Термостат для кварцевого резонатора Советский патент 1982 года по МПК G05D23/30 

; . . 1 , Изобретение относится к радисЗтех нике, предназначено для стабилизации температуры кварцевых резонаторов, может быть использовано во многих отраслях промышленности.

Известен термостат для кварцевых резонаторов, содержащий камеру тепла, вокруг .которой размещен нагреватель, и теплоизоляцию в виде различных теплоизоляционных материалов или сосуда Дьюара

Однако известный термостат не дает достаточной точности термостатирования и обладает малым КПД, обусловленным потерями тепла на нагрев корпуса камеры и других конструктивных элементов, а также сравнительно большим потоком тепловой энергии, отдаваемой такими термостатами в окружающую среду.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является термостат для кварцевых резонаторов.

содержащий вакуумплотную колбу с теплоотражающим покрытием, внутри которой установлен кварцевый резонатор с нагревателем и датчиком температуры, коаксиально расположенными на баллоне кварцевого резонаторар.

Недостатком такого термостата является низкая точность поддержания

to температуры на пьезоэлементе кварце- . вого резонатора, связанная с особенностью кварцевых резонаторов как объектов термостатирования. Поскольку баллон кварцевого резонатора, в кото15ром размещен пьезоэлемент, вакуумируется, то тепловое сопротивление между баллоном и пьезоэлементом велико, а между пьезоэлементом и окружающей средой существует хорошая тепловая

20 связь по выводам кварцевого резонатора. При изменении температуры окружающей среды в пьезоэлементе резона тора возникают .градиенты температуры, которые приводят к изменению геометрических размеров, плотности, модуля упругости и других параметров пьезоэлемента, зависящих от температуры, вследствие чего происходит изменение частоты кварцевого резонатора, т.е. ухудшается стабильность частоты.

Кроме того, такой термостат имеет сравнительно большую потребляемую мощность из-за большой площади нагревателя. Необходимость проведения one раций вакуумирования в процессе производства термостатов также яапяется недостатком этой конструкции.

Цель изобретения - повышение точности термостатирования путем ослабления влияния изменения темперратуры окружающей среды на температурное поле пьезоэлемента кварцевого резонатора.

Эта цель достигается тем, что в термостате для кварцевого резонатора содержащем нагреватель, датчик тем пературы и теплоизоляцию с теплоотра жающим покрытием, нагреватель и датчик температуры размещен на теплопроводной втулке, установленной на выводах кварцевого резонатора, и покрыты теплоизоляционным пористым материалом, а теплоотражающее покрытие нанесено непосредственно на поверхность баллона кварцевого резонатора.

На чертеже приведена схема предлагаемого термостата для кварцевого резонатора.

Термостат содержит термостатируемый кварцевый резонатор, состоящий и пьезоэлемента 1, закрепленного к выводам 2 и запаянного в стеклянный баллон 3, из которого выкачан воздух Нагреватель и датчик температуры 5 размещены на теллопроводной, например брокеритовой втулке 6, которая через отверстия 7 установлена на выводах 2 кварцевого резонатора. Для обеспечения хорошего теплового контакта зазоры между выводами 2 и стенками отверстия 7 заполнены припо ем. Нагреватель и датчик температуры 5, размещенные на теплопроводной втулке 6, покрыты теплоизоляционной пористой пластмассой 8, например пенополиуретаном. Непосредственно на поверхность, например внешнюю, баллона 3 нанесено теплоотражакацее покрытие 9Термостат работает следующим образом.

Температура всех элементов выключенного термостата равна температуре окружающей среды. При включении термостата нагреватель k прогревает датчик температуры 5 и за счет высокой теплопроводности втулки 6 - выводы 2 кварцевого резонатора. Поток тепла по выводам 2 кварцевого резонатора теплопроводностью подается на пьезоэлемент 1 и нагревает его. Так как баллон 3 вакуумирован, то кондуктивный и конвекционный перенос тепла внутри баллона 3 остаточными газами практически отсутствует. Часть тепловой энергии разогретых выводов 2 и пьезоэлемента 1 в виде теплового излучения попадает на зеркальную поверхность теплоотражающего покрытия 9, и отразившись от нее, возвращает ся обратно на выводы 2 и пьезоэлемент 1. Поэтому в таком термостате практически исключен темплообмен между окружающей средой и пьезоэлементом 1. Так как в предлагаемом термостатоте нагреватель имеет малую площадь и незначительную мощность , то теплоизоляция его осущест-вляется теплоизоляционной пористой пластмассовой 8, например, пенополиуретаном. При изменении температуры окружающей среды не происходит изменения температурного поля пьезоэлемента 1, так как остывание или подогрев выводов 2 кварцевого резонатора регистрируется датчиком температуры 5, который обеспечивает поддержание температуры выводов 2 на заданном уровне.

Техническая эффективность предлагаемого изобретения состоит в повыше НИИ точности термостатирования,умень шении габаритов и времени выхода в стационарный режим, что имеет решающее значение для термостатов современных радиотехнических устройств.

Кроме того, предлагаемая конструкция термостата дает значительный экономический эффект по сравнению с про тотипом, заключающийся в том, что при изготовлении термостата не требуется дорогостоящее оборудование для создания -акуума.

Формула изобретения

. Термостат для кварцевого резонатора, содержащий нагреватель, датчик 597 температуры и теплоизоляцию с теплоотражающим покрытием, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности термостатирования, нагреватель и датчик температуры размещены на теплопроводной втулке, установленной на выводах кварцевого резонатора, и покрыты теплоизоляционным пористым материалом, а теплоотражающее покрытие нанесено непосред - / 10 1 « ственно на поверхность баллона кварцевого резонатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Кейн В.М. Конструирование терморегуляторов. М., Советское радио 1971, с.50, рис.3.2. 2.Авторское свидетельство СССР № 3915 , кл.С 05 D 23/30, 1968 (прототип).