Способ управления процессом выходного контроля термоморегуляторов
Владельцы патента RU 2338234:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) (RU)
Изобретение относится к области испытаний и выходного контроля терморегуляторов с чувствительными манометрическими элементами, включающими термобаллон и сильфон, заполненный парожидкостной смесью, и предназначен для оценки функционирования терморегуляторов типа датчик-реле. Технический результат заключается в повышении производительности контроля при сохранении исправности сильфона. Сущность изобретения состоит в том, что терморегуляторы устанавливают чувствительными элементами в жидкостной термостат и вместе с термостатом устанавливают в барокамеру с системой управления давлением, при этом предварительно на терморегуляторах устанавливают соответствующий режим, записывают в контроллер системы управления диапазоны температуры режимов, данные экспериментальной кривой, отражающей зависимость между температурой срабатывания контактных групп терморегуляторов и давлением в барокамере. Воздействуя давлением на сильфоны терморегуляторов в соответствии с экспериментально установленной зависимостью давления от температуры в окружении датчика температуры, сокращают время выходного контроля в заданных режимах. 3 ил., 3 табл.
Способ управления процессом контроля терморегуляторов относится к области испытаний и выходного контроля терморегуляторов с чувствительными манометрическими элементами, включающими термобаллон и сильфон, заполненные парожидкостной смесью, и предназначен для оценки функционирования терморегуляторов при массовом их производстве и может быть использован для оценки функционирования терморегуляторов указанного типа в различные моменты времени.
Известны способы контроля терморегуляторов, например способ (см. Демин А.В., Демина Е.Г. Система контроля параметров терморегуляторов. Сборник научных трудов. Том 13. Орел: Орловский государственный технический университет, 1998, с.94-97), заключающийся в том, что берут терморегуляторы, включающие датчик температуры, связанный через сильфон, заполненный пропаном, с контактной группой и задающим устройством терморегулятора, устанавливают с помощью задающего устройства значения температуры срабатывания контактной группы, помещают датчики температуры терморегуляторов в управляемый жидкостной термостат, связанный с системой управления температурой в жидкостном термостате, включают систему управления, изменяют температуру в жидкостном термостате с помощью системы управления по определенному закону и ожидают момент срабатывания контактных групп терморегуляторов, причем в момент их срабатывания определяют реальное значение температуры срабатывания путем измерения ее в жидкостном термостате, сравнивают это значение температуры со значением уставки на задающих устройствах терморегуляторов и по результату сравнения делают вывод о пригодности или непригодности данного регулятора в заданных границах температуры, а затем повторяют цикл указанных операций с новыми заданными значениями температуры срабатывания контактных групп терморегуляторов.
Описанный способ имеет следующие недостатки:
производительность процесса контроля годности терморегуляторов относительно низкая, так как время одного цикла управления из трех, рекомендуемых нормативными документами, включает процедуру автоматического, но медленного изменения температуры до заданной в жидкостном термостате, с одной стороны, и медленной передачи этого изменения температуры от датчика температуры к изменению давления жидкости в сильфоне и далее к изменению величины сжатия или растяжения сильфона, с другой стороны.
Известен способ проверки рабочего хода термосистемы с парожидкостным наполнителем, например патент RU 2218561 С2, МПК G01К 5/42, опубл. 10.12.2003 г. Этот способ применяется для проверки рабочего хода системы с парожидкостным наполнителем, в котором рабочий ход системы замеряют на двух и более температурных точках, первая из которых задается, а последующие контрольные точки получают путем изменения давления, окружающего термосистему, на величину, равную разности давлений наполнителя, соответствующих температурам первой контрольной точки и последующих, определяемых из термодинамической характеристики. Однако в этом способе термосистема терморегулятора рассмотрена отдельно от задающего устройства, что непозволительно, т.к. для исключения повреждения термосистемы терморегулятора ход системы необходимо рассматривать только в совокупности с задающим устройством с ограничением хода. В этом способе не учитывается, что чувствительный элемент и сильфон терморегулятора находятся в разных температурных условиях, что может влиять на качество контроля.
