Способ управления оптическим транспарантом с помощью термоэлемента Пельтье Советский патент 1984 года по МПК G11C11/42 

Описание патента на изобретение SU1127006A1

Изобретение относится к способам обработки оптической информации и может быть использовано, например, в измерительной технике для записи и стирания информации в оптических. корреляторах. Известен способ обработки оптической информации, включающий запис и стирание информации на регистрирующей среде, выполненной из элемента с фазовым переходом металл - полупроводник, где в качеств регистрирующей среды используется пленка двуокиси ванадия VO. Подго.товка к записи и стиранию оптическо информации производится с помощью резистивного нагревателя L ГОНедостатками известного способа являются малое быстродействие (частота переключения примерно 50 Гц) и большое энергопотребление. Наиболее близким к изобретению является способ управления Оптическим транспарантом, включающий нагре термостатирование, охлаждение оптического транспаранта, выполненного из элемента с фазовым переходом металл - полупроводник. Оптический транспарант представляет собой мног слойную конструкцию из нанесенньпс на кварцевую подложку пленокVOг, изолирукяцего окисла Si02 и резистив ного нагревателя Sn02. Режим термостатированиз в описанном транспаран достигается за счет тепла Джоуля, в деляемого в резистивном нагревателе при пропускании через него тока. Охлаждение транспаранта осуществляется за счет снижений температуры слоя VQ,., при отключении подогрева и. использования термостата, находящегося в тепловом контакте с оптическим транспарантом 2, Недостатком данного способа является то, что для охлаждения применяется отвод тепла от оптического транспаранта за счет отключения, нагрева резистивного нагревателя и ис пользования отвода тепла термостатом, а нагрев осуществляется путем включения тока через резистивный нагреватель. Таким образом, вывод транспаранта на рабочую температуру требует больших энергозатрат фактически резистивный нагреватель включен все время, за исключением времени стирания информации. В указанной структуре не учитывается инерционность возврата транс паранта в исходное состояние (режим , хранения информации, большая величина которого связана с необходимостью подогрева транспаранта теплом Джоуля от нагревателя. Кроме того, процесс стирания записанной ин.формации носит инерционный характер из-за необходимости отвода тепла за счет теплопроводности термостата - процесс более длительный, чем, например, охлаждение за счет без.ынерционного в импульсном режиме эффекта Пельтье. Цель изобретения - повышение быстродействия и снижени;е энергетических затрат. Указанная .цель достигается тем, что согласно способу управления оптическим транспарантом с помощью термоэлемента Пельтье, заключающемуся в нагреве, термостатировании и охлаждении оптического транспаранта, нагрев и охлаждение оптического транспаранта осуществляют в пределах 0,11 К подачей импульсного тока через термоэлемент Пельтье, а термостатирование осуществляют при температуре на 0,1 - 1 К ниже температуры фазового перехода оптического транспаранта. Предлагаемый способ управления оптическим транспарантом отличается от известного тем, что, кcfгдa используют регистрирующую среду-, нанесенную на термоэлемент Пельтье, помещенный в термостат, при питании термоэлемента импульсным током на рабочем спае последнего происходит .безынерционное поглощение или выделени тепла Пельтье в зависимости от полярности приложенного напряжения, в то же время теплота Джоуля, .вьщелякщаяся в.объеме термоэлемента, не успевает дойти до рабочего спая 1т.е. выделиться на спае). Кроме того, помещение регистрирующей среды в термостат с температурой, близкой к температуре фазового перехода среды, дает возможность работать термоэлементу в режиме малого перепада температуры; в этом случае резко возрастает холодильный коэффициент (в десятки и сотни раз), который обратно пропорционален перепаду температуры. Пределы поддержания температуры термостата на 0,11 К ниже температуры фазового перехода регистрирующей среды определяются тем, что, во-первых, ширкна фазового перехода в 1 К характер на для веществ, переход в которых н сопровождается изменением агрегатного состояния, во-вторых, разность температур 0,1 К характерна для веществ, в которых фазовый переход происходит при изменении агрегатного состояния (например, переход твер-дый полупроводник - жидкий металл ). При заплси и стирании инфор мацйи в. импульсном режиме путем тер моэлектрического охлаждения ( или на грева ) импульсным током уменьшается время перехода регистрирующей среды в требуемое состояние. Так как поглощение и В1ьиеление тепла на регистрирующей среде, помещен ной в термостат, происходит безынер ционно, небольшие перепады температуры 0,1 - 1 К обуславливают неболь шие затраты мощности (за счет резкого возрастания холодильного коэффициента) . Запись и стирание информации импульсным током при этом так же снижает энергозатраты на управле ние транспарантов за счет сквак:ности импульсов тока питания термоэлемента (теплота Джоуля не успевает выделиться на рабочем спае в режиме охлаждения ), Пример. Осуществляют управление оптическим транспарантом, используя регистрирующую среду, выполненную на основе окислов ванадия с температурой фазового: перехода +61 нанесенную на холодные спаи термо элемента Иельтье из тройных спла- .-. ВОВ (Bi-Te-Se, п-ветвь; Bi-Te-Sb, .р-ветвь; по горячей стороне термоэлемента ост ществляют тепловой контакт с термостатом при +60 С. .Границы фазового перехода среды +60 - 61 С. В связи с этим устанавливают начальную температуру рабоче го спая термоэлемента +60,5 . Импулос когерентного света перево- , дит регистрирующую среду в металлинеское состояние, при этом температура освещенных участков среды составляет . Таким образом осуществляют запись информации. Посл освещения импульсом когерентного, света температуру среды возвращают к исходному значению (+60,), чго обеспечивает хранение информации. Стирание записанной информации осуществляют путем снижения температуры рабочего спая термоэлемента и . регистрирующей среды до , при этом среда переходит полностью в полупроводниковое состояние. Смену режимов работы производят путем изменения полярности импульсов тока питания термоэлемента, причем амп-глитуда импульсов тока составляет 0,5 ... 1 А длительностью до 0,1 с. Быстродействие, т.е. смена режима работы согласно предлагаемому способу составляет величину порядка 0,1 с, в то время как быстродействие прототипа - более 1с. Выигрыш в энергозатратах в предлагаемом способе основан на использовании управления оптическим транспарантом с помощью термоэлемента Пельтье работающего в режиме малого перепада температур ЛТ. В этом режиме энергозатраты снижаются пропорционально изменен отношения Т/ ДТ (т - рабочая температура регистрирующей среды, ЛТ - перепад температур). При малых ДТ (порядка 1 К или десятых долей градуса ) энергозатраты на управление средой термоэлементом в предлагаемом способе в десятки и даже в сотни раз меньше, чем при управлении реэистивным нагревателем при.значительных 4Т, порядка десяти градусов ( как в устройстве прототипа ). Энергопотребление на управление при использовании предлагаемого способа составляет не более 5 мВт, в то время как энергопотребление устройства-прототипа не менее 5 Вт. Изобретение может йыть использовано в электротехнической промьшгленности для создания цифровых индикаторов и транспарантов для запоми- нания и последующей обработки оптической информации.,

