Термостатирующее устройство Советский патент 1979 года по МПК G05D23/30 

I

Изобретение относится к области холодильной техники, в частности техники термоэлектрического охлаждения, и может быть при.менено в термоэлектрических термостатирующих устройствах для термостатирования узлов и панелей электронной аппаратуры и других подобных объектов.

Широко известны устройства для термоэлектрического термостатирования различных объектов на заданном температурном уровне 1.

Однако, известнь е устройства обладают сравнительно низкой точностью, надежностью и экономичностью термостатирования на заданном температурном уровне, что является их недостатка.ми.

Сравнительно низкая точность, надежность и экономичность обусловлены тем, что при изменении температуры окружающей среды и условий теплосъема с горячего и холодного спаев термоэлектрического исполнительного элемента супдественно изменяется его выходная (тепловая) характеристика, а также наличием неизбежной и сравнительно большой статической ошибки тер.мостатирования.

Наиболее близким технически.м решением является термостатируюш.ее устройство, содержащее датчик и задатчик температуры объекта, подключенные к блоку сравнения, соединенному через первый блок управления с первым термоэлектрическим исполнительным элементом, второй термоэлектрический исполнительный элемент, подключенный к выходу второго блока управ,пения, первый и второй входы которого связаны с выходами первого и второго релейных элементов, соединенных с дифференцирующим элементом, вход которого соединен с первым входом третьего релейного элемента, соединенным через второй релейный элемент с запоминающим элементом, выход которого подключен ко второму входу третьего релейного элемента, выход которого связан с третьим входом второго блока управления 2.

Данное устройство обладает сравнительно высокой точностью и надежностью термостатирования на заданном температурном уровне. Однако, оно обладает сравнительно небольшим температурным диапазоном эксплуатации, т. к. эксплуатация его при оосспечепии вьнис иривсдениог) ио.чожите.льного эффекта целесообразна то;1ько при тем пературе окружающей cpe;ii;i, иревышакмцей ;)ала11Н1 п уровень термостатяронания, чго яв.чяется недостатком. Это обус.товлено тем, что (ри тем11е)атуре окружающей среды, ниже заданного уровня те)мостатироваи1 Я, не не.песообразно дополните.льно о.,чаждать обьект, т, к, Е5 конечно,м итоге его необходимо 11одо1ре ат1), Це,пыо изобретения яв.тяется иовьннеиие точности устройства при расн1иренпом температурном диапазоне эксилуатании. Поставленная це,:|ь достигается тем, что устройство содержит датчик потребляемой мониюсти, входы которого соединены с выхода,ми нервого н второго блоков управления, а выход - с первым входом третьего релейного элемента. Устройство изображено на чертеже. Оно с(;держит первый термоэлектрический исполнительный элемент 1, датчик 2 и задатчик 3 те.мпературы объекта, блок сравне 1Н1Я 4, первый блок управления 5, термостатируемый объект 6, второй термоэлектрический иснолнительный эле.чент 7, заноминаюН1ИЙ элемент 8, дифференцируюн1ий элемент 9, первый релейный элемент 10, второй релейный эле.мент И, третий релейный элемент 12, датчик потребляемой мощности 13, ггорой блок управления 14. Устройство работает следуюндим образо.х: В процессе н иос.че выхода на заданный у)овень термостатирования контур термостатирования но ()тк,1онению (элементы 1- 5) работает в режиме охлаждения или нодогрева термостатируемого объекта (зависит от 1ревы1нения или понижения температуры окружающей среды и, соответCTiKMiHo, термоетатируемого объекта от заданного уровня термоетатирования). Перед включением термоетатирующего устройства в заноминаюндем элементе устанав.тивается нуль или любая другая величина (устаног ка может производиться автоматически при выключении тер.мостатируюн.его уст)ойства). При включении тер.м(Ктатиру1О1не1о устройетва иа входы релейного элемента 12 прикладывается разность потенциалов, соответствующая потребляемой МОИ1НОСТИ обоими иснолнител1 ными э.чементами 1 и 7, ес;1и в эле.менте 8 установлен нуль, или разность между потребляемой мощностью и установленной в элементе 8. Отсюда очевидно, что первоначально в запоминающем элементе 8 .может бьггь установлена любая величина мощности, за исключением потребляе.мой в .мо.мент включения термоетатирующего устройства, поэтому для простоты и надежности целесообразно устанавливать или нуль (предпочтительно), или величину, заведомо больHie максимально возможной потребляемой мониюсти. Элемент 12, включаясь, воздейсгвуст на вход блока 14, после чего гюс, начинает увеличивать величину тока, нронускаемого через элемент 7, в одном из ьаиравлений, например, на охлаждение объекта 6 (неред включение.м термостатируюн1его устройетва блок 14 целесообразно, ио не обязательно, также устанавливать на нул1). Т. к. температура термостатируемого объекта при этом изменяется, то одновре.менно контур тер.мостатирования по отклонению из.меняет величину тока питания элемента, т. е, потребляемую мощность. Суммарная гготребляе.мая .мощность при это.м уменьшается или увеличивается, в зависимости от иервоначально установ,тенного в блоке 14 направления тока питания, элемента 7 и знака разности те.мнературы окружающей среды и заданного уровня тер.мостатирования. При достижении заданной скорости изменения величины тока элемента 7 и, соответственно, суммарной потребляемой мощности, дифференцирующий элемент 9 включает релейный элемент 10 или 1 1, в зависимости от знака приращения суммарной потребляемой мощности, т. е. при ее увеличении и;1и уменьц ении. Если сум.марная нотребляе.мая мощность у.меньщается, т. е. ее приран1ение (нроизводная по времени) имеет отрицательный знак, то включают элемент П. Последний блокирует вход блока 14 (берет управление на себя) и своими замыкающими контактами подключает датчик потребляемой мощноети 13 ко входу э.лемента 8, после чего, оба в.хода элемента 12 имеют равные потенциалы и последний, обесточиваясь, отключается от входа блока 14. При достил ении значения потребляемой мониюсти, близкого к экстремально.му (скорость из.менения потребляемой мощности стремится к нулю), элемент 9 обесточивает элемент 12, а 1тследний отключается от входа блока 14 и отключает вход элементов 8 от датчика 13, Блок 14 црекран;ает изменять величину тока, иронускае.мого через эле.мент 7 и суммарная нотребляе.мая .мощность перестает из.меР1яться, а напряжение, соответствуюHiee настоян1ему значению этой мощности, автоматически запоминается в элементе 8 и схема устанавливается в исходное состояние. Если же суммарная потребляемая мощность увеличивается, т. е. ее приращение (нроизводная гю времени) и.меет положительный знак, то элемент 9 включает эле.мент 10, который са.моблокируется, воздейетвует на вход блока 14 и производит реверс величины тока (с увеличения на уменьН1ение вплоть до изменения направления, т. е. полярности напряжения питания, и последующего его увеличения в обратном наиравлении), носле чего суммарная потреб