Устройство для многоточечного контроля температуры Советский патент 1988 года по МПК G01K5/62 

.1

.2

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, для контроля температуры при хранении сельскохозяйственной продукции.

Целью изобретения является повыше- кие надежности контроля температуры.

На чертеже приведена электрическая схема предложенного устройства.

Устройство содержит генератор 1 фиксированных частот, индикатор 2 тока, двухпроводную линию 3 связи и п идентичных из- мерительных ячеек 4.1, 4.2, ..., 4.п по числу контролируемых точек, каждая из которых содержит биметаллический датчик температуры с двумя неподвижными контактами 5 и 6 и одним подвижным контактом 7, резисторы 8 и 9 нижней и верхней температурных установок биметаллического датчика, катушку 10 индуктивности и конденсатор 11, образующие последовательный резонансный контур.

Реактивные сопротивления и номиналы элементов резонансных контуров выбираются так, чтобы выполнялось условие

w/f,- где ( 1. 2, 3, ..., л;

Mi Li const

,

Li - величина индуктивности 10 для /-ГО колебательного контура;

С/ - величина емкости входящего в него конденсатора 11.

При этом кратность частот

KW

W, + 1

const.

Величины сопротивлений резисторов 8 и 9 для каждой измерительной ячейки выби- раются так, чтобы их суммарные активные сопротивления были равны, т. е.

RiH + Ги + гл/ const; RiB + Ги + const, где Гь,- - активные сопротивления индуктивностей L, при частоте ш/;

гл1 - сопротивления линии связи, взятое от начала линии до точки подключения г -й измерительной ячейки 4;

RiH - сопротивление резистора 8 для ( -и измерительной ячейки;

Ris - сопротивление резистора 9 для г-и измерительной ячейки (/,« /й).

Биметаллические датчики температуры настроены так, что при значении температуры в контролируемых точках ниже заданной замыкаются контакты 5 и 7 и к двухпроводной линии 3 связи подключаются резис- торы 8, а при значении температуры выше заданной замыкаются контакты 6 и 7 и к линии 3 связи подключаются резисторы 9.

Устройство работает следующим образом.

С генератора 1 фиксированных частот через индикатор 2 тока на двухпроводную линию связи подается переменное напряжение постоянной амплитуды U с частотой (0, резонансной для k-ro колебательного конс

г

0

5

0

тура. Индекс /е 1, 2, 3, ..., п обозначает номер измерительной ячейки 4 и установленного в ней биметаллического датчика, опра- щиваемого в данный момент времени.

При опросе -й измерительной ячейки 4 в зависимости от изменения температуры в контролируемых точках могут иметь место различные случаи состояний схемы предложенного устройства в процессе его работы.

Температура в точках установки всех измерительных ячеек 4 нормальная и подвижные контакты 7 биметаллических датчиков находятся в среднем нейтральном положении. В этом случае показания индикатора 2 тока равны нулю, т. е.

.3| 0(1)

Температура в точке установки опращи- ваемого датчика (измерительной ячейки) нормальная, а во всех остальных точках выше заданной. В этом случае ток в цепи опрашиваемого датчика отсутствует, а в цепях остальных датчиков резонансные контуры подключены к двухпроводной линии через резисторы 9 верхних температурных установок. Показания индикатора 2 тока без учета сопротивления линии 3 связи равны

li и,/(| gif + (| b;f (2)

где / k;

(Rle+ r,0 + (. Li- ----)

Cvit j,

UK

Ъ. т . J

(Rve + )2 +

(C.L.- )

Значение тока Jj будет наибольшим для случая, когда положение контактов опрашиваемого датчика соответствует нормальной температуре, а подвижные контакты всех остальных датчиков занимают любые возможные положения. Таким образом, на шкале индикатора 2 можно выделить зону «норма - Д| Jj - 3|, соответствующую нормальной температуре в зоне любого опрашиваемого датчика.

Температура в точке установки опрашиваемого К-го датчика ниже заданной, а во всех остальных точках нормальная. Ток в цепи опрашиваемого датчика и, соответственно, показания индикатора 2 тока равны (i k)

Ut

R)c«+ L«

(3)

Здесь необходимо учесть, что сопротивления Rin и /,в резисторов 8 и 9 соответственно индуктивности Li и емкости с, должны быть выбраны так, чтобы всегда выполнялось условие /« 11 (обычно достаточно обеспечить „ (3...4)i.

Температура в точке опрашиваемого датчика ниже нормы, а во всех остальных точках выше нормы. Показания индикатора 2 тока

1н UK/(2 gc) + (.l,bi)S (4)

v-1

где g I bi, кроме g и b. определяются как и для второго случая, а b выражения для g и 6х вместо ке необходимо подставлять RKHОчевидно значение тока Л/, будет максимальным для случая, когда температура в точке опрашиваемого датчика ниже нормы, а в остальных точках произвольная. Значение Ли J« - JH соответствует зоне «ниже нормы на шкале индикатора 2 тока.

Температура в точке опрашиваемого датчика выше заданной, а во всех остальных точках нормальная. Показания индикатора 2 тока

1в (5)

УК

Ккб + Гик

где i k,

причем по аналогии с третьим случаем 7в

:J.

Температура во всех контролируемых точках выше заданной, т. е. колебательные контуры всех измерительных ячеек подключены к двухпроводной линии 3 саязи через резисторы 9 верхней температурной установки. Ток в цепи Jj определяется по выражению (2), а его величина будет максимально возможной для всех рассмотренных случаев. Значение Да 7а-Jn соответствует зоне «выше нормы на шкале индикатора 2 тока.

Последовательно или в произвольном порядке, опрашивая датчики путем подачи с

5

0

0

5

0

5

блока 1 фиксированных частот переменного напряжения определенной частоты, по показаниям индикатора 2 тока однозначно определяется температурный режим во всех контролируемых точках.

На шкале индикатора 2 тока между указанными зонами «норма, «ниже нормы и нормы есть свободные участки, в которых при правильной работе устройства показаний быть-не должно. Если показания индикатора 2 тока соответствуют свободному участку шкалы, то это сигнализирует о неисправностях в схеме устройства.

Формула изобретения

Устройство для многоточечного контроля температуры, содержащее п последовательно соединенных дву.чпроводной линией связи идентичных измерительных ячеек по числу контролируемых точек, каждая из которых включает в себя биметаллический датчик температуры с двумя неподвижными и одним подвижным электрическими контактами и два постоянных резистора разного сопротивления, индикатор тока, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля температуры, в него введен генератор фиксированных частот, подключенный через индикатор тока к двухпроводной линии связи, с одним проводом которой через постоянные резисторы соединены неподвижные контакты биметаллических датчиков температуры, а в каждую измерительную ячейку между подвижным контактом ее биметаллического датчика температуры и другим проводом линии связи включен последовательный резонансный LC-кон- тур.

Изобретение м. б. использовано для контроля температуры при хранении сельскохозяйственной продукции. Цель изобретения - повышение надежности контроля температуры. С генератора I фиксированных частот через индикатор 2 тока на двухпроводную линию 3 связи подается переменное напряжение постоянной амплитуды UK С частотой Mk, резонансной для К-го колебательного контура. Индекс Д 1, 2 п - но.мера измерительной ячейки 4 и установленного в ней биметаллического датчика, опрашиваемого в данный момент времени. Опрашивая биметаллические датчики путем подачи с генератора 1 фиксированных частот переменного напряжения определенной частоты, по показаниям индикатора 2 тока определяют температурный режим во всех контролируемых точках. 1 ил.