Устройство для регулирования температуры

 

О и-И-6о--А - И Е щ 645624

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Сацивлиети неси х

Ресиублин

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 21.10.75 (21) 2183103/18-24 (51) М. Кл.

G 050 23/27 (23) Приоритет (32) 23.10.74

Государственный комитет (31) 7435509 (33) Франция (43) Опубликовано 30.01.79. Бюллетень № 4 (53) УДК 621.555.6 (088.8) ll0 Jl8/IBM изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 30.01.79 (72) Автор изобретения

Иностранец

Филипп Темпе (Франция) Иностранная фирма

«Комптер Шлюмбержер» (Франция) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЪ|

Предложенное техническое решение предназначено для поддержания температуры тела в зоне точки изменения состояния среды, например в зоне точки перехода из жидкого состояния в газообразное и обратно.

Такое устройство может быть использовано, например в гигрометрах.

Существует несколько типов таких устройств.

Известно, например, устройство для регулирования температуры, содержащее источник холода, температура которого значительно ниже возможной заданной температуры, и источник тепла, который может регулироваться и (или) модулироваться таким образом, чтобы энергии нагревания и охлаждения, создаваемые источниками, компенсировали друг друга и обеспечивали сохранение требуемой температуры тела (1), Недостаток данного устройства — большой расход энергии.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для регулирования температуры, содержащее датчик температуры, подключенный к блоку управления, выход управления которого подсоединен к источнику питания, охладитель, подключенный через исполнительный элемент, связанный с преобразователем сигнала, к другому источнику питания:(2).

В этом устройстве два регулятора: один нагрева, другой охлаждения — управляют5 ся параллельно одним и тем же сигналом, причем датчик поочередно управляет источником холода и источником тепла, сохраняя равновесную температуру тела.

Однако время переходного процесса в та1ð ком устройстве велико, а для уменьшения его требуются дополнительные затраты энергии.

Цель изобретения — повышение точности устройства и снижение энергозатрат.

15 Поставленная цель достигается тем, что в устройство введена связь с блока управления нагревателем — регулирующего транзи-, стора па блок управления охладителем, а именно параллельно переходу эмиттер — коллектор регулирующего транзистора подключен потенциометр, выход которого связан с входом преобразователя сигнала. Это позволяет вести регулирование мощностью охладителя в зависимости от мощности, потребляемой нагревателем.

На фиг. 1 показана схема устройства, первый вариант выполнения в случае применения устройства в гигрометре с охла3 дителем на элементе Пельтье; на фиг. 2— схема устройства, второй вариант выполнения с криогенным контуром в качестве охл адителя.

Устройство содержит нагреватель 1, регулирующий транзистор 2, источник 3 питания, потенциометр 4, датчик 5 температуры, преобразователь 6 сигнала, охладитель 7, источник 8 питания, исполнительный элемент 9. Согласно первому варианту преобразователь 6 сигнала выполнен в виде цепи с переменным импедансом, источник 8 — в виде источника переменного напряжения, а исполнительный элемент 9 — в виде регулятора напряжения. Согласно второму варианту преобразователь 6 сигнала содержит генератор 10 пилообразного напряжения, амплитудный фильтр 11 с переменным порогом, источник 8 питания выполнен в виде емкости с криогенной жидкостью, а исполнительный элемент 9 — в виде электроклапана.

Как показано на фиг. 1 и 2, нагреватель управляет охладителем, но может быть и наоборот.

В предложенном устройстве легко поддерживать заданную равновесную температуру тела, поскольку оно набирает температуру за счет уравновешивания энергий охлаждения и нагревания лишь для компенсации энергетических потерь. Кроме того, устройство позволяет поддерживать в теле температуру даже в том случае, когда она меняется в широком диапазоне. Для этого достаточно, чтобы каждый источник мог почти самостоятельно выделять количество энергии, необходимое для поддержания в теле температуры в каждой крайней точке дна п аз он а.

Например, самая холодная точка создается почти исключительно при помощи энергии охлаждения, а небольшое количество энергии нагревания необходимо лишь для обеспечения нормального регулирования. Наоборот, для наиболее горячей точки максимальную энергию выдает источник тепла, а источник холода — лишь небольшую часть энергии.

При промежуточных температурах энергии охлаждения и нагревания постоянно

645624 компенсируются, поддерживая в теле эту температуру с минимальным расходом энергии.

Таким образом, одним из главных преи5 муществ этого устройства является меньший возможный расход энергии для широкого диапазона возможных температур тела, Причем, когда тело должно изменить свою температуру от первой равномерной

10 температуры до другой, это устройство позволяет уменьшить одну энергию, одновременно увеличивая другую, в результате чего тело приобретает новую заданную температуру. Это происходит при появлении

15 сигналов в одном из источников, поскольку управление другим источником осуществляется не в функции количества энергии, полученного телом, а в функции количества энергии, выделенного источником 3. При

20 этом достигается высокая динамическая точность устройства.

При работе устройства в том случае, если тело требует больше тепла, напряжение на нагревателе 1 должно возрасти, а напря25 жение на потенциометре 4 уменьшиться и наоборот.

Формула изобретения

30 Устройство для регулирования температуры, содержащее датчик температуры, подключенный к базе регулирующего транзистора, переход эмиттер-коллектор которого последовательно с нагревателем под35 ключен к источнику питания, охладитель, подключенный через связанный с преобразователем сигнала исполнительный элемент к другому источнику питания, о т л и ч а юще е с я тем, что, с целью повышения точ4р ности устройства и снижения энергозатрат, в нем параллельно переходу эмиттер — коллектор регулирующего транзистора подключен потенциометр, выход которого связан с входом преобразователя сигнала.

45 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Ко 2979950, кл. 73-336.5, опублик. 1961.

2. Патент Франции МО 2196078, кл. G 01N

50 25/00, опублик. 1974, 645624 фиг, 2

Составитель Л. Птенцов

Техред Н. Строганова

Корректор JI. Тарасова

Редактор И. Грузова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2458/16 Изд. № 836 Тираж 1014 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я 35, Раушская наб., д. 4/5