Термостатирующее устройство Советский патент 1977 года по МПК G05D23/19 

На чертенке приведена функциональная схема предлол енного термоэлектрического термостатирующего устройства. Оно содержит два контура термостатироваиия. Первый контур термостатирования по отклонению содержит подключенные друг к другу термоэлектрический исиолнительный элемент (ТЭИЭ) 1, работа которого может осуществляться как в режиме охлаждения, так и в режиме нагрева, датчик температуры 2 термостатируемого объекта (0вы), задатчик температуры (бзад) 3, блок сравнения 4, осуществляющий сравнение измеренного и заданного значений температуры термостатируемого объекта и вырабатывающий сигнал, пропорциональный ощибке термостатирования, и блок управления (БУ) 5. ТЭИЭ 1 и датчик 2 термически соединены с объектом б, к которому приложено внешнее возмущение в виде температуры окружающей среды йыРабота первого контура ничем не отличается от работы любого контура, осуществляющего регулирование по отклонению. Второй контур термостатирования по возмущению содержит термически соединенный с объектом 6 термоэлектрический исиолнительный элемент 7, работа которого может осуществляться как в режиме охлаждения, так и в режиме иагрева, датчик температуры 8 окружающей среды (вн), задатчик температуры 9 окружающей среды (бзад.), блок сравнения 10, осуществляющий сравнение измеренного значения температуры окружающей среды и заданного температурного уровня термостатирования и вырабатывающий сигнал, пропорциональный их отклонению, и блок управления (БУ) И. Работа контура термостатирования по возмущению очевидна из приведенной функциональной схемы. В процессе выхода на заданный температурный уровень первый контур термостатирования работает в одинаковом режиме со вторым, т. е. в режиме охлаждения или подогрева в зависимости от температуры окружающей среды 8н и заданного температурного уровня термостатирования бзадПовыщение надежности термостатирования обусловлено тем, что контур термостатирования по возмущению практически безынерционный и, при соответствующей настройке, грубо поддерживает температуру объекта на заданном температурном уровне в щироком диапазоне изменения температуры окружающей среды. При этом он работает с незначительным переохлаждением, если температура окружающей среды выще заданного уровня термостатирования, и с перегревом, если температура окружающей среды ниже заданного температурного уровня. Таким образом основную холодо (тепло)-производительность получают за счет контура термостатирования по возмущению, а незначительные отклонения от заданного температурного уровня «выбираются за счет первого термоэлектрического исполнительного элемента, осуществляющего термостатирование по отклонению. При этом оба термоэлектрических исполнительных элемента работают в улучщенных условиях теплосъема, так как когда второй элемент работает в режиме охлаждения, тонервый - в режиме подогрева, и наоборот. Это, естественно, повышает чувствительность первого термоэлектрического охладителя, что, соответственно, еще больше увеличивает точность термостатирования и позволяет уменьшить вес и габариты первого охладителя за счет возможного увеличения крутизны его выходной (тепловой) характеристики. Благодаря сочетанию контура термостатирования по отклонению температуры термостатируемого объекта от заданного температурного уровня с контуром термостатирования по возмущению (отклонению температуры окружающей среды от заданного температурного уровня термостатирования) получается качественно новое термостатирующее устройство. Повое качество такого устройства заключается в высокой надежности и точности термостатирования на заданном температурном уровне, а также в уменьшении времени выхода на заданный температурный уровень, что не присуще каждому контуру в отдельности. Полученная статическая точность термостатирования примерно на 30 процентов выше, чем при использовании только контура термостатирования по отклонению. Термостатирующее устройство практически нечувствительно к резким изменениям температуры окружающей среды. Формула изобретения Термостатирующее устройство, содержащее датчик и задатчик температуры объекта, подключенные через блок сравнения, последовательно соединенный с блоком управления, к термоэлектрическому исполнительному элементу, и дополнительный термоэлектрический исполнительный элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, устройство содержит датчик и задатчик температуры окружающей среды, подключенные к ополнительным последовательно соединенным блоку сравнения и управления, к выходу которого подключен дополнительный термолектрический исполнительный элемент. Источники информации, принятые во вниание при экспертизе 1.Зорин И. П., Зорина 3. Я., Термоэлектриеские холодильники и генераторы, изд-во Энергия, 1973, стр. 78. 2.Ильярский О. И., Удалов П. П., Термолектрические элементы, изд-во «Энергия, ., 1970, стр. 43 (прототип).