Похожие патенты SU1127006A1

название год авторы номер документа
Термоэлектрическое устройство 1979
  • Андреев В.Н.
  • Захарченя Б.П.
  • Пыжов Л.Г.
  • Стильбанс Л.С.
  • Чудновский Ф.А.
  • Шер Э.М.
SU849941A1
ТЕРМОСТАТ ДЛЯ КАЛИБРОВКИ И ПРОВЕРКИ ОКЕАНОГРАФИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ 2012
  • Балакин Рудольф Александрович
  • Тимец Валерий Михайлович
RU2506624C2
ТЕПЛОВОЙ ПРИЕМНИК ИЗЛУЧЕНИЯ 2003
  • Олейник А.С.
  • Орехов М.В.
RU2227905C1
Термоэлектрический усилитель 1979
  • Бугаев А.А.
  • Захарченя Б.П.
  • Пыжов Л.Г.
  • Стильбанс Л.С.
  • Чудновский Ф.А.
  • Шер Э.М.
SU820560A1
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТЕРМОСТАТ 1972
  • Л. В. Венгеровский, А. Вайнштейн, М. Р. Привин М. А. Каганов
SU342175A1
ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГИИ СГОРАНИЯ ТОПЛИВА И ДРУГИХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ 1993
  • Александров Юрий Иванович
RU2085924C1
Преобразователь мощности в напряжение постоянного тока 1982
  • Андрусяк Степан Алексеевич
  • Матвиив Василий Иванович
SU1092419A2
СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВОЙСТВ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ЖИДКОСТЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1999
  • Конторович М.Л.
  • Соломин Б.А.
  • Черторийский А.А.
  • Широков А.А.
  • Жуков А.Ф.
  • Щепочкин В.И.
  • Алаторцев Е.И.
  • Чечкенев И.В.
  • Чечкенев О.В.
  • Марталов С.А.
RU2183323C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПЕЛЬТЬЕ НЕОДНОРОДНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1992
  • Головко Дмитрий Богданович
  • Скрипник Юрий Алексеевич
  • Ментковский Юзеф Леонович
  • Глазков Леонид Александрович
  • Химичева Анна Ивановна
RU2124734C1
Способ определения оптимального тока термоэлектробатарей 1977
  • Петровичев Алексей Геннадьевич
  • Смирнов Анатолий Николаевич
  • Хорунжин Юрий Павлович
  • Андрианов Николай Филиппович
SU736223A1

Реферат патента 1984 года Способ управления оптическим транспарантом с помощью термоэлемента Пельтье

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ОПТИЧЕС- , КИМ ТРАНСПАРАНТОМ С ПОМОЩЬЮ ТЕРМО- i ЭЛЕМЕНТА ПЕЛЬТЬЕ, заключающийсяF нагреве, термостатировании и рзшаждении оптического транспаранта, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия способа и снижения энергетических затрйт, нагрев и охлаждение оптического транспаранта осуществляют в пределах 0,1 - 1 К подачей импульснo o тока через термоэлемент Пельтье, а термостатирование осуществляют при температуре на 0,1-1 К ниже температуры фазового перехода оптического транспаранта.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1984 года SU1127006A1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Микроэлектроника, т
Кипятильник для воды 1921
  • Богач Б.И.
SU5A1
Кипятильник для воды 1921
  • Богач Б.И.
SU5A1
Устройство для механических испытаний лубовых волокон 1922
  • Клубов В.С.
SU459A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Автометрия, 1980, .№6, с
Приспособление в пере для письма с целью увеличения на нем запаса чернил и уменьшения скорости их высыхания 1917
  • Латышев И.И.
SU96A1
:

SU 1 127 006 A1

Авторы

Агеев Юрий Иванович

Емельянов Сергей Анатольевич

Крузенштерн Вячеслав Михайлович

Стильбанс Лазарь Соломонович

Субботин Федор Михайлович

Чудновский Феликс Абрамович

Шер Эммануил Моисеевич

Даты

1984-11-30Публикация

1982-02-18Подача