Устройство для регулирования температуры Советский патент 1981 года по МПК G05D23/19 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

1

Изобретение относится к автомати ческому регулированию, в частности к устройствам регулирования температуры в камерах тепла и холода.

Известно устройство для регулирования температуры, в котором повышение энергетической эффективност материала достигается за счет повышния подвижности ионов вещества при питании термоэлектрических элементов переменным электрическим током И .

Недостатком этого устройства является необходимость введения переменной емкости значительной величины, включенной последовательно с генератором переменного тока, и дополнительного дросселя, включенного последовательно с источником постоянного тока. Регулирование частЬты источника переменного тока практически исключаетс

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для регулирования температуры, содержащее датчик температуры, задатчик, усилитель мощности и термоэлектрический охладитель 2J.

Недостатком данного устройств является низкая энергетическая эффективность, ограничение точности, и следовательно, быстродействия устройства, поддержания температуры в режиме охлаждения.

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности устройства в режиме охлаждения.

Для достижения указанной цеди в устройство для регулирования темпе0ратуры, содержащее датчик и задатчик температуры, подключенные соответственно к первому и второму входам генератора импульсов, выход которого соединен с первым входом детектора

5 знака, вторым входом подключенного к задатчику температуры, усилитель мощности, вентилятор и термоэлектрическую батарею с радиатором, установленную в камере и подключенную к пер0вому и второму выходам коммутатора, первый и второй входы которого соединены с источником питания постоянного тока; введены магнитный индуктор и формирователь импульсов,

5 первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами генератора импульсов и детектора знака, а выход - с третьим входом коммутатора и входом усилителя мощности,

0 первый и второй выходы которого

подключены к магнитному индуктору, причем вентилятор подключен к третьему четвертому выходам коммутатора Кроме того, камера содержит воздуховод и изолированный отсек, в котором установлен магнитный индуктор, внутренняя полость которого разделена установленной в ней термоэлектрической батареей на две части, в одно из которых установлен радиа1 ор, а в другой - воздуховод, в нижней части которого размещен вентилятор. На фиг 1 изобра кена функциональная схема усройства для регулирования температуры; на фиг. 2 - график зависимости термоэлектрической эффективности вещества от изменения частоты напряжения.

Устройство содержит датчик 1 температуры и задатчик 2, соединенные с генератором 3 импульсов, выход которого соединен с детектором 4 знака и формирователем 5 импульсов . Формирователь 5 импульсов соединен с усилителем 6 мощности и коммутатором 7, а выход усилителя б мощности соединен с магнитным индуктором 8, который помещен в изолированный отсек 9 камеры 10. Термоэлектрическая батарея 11, разделяющая внутреннюю полость индуктора 8 на две части, соединена с источником 12 питания, посредством коммутатора 7. В одной части полости индуктора 8 имеется воздуховод 13 с вентилятором 14, а во второй установлен радиатор 15.

Устройство работает следующим образом.

Первоначально температура в камере 10 выше заданной. Это приводит к повышению частоты генерации генератора 3. Управляющие импульсы подаются на детектор 4 знака и формирователь 5 импульсов. Второй вход дете тора знака соединен с задатчиком 2 температуры,.а выход - с формирователем 5 импульсов. В зависимости от выходного сигнала детектора 4 знака (необходимости охлаждать камеру или нагревать) на выходе формиров теля 5 импульсов формируются импульсы положительной либо отрицательной полярности с частотой, пропорциоНсшьной разности сигналов датчика 1 и задатчика 2. С выхода формирователя 5 Импульсы подаются на вход коммутатора 7, который, в зависимости от необходимости производить охлаждение камеры 10 или ее нагрев соединяет термоэлектрическую батарею 11 и вентилятор 14 с определенными полюсами источника 12 питания. Изменение полярности, питания вентилятора 14 позволяет изменять направление его вращения и нагнетать по воздуховоду 13 холодный воздух в верхнюю камеры 10, а горячий - в ее нижнюю часть, В результате улучшается теплообмен внутри объема камеру

10, уменьшаются перепады температуры в ней, повышается точность поддержания температуры в объеме камеры 10. Усилитель б мощности, на вход которого с формирователя 5 подаются импульсы, питает индуктор 8 переменным напряжением повышенной частоты. Причем усилитель 6, следовательно, и индуктор 8. работанат от импульсов одной полярности, когда необходимо охлаждать камеру 10. В режиме нагрева усилитель 6 и индуктор 8 не работают. Зависимость термоэлектрической эффективности вещества (Т К - перепада температуры) от изменения частоты питающего индуктор 8 напряжения 5 для серийных выпускаемых термоэлектрических элементов типа Селен приведена на фиг. 2. В выращенных монокристаллах рассматриваемая зависимость существенно не проявляется, что свя0 зано с отсутствием примесей, т.е., изменив соответствукядим образом состав и процентное соотношение примесей, можно повысить влияние ч стоты питающего индуктор напряжения с на термоэлектрическую эффективность вещества. Частота питания индуктора 8 определяется характеристиками датчика 1 и задатчика 2, параметры которых выбираются таким образом, чтобы колебания частоты происходило D на участке .характеристики А-В.

В предлагаемом устройстве величину дополнительной холодопроизводительности, получаемой от воздействия магнитного индуктора, можно 5 выбрать несколько большей избыточной холодопроизводительности, тогда регулирование температуры в камере 10 осуществляется регулированием частоты индуктора 8, а выключение 0 питания термоэлектрической батареи 11 постоянным током произойдет при достижении в камере 10 заданной температуры и срыве генерации генератора 3. Внутренняя полость индукто. ра В разделена термоэлектрической батареей 11 на две полости. В одной полостипродуваемый вентилятором 14 воздух осуществляет теплосъем с термоэлектрических элементов, во второй установлен радиатор 15, который охлаждает горячие спаи.

,

Таким образом, применение магнит. ного индуктора с регулированием частоты питания, внутренняя полость ее которого разделена термоэлектрическими элементами На две части, образующие путь движения воздуха камеры и теплосъем с элементом, позволяет повысить быстродействие и точность устройства.

Формула изобретения

второй выходы которого подключены . к магнитному индуктору, причем вентилятор подключен к третьему и четвертому выходам коммутатора.

0 на две части, в одной из котррых установлен радиатор, а в другой воздуховод, .в нижней части которого размещен вентилятор.

5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0 (пр.ототип).

Ur

12

W

фаг.1

S9

mf.H

1.W