Более близким к предлагаемому изобретению является изобретение «Устройство настройки датчиков-реле температуры с парожидкостным наполнителем», RU 17222 U1, опубл. 20.03.2001, заключающееся в том, что берут терморегулятор, помещают чувствительный элемент датчика температуры терморегулятора в управляемый жидкостной термостат, который устанавливают в барокамеру, при этом жидкостной термостат и барокамера связаны с системой управления температурой в жидкостном термостате и давлением в барокамере, включающей контроллер, в котором задают режим контроля, значения диапазонов температур срабатывания контактных групп в данном режиме, закрывают крышку барокамеры, включают систему управления температурой в жидкостном термостате, с помощью которой поддерживают заданную температуру, изменяют давление в барокамере с помощью системы управления давлением до заданного значения, затем с помощью отвертки изменяют позицию задающего устройства терморегулятора, а в момент срабатывания контактных групп терморегулятора снижают давление в барокамере до заданного значения, затем с помощью отвертки изменяют позицию задающего устройства терморегулятора до момента обратного срабатывания контактной группы терморегулятора, окончательно доводят давление до уровня, равного атмосферному, открывают крышку барокамеры, вынимают терморегулятор из жидкостного термостата, устанавливают новый терморегулятор чувствительным элементом в жидкостной термостат, закрывают крышку барокамеры и повторяют описанные действия.
Это изобретение имеет следующие недостатки:
- оно не может быть применено для одновременного контроля многих терморегуляторов, т.е. с этой точки зрения оно малопроизводительно.
- в изобретении не описан характер изменения давления в барокамере, отсутствует процедура определения температуры срабатывания контактных групп терморегуляторов. Недостатком этого изобретения является отсутствие операции контроля температуры в барокамере. Контроль температуры в барокамере необходим, т.к. ее значение должно быть всегда выше температуры жидкостного термостата. При несоблюдении этого условия произойдет опустошение термосистемы терморегулятора. В связи с этим под воздействием избыточного давления в барокамере может произойти недопустимая деформация сильфона терморегулятора, которая может вызвать изменение его механических характеристик.
Этот патент может быть принят за прототип.
Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении производительности контроля за счет одновременного контроля группы терморегуляторов и исключения недопустимой деформации сильфона терморегулятора избыточным давлением в барокамере.
Решение данной задачи по предлагаемому способу управления процессом выходного контроля терморегуляторов, включающих чувствительный элемент датчика температуры, связанный через сильфон, заполненный пропаном, с контактной группой и задающим устройством терморегулятора, заключается в том, что берут терморегуляторы, устанавливают с помощью задающего устройства значения температуры срабатывания контактной группы, помещают чувствительные элементы датчиков температуры терморегуляторов в управляемый жидкостной термостат, который устанавливают в барокамеру, при этом жидкостной термостат и барокамера связаны с системой управления температурой в жидкостном термостате и давлением в барокамере, включающей контроллер, в котором задают режим контроля, значения диапазонов температур срабатывания контактных групп в данном режиме контроля, закрывают крышку барокамеры, включают систему управления температурой в жидкостном термостате, с помощью которой поддерживают заданную температуру, изменяют давление в барокамере с помощью системы управления давлением, а в момент срабатывания контактных групп терморегуляторов определяют значение температуры срабатывания, сравнивают его со значением температур в диапазонах, заданных в контроллере для соответствующих режимов, и по результату сравнения делают вывод о пригодности или непригодности данного терморегулятора в заданных диапазонах температуры, а после принятия решения о пригодности терморегуляторов открывают крышку барокамеры, вынимают терморегуляторы из жидкостного термостата, устанавливают с помощью задающего устройства терморегулятора новые значения температуры срабатывания контактной группы, устанавливают вновь терморегуляторы чувствительными элементами в жидкостной термостат, закрывают крышку барокамеры и повторяют описанные действия с новыми заданными значениями диапазонов температур срабатывания контактных групп терморегуляторов. При этом предварительно вводят в контроллер количество режимов контроля, количество циклов для данных режимов и численные значения экспериментальной кривой насыщения пропана в сильфоне терморегулятора, устанавливающей зависимость между температурой чувствительного элемента датчика температуры терморегулятора и давлением в сильфоне