的物料。但液位测量受生产工艺条件的影响很大，尤其在化工企业中(如焦油、苯、硫酸等产品)，介质处于高温、高压容器中，容器中的介质比较粘稠，或具有高度腐蚀性，且容器大都为密闭型，给测量带来了很大的误差与困难。因此，如何实现密闭容器中液位的自动控制，对于实际生产是非常重要的。
1.1 LM1830工作原理与应用
LM1830是一款液位开关集成电路，其集成电路如图1。
图中：A是伸入容器中的探头，通过液体接地，测量A对地电阻的变化，可得知液位的变化。
用直流电源测量液体电阻时，易产生极化现象而影响测量，因此测量探头应接交流电源。该器件内具有振荡器可以提供高频电源。图1中1、7为内部振荡器的外接电容端，振荡器的频率与外接电容器的数值成正比，若电容为0.001 uF时，由5、13两端输出高频电源。10为测量输入端，即接入的探头A用来探测被测容器内液体的电阻。13端的高频电源通过0.05 uF的电容器耦合到10端（即探头A上），使探头对地有约4V的高频电压，若液体高于探头A，则R<R内=13kΩ（R内为器件内线路电阻），这时10端为低电位，11、12不导通，报警器发光二极管D不亮。若液面低于探头A端，则R > R内，10端为高电位，11、12导通，发光二极管D点亮，进行液位报警。
1.2 液位控制原理
图2为 液位控制原理图，图中J为控制用继电器，R1是可选择的跳变保护电阻，当液面高于探头A时，10为低电位，11、12不导通，12为高电位，晶体管G导通，常闭接点断开，常开接点闭合指示液位状态；当液面低于探头A时，10端为高电位，11、12导通，12为低电位，晶体管G不导通，常闭接点闭合启动液泵向容器内注入液体直到液面高于探头A端，常闭接点断开，液泵停止。
由于该集成电路是测量探头对地电阻与平衡电阻比较而工作的，因此输入端10与地之间可接入多种变换元件，若被测液体为高阻液体，即液位高于A端R>R内，这样不管液位高于A端或低于A端，10端均为高电位，11、12均为导通状态，此时R内＝13kΩ的平衡电阻不适用，此时应外接平衡电阻加以解决，如图3，高频电源由5端通过R外和隔直电容器耦合到10（即探头），R外可根据被测液体的电阻确定。
2 液位自动控制系统设计
根据图 2所示工作原理，继电器K的工作状态如下:
① 液面低于探头时，常闭接点闭合，常开接点断开；②液面高于探头时，常闭接点断开，常开接点闭合。根据这一特点，可以对容器内的液位实现自动控制，即采用2块LM1830实现容器内液位下限与上限的设置。当容器内液位低于下限时，液泵启动，向容器内注入液体；当液面高于上限时，自动切断液泵电机，停止向容器内注入。这样，可将液位控制在一定的范围内，实现液位的精确控制，其控制电路如图4。
由图4可知，当液面低于下限探头时，K1、K 2继电器常闭接点闭合，KM 1 , KM2接触器得电，KM 1 , KM2常开接点闭合，启动主回路接触器C，电机启动。当液面高于下限探头，但低于上限探头时，K2继电器常闭接点断开，KM2继电器失电，但控制主回路已通过自锁回路接通，电机继续接通，直至液面高于上限探头时，K1继电器常闭接点打开，KM1继电器失电，使得控制回路中的KM I常开接点打开，接触器C断电，主回路失电，电机停转。
3 结束语
这种对液面进行测量与控制的方法是通过将被测液位的变化转换成电阻的变化，然后通过测量电阻参数的变化来测知液位，但被测介质需是导电介质，且容器必须可靠接地。由于信号的转换不依赖于机械可动部件，所以工作比较可靠。同时，因为电讯号的转换与传送方便，所以信号很容易进行远传，通过电讯号与电动单元器配套使用，就可以很方便地对液位进行测量与控制。
参考文献
[1]顾绳谷.电机及拖动基础.机械工业出版社，1990
[2]李军.检测技术及仪表.轻工业出版社，1989
[3]孙肖子.实用电子电路手册.高等教育出版社1993
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