Устройство для регулирования температуры Советский патент 1942 года по МПК G05D23/27 G05B19/04 

Предлагаемый программный фотоэлектрический терморегулятор производит регулирование температуры по заданной программе, одновременно измеряя фактическую мгновенную температуру и мгновенную тепловую инерцию нагреваемой системы.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Часовой механизм / или синхронный двигатель вращает вал 2 с подставкой 3, на которой лежит укрепленная .зажимной щайбой 10 пластинка 5, надеваемая на щтифты 4. Пластинка 5 имеет края 6, обрезанные согласно заданной температурной программе в полярных координатах. К пластинке прижимается пружиной 11 ведущий щтифт 25, посаженный на каретку 12, двигающуюся по прямым направляющим рельсам 8. Пружина 11 другим своим концом 7 укреплена около вала 2 часового механизма.

На другом конце станины (прочно связанной с корпусом механизма /) вращается на цапфе 15 блок 13, имеющий в себе желобок, в котором лежит протянутая струна 9, сделанная из натурального щелка. Эта струна связывает блок 13 и щтифт 25. Токонесущая пружина 16 вращает блок в сторону, обратную напряжению пружины 11, так что струна все время остается натянутой между блоком 13 и щтифтом 25.

Для того чтобы штифт все время был прижат к краю 6 программной пластинки 5, сила натяжения пружины 16 должна быть значительно меньще силы натяжения пружины 11. Таким образом, прямолинейное движение щтифта 25, перемещающегося вдоль радиуса полярной диаграммы пластинки 5, преобразуется в круговое движение блока 13, на котором укреплено так называемое программное колено 18. На колене установлены круговой рефлектор 27 и осветительная лампочка (не показанная на чертеже), помещаемая в футляре 29, из которого выхо№60651 -2дят две оптические трубки 30 и 33, имеющие одну общую оптическую ось, наклоненную под некоторым углом к горизонтали.

Таким образом, осветительная лампочка в футляре 29 дает два противоположных световых луча, из которых один (сплощная линия) выходит из трубки 30 и падает на нижнюю шкалу 20 программной температуры, показывающую, согласно программе пластинки 5, намеченную, но не фактическую температуру, а другой (пунктир «точка-тире) луч выходит из трубки 33 и падает на зеркальце 26 электроизмерительного прибора 22.

Этот последний луч («точка - тире), отражаясь от зеркальца 26, попадает частью (нижней) своего зайчика на круговой рефлектор 27, а частью (верхней) проходит дальше рефлектора 27 и попадает на среднюю и:калу, 36 тепловой инерции.

Круговой рефлектор 27 представляет собой вертикальный круговой полуцилиндр,- расположенный таким образом, что его ось (т. е. линия фокусов) совпадает с осью вращения (С-С) как блока 13, так и зеркальца 26, и проходит через катод фотоэлемента 21, который устанавливается над прибором 22.

Таким образом, всякий луч («точка, тире), идущий от зеркальца 26, и попадающий (вследствие наклона оптической оси трубки 33} на круговой рефлектор, будет отражаться последним в направлении радиуса круга к центру прямо в окошко фотоэлемента при любом повороте рефлектора, если только этот луч не пройдет мимо через края айв кругового рефлектора 27. Фотоэлемент включен в тиратронную схему 28 так, что при его освещении тиратрон гаснет и нагреватель 32 выключается. Тогда, пока световой зайчик 35 отраженного от зеркальца 26 луча передвигается по круговому рефлектору 27, фотоэлемент остается освещенным и нагреватель 32 не работает. Но как только зайчик 35 вследствие либо опережающего движения зеркальца 26, либо более быстрого вращения программного колена 18 выходит за края а или в кругового рефлектора 27, луч («точка-тире) перестает отражаться от последнего на фотоэлемент, и самый фотоэлемент, затемняясь, посредством тиратронного реле 28 включает нагреватель, который сейчас же начинает повышать температуру нагреваемого тела и спая термопары 31.