терморегулятора, а в момент срабатывания контактных групп терморегуляторов измеряют давление в барокамере, значение которого вычитают из значения давления внутри сильфона соответствующего терморегулятора в данный момент времени, и по полученному значению разности давлений определяют значение температуры срабатывания контактных групп терморегуляторов, причем значение давления внутри сильфона соответствующего терморегулятора определяют из экспериментальной кривой насыщения пропана в сильфоне в зависимости от температуры чувствительного элемента датчика температуры терморегулятора, а давление системой управления давлением в барокамере в каждом цикле контроля изменяют с разными скоростями таким образом, что при подходе давления к соответствующей границе срабатывания контактных групп терморегуляторов скорость изменения давления переводят в режим медленного изменения, а при удалении от соответствующей границы срабатывания контактных групп терморегуляторов скорость изменения давления переводят в режим быстрого изменения. При этом значение температуры срабатывания контактных групп терморегуляторов по разности давлений в сильфоне и в барокамере определяют путем обратного преобразования полученного значения разности давлений в температуру по экспериментальной кривой насыщения пропана в сильфоне терморегулятора, численные значения которой заданы в контроллере, причем изменение давления в барокамере в каждом цикле контроля осуществляют при температуре в барокамере выше температуры, установленной в жидкостном термостате, в противном случае цикл контроля прекращают.
Сущность способа, соответствующая изобретению, поясняется чертежами, где представлены:
На фиг.1 - структурная схема системы управления, реализованная по предлагаемому способу, где: 1 - барокамера; 2 - крышка барокамеры (условно); 3 - контролируемый терморегулятор; 4 - датчик давления (например, датчик избыточного давления ALPHA 500G 6.0 ДЗ МС CAB); 5, 9 - датчики температуры (например, платиновый термометр ТПТ-3-8, номинальная статическая характеристика ГОСТ 6651-94); 6 - зона размещения датчиков температуры терморегуляторов в жидкостном термостате 7; 8 - контактная группа терморегулятора; 10 - блок преобразования аналоговых сигналов в цифровой код; 11 - преобразователь аналогового сигнала от датчика давления 4 в цифровой код; 12, 13 - преобразователи аналогового сигнала от датчиков температуры 5, 9 в цифровой код (например, цифровой омметр Щ306-1); 14 - контроллер с устройством отображения информации 15 и блоком сенсорного ввода 16; 17 - блок регулирования давления в барокамере, включающий дроссели 18 с регулируемым проходным сечением и электроклапаны 19; 20 - система охлаждения жидкостного термостата с циркуляционными насосами 21 и испарителем 22.
На фиг.2 приведена структурная схема управления давлением в барокамере и принятия решения по работоспособности терморегуляторов, реализованная в контроллере 14, где:
14.1 - блок памяти, в котором записаны численные значения экспериментальной кривой насыщения пропана в сильфоне терморегулятора, устанавливающей зависимость между температурой чувствительного элемента датчика температуры терморегулятора и давлением в сильфоне терморегулятора. Это давление определяется выражением:
Рc=а0+a1·T+а2·Т2+а3·Т3+а4·Т4, где Рс и Т - соответственно давление в сильфоне и температура чувствительного элемента датчика температуры терморегулятора, а0...а4 - коэффициенты, равные а0=-1,50·106; a1=-1,61·104; а2=-12,06·100; а3=-0,36·100; a4=1,06·10-3;
14.2 - блок, реализующий алгоритм управления изменения давления в барокамере в зависимости от заданного режима и текущего времени;
14.3 - блок определения разности давлений в сильфоне (Рсжт) от соответствующей температуры в жидкостном термостате и в барокамере (Ри);
14.4 - блок определения температуры (ТR) срабатывания контактной группы терморегуляторов, которая вычисляется путем обратного преобразования давления в температуру по экспериментальной кривой в соответствии с выражением
TR=b0+b1·log(р)+b2·log2(p)+b3·log3(p)+b4·log4(p), где b0...b4 коэффициенты, равные b0=637,31; b1=-397,33; b2=124,46; b3=-17,15; b4=0,98;
14.5 - блок принятия решения о работоспособности терморегулятора(ов) в каждом из заданных режимов и принятия решения о включении или выключении барокамеры из работы по критериям, описываемых следующим выражениями:
,
где 
- заданные граничные значения температуры срабатывания контактной группы в i-том режиме и в j-том диапазоне;
Кij=1 срабатывание контактной группы терморегулятора(ов) в i-ом режиме и в j-том диапазоне, при этом j=1 означает замыкание контактов, a j=2 - размыкание контактов в соответствующем диапазоне заданных температур;
ТБ, TЖТ - температура соответственно в барокамере и в жидкостном термостате на любом этапе регулирования давления в барокамере;
- задаваемое значение температур в j-том диапазоне и в i-том режиме.
