Термостатирующее устройство Советский патент 1979 года по МПК G05D23/30 

horo диапазона эксплуатации устройства в сторону температуры окружающей среды, меньше заданного уровня термостатирования, достигается за счет того, что в этом случае дополнительный термоэлектрический исполнительный элемент работает в режиме максимальной холодопроизводи1ельности его спаев, соединенных не с термостатируемым объектом, а с окружающей средой (горячих в режиме охлаждения термостатируемого объекта), т. е, происходит подогрев термостатируемого объекта в режиме максимальной холодопроизводительности вышеуказанных спаев,

На чертеже приведена функциональная схема термостатирующего устройства.

Термостатирующее устройство содержит датчик 1 и задатчик 2 температуры объекта 3, которые подключены к блоку 4 сравнения, соединенному через блок 5 управления с термоэлектрическим исполнительным элементом 6. Устройство содержит дополнительный термоэлектрический исполнительный элемент 7, датчик 8 температуры холодных спаев этого элемента, запоминающий 9, дифференцирующий 10 и релейные 11, 12 и 13 элементы и дополнительный блок 14 уаравлеция. Выход блока 14 подключен к дополнительному термоэлектрическому исполнительному элементу 7, а входы - к выходам первого 11 и второго

12релейных элементов, соединенных с дифференцирующим элементом 10, вход которого иодключс к датчику 8 температуры холодных снаец дополнительного термоэлектрического элеме1гга 7. Датчик 8 соединен также с третьим релейным элементом 13 и через замыкающий контакт первого реле1П1Ого элемента И - с запоминающим элементом 9, выход которого соединен с третьим релейным элементом 13. Его выход подключен к дополнительному блоку 14 унравлеиия.

Термостатирующее устройство также содержит датчик 15 темиературы горячих спаев дополнительного термоэлектрического исполнительного элемента 7 и контактный датчик 16 темнературы окружающей среды. Датчики 15 и 8 темиературы горячих и холодных сиаев дополнительного термоэлектрического элемента 7 подключены ко входу третьего релейного элемента

13через одни контакты контактного датчика температуры окружающей среды 16, а через другие его контакты выход дополнительного блока управления 14 подключен к дополнительному термоэлектрическому элементу 7.

Перед включением термостатирующего устройства запоминающий элемент 9 устанавливают на нуль (установка производится автоматически при выключении термостатирующего устройства). При включении устройства в зависимости от знака отклоиения температуры окружающей среды

вн от заданного уровня т рмост.атировання элемент 16 подключает датчик8 или 15 ко входу третьего релейного элемента 13, а также выход дополнительного блока 14 управления к дополнительному термоэлектрическому исполнительному элементу 7 а соответствующей полярности. Так, если , то ко входу релейного элемента 13 иодключается датчик 8 температуры холодных спаев исполнительного элемента 7 в режиме охлаждения термостатируемо1о объекта 3. Полярность питающего напряжения элемента 7 обеспечивает режим охлалсдения термостатирующего объекта 3. Если

, то ко входу релейного элемента 13 подключается датчик 15 температуры горячих спаев исполнительного элемента 7 в режиме охлаждения термостатируемого объекта 3. Полярность питающего наиряжения элемента 7 обеснечивает режим подогрева объекта 3. После этого на вход релейного элемента 13 прикладывается разность потенциалов, соответствующая температуре холодных в данном KoiiKpeTНОМ случае спаев исполнительного элемента 7.

Релейный элемент 13, включаясь, воздействует на вход дополнительного блока 14 управления, после чего последний начинаст увеличивать величину тока, иропускаемого через термоэлектрический элемент 7. По достижении заданной скорости изменения величины этого тока и, соответственно, температуры холодных спаев элемента

7 (в данном случае она уменьшается) дифференцирующий элемент 10 включает первый релейный элемент П. Этот элемент блокирует вход блока 14 унравлення (берет унравленне на себя) и своими замыкаюЩими контактами подключает соответствующ 1Й датчик темиературы (8 или 15) ко входу запоминающего элемента 9, после чего оба входа релейного элемента 13 имеют равные потенциалы и последний, обесточиваясь, отключается от входа блока 14 у равления.

По достижении значения температуры холодных спаев термоэлектрического элемента. 7, близкого к экстремальному (скорость изменения темнературы стремится к нулю), дифференцирующий элемеит 10 обесточивает релейный элемент И, который отключается от входа блока 14 управления и отключает вход запоминающего

элемента 9 от датчика температуры (8 или 15). Блок 14 управления прекращает изменять величину тока питания термоэлектрического исполнительного элемента 7, температура холодных спаев его перестает изменяться, а напряжение, соответствующее значению этой температуры, устанавливается в запоминающем элементе 9.

Если в процессе работы термостатирующего устройства произойдет изменение температуры окружаюпхей среды и, соответст

венно, изменятся условия теплосъема со спаев термоэлектрического элемента 7 или просто изменится условия теплосъема с его спаев, то начнет изменяться (увеличиваться или уменьшаться) температура холодных спаев вследствие изменения ее экстремальной зависимости от тока питания этого элемента.

В таком случае включается релейный элемент 13 (аналогично вышеизложенному), и блок 14 управления начинает изменять величину тока питания элемента 7 (увеличивать или уменьшать, безразлично).

Если температура холодных спаев элемента 7 вследствие изменения величины тока будет уменьшаться, то устройство работает аналогично вышеизложенному, вследствие чего достигается новое значение температуры холодных спаев, близкое к экстремальному для данных условий теплосъема. Если же вследствие изменения величины тока питания термоэлектрического исполнительного элемента 7 темнература его холодных снаев будет увеличиваться (производная положительная), то диффереиц11ру1ош,ий элемент 10 включает релейный элемент 12, который, самоблокируясь, воздействует на вход блока 14 управления и производит реверс изменения величины тока (с увеличения на уменьшение и наоборот), после чего температура холодных спаев начинает уменьшаться (производная отрицательная). Дифференцирующий элемент 10 включает релейный элемент И, и устройство работает аналогпчно вышеизложенному, носле чего достигается новое, близкое к минимальному экстремальному значение температуры холодных спаев термоэлектрического элемента 7, н схема устанавливается в исходное состояние.

В нроцессе и после выхода на заданный уровень температуры контур термостатирования по отклонению (датчик 1 и задатчик 2 температуры объекта 3, блок сравнения 4, блок управления 5 и термоэлектрический элемент 6) работает в режиме охлаждения или подогрева (зависит от температуры

вн и взад).

. Термостатирующее устройство позволяет получать высокую точность термостатирования в широком диапазоне изменения температуры окружаюш,ей среды.

Формула изобретения

Термостатирующее устройство по авт. св. № 560214, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, оно содержит датчик температуры горячих спаев дополнительного термоэлектрического исполнительного элемента и контактный датчик температуры окружающей среды, причем датчики температуры горячих и холодных снаев дополнительного термоэлектрического элемента подключены ко входу третьего релейного элемента через одни контакты контактного датчика температуры окружающей среды, а через другие его контакты выход дополнительного блока управления подключен к дополнительному термоэлектрическому нсполнительпому элементу.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Зорин И. В. н Зорина 3. Я. Термоэлектрические холодильники и генераторы. М., «Энергия, 1973, с. 45.

2.Ильярский О. И., Удалов Н. П. Термоэлектрическне элементы. М, «Энергия, 1970, с. 43.

3.Авторское свидетельство № 560214, кл. G 05D 23/30, 1977 (прототип).