Способ автоматического регулирования температуры и устройство для осуществления способа Советский патент 1957 года по МПК G05D22/02 G01K7/02 

Предметом изобретения является способ автоматичесЕСого регулирован-ия температуры объекта с помощью одного регулятора и нескольких термопар, установленных в разных зонах регулируемого объекта и поочередно подключаемых к регулятору.

Целью изобретения является обеспечение регулирования температуры по показаниям наиболее нагретой термопары, а также автоматический выбор последней.

Регулирование температуры по показаниям наиболее нагретой термопары обеспечивается путем поочёредного автоматического сравнения потенциалов одноименных электродов термопар, установленных на объекте. Автоматический выбор наиболее нагретой термопары осуществляется с помощью устройства, заключающего в себе регулятор температуры с шаговым искателем и электронным усилителем с поляризованным реле па выходе, которое управляет указанным шаговым искателем, а также вторым аналогичным искателем, поочередно подключающим те же одноименные электроды термопар на вход усилителя.

На фиг. 1 представлена блок-схема; фиг. 2 - принципиальная электрическая схема устройства.

На фиг. 1 показано несколько термопар, рабочие концы которых расположены в разных точках объекта контроля.

Одноименные (например, отрицательные) выводы термопар могут быть соединены между собой.

В этом случае положительные выводы термопар будут иметь по отношению к общему отрицательному выводу потенциа,1ы тем большие, чем выше температура соответствуюЩИХ рабочих концов, имея в виду, что свободные концы термопар имеют одинаковую температуру.

При сравнении потенциалов положительных выводов между собой окажется, что вывод любой из термопар будет иметь положительный потенциал по отношению к выводам термопар, нагретых менее, чем эта термопара, и отрицательный - по отношению к выводам более нагретых термопар. Если за нуль принять потенциал вывода наиболее нагретой термопары, то потенциал всех прочих выводов будет отрицательным.

Общий отрицательный вывод термопар подключен непосредственно к минусовой клемме регулируюш.его прибора РП. Один из положительных выводов термопар подключен на клемму -}-РП и, параллельно, на одну из клемм 1 знакочувствительного устройства ЗЧУ, реагирующего на положительный потенциал. К другой клемме 2 этого устройства с помощью переключателя Я) подключают последовательно остальные положительные выводы.

Если к первой клемме подключен вывод наиболее нагретой термопары, то срабатывания знакочувствительного устройства не произойдет. Если же к первой клемме подключен вывод термопары че наиболее нагретой, то при подключении на вторую клемму вывода более нагретой термопары произойдет срабатывание знакочувствительного устройства, указывающее на необходимость подключения к регулятору другой термопары. Требуемое переключение производят с помощью переключателя Яа. Если повое положение HZ соответствует наиболее нагретой термопаре, то ЗЧУ вернется в исходное состояние и при дальнейших переключениях Я| не сработает. Если же новое положение Ич соответствует термопаре не наиболее нагретой, то Я2 должен переключаться далее до тех пор, пока ЗЧУ не перестанет срабатывать при любом положении Я,, что и будет указывать на то, что положение HZ соответствует наиболее нагретой термопаре.

Указанное взаимодействие И{, И и ЗЧУ осуществляется автоматически.

В качестве знакочувствительного устройства применен электронный усилитель ЭУ (фиг. 2), последний каскад которого выполнен по схеме катодного повторителя. На выход усилителя подключено поляризованное реле ПР для исключения вибрации, щунтированное конденсатором. Устройство регулируется таким образом, что реле ПР замыкает свой контакт при подаче на вход усилителя постоянного напряжения определенной полярности. При отсутствии напряжения на входе, или подаче напряжения обратной полярности контакт реле ПР разомкнут.

Коммутирующими элементами схемы ЯВЛЯЮТС5 два телефонных шаговых искателя HI и Я.

Многоспайная термопара Т имеет один отрицательный электрод и несколько (в данном случае пять) положительных. Отрицательный электрод подключен непосредственно к регулирующе.му потенциометру РП. Положительные электроды подключены к соединенным между собой полям искателей /Я и JM. Искатель Яа нормально находится в таком положении, что через контакт его поля /Яа к регулирующему потенциометру и, параллельно, к входу электронного усилителя ЭУ (клемма 1) подключен тот из положительных электродов термопары, который имеет наивысший положительный потенциал (т. е. электрод, соответствующий спаю, имеющему наивысшую температуру).