На фиг.3 приведен пример изменения давления в барокамере в трех режимах: i=1 - "холод"; i=2 - "норма"; i=3 - "тепло", при этом 
соответствует точке А1, 
соответствует точке А2, 
соответствует точке А3, 
соответствует точке А4, 
соответствует точке А5 и т.д.
Работа системы управления процессом выходного контроля терморегуляторов по предлагаемому способу осуществляется следующим образом.
В исходном состоянии (фиг.1) крышка 2 барокамеры 1 открыта; в контроллере 14 записана программа управления температурой в жидкостном термостате 7, давлением в барокамере 1 и программа обработки данных по принятию решения о годности того или иного регулятора для трех циклов (режимов): «холод», «норма», «тепло». Кроме того, в контроллер 14 с помощью блока сенсорного ввода 16 вводят значения будущих уставок температуры для терморегуляторов в указанных режимах .
После указанных действий берут терморегуляторы, устанавливают на них один из режимов, например «холод», с помощью задающего устройства, например, поворотом кулачка на угол α, означающий диапазон температуры срабатывания контактной группы 8 терморегулятора в данном режиме, затем устанавливают их в барокамере так, чтобы чувствительные элементы датчиков температуры терморегуляторов были размещены в зоне жидкостного термостата 6, а контактные группы 8 соединяют со входом контроллера 14.
На фиг.1 для простоты пояснения показан один терморегулятор 3. После чего закрывают крышку 2 барокамеры 1, включают систему управления температурой жидкостного термостата сигналами контроллера 14, отчего включается в работу система охлаждения жидкостного термостата 20, которая с помощью циркуляционных насосов 21 и испарителя 2 устанавливает и поддерживает постоянной заданную температуру (ТЖТ) в жидкостном термостате 7 с использованием обратной связи от датчика температуры 9. Одновременно с помощью контроллера 14 включают в работу систему управления давлением через блок регулирования давлением 17 с помощью дросселей 18 и электроклапанов 19 с использованием датчика давления 4 в качестве обратной связи. При этом давление в барокамере в цикле управления изменяют с разными скоростями таким образом, что при подходе давления с соответствующей границе срабатывания контактных групп терморегуляторов, скорость изменения давления переводят в режим медленного изменения (точки А1, А3 для режима «холод» на фиг.3), а при удалении от соответствующей границы срабатывания контактных групп терморегуляторов, скорость изменения давления переводят в режим быстрого изменения (точки А2, А4 для режима «холод» на фиг.3).
Указанные контролируемые точки на графике (фиг.3) получают путем задания численных значений давления из ряда численных значений, полученных из экспериментальной кривой насыщения пропана в сильфоне терморегулятора, устанавливающей зависимость между температурой чувствительного элемента датчика температуры терморегулятора и давлением в сильфоне терморегулятора.