Установкой в колене 18 рефлектора 27 вместо, казалось бы, более удобного фотоэлемента 21 имеется в виду устранение аварийности в работе терморегулятора на тот случай, когда зеркальце 26 электрического прибора 22 быстро пробежать своим светящимся лучом («точка-тире) сравнительно маленький участок светоулавливающей поверхности, каким является катод фотоэлемента. Применение кругового рефлектора 27 в силу его больщей поверхности нежели у фотоэлемента 21 позволяет в течение большего промежутка времени, когда «зайчик бегает по нему, освещать фотоэлемент, прекращая подачу тепла в печь и тем самым устраняя опасность перегрева.

Если луч («сплощная линия)., выходящий из трубки 30, падая на градусную шкалу 20, дает показания хода программного колена 18 (показывая, как именно должна выполняться заданная температурная программа), то луч («точка-тире), отраженный от зеркальца 26, дает по средней температурной шкале 36 величину отклонения в градусах от заданной температуры, когда оба зайчика не совпадают по нижней и по средней шкалам.

Это отклонение определяется колебаниями около одного края а или в рефлектора 27 того луча, который исходит от зеркальца 26. Причина этих колебаний кроется в тепловой инерции нагреваемой системы, наблюдаемой при включении и выключении нагревателя 32. Меру этой

тепловой инерции в градусах в каждый момент времени (за вычетом инерции зеркального прибора 22 можно определить интервалом двух зайчиков 20 и 36 по шкале 38. Определение этой тепловой инерции можно упростить, введя другую шкалу, наносимую прямо на поверхность рефлектора 27. Тогда зайчик 35 на рефлекторе 27, за вычетом инерции подвижной рамки электроизмерительного прибора 22, даст величину дуги круга, отсчитываемой от одного из краев а или в, как меру инерционных колебаний, вызванных запаздывающим действием нагревателя, включенного в цепь фотоэлемента.

Освещение лампочки в футляре 29 осуществляется от источника В по следующей цепи: провод 34, биспираль 23, пружина 16, цапфы 15 и 24, отделенные друг от друга изолятором 14, и провод 17.

Таким образом, круговое движение колена 18, совершающееся согласно программной пластинке 5, вызовет включение или выключение тока в нагревателе 32, как только световой луч («точка-тире) переходит один какой-нибудь край а или в кругового рефлектора 27. Вследствие же изменения теплового состояния, которое последовало уже после срабатывания тиратронного реле (например, нагревание), э.д.с. термопары 31 вызывает, в свою очередь, изменение положения зеркальца 26 до полного прекращения нагрева и т. д.

Наконец, для измерения действительной температуры в каждый момент времени устанавливается вторая осветительная лампочка, помещаемая в трубку 37. Эта трубка 37 неподвижна и расположена ниже трубок 30 и 33 между коленом 18 и электроизмерительным прибором 22 так, чтобы выходящий из нее световой луч («тире) попадал на зеркальце 26. Отраженный от зеркальца 26 луч («тире) даст на верхней шкале 19 показание фактической мгновенной температуры.

В заключение можно сказать, что программное колено 18 со всей его установкой (рефлектор, трубки и фотоэлемент) можно поставить не только на терморегуляторе с полярной диаграммой, как показано на чертеже, но и на терморегуляторе с прямоугольной диаграммой.

Предмет изобретения

1.Устройство для регулирования температуры с фотоэлементом, отличающееся тем, что, с целью управления лучом, падающим на фотоэлемент, в зависимости от заданной программы, применен подвижный рефлектор, отражающий на фотоэлемент луч, падающий от зеркальца измерительного прибора, кинематически соединенный с программным диском и снабженный осветительным приспособлением, посылающим луч на зеркальце измерительного прибора.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью регулирования и одновременного визуального наблюдения за процессом регулирования, применены два осветительных приспособления и шкала.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рефлектор имеет цилиндрическую форму.

- 3 -№ 60651

/2 8

13

16 15