Способ регулирования теплового потока излучения в процессе обогрева сельскохозяйственных животных и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК G09B23/36 G09B23/16 

внутренний нагрев модели нагревателем 2, измерение температуры поверхности модели датчиком 3, измерение температуры воздуха датчиком 4 и регулирование режима обогрева зоны обитания животных нагревателем 15. При этом в процессе эксплуатации выключают обогрев зоны с животными, запоминают значения мощности внутреннего нагрева модели 1 и температуры поверхности имитационной модели животного и температуры воздуха, вычисляют коэффициент теплопередачи имитационной модели 1 животного первым вычислительным блоком 11. затем включают обогрев зоны с животными, выключают величину теплового потока Е вторым вычислительным блоком 13 по данным измерений и вычислений, задают требуемое значение теплового потока, сравнивают его с вычисленной величиной и по результатам сравнения корректируютобогревзоны обитания животных. Кроме того, в устройство введены блок 8 переключения, элементы памяти 9,10,11, задатчики 5,6,7 значения константы и блок 16 индикации. 2с. и 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Использование: в сельском хозяйстве, в промышленном животноводстве, при создании, испытаниях и эксплуатации локальных обогревателей поголовья сельскохозяйственных животных, при автоматическом управлении режимом их работы по величине удельной тепловой мощности от источника обогрева, приходящейся на единицу поверхности тела обогреваемого животного или птицы в сельскохозяйственных производственных помещениях. Сущность изобретения: позволяет контролировать и управлять тепловым потоком при. обогреве животных и при измерении диаграмм направленности лучистых обогревателей 15. Способ включает размещение имитационной модели 1 животного в зоне обогрева животных,

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может найти применение при создании обогревателей поголовья животных с лучистой или кондуктивной теплопередачей с рациональными электрическими пара- метрами для обогрева животных и птиц, а также при управлении тепловым режимом инфракрасного или контактного обогрева поголовья по нормируемой зоотехнологией величине теплового потока в зоне обогрева в производственных сельскохозяйственных помещениях.

Целью изобретения является повышение эффективности регулирования режима обогрева путем повышения точности изме- рения лучистого теплового потока, падающего на поверхности тела животных, а также расширение функциональных возможностей имитационной модели животного при применении ее для измерения и управления тепловым потоком в зоне лучистого или кондуктивного обогрева сельскохозяйственных животных.

Указанная цель достигается способом, включающим расположение имитационной модели животного в зоне обитания животных, внутренний нагрев имитационной модели животного, измерение температуры поверхности последней и воздуха в зоне обитания животных, и регулирование теплового потока излучения в зоне обитания животных, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности регулирования режима обогрева путем повышения точно- сти измерения лучистого теплового потока, падающего на поверхность тела животных, задают значение мощности внутреннего нагрева имитационной модели животного и площади термочувствительной части по- следней и при отсутствии обогрева зоны обитания животных и при наличии внутреннего нагрева имитационной модели животного, определяют значение суммарного

--

коэффициента теплопередачи имитационной модели животного

Од

Ос

( 9 г9 ) Sg

где Од - суммарный коэффициент теплопередачи термочувствительной части поверхности имитационной модели животного, Вт/м2-°С;

Тд - температура поверхности имитационной модели животного при наличии ее внутреннего нагрева и при отсутствии внешнего обогрева зоны обитания животных, °С;

tb° - температура воздуха в зоне обитания животных при отсутствии ее обогрева, °С;

Qg - мощность внутреннего нагрева имитационной модели животного, Вт;

Sg - площадь поверхности термочувствительной части поверхности имитационной модели животного, м2, затем задают требуемое значение теплового потока в зоне обитания животных, при отсутствии внутреннего нагрева имитационной модели животного и наличии обогрева зоны обитания животных определяют текущее значение теплового потока излучения в зоне обитания животных

р . )

С . 1

Јд

где Е - тепловой поток излучения или инфракрасная облученность поверхности имитационной модели и тела животного, Вт/м2

ед - коэффициент поглощения теплового излучения поверхности модели, отн.ед;

тд - температура поверхности имитационной модели животного при отсутствии ее внутреннего нагрева и при наличии обогрева зоны обитания животных, °С;

tb - температура воздуха в зоне обогрева животных, °С,

и корректируют величину теплового потока излучения в зоне обитания животного до момента равенства требуемого и текущего значений этого параметра.