В момент срабатывания контактной группы 8 (диапазон давления от точки A1 до А2 на фиг.3) на контроллере 14, на его блоке индикации 15 фиксируют момент срабатывания контактов соответствующих терморегуляторов и величину давления с помощью датчика давления 4. В этот же момент (фиг.2) из памяти контроллера (блок 4.1) берут значение давления (Рсжт), которое соответствует установленной температуре в жидкостном термостате, используя численные значения упомянутой экспериментальной кривой насыщения пропана в сильфоне терморегулятора, и из этого значения давления вычитают измеренное (зафиксированное) значение давления Ри в барокамере датчиком 4, а по полученной разности давления в блок 14.3 определяют температуру срабатывания контактной группы терморегуляторов ТR (блок 14.4), используя обратное преобразование давления в температуру по экспериментальной кривой насыщения пропана в сильфоне терморегулятора. Затем в блоке 14.5 контроллера 14 производят сравнение полученной температуры срабатывания контактной группы терморегуляторов со значением температуры в соответствующем диапазоне, записанном в контроллер при установке того или иного режима на терморегуляторах. В результате сравнения определяют работоспособность терморегулятора по критерию в соответствии с выражением (блок 14.5 фиг.2)
здесь Kij=1 момент срабатывания контактной группы в i-том режиме j-том диапазоне заданных температур ТRЗ. В данном случае i=1 (режим «холод»), а j=1 (диапазон температуры от 
до 
), т.е. давление в барокамере от точки А1 до точки А2 (фиг.3), а 
, т.е. критерий принимает вид: 
.
Результаты сравнения запоминаются и отображаются на блоке индикации контроллера, после чего система управления давлением продолжает изменять давление, проходя точку А2, А3 на графике фиг 3. На участке А3-А4 происходит описанным образом фиксация срабатывания контактных групп терморегуляторов и оценка пригодности к работе соответствующего терморегулятора в данном режиме. В этом случае критерий оценки выглядит следующим образом:
Затем с помощью системы управления сбрасывают давление в барокамере, открывают крышку, устанавливают на терморегуляторах новый режим, помещают их в барокамеру, закрывают крышку и повторяют цикл управления и анализа пригодности соответствующего терморегулятора. После управления и анализа в трех режимах («холод», «норма», «тепло») делают окончательный вывод о пригодности того или иного регулятора к работе. Значение факта срабатывания Кij контактных групп каждого терморегулятора и значения температур и давлений срабатывания отображается на блоке индикации 15 контроллера 14 и могут быть распечатаны на печатающем устройстве и переданы по каналу связи в систему мониторинга качества терморегуляторов данного типа при массовом их производстве. В процессе управления тремя режимами в барокамере постоянно контролируют температуру ТБ датчикам 5, а в контроллере сравнивают это значение со значением температуры ТЖТ в жидкостном термостате, поступающим с датчика 9 (фиг.1, 2). И если разность между этими значениями больше нуля, то продолжают процесс, а если меньше нуля, то процесс останавливают, выключая систему из работы. На фиг.2 эту операцию выполняет блок 14.6 (ТБ-ТЖ>0). Данное условие необходимо соблюдать для того, чтобы пары насыщенного пропана не конденсировались на стенках сильфона, что приводит к деформации сильфона терморегулятора и изменению его механических характеристик.
