Устройство для термостатирования Советский патент 1983 года по МПК G05D23/30 G05D23/19 

Изобретение относится к экспериме тальной физике и химии, в частности к устройствам стабилизации и широкодиапазонного регулирования температуры образца, исследуемого в приборе для определения диэлектрических характеристик. Известно устройство для термоста тирования, содержащее связанный резервуар хранения хладагента (сосуд Дьюара) с исполнительным элементом, установленным на его выходном трубо проводе, связанным с термостатируемой камерой, в которой размещен датчик температуры, выход которого связан со входом регулирующего блока, выход регулирующего блока подключен ко входу исполнительного элемента fl. Недостаток устройства - цикличность процесса термостатирования, так как после выработки всего объема жидкого хладагента Из сосуда Дьюара необходимо долить в него хладагент или сменить сосуд, в прог цессе чего температура образца значительно изменяется, что в большинстве случаев недопустимо. Наиболее близким по техническойi сущности к предлагаемому является устройство для термостатирования, содержащее связанные с основным и дополнительным датчиками-уровня основной и дополнительный резервуары хранения хладагента с основным и до полнительным исполнительными элемен тами, установленными на их выходных трубопроводах, связанных с термостатируемой камерой, в которой ра мещен, связанный со входом регулирующе о блока датчик температур. Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные первый, инвертор, элемент И и первый ключевой элемент, а также второй инвертор, RS-триггер и второй ключевой элемент, первый вход которого соединен с выходом первого ключевого элемента, первый и второй вы ходы - со входами основного и допол нительного исполнительных элементов, а второй вход - с выходом триг гера, первый и второй входы которог связаны соответственно с выходами основного и дополнительного датчиков уровня хладагента и входами пер вого инвертора и второго инвертора, .выход которого подключен ко второму входу элемента И, а первый вход пер го ключевого элемента связан с выхо дом регулирунвдего блока 2j. Устройство обеспечивает непрерыв ное термостатирование в течение дли тельного времени за счет мгновенног переключения регулирования с рсновного резервуара хранения хладагента на дополнительный при выработке хла агейта из основного резервуара. Указанное устройство ха;5актеризуется низкой надежностью и недостаточным удобством обслуживания, обусловленными следующими обстоятельствами. Во-первых, после выработки хладагента из основного резервуара может произойти сбой в работе из-за того, что остаток хладагента в основном резервуаре охлаждает датчик за счет теплопроводности трубопровода, спирали и каркаса нагревателя исполнительного элемента. Вырабатывать же .хладагент ниже определенного уровня нельзя, так как для обеспечения заданной точности термостатирования необходимо, чтобы спираль нагревателя была погружена в хладагент не менее, чем наполовину. Таким образом, если оператор не заметил кратковременного (0,5-1 мин) включения сигнальной лампы и переключения .устройства на дополнительный резервуар и своевременно не заменил основной резервуар после выработки хладагента из дополнительного резервуара, устройство снова переключается на основной резервуар, в результате чего процесс термостатирования нарушается. Во-вторых, из-за высокой чувствительности датчиков уровня хлаДагента при смене сосуда Дьюара на выходах датчиков возникают наводки, вызыв.ающие иногда сбои в работе устройства. Поэтому при смене сосуда Дьюара бывают случаи, когда включается тот исполнительный элемент, резервуар которого заменяют, а в результате процесс термостатирования нарушается. Цель изобретения - повышение надежности устройства и повышение удобства его обслуживания. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее связанные с основньм и дополнительным датчиками уровня хладагента основной и дополнительный резервуары хранения хладагента с основным и дополнительным исполнительными элементами, установленными на их выходных трубопроводах, связанных с термостатируемой камерой, в которой размещен связанный со рходом регулирующего блока датчик температуры, RS-триггер, элемент И и два ключевых элемента, дополнительно введены три элемента И и два кнопочных выключателя, причем выход регулирующего блока подключён к переключаницим контактам первого и второго ключевых элементов, замыкающие контакты которых подключены соответственно ко входам основного и дополнительного исполнительных элементов, выходы основного и дополнительного датчиков уровня хладагента подключены соответственн к первьм входам первого и второго элементов И, выход первого из котор подключен к первому входу третьего элемента И, к З-входу RS-триггера и через замкнутые контакты первого кн почного выключателя - ко второглу вход .первого элемента К,а выход второго к первому входу четвертого элемента И, к R-входу RS-триггера л через замкнутые контакты второго кнопочного выключателя - ко второму входу второго элемента И, выходы Q и Q RS-триггера подключены соответствен но ко вторым входам третьего и четвертого элементов И, выходы которых подключены ко входам первого и второго ключевых элементов соотйетственно. Введение первого и второго элементов И и кнопочных выключателей в совокупности обеспечивает блокирова ние выходного сигнала датчика уровня хладагента после первого его выключения и разблокирование сигнала после Зс1мены пустого резервуара хра нения хладагента. I . Введение третьего элемента И в Со вокупности с имеющимся в устройстве четвертью элементом И обеспечивает создание приоритета од.