Бесконтактное тепловое реле

 

(it) 446572

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

3 в (61) Зависимое от авт, свидетельства (22) Заявлено 20.11.72 (21) 1847546/18-10 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.08.74. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 06.02.75 (51) М. Кл. G 01k 7/34

Государственный комитет

Совета 64инистров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 536.53 (088.8) (72) Автор изобретения

А. С. Дадунашвили (71) Заявитель Специальное конструкторское бюро по проектированию приборов и средств автоматизации (54) БЕСКОНТАКТНОЕ ТЕПЛОВОЕ РЕЛЕ

Изобретение относится к области автоматического контроля, сигнализации и управления технологическими процессами, связанными с потреблением или выделением тепла.

Известны бесконтактные тепловые реле, содержащие датчик температуры, выполненный в виде конденсатора с твердым сегнетодиэлектриком и включенный в цепь источника переменного тока последовательно с цепью нагрузки, В сегнетоэлектриках при определенной температуре, называемой точкой Кюри, происходит скачкообразный обратимый фазовый переход, при котором изменяется ряд их физических параметров (диэлектрическая проницаемость, электропроводность, пьезоэлектрические константы, удельная теплоемкость, двулучепреломление). В частности, исчезает спонтанная поляризация и вещество переходит скачком из сегнетоэлектрической фазы в неполярную пароэлектрическую фазу.

Температура точки Кюри для разных сегнетоэлектриков различна и принимает как положительные, так и отрицательные значения.

Известное тепловое реле позволяет в бесконтактном исполнении осуществить только нормально-замкнутую цепь, а для получения нормально-открытых контактов требуются дополнительные устройства, например электромагнитное промежуточное реле.

Предлагаемое реле отличается от известных тем, что, с целью обеспечения релейного эффекта замыкания и размыкания цепи нагрузки, оно снабжено вторым датчиком темпера5 туры, выполненным в виде конденсатора с твердым антисегнетодиэлектриком.

С целью получения командных сигналов для поддержания температуры в заданном диапазоне, сегнетодиэлектрик может быть выполнен

10 с точкой Кюри, равной нижнему пределу температурного диапазона, а антисегнетодиэлектрик выполнен с точкой Кюри, равной верхнему пределу диапазона. Для изменения температурного диапазона срабатывания путем сме15 щения точек Кюри диэлектриков конденсаторы могут быть снабжены дополнительными управляющими электродами, расположенными между основными электродами и включенными в цепь регулируемого источника постоян20 ного тока.

Антисегнетоэлектрики при температуре Кюри скачком переходят из пароэлектрической фазы в сегнетоэлектрическую фазу и выше

25 этой температуры сохраняют полярное состояние. Эти антисвойства сегнетоэлектриков и антисегнетоэлектриков используются в предлагаемом изобретении для создания разомкнутого или замкнутого состояния электриче30 ской цепи, 440572

15

На фиг, 1 показана схема бесконтактного диэлектрического теплового реле с нормальноразомкнутой цепью нагрузки, соответствующая нормально-разомкнутым контактам электромеханического реле; на фиг. 2 — то же, с нормально-разомкнутой и нормально-замкнутой цепями нагрузок, соответствующие переключающим контактам электромеханических реле; на фиг. 3 — то же, с регулировкой температурной уставки.

Основная схема бесконтактного диэлектрического теплового реле, осуществляющая нормально-разомкнутую цепь нагрузки (см. фиг. 1), представляет последовательно соединенные нагрузку 1, конденсатор 2, воспринимающий контролируемую температуру с антисегнетоэлектрическим диэлектриком, имеющим точку Кюри, равную требуемой температурной установке реле, и источник питания переменного тока 3.

В варианте теплового реле с переключением нагрузки (см. фиг. 2) добавлена вторая цепь нагрузки 1 с последовательно подключенным воспринимающим контролируемую температуру конденсатором 4 с сегнетоэлектрическим диэлектриком, также имеющим точку Кюри, равную требуемой температурной уставке реле.

Для варианта теплового реле, позволяющего регулировать температурную уставку (см. фиг. 3), применяются специальные сегнето- или антисегнетоэлектрические конденсаторы 5, получаемые, например, методом горячего литья керамики под давлением.

Бесконтактное диэлектрическое тепловое реле-датчик работает следующим образом, При достижении контролируемой температурой предельно допустимой величины антисегнетоэлектрик переходит в полярную фазу и емкость чувствительного элемента 2 скачком возрастет, следовательно, в нагрузке 1 потечет ток.

Если точки Кюри элементов 2 и 4 одинаковы, то при превышении контролируемой средой этой температуры элемент 4 разрывает цепь, а элемент 2 замыкает.

Когда ставится задача регулирования температуры, элемент 4 выполняется с уставкой нижнего предела, а элемент 2 — верхнего предела.

Температурные установки предлагаемых реле определяются подбором соответствующих сегнето- и антисегнетодиэлектриков. Путем изменения концентрации компонентов этих материалов можно получить и различные значения уставок контролируемой температуры.

Кроме того, в небольших пределах возможно регулировать температурную уставку с помощью смещающего поля или изменением частоты.

На фиг. 3 приведена схема диэлектрического теплового реле с регулировкой уставки при помощи смещающего поля. Одна группа электродов элемента 5 используется так же, как в схемах на фиг. 1 и 2, для управления током в нагрузке 1. Вторая группа электродов служит для регулировки температурной уставки.

С этой целью на них от источника постоянного тока 6 с помощью потенциометра 7 подается регулируемое смещающее напряжение.

В результате достигается изменение в некоторых пределах температуры точки Кюри воспринимающего элемента, а следовательно, уставки теплового реле.

Предмет изобретения

1. Бесконтактное тепловое реле, содержащее датчик температуры, выполненный в виде конденсатора с твердым сегнетодиэлектриком и включенный в цепь источника переменного тока последовательно с цепью нагрузки, отличающееся тем, что, с целью обеспечения релейного эффекта замыкания и размыкания цепи нагрузки, оно снабжено вторым датчиком температуры, выполненным в виде конденсатора с твердым антисегнетодиэлектриком.

2. Реле по п. 1, отличающееся тем, что, с целью получения командных сигналов для поддержания температуры в заданном диапазоне, сегнетодиэлектрик выполнен с точкой

Кюри, равной нижнему пределу температурного диапазона, а антисегнетодиэлектрик выполнен с точкой Кюри, равной верхнему пределу диапазона.

3. Реле по пп. 1 и 2, отл и ча ющееся тем, что, с целью изменения температурного диапазона срабатывания путем смещения точек Кюри диэлектриков, конденсаторы снабжены дополнительными управляющими электродами, расположенными между основными электродами и включенными в цепь регулируемого источника постоянного тока.

440572

Фиг /

Фиг 2

Фиг э

Составитель М. Фримштейн

Редактор О. Степина

Корректор Е. Рогайлина

Техред Т, Курилко

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 105/2 Изд. № 193 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5