| Таблица 1 | |||||||||
| Тип регулятора | Диапазон температур в режиме «Холод» i=1 | Факт срабатывания | Время, мин. | Прим. | |||||
| Размыкание контактов j=1 | Замыкание контактов j=2 | ||||||||
| T1, °C | Т2, °С | Tср, °C | T1, °C | T2, °C | Тср, °С | ||||
| ТАММ-1М-1 | -21,20 | -24,30 | -23,83 | 2,40 | 4,50 | 3,69 | + | 14,78 | |
| ТАММ-1М-4 | -18,20 | -20,80 | -19,72 | 4,20 | 5,80 | 5,64 | + | 12,63 | |
| ТАММ-1М-16 | -27,90 | -31,50 | -28,16 | 2,60 | 4,40 | 4,25 | + | 27,53 | |
| ТАММ-1М-20 | -25,50 | -28,50 | -26,37 | 2,60 | 4,40 | 4,16 | + | 21,48 | |
| ТАММ-1М-55 | -21,20 | -24,80 | -21,31 | 6,20 | 9,80 | - | - | Брак | |
| TAMM-1M-64 | -20,70 | -25,30 | -21,74 | 1,70 | 4,30 | 3,61 | + | 17,64 | |
| Тип регулятора | Диапазон температур в режиме «Норма» i=2 | Факт срабатывания | Время, мин | Прим. | |||||
| Размыкание контактов j=1 | Замыкание контактов j=2 | ||||||||
| T1, °C | Т2, °С | Tср, °C | T1, °C | Т2, °С | Тср, °C | ||||
| ТАММ-1М-1 | |||||||||
| ТАММ-1М-4 | |||||||||
| ТАММ-1М-16 | -23,20 | -25,80 | -24,95 | 2,60 | 4,40 | 2,97 | + | 24,59 | |
| ТАММ-1М-20 | -18,70 | -21,30 | -20,39 | 2,60 | 4,40 | 3,84 | + | 19,75 | |
| ТАММ-1М-55 | -19,20 | -20,80 | -19,36 | 6,70 | 9,30 | - | - | - | Брак |
| TAMM-1M-64 | -11,70 | -14,30 | -12,75 | 1,70 | 4,30 | 2,44 | + | 15,72 | |
| Тип регулятора | Диапазон температур в режиме «Тепло» i=3 | Факт срабатывания | Время, мин | Прим. | |||||
| Размыкание контактов j=1 | Замыкание контактов j=2 | ||||||||
| Т1, °С | Т2, °С | Тср, °C | T1, °C | Т2, °С | Тср, °C | ||||
| ТАММ-1М-1 | -8,20 | -11,80 | -10,15 | 2,40 | 4,50 | 3,45 | + | 10,61 | |
| ТАММ-1М-4 | -4,70 | -8,30 | -8,12 | 4,20 | 5,80 | 4,23 | + | 8,04 | |
| ТАММ-1М-16 | -17,70 | -21,30 | -20,81 | 2,60 | 4,40 | 2,76 | + | 16,23 | |
| ТАММ-1М-20 | -11,20 | -14,80 | -14,35 | 2,60 | 4,40 | 2,79 | + | 20,34 | |
| ТАММ-1М-55 | -12,20 | -15,80 | -15,63 | 6,20 | 9,80 | - | - | - | Брак |
| TAMM-1M-64 | -6,70 | -11,30 | -10,92 | 1,70 | 4,30 | 2,66 | + | 9,85 |
| Таблица 2 | ||||||||||
| Тип регулятора | Температура ванны, TЖТ, °C | Диапазон температур TR в режиме «Холод» i=1 | Факт срабатывания | Время, мин. | Прим. | |||||
| Размыкание контактов j=1 | Замыкание контактов j=2 | |||||||||
| (А1) T1, °C | (А2) Т2, °С | pср/Тср, ·105 Па/°С | (А3) T1, °C | (A4) T2, °C | pср/Tср, ·105 Па/°С | |||||
| ТАММ-1М-1 | 6,00 | -21,20 | -24,30 | 2,0977/-23,86 | 2,40 | 4,50 | 5,2689/3,72 | + | 2,23 | |
| ТАММ-1М-4 | 8,00 | -18,20 | -20,80 | 2,4422/-19,73 | 4,20 | 5,80 | 5,5736/5,62 | + | 1,81 | |
| ТАММ-1М-16 | 7,00 | -27,90 | -31,50 | 1,7808/-28,14 | 2,60 | 4,40 | 5,3558/4,27 | + | 3,98 | |
| ТАММ-1М-20 | 7,00 | -25,50 | -28,50 | 1,9064/-26,38 | 2,60 | 4,40 | 5,3352/4,14 | + | 3,26 | |
| ТАММ-1М-55 | 11,00 | -21,20 | -24,80 | 2,3058/-21,31 | 6,20 | 9,80 | - | - | Брак | |
| TAMM-1M-64 | 6,00 | -20,70 | -25,30 | 2,2680/-21,76 | 1,70 | 4,30 | 5,2548/3,63 | + | 2,64 | |
| Тип регулятора | Температура ванны, ТЖТ, °С | Диапазон температур TR в режиме «Норма» i=2 | Факт срабатывания | Время, мин. | Прим. | |||||