Цель изобретения достигается тем, что предложено устройство, включающее снабженную внутренним нагревателем имитационную модель животного, обогреватель зоны обитания животных, датчик температуры поверхности имитационной модели животного и воздуха в зоне обитания животных, выходы которых соединены с первым и вторым входами первого вычислительного блока, подключенного выходом к первому входу блока регулирования, второй вход которого связан с выходом первого задатчика, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности регулирования путем повышения точности измерения лучистого теплового потока, падающего на поверхность тела животных, оно снабжено вторыми вычислительным блоком и задатчиком,блоком индикации, тремя элементами памяти и блоком переключения, при этом выход второго задатчика через первую контактную группу блока переключения подключен к входу внутреннего нагревателя имитационной модели животного и через первый элемент памяти к первому входу второго вычислительного блока, второй и третий входы которого через соответственно вторую и третью группы контактов блока пере- ключения связаны с выходами датчиков соответственно температуры воздуха в зоне обитания животных и температуры поверхности имитационной модели животного, четвертый вход соединен с выходом третьего задатчика, а выход подключен к третьему входу первого вычислительного блока, причем выход последнего связан с входом блока имитации, а вход нагревателя зоны обитания животного соединен с выходом блока регулирования.

Цель изобретения достигается также тем, что первый вычислительный блок включает первые элементы вычитания, умножения и деления, причем первым входом первого вычислительного блока является первый вход первого элемента деления, вторым и третьим входами - входы первого элемента вычитания, а четвертым входом - первый вход первого элемента деления, второй вход которого соединен с выходом первого элемента вычитания, а выход подключен ко второму входу первого элемента деления, при этом выход последнего является выходом первого вычислительного блока.

Достижение цели изобретения обеспечивается также тем, что второй вычислительный блок содержит вторые элементы вычитания, умножения и деления, причем первым и вторым входами второго вычислительного блока являются входы второго элемента вычитания, а третьим входом 0 первый вход второго элемента умножения, второй вход которого связан с выходом второго элемента вычитания, а выход- подключен к входу второго элемента деления, при этом выход последнего является выходом

5 второго вычислительного блока.

На фиг. 1 графически изображена зависимость температуры поверхности имитационной модели животного От мощности ее внутреннего нагрева при различных темпе0 ратурах воздуха в климатической камере; на фиг. 2 - схема устройства; на фиг. 3 - схема первого и второго вычислительных блоков. Способ осуществляется следующим образом.

5 Имитационную модель животного устанавливают в зоне обогрева животных и выключают источник теплоты инфракрасного или контактного типа, т.е. с лучистой или кондуктивной теплопередачей. Задавая ве0 личину мощности внутреннего нагрева имитационной модели животного и измеряя ее температуру поверхности и регистрируя при этом температуру окружающего воздуха, строят зависимость вида тд f(Qg, иД

5 из которой известными аналитическими приемами определяют величину суммарного коэффициента теплопередачи термочувствительной части поверхности имитационной модели животного:

0

1 -(tg-ti)Sfl . «9Qg

Поскольку процесс теплопередачи имеет линейный характер зависимости rg от Qg при различных tb° (фиг.1), то достаточно одного измерения, результаты которого в соответствии со способом запоминаются и обеспечивают постоянное значение величи- п ны Од для данного помещения и данной конструкции имитационной модели животного.

Затем включается обогреватель зоны с животными, и одновременно отключается нагрев имитационной модели животного, которая становится датчиком теплового потока от обогревателя, например, датчиком инфракрасной облученности поверхности имитируемого животного. Изменяется (увеличивается при источнике теплоты и уменьшается при поглотителе теплоты) температура поверхности имитационной модели животного. Изменяется в зоне обогрева, либо остается на прежнем уровне температура окружающего воздуха. По этим полученным измеренным значениям и вычислительной величине суммарного коэффициента теплопередачи вычисляется величина теплового потока в зоне обогрева. В случае инфракрасного источника теплоты это будет интегральная величина инфракрасной облученности термочувствительной поверхности имитационной модели животного, или инфракрасной облученности поверхности тела животного. Сравнивая полученное значение с заданным, осуществляют коррекцию режима обогрева зоны с животного по величине теплового потока, что имеет существенное значение при замене одних источников на другие, которые отличаются от первых например, длиной волны излучения, или спектральным распределением мощности излучения и соответственно по-другому влияют на тепловоспринимающую способность поверхности тела животного.

