<Desc/Clms Page number 1>
Einrichtung zur Temperaturregelung von Öfen durch Thermoströme.
Bei der Temperaturregelung von Ofen durch Thermoströme bereitet die Regelung von Messgrössen durch die kleinen Gleichströme Schwierigkeiten, da die Verstärkung der geringen Thermogleichströme durch Röhrenverstärker nicht unmittelbar möglich ist.
Gemäss der Erfindung ist daher bei einer Einrichtung zur Temperaturregelung von Öfen durch Thermoströme eine Brückenschaltung vorgesehen aus vier eisengeschlossenen, zusätzlich durch Gleichstrom vormagnetisierten Drosselspulen, die in der einen Brückendiagonale mit Wechselstrom gespeist werden, während über die andere Brückendiagonale die zur Verstärkung geeignete und zur Regelung der Temperatur dienende Wechselspannung abgenommen wird, wobei den Drosselspulen zur Änderung ihrer Induktivität von dem Thermostrom durchflossene Wicklungen derart zugeordnet sind, dass beim Abweichen des Thermostromes vom Sollwert ein Drosselspulenpaar ein wenig entmagnetisiert und das andere Drosselspulenpaar stärker magnetisiert wird, wodurch das Brückengleichgewicht gestört wird.
Es werden die kleinen Thermogleichströme sozusagen in eine Wechselspannung verwandelt, die dann in einfacher Weise verstärkt werden kann.
Für die Zwecke der elektrischen Spannungsregelung sind schon Steuerungseinrichtungen bekanntgeworden, bei denen vier in Brückenschaltung angeordnete eisengeschlossene Drosselspulen vorgesehen sind, deren eine Diagonale mit dem Wechselstromnetz in Verbindung steht und über deren andere Diagonale die der Regelgrösse entsprechende Wechselspannung abgenommen wird. Bei dieser bekannten Einrichtung wird jedoch nicht von einem Thermostrom zwecks Erhalt eines verstärkbaren Messstromes durch Störung des Gleichgewichtes der Brücke die Induktivität vormagnetisierter Drosselspulen ge- ändert.
Bekannt ist ferner bei Temperaturreglern mit einem Thermoelement die Verwendung einer Verstärkereinrichtung bei der Umwandlung des Thermostromes in einen Wechselstrom, bei welcher der Thermostrom die Induktivität mit Gleichstrom vormagnetisierter Drosseln derart ändert, dass das eine Drosselspulenpaar entmagnetisiert und gleichzeitig das andere stärker magnetisiert wird. Beim Erfindungsgegenstand ist jedoch eine Brückenschaltung vorgesehen.
Weiterhin ist eine Anordnung zur Regelung der Temperatur einer elektrischen Heizvorrichtung durch eine aus vier Ohmschen Widerständen gebildete Wheatstonesche Brücke bekanntgeworden, bei der einer der Brückenzweig der zu regelnden Temperatur ausgesetzt ist und die nicht von aussen gespeisten Brückendiagonalpunkte über einen Transformator in den Gitterkreis einer Dreielektrodenröhre geschaltet sind, deren Anodenstromkreis durch einen elektromagnetischen Schalter die Heizung beeinflusst.
Diese bekannte Anordnung ist jedoch nur dort anwendbar, wo die Möglichkeit der Verwendung von Widerstandsthermometern besteht, was der Fall ist, wenn es sich um die Messung und Kontrolle von Temperaturen bis etwa 600 C handelt. Für die Messung höherer Temperaturen werden üblicher- weise Thermoelemente verwendet. Durch den Erfindungsgegenstand soll nun eine empfindliche Regeleinrichtung mit einer Brückenschaltung geschaffen werden, bei welcher der sehwache Thermostrom in einen leicht verstärkbaren Wechselstrom umgewandelt wird.
Der Erfindungsgegenstand ist nachstehend an Hand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die vier in Brückenschaltung angeordneten eisengeschlossenen Drosseln sind mit 1, 2,3 und 4 bezeichnet. Die Drosseln sind untereinander gleich. Ihre Speisung erfolgt in der einen Diagonalen der Brückenanordnung durch eine Wechselspannungsquelle 18.
