Термостатирующее устройство Советский патент 1977 года по МПК G05D23/19 

(54) ТЕРМОСТАТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

также ограничивает температурный диапазон эксплуатации устройства.

Наиболее близким устройством является термостатирующее устройство, содержащее дагик и задатчик температуры объекта, подключенные через блок сравнения к усилителю, основной исполнительный элемент, дополнительный исполнительный элемент-термобатарею, подключенную через другой усилитель и блок сравнения к датчику и заддтчику температуры окружающей среды 21. Ему также свойственна срав1ттельно невысокие точное-п., надежность и небольшой диапазон термосатиррвания.

Цель изобретения - увеличение точности, надежности и расширение диапазона термостатировання.

Достигается это тем, что устройство содержит дсярднитеданый блок сравнения, входы которого подкпк чень1 к выходам усилителей, а выход - к основного исполнительного элемента.

Точность поддержания заданного температурjioro уровня повышается за счет того, что ре гулироэанне колодопроизводительности дополнитель «ото исполнительного элемента - термобатареи и, шотлетственно, температурного уровня термосгатирования производится не только за счет изменения основного исполнительного элемента, например, теплового сопротивле1дая термостата, но, в основном, за счет автоматического изменения величины и направления пропускаемого через термобатарею тока при отклонении температуры окружающей среды от заданного температурного уровня термостатирования. При этом контур термостатирования по отклонению температуры окружающей среды от задаиого уровня термостатирования (возмущению) практически безинерционный, а за счет принудительного изменения теплового сопротивления термоэлектрического чермостата компенсируются только незначительные отклонения температурного уровня от заданного. Все это также расширяет температурный диапазон эксплуатации устройства как в сторону температур, превышающих заданный уровень термостатирования, так и в обратную сторону.

Повьииение надежности термостатирования и, cooTBCTCTiiCHHO, технического ресурса работы устройства обусловлено тем, что при изменении температуры окружающей среды изменяют величину и направле1ше пропускаемого через термобатарею тока, а последнее обуславливает оптимальный рабочий режим термобатареи и, соответственно, уменьшает по сравнению с прототипом тепловыделение на ее горячем спае, т.е. температуру горячего спая термобатареи.

На чертеже приведена функциональная схема термостатирующего устройства.

Устройство содержит два контура термостатирования. Первый - по возмущению (отклонению окружающей температуры от заданного уровня термостатирования) и второй - по отклонению температурь термостатируемою объекта от заданного уровня термостатирования.

Первый контур включает в себя эадатчик температуры 1 -и датчик 2 температуры окружающей среды, вьиоды которых родключены к блоку фав нения 3, а его выход - к входу усилителя 4. Выход усилителя 4 подключен к входу термоэлектрического исполнительного элемента (термобатареи) 5, который термически соединен с термостатируемым объектом 6.

Второй контур также включает в себя задатчик температуры 7 и датчик 8 температуры термостатируемого объекта 6, выходы которых подключены к блоку сравнения 9. Выход последнего

.подключен к входу усилителя 10, а его выход через дополнительный блок сравнения (схему несовпадения по знаку входных сигналов) - к входу основного исполнительного, элемента 12. Этот элемент принудительно изменяет (в данном случае

уменьшает) тепловое сопротивление RT термоэлектрического термостата соответственно величине отклонения температурного уровня (темпеpar, ры термостатируемого объекта) от заданного. Управляющие входы дополительного блока

сравнения 11 подключены соответственно к входу усилителя 4 первого контура и выходу усилителя 10 второго контура, а последний подключает сигнал с выхода усилителя 10 на вход основного исполнительного элемента 12, если полярность сигналов

И 1 и И 2, соответственно усилителей 4 и Ю, не совпадает, т. е. если сигнал И 1 положительш ш (температура окружающей среды ©н больше заданного температурного уровня ©зад.) а сигнал И 2 отрицательный (температура термостатируемого

объекта ©вн меньше бзад ) и наобррот( ) Если же полярность сигналов И 1 и И 2 одинакова (оба положительны или оба отрицательны), то основной исполнительный элемент 12 не включен и тепловое сопротивление термоэлектрического термостата не изменяется.

Вывод на режим и автоматическое поддержание режима термостагирования объектала заданном температурном уровне в широком диапазоне изменения наружной температуры и, соответственно, условий теплосъема со спаев термобатареи производят при помощи предлагаемого термостатирующего устройства следующим образом.

Измеряют при помощи дат1шка 2 температуру окружающей среды ©д, фавнивают ее с заданным

уровнем термостатарования &эад остановленным в задатчике 1, при наличии отклонения (AUi на выходе блока фавнения 3, ушленного и преобразованного до величины U i на выходе усилителя 4), пропускают ток через термобатарею 5, причем прянудательно изменяют величину и направление пропускаемого через термобатарею 5 тока соответственно величине и знаку отклонения температуры окружающей феды 0ц от заданного уровня термостатирования взад таким образом, чтобы при максимальном

значении теплового сопротивления термоэлектрического термостата R уровень термостатирования .температуры термостатируемого объекта) ©вн был равен или меньше заданного взад, если температура окружающей q)eды 0н больаю заданного уровня ваад1И равен или больше заданного взад, вели температура окружающей 9н меньше заданного уровня взад. При этом, до момента выхода на заданный уровень термостатирования, тепловое сопротивление RT термоэлектрического термостата не изменяют (сохраняет максимальную величину) .так-как при я ачение Лбн н- 03afl €ira при значение и значение т.е. основной исполнительный элемент 12 не включен.

При иезначитедьном переохлаждении термостатируемого объекта ввн О при 0 или перегреве при принудительно изменяют (уменьшают) тепловое сопротивление Rf (основной ишолнительный злемеш 12 включен) термостата соответственно величине зтого отклоНения (увеличивают тепло / холод притоки на холодный спай термобатареи).

Таким образом, в широком дасапазоне изменения температуры окружающей феды бц надежно поддерживается заданный температурный уровень термостатнрования с высокой точностью.

Благодаря сочетанию контура термоствтиг { ования по отклонению температуры об-ьекта от заданного уровня термостатирования с контуром термостатирования по возмущению (отклонению температуры окружающей среды от заданного

уровня термостатнрования) создано, по сравнению с известными, качественно новое устройство, позволяющее повысить, точность и надежность:термостахирования на заданном уровне, а также значительно расширить теАшературный диапазон эксплуатации устройства.

Формула изобретения

Термостатирукнцее уафойство, содержащее датчик и задагшк температуры объекта, подклхь ченные через блок д)авнения к усялглелю, ошовной исполнительный элемент, дополнительный исполнительный элем(Ент - термобатарею. Подключенную через другой усилитель и блок срявнеаия к датчику и задатчику температуры окружающей q)eды, ;о тличающее ся{ тем, что, с це1&ью увеличения точности, надежности и расширения диапазона термостатирования, устройство содержит дсжолннтельный блок сравнения, входы которого подключеИ) к выходам усилителей, а выход - к входу основного исполнительного элемента.

Источникн информации, принятые во внимание при экшертизе:

1. Зорин И. В., Зорина 3. Я. Тер юзлектрическне холодильники и генераторы, Л., Энергия, 1973, стр. 80.

2-. Заявка N 2064192/24,М.Кл. G 05 D 23/19, приоритет 01.10.74 ri (принято положительное решение).