Таким образом, способ позволяет осуществлять рациональный обогрев животных в соответствии с их зоотехнологическими и физиологическими особенностями по отношению к характеристикам теплового потока как при интенсивности, так и по качеству.

В основу теоретического обоснования проведения специальной градуировки чувствительного к излучению измерительного элемента, т.е. создания имитационной модели животного положены следующие положения.

В поле инфракрасного излучения (от одного или нескольких радиационных источников) по поверхности имитационной модели животного площадью Sg устанавливается некоторое распределение плотности падающего потока q (S). При этом поглощенная мощность ИК-излучения имитационной моделью животного будет равна

Опогл Cg /Sg q(S)dS,

где Јg - коэффициент поглощения ИК-излу- ения поверхностью имитационной модели животного.

Поглощенная мощность ИК-излучения приведет к повышению температуры ее поверхности до некоторой величины, определяемой равновесным состоянием теплообмена за счет конвекции и излучения с окружающей средой. Это равновесное состояние теплообмена имитационной модели животного для рассматриваемого случая описывается следующим уравнением теплового баланса:

Јg / q(S)dS / fa + сь)( )dS,

УУ

где о , Ok - коэффициент теплоотдачи излучением и конвекцией. Поскольку в силу выбираемой по возможности линейной зависимости сопротивления чувствительного элемента имитационной модели животного от температуры его показания в рассматриваемой ситуации будут соответствовать некоторой равновесной усредненной температуре поверхности имитационной модели животного

4„

-isa

dS

Тп

то с учетом этой величины rg тепловой баланс имитационной модели животного может быть записан в терминах средних величин

( an +«k( Гд-tb) S

Этому же уравнению соответствует тепловой баланс имитационной модели животного, если с помощью ее внутреннего нагревателя выделить электрическую мощность, равную по величине левому члену уравнения теплового баланса, т.е.

Qg Јg qSg, Вт.

Таким образом, выделяя необходимую мощность во внутреннем нагревателе имитационной модели животного, замеряя установившуюся температуру ее поверхности

при определенной температуре воздуха т.ь гы, проводят градуировку, приведенную на фиг. 1.

Как видно из фиг. 1, полученные зависи- мости rg f(Qg.tb) имеют линейный характер, и параллельны друг другу для разных ть. Характер полученных зависимостей позволил искать функцию rg f(Q, tb) в следующем виде

50

Tg tb + kQg.

На примере имитационного моделирования для случая суточного цыпленка, пред- ставленного цилиндром, вычисленное значение коэффициента линейной корреляции К 4,75 обеспечило аппроксимацию экспериментальных данных с погрешностью, не превышающей + 1,2%. В соответствии с изложенной методикой получена

следующая тарировочная зависимость температуры поверхности имитационной моде- ли цыпленка от средней плотности падающего излучения (q, Вт/м2)

Тд tb + 0,0986q, °C.

При дальнейшем исследовании функционального датчика в режиме измерения средних (по цилиндру) величин облученности применяли формулу:

0,0986

Вт/м2

Таким образом, применяя имитационную модель в пассивном режиме ее работы и заранее градуируя ее по условию равенства поглощенной и отданной мощности при постоянной температуре ее поверхности, можно как измерить диаграмму направленности излучателя по его тепловому потоку, так и получить статическую характеристику обогревателя именно моделируемых сельскохозяйственных животных для управления их обогревом.