ному из исполнительных элементов или их выкл очение в зависимости от сочетания выходных сигналов датчиков уровня хладагента. На чертеже изображена функциональная схема устройства для термостатирования. Устройство содержит связанный с основным датчиком 1 уровня хладаг та основной резервуар 2 хладагента с основные исполнительным элементом 3, установленным на его выходном трубопроводе 4, связанном с тер мостатируемой камерой 5, в которой размещен датчик 6 температуры, выход которого связан со входом регулирунячего блока 7, дополнительный резервуар 8 хранения хладагента с дополнительным датчиком 9 Уровня хладагента и исполнительные элементом 10/ RS-триггер 11, элементы И 12-15, кнопочные выключатели 16, 17 и ключевые элементы 18 и19, пер ключающие контакты которых связаны с выходом регулирующего блока 7, а замыкающие подключены ко входам исполнительных элементов 3 и 10 соответственно. Первый вход элемента И 12подключен к выходу датчика 1 уровня хладагента, а выход - к первому входу элемента И 14, к S-входу RS-триггера 11 и через замкнутые контакты кнопочного выключателя 16 ко второму входу элемента И 12. Первый вход элемента И 13 подключен к выходу датчика 9 Уровня хладагента, а выход - к первому входу элемента И 15, к R-входу RS-тригтера и через замкнутые контакты кнопочного выключателя 17- ко второму входу элемента И 13. Выходы Q и Q RS-триггера 11 подключены соответственно ко вторым входам элементов И 14 и 15, выходы которых подключены соответственно ко входам ключевых элементов 18 и 19. Устройство работает следующим . обра зом. В исходном состоянии основной и дополнительный резервуары 2 и 8 для хранения хладагента наполнены жидКИМ хладагентом и на выходах основного и дополнительного датчиков 1 и 9.уровня хладагента и на выходах элементов И 12 и 13 присутствуют сигналы, соответствующие логической . На выходе RS-триггера 11 при- . сутствует сигнал, соответствующий логическому , а на выходе Q логическая 1 . На выходе элемента И 14 присутствует логическая Ч, так как на двух его входах присутствуют логические 1,-а на выходе элемента И 15 присутствует логический О, так как на его втором входе, связанном с выходом RS-триггера 11, присутствует логический . В результате ключевой элемент 18 включен, а ключевой элемент 19 выключен. При включении регулирующего блока 7 на его выходе появляется регулирующий сигнал, включающий нагреватель и электромагнитный клапан основного исполнительного элемента 3, с выхода которого жидкий хладагент поступает в камеру 5. В процессе работы уровень жидкого хладагента в основнсял резервуаре 2 постоянно снижается. При достижении хладагентом определенного уровня на выходе основного датчика 1 уровня хладагента и, как следствие, на выходе элемента И 12 появляется логический О, триггер 11 опрокидывается ,.на его выходе Q появляется логическая , а на выходе Q - логический О. В результате ключевой элемент 18 выключается, а ключевой элемент 19 включается, после чего регулирующий блок 7 стабилизирует температуру в камере 5 через дополнительный резервуар 8 хранения хладагента. Через 0,5-1 мин на выходе основного датчика 1 уровня хладагента появляется логическая Ч, обусловленная охлаждением датчика 1 остатком хладагента за счет теплопроводности трубопровода, спирали и каркаса нагревателя основного исполнительного элемента 3. На выходе элемента И 12 остается логический О, так как на его втором входе присутствует

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ, содержащее связанные с основным и дополнительным датчиками уровня хладагента основной и дополнительный резервуары хранения хладагента с основньм и дополнительные исполнительными элементами, установленными на их выходных трубопроводах, связанных с териостатируемой камерой/ в которой размещен связанный с входом регулирующего блока датчик температуры RS-триггер, элемент И и два ключевых элемента, отличаю «щ ее с я тем, что, с целью повышения -надежности устройства, в него дополнительно .введеног три элемента И и два кнопочных выключателя, причем выход регули« руквдего блока подключен к переключающим контактам первого и второго ключевьвс элементбв, замыкающие контакты которых подключены соответственно ко входам основного и дополнительного исполнительных элементов, выходы основного и дополнительного датчиков уровня хладагента подключены соответственно к первым входам первого и второго элементов И, выход первого элемента И подключен к первому входу третьего элемента И, к в-входу R6-триггера и через замкнутые контакты первого кнопочного вы- , ключателя - ко второму входу первого элемента И, выход второго элемен(/ С та И подключен к первому входу четвертого элемента И, к R-входу RSтриггера и через замкнутые контакты второго кнопочного выключателя - ко Q второму.входу второго элемента И, С выходы Q HQRS -триггера подключены соответственно ко ттсоуяли входам третьего и четвертого элементов И, вы ходы которых подключены ко входам пер.вого и второго ключевых элементов соответственно.