Устройство для регулирования температуры Советский патент 1980 года по МПК G05D23/19 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

I

Изобретение относится к области автоматического регулирования, в частности к устройствам для регулирования температуры с оптимизацией режима термоэлектрических элементов.

Известно устройство для регулирования температуры, содержащее датчик температуры, усилитель мощности и термоэлектрические охладители 1.

Недостаток этого устройства заключается в его низкой экономичности, так как через термоэлектрические охладители протекает ток, не соответствующий экстремальному значению перепада температур на холодных и горячих спаях термоэлектрических элементов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для регулирования температуры, содержащее пульт управления и последовательно соединенные первый датчик температуры, усилитель мощности и термоэлектрический охладитель 2.

Это устройство для регулирования температуры обладает недостаточной экономичностью из-за неэффективного преобразования электрической энергии в термоэлектрических охладителях.

Цель изобретения - повышение экономичности устройства для регулирования температуры.

Для достижения указанной цели в устройство для регулирования температуры, содержащее пульт управления и последовательно соединенные первый датчик температуры, усилитель мощности и термоэлектрический охладитель, введены последоваjg тельно соединенные элемент ИЛИ-НЕ, реле времени и блок задержки, последовательно соединенные второй датчик температуры, нормализатор, блок памяти и блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом нормализатора, а третий вход и выходы -

15 соответственно со вторым выходом и вторым и третьим входами реле времени, четьертйгй вход которого связан с первым выходом пульта управления, третий и четвертый выходы - с соответствующими входами блока памяти, а пятый выход - со вторым входом блока задержки, выход которого подключен ко второму входу усилителя мощности, выход первого датчика температуры соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, второй

выход пульта управления - с четвертым входом блока памяти,, третий выход - со вторым входом элемента ИЛИ-НЕ.

На чертеже изображена функциональная схема устройства для регулирования температуры.

Устройство для регулирования температурь содержит пульт 1 управления и последовательно соединенные первый датчик 2 температуры, усилитель 3 мощности и термоэлектрический охладитель 4, последовательно соединеннее элемент ИЛИ-НЕ 5, реле 6 времени и блок 7 задержки, последовательно соединенные второй датчик 8 температуры, нормализатор 9, блок 10 памяти и блок 11 сравнения.

Работает устройство следующим образом.

При наличии сигнала «1 на одном из входов элемента ИЛИ-НЕ 5 на его Выходе исчезает сигнал.приведения реле 6 времени в исходное положение. На чертвертом выходе реле 6 времени появляется управляющий постоянный по величине выдержки временисигнал записи в блок 10 памяти величины суммарной ЭДС второго датчика 8 температуры, пропорциональной темпераfypalwна поверхности термоэлектрических охладителей 4 и преобразованной нормализатором 9 в стандартный сигнал. По окончании первой выдержки времени начинается вторая регулируемая выдержка времени на уменьщение сдвига фазы включения усилителя 3 мощности, который устанавливается предварительно по величине питающего напряжения (тока).

Таким образом, на первом выходе реле б времени в период второй выдержки времени имеется управляющий сигнал, подаваемый на первый вход блока 7 задержки, на выходе которого сдвиг фазы изменяется в функции от термоэлектрической эффективности материала термоэлектрических элементов, заданной температуры охлаждения в камере и подается на вход усилите.ая 3 мощности. Во время второй выдержки времени усилитель 3 изменяет фазу напряжения на управляющих электродах тиристоров в зависимос..ти От;величины выходного напряжения датчика 8 температуры в термостатируемой Уменьщение второй выдержки времени приводит к увеличению средней составляющей напряжения, питающего термоэлектрические охладители 4, а следовательно,и тока. После окончания второй выдержки времени реле 6 переключается на третью постоянную выдержку времени. При этом управляющее напр-йжение со второго выхода реле 6 времени подается на третий вход блока 11, который сравнивает уровни сигналов на выходе блока 10 памяти и на выходе нормализатора 9, т. е. уровни температур при .повыщенном токе питания и токе до его изменения.

Результатом сравнения могут варианта. Вариант 1. ,

IJ, ;,+ -,

ди;

либо U, .

где Ui - уровень сигнала до повыщения тока питания термоэлектрических охладителей 4;

д1/1 - регулируемый уровень приращения сигнала после изменения тока

питания.

При этом на выходах блока 11 сравнения сигналы «О и после окончания третьей выдержки времени и реле 6 «сбрасывается в исходное положение. Вариант 2. U, 7|+ .

В этом случае на первом выходе блока 11 сравнения сигнал «1, вторая и третья выдержки реле 6 времени повторяется до получения условий варианта 1. Вариант 3. l/i U;- ALT,.

0 В этом случае на втором выходе блока 11 сравнения сигнал «1 и по окончании третьей выдержки реле 6 времени оно включается на четвертую регулируемую выдержку времени. В результате на пятом выходе реле 6 времени и на входе блока 7 задержки возникает управляющее напряжение, которое увеличивает продолжительность выдержки времени, а следовательно, уменьщает ток питания термоэлектрических охладителей 4, третья, и четвертая выдержки реле времени

0 повторяются до получения условий варианта 1 .

Приведение реле времени в исходное состояние соответствует выбору оптимального тока питания термоэлектрических охладителей 4. После этого реле времени включается на пятую регулируемую выдержку между циклами, которая приводит в исходное состояние блок 10 памяти, по окончании цикл работы его повторяется при наличии сигнала «1 на одном из входов элемента

Q ИЛИ-НЕ 5.. Нажатием кнопки сброса пульта 1 управления реле 6 времени приводятся в исходное положение. При нажатии кнопки пуска пульта управления, блок 10 памяти устанавливается в исходное состояние и далее работа происходит аналогично описанному. Введение оптимизации режима питания термоэлектрических элементов путем сравнения холодопроизводительности термоэлектрических .элементов при изменении тока питания и до его изменения, регуU лирования времени отключенного состояния усилителя 3 мощности .в. дависимости от термоэлектрической эффективности материала термоэлектрических охладителей 4 и заданной температуры охлаждения в термостатируемой камере повыщает эффектив5 ностьиспользоващя элементов на 20%, точность регулирования температуры в объекте на 18°/о, срок службы термоэлектрических охладителей на 15%; упрощается коммутация элементов на 20%.

Формула изобретения

Устройство для регулирования температуры, содержащее пульт управления и последовательно соединенные первый датчик температурь, усилитель мощности и термоэлектрический охладитель, отличающееся тем, что, с целью повыщения экономичности устройства, оно содержит последовательно соединенные элемент ИЛИ-НЕ, реле времени и блок задержки, последовательно соединенные второй датчик температуры, нормализатор, блок памяти и блоксравнения, второй вход которого соединен с выходом нормализатора, а третий вход и выходы - соотГ

ветственно со йторым выходом и вторым, и третьим входами реле времени, четвертый вход которого связан с первым выходом пульта управления, третий и четвертый выходы - с соответствующими входами блока памяти, а пятый выход - с вторым входом блока задержки, выход которого подключен ко второму входу усилителя мощности, выход первого датчика температуры соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, второй выход пульта управления соединен с четвертым входом блока памяти, третий выход - со вторым входом элемента ИЛИ-НЬ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3204418, кл. 62-3,

опублик. 1968.r-f-f-r,

2 Авторское свидетельство № 560214, кл. G 05 D 23/19, 1974 (прототип).

П