Устройство (фиг.2) для осуществления способа содержит имитационную модель 1 животного с внутренним нагревателем 2, датчик 3 температуры поверхности имитационной модели животного, датчик 4 температуры воздуха, первый 5, второй 6 и третий

7 задатчики значения константы 5,6,7, ключ

8 с первой, второй, третьей и четвертой группами контактов 8-1, 8-2,8-3,8-4, перв ый 9, второй 10 и третий 11 элементы памяти, первый 12 и второй 13 вычислительные блоки, регулятор 14 с подключенными соответственно к его выходу и к его первому и второму входам обогревателем 15, блоком 16 индикации и третьим задатчиком константы 7, причем вход внутреннего нагревателя 2 соединен через первую группу контактов 8-1 ключа 8 с выходом первого задатчика значения константы 5 и через первый элемент памяти 9 - с первым входом первого вычислительного блока 12, выход датчика 4 температуры воздуха соединен с вторым входом второго вычислительного блока 13 и через последовательное соединение второй группы контактов 8-2 ключа 8 и второго элемента памяти 10 - с вторым входом первого вычислительного блока 12, выход датчика 3 температуры поверхности имитационной модели животного соединен с первым входом второго вычислительного блока 13 и через последовательное соединение третьей группы контактов 8-3 ключа 8 и третьего элемента памяти 11 - с третьим

й

входом первого вычислительного блока 12, четвертый вход которого подключен к выходу второго задатчика 6 значения константы, а выход - к третьему входу второго вычисли5 тельного блока 13, выход которого соединен с первым входом регулятора 14, выход которого соединен с обогревателем 16 через четвертую группу контактов 8-4 ключа 8.

Первый вычислительный блок 12 (фиг.З)

10 содержит первый элемент 17 вычитания, первый элемент 18 умножения и элемент 19 деления, причем первый и второй входы и выход первого элемента 17 вычитания подключены соответственно к второму и треть15 ему входам первого вычислительного блока 12 и первому входу первого элемента 18 умножения, второй вход и выход,которого соединены соответственно с четвертым входом первого вычислительного блока 12 и с

20 вторым входом элемента 19 деления, первый вход и выход которого являются соответственно первым входом и выходом первого вычислительного блока 12.

2с Второй вычислительный блок 13 (фиг.З) содержит второй элемент 20 вычитания и второй элемент 21 умножения, причем первый и второй входы и выход первого элемента 20 вычитания соединены соответственно

ол с первым и вторым входами второго вычислительного блока 13 и с первым входом второго элемента 21 умножения, второй вход и выход которого являются соответственно третьим входом и выходом второго вычислительного блока 13.

Позицией 22 означен второй элемент деления с постоянным коэффициентом деления, равным по величине Јд .

Устройство для осуществления способа

4Q работает следующим образом.

Задатчик 5 задает мощность внутреннего нагрева имитационной модели-животного Qg в отсутствие обогрева. Величина этой мощности Qg есть константа, запоминаемая

45 в первом элементе памяти 9 и используемая в дальнейшем для расчета суммарного коэффициента теплопередачи Од по первой из математических зависимостей в формуле изобретения.

5Q Задатчик 6 задает величину площади поверхности термочувствительной части поверхности имитационной модели животного Sg для использования ее в расчете Од по той же математической зависимости. Анало55 гичную функцию умножения на Sg можно осуществить в устройстве также, например, делителем на выходе первого вычислительного блока 12.

Задатчик 7 (третий задатчик значения константы) предназначен для задания тре35

111800473 12

буемого по технологии содержания живо- элементах памяти 9, 10, 11 значения сигна- тных теплового лучистого потока в зоне обог- лов, а выходы датчиков 4 и 3 температуры рева. Его величина выбирается из воздуха и поверхности имитационной моде- соображении обеспечения животному уело- ли 1 животного в указанном режиме отклю- вий теплового комфорта и, соответственно, 5 чаются от входов элементов памяти 9,10,11. наибольшей при всех прочих равных услови- Второй вычислительный блок 13 формирует ях продуктивности. Например, инфракрас- величину теплового потока от обогревателя ная облученность в первые дни жизни 15 к имитационной модели 1 животного и молодняка птицы, поросят должна состав- соответственно к животным в зоне обогрева. лять примерно 250 Вт/м при температуре ю Заданный технологией режим обогрева жи- воздуха порядка +280°С. К третьей - четвер- вотных по величине теплового потока обес- той неделе выращивания молодняка почти печивается регулятором 14 и индицируется всех видов животных и птиц инфракрасный блоком 16 индикации, обогрев прекращают, и включают его при - Блок 14 регулирования содержит извест- явном снижении температуры воздуха за- 15 ный элемент регулирования, метно ниже величин около +20°С.В случае, если для некоторой температуПри определении суммарного коэффи-воздухагь0определены ,Qg, сь , после циента теплопередачи ключ 8 устанавлива- чего измеряется текущее значение Б а задается в такое положение, что замыкаются но взадатчике 7 значение Е3, то блок регули- первая, вторая и третья группы его контактов 20 рования 14 сравнивает Е и Е3, в случае 8-1, 8-28-3, а четвертая группа контактов 8-4 Јтлиция изменРяет инфракрасную облучен- ключа 8 размыкается. Обогреватель 15 от- ность дотакой величины, что Е Е3. При этом ключается от выхода регулятора 14. Запоми- прис.бретает некоторое установившееся наются значения сигналов с выходов 39начение т . в зоне обогрева достигнуто первого задатчика 5 значения константы, 25 9