| Размыкание контактов j=1 | Замыкание контактов j=2 | |||||||||
| (А5) T1, °С | (А6) Т2, °С | pср/Tср, ·105 Па/°С | (A7) T1, °C | (A8) T2, °C | pср/Tср, ·105 Па/°C | |||||
| ТАММ-1М-1 | 6,00 | |||||||||
| ТАММ-1М-4 | 8,00 | |||||||||
| ТАММ-1М-16 | 7,00 | -23,20 | -25,80 | 2,0118/-24,97 | 2,60 | 4,40 | 5,1506/2,96 | + | 3,18 | |
| ТАММ-1М-20 | 7,00 | -18,70 | -21,30 | 2,3854/-20,38 | 2,60 | 4,40 | 5,2894/3,85 | + | 2,63 | |
| ТАММ-1М-55 | 11,00 | -19,20 | -20,80 | 2,4733/-19,38 | 6,70 | 9,30 | - | - | - | Брак |
| TAMM-1M-64 | 6,00 | -11,70 | -14,30 | 3,1205/-12,74 | 1,70 | 4,30 | 5,0692/2,43 | + | 2,14 | |
| Тип регулятора | Температура ванны, ТЖТ, °С | Диапазон температур tr в режиме «Тепло» i=3 | Факт срабатывания | Время, мин. | Прим. | |||||
| Размыкание контактов j=1 | Замыкание контактов j=2 | |||||||||
| (А9) Т1, °С | (A10) T2, °C | pср/Tср, ·105 Па/°С | (A11) T1, °C | (А12) Т2, °С | pср/Тср, ·105 Па/°С | |||||
| ТАММ-1М-1 | 6,00 | -8,20 | -11,80 | 3,4034/-10,16 | 2,40 | 4,50 | 5,2298/3,47 | + | 1,57 | |
| ТАММ-1М-4 | 8,00 | -4,70 | -8,30 | 3,6417/-8,11 | 4,20 | 5,80 | 5,3527/4,25 | + | 1,25 | |
| ТАММ-1М-16 | 7,00 | -17,70 | -21,30 | 2,3475/-20,82 | 2,60 | 4,40 | 5,1213/2,77 | + | 2,33 | |
| ТАММ-1М-20 | 7,00 | -11,20 | -14,80 | 2,9510/-14,37 | 2,60 | 4,40 | 5,1275/2,81 | + | 2,64 | |
| ТАММ-1М-55 | 11,00 | -12,20 | -15,80 | 2,8268/-15,61 | 6,20 | 9,80 | - | - | - | Брак |
| TAMM-1M-64 | 6,00 | -6,70 | -11,30 | 3,3204/-10,90 | 1,70 | 4,30 | 5,1014/2,64 | + | 1,29 |
В таблице 1 приведены экспериментальные данные по выходному контролю для шести типов регуляторов, используя способ-аналог, в таблице 2 - экспериментальные данные для тех же регуляторов, используя предлагаемый способ управления выходным контролем терморегуляторов, а в таблице 3 приведены значения общего времени контроля терморегуляторов в трех режимах для аналога и предлагаемого способа.
| Таблица 3 | ||||
| Тип регулятора | Время протекания цикла в прототипе, мин | Время протекания цикла в предлагаемом решении, мин | Абсолютное отклонение времени, мин | Относительное уменьшение времени |
| ТАММ-1М-1 | 25,39 | 3,8 | 21,59 | 6,68 |
| ТАММ-1М-4 | 20,67 | 3,06 | 17,61 | 6,75 |
| ТАММ-1М-16 | 68,35 | 9,49 | 58,86 | 7,20 |
| ТАММ-1М-20 | 61,57 | 8,53 | 53,04 | 7,22 |
| ТАММ-1М-64 | 43,21 | 6,07 | 37,14 | 7,12 |
При экспериментах участвовало 50 терморегуляторов каждого из шести типов, поэтому реальная температура срабатывания усреднена по 50 терморегуляторов каждого типа в каждом из трех режимах.
Время общего цикла контроля по трем режимам для каждого типа терморегулятора приведено в таблице 3, при этом изменение уставок температуры на каждом терморегуляторе перед каждым режимом в том и другом случае осуществлялось вручную и не учитывалось в суммарном времени общего цикла контроля. Группа терморегуляторов типа ТАММ-1М-1 и типа ТАММ-1М-4 в режиме «норма» не подвергалось контролю по той причине, что данный режим не предусмотрен технологическим процессом контроля. Приведенные в таблице 3 данные подтверждают тот факт, что время общего цикла выходного контроля терморегуляторов в заданных режимах уменьшается в среднем в семь раз по предлагаемому способу по сравнению с аналогом.