Обмотка Яг обесточена нормально открытым контактом реле 2Р.

Искатель MI непрерывно «шагает под воздействием импульсов, подаваемых контактом К, который периодически, замыкается кулачковой шайбой, сидящей на валу двигателя СД. Переходя с позиции на позицию, искатель HI через поле

JH подключает к клемме 2 входа ЗУ один за другим положительные электроды термопары.

Пока HZ стоит на позиции, соответствующей электроду с наивысшим положительным потенциалом, на клемме 2 электронного усилителя при любом положении HI будет либо отрицательный, либо нулевой потенциал по отношению к клемме 1. Реле ПР при этом будет держать свой контакт разомкнутым. Если же какой-либо другой спай термопары оказывается нагретым до более высокой температуры, то при дохождении теток УЯ до соответствующей этому спаю позиции, на клемму 2 подается положительный по отношению к клемме 1 потенциал. Поляризованное реле ЯР срабатывает и своим контактом замыкает цепь реле Р. Реле Р возбуждается, блокируется через свой контакт IP, размыкает цепь обмотки Я и замыкает цепь обмотки И-2. Искатель Я| останавливается, искатель И2 начинает движение под воздействием импульсов, подаваемых контактом /С.

Как только искатель И-2 станет на ту же позицию, на которой находится HI, реле Р шунтируется через контакты полей 2Я| и 2И2. Реле Р отпускает якорь, деблокируется, размыкает цепь Яо (который останавливается в положении, соответствующем спаю, имеющему наивысшую температуру) и замыкает цепь HI, который вновь продолжает свое движение до тех пор, пока какой-либо другой спай термопары не окажется нагретым до большей температуры.

Сигнальные лампочки Л - Л, установленные на лицевой панели прибора и включаемые через контакты поля ЗИ, указывают, какой из спаев термопары в данный момент подключен к регулирующему прибору. Нормально закрытый контакт ЗР реле Р включается последовательно в сетевую обмотку балансирующего двигателя регулирующего потенциометра. Благодаря этому при возбуждении реле Р (пока происходит переключение регулирующего прибора с одного спая на другой) не происходит отклонений прибора РП и излищних перестановок исполнительного органа.

Стандартные искатели имеют 12 положецип щеток: W первых положений используются в схеме искателя (положения 6-10 повторяют положения 1-5), положения 11 и 12 остаются холостыми.

Для того чтобы обеспечить прохождение искателем Н этих холостых положений, 11-я и /2-я клеммы поля IH подключаются к отрицательному электроду термопары. Этим обеспечивается подача отрицательного потенциала на клемму / входа ЭУ при нахождении щеток И-г на 11-и и ./2-й позициях. При этом срабатывают реле ПР и Р, благодаря чему искатель Яо, продолжая движение, сходит с холостых позиций.

Для того чтобы И не мог останавливаться на холостых позициях реле Р шунтируется непосредственно через 11 и 12 ламели поля 2И искателя Hi.

Чувствительность прибора регулируется с помощью реостата.

Предмет изобретения

1.Способ автоматического регулирования температуры объекта с помощью одного регулятора температуры и нескольких поочередно подключаемых к нему термопар, установленных в различных зонах объекта, отличающийся тем, что, с целью обеспечения регулирования температуры по показаниям наиболее нагретой термопары, последняя определяется путем поочередного автоматического сравнения потенциа.лов одноименных электродов, устапо1з;1енных на объекте термопар.

2.Устройство для осуществления способа по п. i, заключающее в себе регулятор температуры, к которому с помощью шагового искателя телефонного типа поочередно подключаются одноименные электроды термопар, установленных в различных зонах регулируемого объекта.

отличающееся тем, что, с целью автоматического выбора наиболее нагретой термопары, в нем применен электронный усилитель с поляризованным реле на выходе,

управляющим указанным шаговым

искателем и вторым таким же искателем, предназначенным для поочередного подключения тех же одноименных электродов термопар па вход указанного усилителя.