датчика 3 температуры поверхности имита- заданное значение теплового потока Е3. ционной модели 1 животного, датчика 4 тем-Теперь пусть в зоне обогрева измени- пературы воздуха в элементах памяти 9, 10, лась (увеличилась) tb до величины гы.Устано- 11, которые могут быть выполнены, напри- вившееся состояние Е Е3 будет достигнуто мер, в виде пиковых детекторов в случае ана- 30 при новом значении температуры поверхно- логового построения схемы устройства. сти rg2 , причем гд2 гд1 : Первый вычислительный блок 12 формирует

величину суммарного коэффициента тепло-г tbo+ зЈд- передачи. Величина теплового потока изнут- ри имитационной модели 1 животного от ее 35 „ т.ы + 3 внутреннего нагревателя 2 в окружающее ее 9 ° пространство индицируется в блоке 16 инди- Отсюда кации, поскольку она вычисляется во втором

вычислительном блоке 13 по сформирован-7gi-tbo Tg2 tbi; ному сигналу и по измеряемому выходным 40 7д2 7д1 tbi-tbo, сигналам датчиков 3 и 4 температуры возду- следовательно,Дгд Atb , т.е. изменение ха и поверхности имитационной модели 1 температуры воздуха tb приводит к точно животного. такому же изменению температуры поверхПри измерении величины теплового по- ности Гдмодели 1 при автоматическом подтока от обогревателя 15 и при управлении 45 держании заданной инфракрасной режимом обогрева животных по этой величи- облученности Е3 в зоне обогрева. Ясно, что не ключ 8 устанавливается в другое положе- поддержание Е Е3 при изменениях tb ведет ние, размыкаются первая, вторая и третья к изменениям теплового состояния обогре- группы его контактов 8-1, 8-2, 8-3, а четвер- ваемых животных.

тая группа контактов 8-4 ключа 8 замыкает- 50 Если изменилась (увеличилась) скорость ся. Внутренний нагрев имитационной движения воздуха Vb в зоне обогрева, то модели 1 животного прекращается, т.к. от- изменяется (уменьшается) тд . Разность (rg ключается от внутреннего нагревателя 2 пер- . уменьшается, уменьшается вычисленное вый задатчик 5 значения константы, и значение Е

включается обогреватель 15, т.к. он подклю- 55 БЛОК 14 регулирования увеличивает лу- чается к выходу регулятора 14. Значение сум- чистый обогрев зоны с животными. В резуль- марного коэффициента теплопередачи на тате достигается формальное равенство Е выходе первого вычислительного блока 12 не ЕЗ, однако действительное значение тепло- изменяется, поскольку на его выходы про- вого ПОТока от обогревателя отличается от должают подаваться ранее запомненные в заданного Е3, поскольку произошло воздей

ствие на устройство не предусмотренного в обогревателя в зоне обогрева животных пу- его измерительной системе охлаждающего тем простого перемещения имитационной фактора Vb (в устройстве нет датчика скоро- модели животного по площади зоны обогре- сти движения воздуха).ва на уровне размещения обогреваемых жиСледовательно, если в задатчике 7 зада- 5 вотных, При этом следует установить ется просто величина лучистого теплового уровень выходной мощности блока 14 регу- потока, то она автоматически поддерживает- лирования постоянным, т.е. отключить вы- ся устройством при колебаниях температуры ход второго вычислительного блока 13 от воздуха, а в условиях колебаний скорости управляющего первого входа блока 14 регу- движения воздуха инфракрасная облучен- 10 лирования, иначе во всех местах установки ность измеряется и регулируется с ошибкой, имитационной модели животного будет за- если не производится соответствующая кор- фиксирован блоком 16 индикации тепловой рекция суммарного коэффициента теплопе- поток одинаковой заданной интенсивности, редачи.Первый и второй вычислительные блоки