Таким образом, при воздействии давлением на сильфоны терморегуляторов в соответствии с экспериментально установленной зависимостью давления от температуры чувствительного элемента датчика температуры терморегулятора сокращается время одновременного контроля группы терморегуляторов в заданных режимах, то есть предлагаемый способ позволяет решить поставленную задачу, повысить производительность выходного контроля терморегуляторов. При этом для исключения деформации сильфона терморегулятора и изменения его механических характеристик во время процесса контроля отслеживается температура воздуха в барокамере, которая должна быть выше температуры жидкостного термостата.
Способ управления процессом выходного контроля терморегуляторов, включающих чувствительный элемент датчика температуры, связанный через сильфон, заполненный пропаном, с контактной группой и задающим устройством терморегулятора, заключающийся в том, что берут терморегуляторы, устанавливают с помощью задающего устройства значения температуры срабатывания контактной группы, помещают чувствительные элементы датчиков температуры терморегуляторов в управляемый жидкостной термостат, который устанавливают в барокамеру, при этом жидкостной термостат и барокамера связаны с системой управления температурой в жидкостном термостате и давлением в барокамере, включающей контроллер, в котором задают режим контроля, значения диапазонов температур срабатывания контактных групп в режиме контроля, закрывают крышку барокамеры, включают систему управления температурой в жидкостном термостате, с помощью которой поддерживают заданную температуру, изменяют давление в барокамере с помощью системы управления давлением, а в момент срабатывания контактных групп терморегуляторов определяют значение температуры срабатывания, сравнивают его со значением температур в диапазонах, заданных в контроллере для соответствующих режимов, и по результату сравнения делают вывод о пригодности или непригодности данного терморегулятора в заданных диапазонах температуры, а после принятия решения о пригодности терморегуляторов открывают крышку барокамеры, вынимают терморегуляторы из жидкостного термостата, устанавливают с помощью задающего устройства терморегулятора новые значения температуры срабатывания контактной группы, устанавливают вновь терморегуляторы чувствительными элементами в жидкостной термостат, закрывают крышку барокамеры и повторяют описанные действия с новыми заданными значениями диапазонов температур срабатывания контактных групп терморегуляторов, отличающийся тем, что предварительно вводят в контроллер количество режимов контроля, количество циклов для данных режимов и численные значения экспериментальной кривой насыщения пропана в сильфоне терморегулятора, устанавливающей зависимость между температурой чувствительного элемента датчика температуры терморегулятора и давлением в сильфоне терморегулятора, а в момент срабатывания контактных групп терморегуляторов измеряют давление в барокамере, значение которого вычитают из значения давления внутри сильфона соответствующего терморегулятора в данный момент времени, и по полученному значению разности давлений определяют значение температуры срабатывания контактных групп терморегуляторов, причем значение давления внутри сильфона соответствующего терморегулятора определяют из экспериментальной кривой насыщения пропана в сильфоне в зависимости от температуры чувствительного элемента датчика температуры терморегулятора, а давление системой управления давлением в барокамере в каждом цикле контроля изменяют с разными скоростями таким образом, что при подходе давления к соответствующей границе срабатывания контактных групп терморегуляторов скорость изменения давления переводят в режим медленного изменения, а при удалении от соответствующей границы срабатывания контактных групп терморегуляторов скорость изменения давления переводят в режим быстрого изменения, при этом значение температуры срабатывания контактных групп терморегуляторов по разности давлений в сильфоне и барокамере определяют путем обратного преобразования полученного значения разности давлений в температуру по экспериментальной кривой насыщения пропана в сильфоне терморегулятора, численные значения которой заданы в контроллере, причем изменение давления в барокамере в каждом цикле контроля осуществляют при температуре в барокамере выше температуры, установленной в жидкостном термостате, в противном случае цикл контроля прекращают.
