ТЕРМИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ Российский патент 1997 года по МПК H05B6/08 

Изобретение относится к устройствам для измерения и поддержания температуры объекта в высокочастотном электромагнитном поле и позволяет повысить точность измерения температуры в процессе диэлектрического ВЧ и СВЧ нагрева, полного устранения возмущения действия электромагнитного поля на датчик температуры и расширить техническую возможность применения устройства.

Известен диэлектрический термометр для измерения температуры при высокочастотном нагреве диэлектриков, содержащий резервуар термометра, заполненный неполярной жидкостью, с определенным отношением наружного и внутреннего диаметров, который исключает разогрев самого термометра в высокочастотном поле.

Недостатком данного термометра является то, что температуру обрабатываемого материала можно контролировать только визуально, вынимая термометр из рабочего конденсатора, тем самым снижая точность при контроле за температурой обрабатываемого материала. Также существенным недостатком данного термометра является отсутствие регулирующего устройства, которое позволило бы поддерживать температуру обрабатываемого материала в заданных пределах. На основании вышеизложенного данный термометр можно применять только в тех процессах, где не требуется измерять и поддерживать температуру в обрабатываемом материале с высокой степенью точности.

Поставленная задача достигается тем, что в отличие от прототипа в термический модуль введены компенсирующий датчик температуры, установленный с возможностью измерения окружающей среды, при этом выхода обоих датчиков температуры соединены с компенсатором введенного регулирующего устройства, выход которого соединен с первыми входами компараторов этого устройства, образующих общую точку, к которой подсоединен первый вход усилителя, при этом вторые входы компараторов соединены с выходом блока установки регулирующего устройства с образованием общей точки, с которой соединен второй вход усилителя, а выходы компараторов и усилителя подсоединены к входу устройства управления регулирующего устройства, выход которого соединен с устройством привода межэлектродного расстояния, соединенного с высокопотенциальной пластиной конденсатора, установленной с возможностью перемещения.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен термический модуль ШАР (шаговый автоматический регулируемый); на фиг.2 то же, вид спереди; на фиг.3 блок схемы управления.

Термический модуль ШАР (в дальнейшем модуль) состоит из рамы 1, на которой установлен корпус модуля, в левой части которого расположен бункер-питатель 3. В корпусе 2 модуля расположен рабочий транспортер 4. Натягивающий ролик 5 установлен под лентой рабочего транспортера 4, а щеточный барабан 6 непосредственно у выгрузного окна. Рабочий конденсатор модуля состоит из низкопотенциальной 7 и высокопотенциальной 8 пластин. Высокопотенциальная пластина 8 имеет направляющие штоки 9, обеспечивающие вертикальное перемещение посредством винтового штока 10, в верхней части которого установлена стрелка 11 указателя уровня. А сам указатель 12 уровня установлен на крышке корпуса модуля 2. Перемещение высокопотенциальной пластины 8 обеспечивает электроприводное устройство 13. Конечные включатели 14 предназначены для ограничительного перемещения в заданном интервале и конечного отключения по высоте подъема высокочастотной пластины 8, два из которых установлены на указателе уровня 12 и один с нижней стороны крышки корпуса модуля 2. Боковины 15 устанавливаются по обе стороны рабочего транспортера 4.

Заслонка 16 расположена в нижней части бункера-питателя 3, служит для открывания выходного отверстия, а регулирующая заслонка 17 располагается с внутренней стороны бункера-питателя 3 и предназначена для регулирования высоты слой обрабатываемого материала. Электромагнитная энергия поступает на высокопотенциальную пластину 8 посредством гибкой ленты 18, которая крепится к коаксиальному фидеру 19, в свою очередь который соединен с колебательным контуром генератора 20. Датчики температуры 21 и 22 укреплены на крышке корпуса модуля, а их выводы "а" и "b" подсоединены к входу компенсаторного блока 23. Выходы с компенсатора соединяются с показывающим прибором 24 и с первыми входами x₁ и x₂ компараторных блоков 25 и 26, которые в свою очередь имеют общую точку соединения с первым входом x₃ усилительного блока 28. Блок установки 27 своим выходом подсоединяется к вторым входам y₁ и y₂ блока компараторов 25 и 26, и второму входу y₃ усилительного блока 28. Выходы z₁ и z₂ компараторных блоков 25 и 26, и выход с усилительного блока z₃ подсоединены к управляющему блоку 29, который имеет связь с приводным устройством 30 высокопотенциальной пластины 8. 31 обрабатываемый материал.

Принцип работы термического блока ШАР заключается в следующем.

Обрабатываемый материал 31 из бункера-питателя 3 с определенной высотой, которую задает регулирующая заслонка 17, поступает на транспортер 4. При его вращении материал поступает в рабочий конденсатор, состоящий из низкопотенциальной 7 и высокопотенциальной 8 пластин, где под действием электромагнитного поля обрабатываемый материал нагревается. Его действительную температуру будет показывать температурный датчик 22, сигнал с которого поступает на компенсаторный блок 23. Одновременно сюда же поступает сигнал с компенсирующего датчика 21, который предназначен для снятия погрешности от наводок с ЭМПВЧ и температуры окружающей среды в рабочей камеры корпуса 2 модуля. Компенсаторный блок 23, вычитывая погрешности, будет выдавать сигнал, соответствующий действительной температуре обрабатываемого материала. Этот сигнал одновременно подается на показывающий прибор 24 и на входы компараторных x₁ и x₂ блоков 2 "подъем" и 26 "опускание".