Поэтому, если скорость ветра измени- 15 12 и 13 работают следующим образом, лась, следует включить режим контроля Од .Первый вычислительный блок 12 функ- Например, увеличение Vb воспринимается ционирует по зависимости моделью 1 как снижение tb до tbx, поскольку

облегчаются условия конвективного тепло- Qg В m обмена. Достигнуть прежнего контрольного 20 э (тд -18 ) Sg м2 град значения температуры поверхности fg

rg модели 1 удается уже при большем зна-На второй и третий входы первого вы- чении мощности внутреннего нагрева Qgx. числительного блока 12 подаются сигналы Возрастет и суммарный коэффициент тепло- температуры воздуха и температуры повер- передачи % за сет роста.его конвективной хности имитационной модели 1 животного в составляющей. После проведения градуи- режиме отсутствия лучистого или контакт- ровки устройства при новом установившем- ного обогрева зоны с животными. На выходе ся значении скорости движения воздуха оно первого элемента 17 вычитания формирует- может автоматически поддерживать уровень . ся сигнал их разности, который затем умно- инфракрасной облученности независимо от JU жается в первом элементе умножения 18 на температуры воздуха. сигнал площади поверхности термочувствиТаким образом, блок 14 регулирования тельной части поверхности, имитационной позволяет автоматически поддерживать за- модели 1 животного. Полученное произведенное значение лучистого теплового потока дение является делителем для сигнала мощ- от обогревателя к животным независимо от Jb Ности внутреннего нагрева имитационной температуры воздуха в зоне обогрева, а в модели животного 1, и на выходе элемента случае изменений скорости ветра необходи- ig деления получается искомый сигнал со- мо производить периодическую с периодом ответствия суммарного коэффициенту теп- изменений скорости ветра коррекцию вели- лопередачи, который подается на третий чины суммарного коэффициента теплоотда- 4и вход второго вычислительного блока 13. чи для обеспечения автоматическогоВторой вычислительный блок 13 функ- поддержания блоком 14 регулирования за- ционирует по зависимости данного теплового потока.

Известно, что точное поддержание (тд - tb ) Вт стоянного уровня теплового излучения в ед Т процессе развития животных и птиц имеет элемент жения 21 ф очень важное значение при исследованиях на в у числитель этоЈ Зиави. влияния этого фактора окружающей среды Ј„ ой элемент деления 22 на продуктивность животных и птиц в зоо- осуществляет дмеление числителя на посто- тронах. Поэтому операция регулирования велич способа, реализуемая блоком 14 устройства, е -ю имеет целью прежде всего не создание жи- блока 12: КОТ°РЫИ связан с дат вотному комфортных тепловых условий, а чиком 3 чере3 тРетии элемент.памяти 11Й лишь автоматическое поддержание задан- последовательно соединенный контакт 8-3 ного технологией значения теплового лучи- 55 ключа 8 подаются в разных режимах работы стого потока в зоне обогрева. устройства разные величины температуры

Очевидно, что устройство позволяет од- поверхности имитационной модели 1 живо- новременно выполнять функцию измерения тнога В одном режиме опРеДеле- пространственной диаграммы направленно- ния суммарного коэффициента теплоотдачи сти теплового излучения от инфракрасного это темпеРатУРа поверхности имитационной модели животного при наличии ее внутреннего нагрева и при отсутствии внешнего обогрева зоны с животными, т.е. величина Тд . В этом режиме ключ 8-3 замкнут, и в блок 12 подается выходной сигнал датчика 3 от модели 1, нагреваемой изнутри и не

обогреваемой снаружи. Сигнал Тд одновременно запоминается в третьем элементе памяти 11 для обеспечения последующего поддержания на входе блока 12 вычисленной величины Од

В режиме присутствия лучистого или контактного обогрева зоны с животными величина температуры поверхности имитационной модели животного 1 сильно зависит от величины теплового потока от обогревателя 15 зоны с животными. Поэтому результат умножения разности температуры поверхности имитационной модели животного и температуры воздуха, формируемой вторым элементом 20 вычитания, на суммарный коэффициент теплопередачи на выходе второго элемента 21 умножения характеризует количественные изменения теплового потока от обогревателя 15, воспринимаемого имитационной моделью 1 животного с определенным самим устройством суммарным коэффициентом теплопередачи термочувствительной части ее термочувствительной поверхности. Поэтому на выходе второго вычислительного блока 13 формируется результат вычисления теплового потока в зоне обогрева животных.

Во втором режиме, режиме вычисления инфракрасной облученности Е, ключ 8-3 размыкается, и новый сигнал rg температуры поверхности имитационной модели животного без ее внутреннего нагрева в условиях обогрева зоны с животными уже не может повлиять на ранее полученный результат вычисления суммарного коэффициента теплопередачи Од , поскольку при произвольном тепловом потоке к животному Е вполне допустимо и практически бывает, что Тд Тд .

Таким образом, на вход блока 12 поступает либо величина Тд в режиме контроля Од , либо величина Тд в режиме измерения Е. На вход же блока 13 всегда поступает информация о текущем значении температуры поверхности имитационной модели 1 животного, т.е. с выхода датчика 3, причем независимо от того, изнутри или снаружи

нагревается модель 1. В первом случае о Тд Тд , и численно индицируется величина

теплового потока от модели в окружающую

среду Е -- Я , а во втором тд f- Тд , и Е fcg g

da ( Та - tb )

ч g,--s как и предусмотрено по предлагаемому способу.

На вход второго элемента 22 деления (делителя) поступает с выхода второго элемента 21 умножения сигнал произведения величиной Од (Тд - tb ). На выходе делителя 22 формируется сигнал результата деления величиной Од (rg - tb )/ Јд. , который в со- ответствии с математической зависимостью в заявляемой формуле изобретения

15

Е ag(rg-tb) , ВТ/М2 ед

является инфракрасной облученностью, создаваемой на поверхности обогреваемого физического объекта.

Для идеального абсолютно черного те0 ла /fig -1, т.е. вся падающая на поверхность тела лучистая тепловая энергия поглощается поверхностью тела. В этом случае инфракрасная облученность Е, создаваемая источником лучистого обогрева на

5 поверхности тела, равна по величине интегральному тепловому потоку через единицу теплочувствительной поверхности Епогл, т.е. Е Епогл, и нет необходимости в операции деления на ед , т.е. не нужен делитель 22.

0 Однако на практике часть падающего лучистого теплового потока всегда отражается от поверхности тела, т.е. Е Епогл, всегда, точнее Епогл ЈдЕ, или Е (Епогл/ Јд ), как это и предусмотрено формулой йзобре5 .тения способа. Поэтому и в устройство по способу необходимо ввести делитель (второй элемент деления) 22.

Таким образом, устройство позволяет измерять и автоматически управляет вели0 чиной теплового потока от обогревателя к животным, в том числе трудно поддающейся прямому измерению инфракрасной облученностью, причем достигается это в терминах не тривиальной плоской облученности,

5 а в единицах, связанных с характеристиками поверхности самого животного, поскольку в устройстве используется его имитационная модель.

Устройство может быть использовано

0 для автоматического поддержания уровня инфракрасной облученности объемных тел как живого, так и неживого происхождения, например, при управлении режимом инфракрасной сушки люминофоров, наносимых

5 на поверхность кинескопа телевизионного приемника в заводских условиях. Возможно использование как эталона при проверках и настройках параметров серийно производимых имитационных моделей животного (датчиков ощущаемой животными темпера171800473 18

туры помещения) для приборов экспресс-где Е - тепловой поток излучения или инфконтроля уровня теплового комфорта окру-ракрасная облученность поверхности имижающей среды обитания.тационной модели и тела животного, Вт/м2;

Формула изобретения, -коэффициент поглощениятеплово1. Способ регулирования теплового по-5 го излучения поверхностью модели, отн.ед.;

тока излучения в процессе обогрева сельско-т температура поверхности имитацихозяйственных животных, включающийонной животного при отсутствии ее