В зависимости от технологического регламента процесса обработки для различного материала, обрабатываемого в термическом модуле, на выходе он должен иметь определенную заданную температуру. Заданная температура материала на выходе из рабочего конденсатора устанавливается на блоке "установки" 27, сигнал с которого поступает на y₁ и y₂ компараторов 25 "подъем" и 26 "опускание". Компаратор 25 "подъем" сравнивает сигнал на выходе компенсаторного блока 23 с сигналом блока 27 "установка" и если он больше, то дает команду подъем на блок управления 29 через усилительный блок 28. Блок управления 29 будет подавать сигнал на приводное устройство 30 определенное время, равное времени подъема высокопотенциальной пластины 8 на определенный шаг высоты (5.20 мм), в зависимости от установки высоты подъема пластины 8. Кроме этого, блок, управления 29 с момента окончания подъема высокопотенциальной пластины 8 на определенное время, равное времени прохождения обрабатываемого материала от начала рабочего конденсатора до датчика температур термометра 22, не будет воспринимать сигналы устройств 25, 26 и 28. Когда обрабатываемый материал пройдет это расстояние блок управления 29 разблокируется и начинает воспринимать сигналы. Блок управления 29 будет давать команду подъема на приводное устройство 30 до тех пор пока температура не будет равна заданной согласно технологическому регламенту.

Если же температура обрабатываемого материала будет ниже заданной на выходе рабочего конденсатора, тогда сигнал поступающий из компенсаторного блока 23 поступает на входы x₁ и x₂ компараторных блоков 25 "подъем" и "опускание".

Компаратор 26 сравнивает сигнал на выходе компенсаторного блока 27 "установка", а так как он меньше, то дает команду "опускание" на блок управления 29 через усилительный блок 28, который поступает на приводное устройство 30, в свою очередь которое опустит высокопотенциальную пластину 8 на определенный шаг высоты опускания (5.20 мм). После опускания высокопотенциальной пластины 8 на определенный шаг напряженность поля увеличивается, вследствие чего увеличивается температура обрабатываемого материала. Блок управления 29 с момента окончания опускания высокопотенциальной пластины 8 на время прохождения материала через рабочий конденсатор не будет воспринимать сигнал с компаратора 26.

После времени задержки блок с компаратора 29 разблокируется и начинает воспринимать сигнал с компаратора 26. Если температура материала будет соответствовать заданной, то компараторы 25 и 26 не будут выдавать сигналы на блок управления 29. Таким образом происходит поддержание температуры материала в заданных технологическим регламентом пределах.

Данное устройство легко осуществимо и практически может быть реализовано на любых предприятиях сельскохозяйственного производства.

Использование: относится к устройствам для измерения и поддержания температуры объекта в высокочастотном электромагнитном поле. Сущность изобретения: термический модуль имеет компенсирующий датчик температуры 22, установленный с возможностью измерения окружающей среды. Выходы обоих датчиков температуры 22 соединены с компенсатором 23 введенного регулирующего устройства. Выход компенсатора 23 соединен с первыми входами компараторов 25 и 26 этого устройства, образующих общую точку. К общей точке подсоединен первый вход усилителя 28. Вторые входы компараторов 25 и 26 соединены с выходом блока уставки 27 регулирующего устройства с образованием общей точки. С общей точкой соединен второй вход усилителя 28. Выходы компараторов 25 и 26 и усилителя 28 подсоединены к входу устройства управления 29 регулирующего устройства. Выход регулирующего устройства соединен с устройством привода 30 межэлектродного расстояния, соединенного с высокопотенциальной пластиной 8 конденсатора, установленной с возможностью перемещения. 3 ил.

Термический модуль, содержащий датчик температуры, регистрирующее устройство и плоский конденсатор с электродами, при этом датчик температуры установлен в конденсаторе с возможностью измерения исследуемой среды после его электрода высокопотенциальной пластины, отличающийся тем, что в него введены компенсирующий датчик температуры, установленный с возможностью измерения окружающей среды, при этом выходы обоих датчиков температуры соединены с компенсатором введенного регулирующего устройства, выход которого соединен с первыми входами компараторов этого устройства, образующих общую точку, к которой подсоединен первый вход усилителя, при этом вторые входы компараторов соединены с выходом блока уставки регулирующего устройства с образованием общей точки, с которой соединен второй вход усилителя, а выходы компараторов и усилителя подсоединены к входу устройства управления регулирующего устройства, выход которого соединен с устройством привода межэлектродного расстояния, соединенного с высокопотенциальной пластиной конденсатора, установленной с возможностью перемещения.