расположение имитационной модели в зоневнутреннего нагрева и при наличии обогреобитания животных, внутренний нагрев1П ва зоны обитания животных, С;

имитационной модели, измерение темпера-10 tb температура воздуха в зоне обогретуры поверхности последней и воздуха в зо-ва животных, С,

не обитания животных, и регулированиеи корректируют величину теплового потока теплового потока излучения в зоне обитанияизлучения в зоне обитания животного до мо- животных, отличающийся тем, что, с,, мента Равенства требуемого и текущего зна- целью повышения эффективности регулиро-15 чений этого параметра, вания режима обогрева путем повышения2 Устройство регулирования теплового точности измерения лучистого теплового по-потока излучения в процессе обогрева сель- тока, падающего на поверхность тела живо-скохозяйственных животных, включающее тных, задают значение мощностиоп снабженную внутренним нагревателем ими- внутреннего нагрева имитационной модели20 тационную модель животного, нагреватель животного и площади термочувствительнойзоны обитания животных, датчик температу- части последней и при отсутствии обогреваРы поверхности имитационной модели и зоны обитания животных и наличие внутрен-B03Wxa B зоне обитания животных, выходы него нагрева имитационной модели опреде-,, КОТ°РЬ|Х соединены с первым и вторым вхо- ляют значение суммарного коэффициента25 Дами первого вычислительного блока, под- теплопередачи имитационной моделиключенного выходом к первому входу блока

регулирования, второй вход которого связан

Qс выходом первого задатчика, отличающе 9 Т1Ь-1г - е с я тем, что, с целью повышения эффектив(Tg-tb)Sg30 ности путем повышения точности измерения лучистого Теплового потока, подающего

где Од - суммарный коэффициент теплопе-на поверхность тела животных, оно снабжередачи термочувствительной части поверх-но вторыми вычислительным и блоком и заност имитационной модели животного,датчиком, блоком индикации, тремя

Вт/м С;35 элементами памяти и блоком переключения,

Тд - температура поверхности имитаци-при этом выход второго задатчика через перонной модели животного при наличии еевую контактную группу блока переключения

внутреннего нагрева и при отсутствии внеш-подключен к входу внутреннего нагревателя

него обогрева зоны обитания животных, °С;имитационной модели животного и через

tb° - температура воздуха в зоне обита-40 первый элемент памяти к первому входу втония животных при отсутствии ее обогрева,рого вычислительного блока, второй и тре°С;тий входы которого через соответственно

Qg - мощность внутреннего нагревавторую и третью группы контактов блока пеимитационной модели животного, Вт;реключения связаны с выходами датчиков

Sg - площадь поверхности термочувст-45 соответственно температуры воздуха в зоне

вительной части поверхности имитационнойобитания животных и температуры поверхмодели животного, м .ности имитационной модели животного, четзатем задают требуемое значение тепловоговертый вход соединен с выходом третьего

потока в зоне обитания животных при отсут-задатчика, а выход - подключен к третьему

ствии внутреннего нагрева имитационной50 входу первого вычислительного блока, примодели животного и наличии обогрева зонычем выход последнего связан с входом блока

обитания животных и определяют текущееиндикации, а вход нагревателя зоны обитазначение теплового потока излучения в зонения животного соединен с выходом блока

обитания животныхрегулирования.

55 3. Устройство по п.1,отличающееся

с Og ( 7g tb ) первый вычислительный блок включаед ет первые элементы вычитания, умножения и

деления, причем первым входом первого вычислительного блока является первый вход первого элемента деления, вторым и третьим входами - входы первого элемента вычитания, а четвертым входом - первый вход первого элемента деления, второй вход которого соединен с выходом первого элемента вычитания, а выход подключен к второму входу первого элемента деления, при этом выход последнего является выходом первого вычислительного блока.

Ъг.1

содержит вторые элементы вычитания, умножения и деления, причем первым и вторым входами второго вычислительного блока.являются входы второго элемента вычитания, а третьим входом - первый вход второго элемента умножения, второй вход которого связан с выходом второго элемента вычитания, а выход подключен к входу второго элемента деления, при этом выход последнего является выходом второго вычислительного блока.

Фиг.З