<Desc/Clms Page number 2>
Die Drosseln werden sämtlich mittels der Spulen 5, 6,7 und 8 durch eine Gleichstromquelle 9 vormagnetisiert. Die Gleichstromquelle braucht keine besonderen Eigenschaften bezüglich der Konstanz der gelieferten Spannung zu haben, da bei Schwankungen des Magnetisierungsstromes das Brückengleiehgewieht nicht gestört wird.
Zur Überwachung der Temperatur des Ofens 10 dient das Thermoelement 11. Die Thermospannung, die zur gewünschten Temperatur des Ofens gehört, wird durch ein zweites Thermoelement 13 in Reihenschaltung mit einer Batterie 12 kompensiert, und es sind den Drosselspulen 1 bis 4 von dem Thermostrom durchflossene Wicklungen 14 bis 17 derart zugeordnet, dass bei Abweichung der Ofentemperatur von ihrem Sollwert die Drosseln 1 und 2 ein wenig entmagnetisiert, die Drosseln. 3 und 4 stärker magnetisiert werden oder umgekehrt. Dadurch werden die Induktivitäten der Drosseln 1 bis 4 geändert, und das Brückengleiebgewieht wird gestört. Dies hat eine Wechselspannung an den Abnahmestellen 20 und 21 zur Folge, die verstärkt werden kann und zur Regelung der Temperatur des Glühofens in bekannter Weise, z.
B. mittels gittergesteuerter Gleichrichter verwendet werden kann.
Wenn die Ofentemperatur zu klein oder zu gross ist, entsteht in der Brücke eine Wechselspannung. Die Regelung ist jedoch trotzdem möglich, weil zwischen den Weehselspannungen bei Über-bzw. Untertemperatur eine Phasenverschiebung von 1800 besteht. Es können also in den beiden Fällen verschiedene Röhren betätigt werden, obwohl nur ein Gitterspannungskreis vorhanden ist.
An die Konstanz der Temperatur von Öfen werden bisweilen hohe Anforderungen gestellt. Da die Thermospannung verhältnisgleich dem Temperaturunterschied zu der Messstelle und den Anschlussstellen ist, die üblicherweise ausserhalb des Ofens liegen, so ist dann bei einem Vergleich der Ofentemperatur mit der veränderlichen Aussentemperatur die verlangte -Regelgenauigkeit oft nicht einzuhalten. In bekannter Weise wird daher die Regeleinrichtung vom Einfluss der Aussentemperatur freigemacht durch Kompensierung der Thermospannung des Elements 11 durch die Spannung eines andern Thermoelements 13, das auf die Temperaturdifferenz zwischen einer Normaltemperatur und der Aussentemperatur anspricht.
Dieses Thermoelement wird in einem Raum 19 auf konstanter Temperatur, beispielsweise 100 C, gehalten, was ohne Schwierigkeiten möglich ist. Da als normale Temperatur eine kleinere Temperatur gewählt ist als im Ofen herrscht, so ist zur völligen Kompensierung der Thermospannung die Spannung einer Batterie 12 in Reihe mit dem äusseren Thermoelement 1. 3 geschaltet.
Wird für die beiden Thermoelemente das gleiche Material verwendet, so gilt im Falle völliger Kompensierung der Thermospannungen die Gleichung
EMI2.1
wenn Tj die Ofentemperatur, T2 die Normaltemperatur, Ta die Aussentemperatur, U die zusätzlich
EMI2.2
des Thermoelements pro 0 C Temperaturdifferenz ist.
Hieraus ergibt sich unabhängig von der Grösse der Aussentemperatur
EMI2.3
Bemisst man also die zusätzliche Gegenspannung U so gross, dass vorstehende Gleichung erfüllt ist, so ist die Regelung unabhängig von der Aussentemperatur, und es fliesst in der Brücke bei der gewünschten Betriebstemperatur des Ofens kein Strom. Durch Veränderung von U kann auch auf einfache Weise die Regelung auf eine andere Ofentemperatur abgestellt werden, ohne dass die Normaltemperatur ver- ändert werden muss.
Es kann hiedurch in einfachster Weise jede Ofentemperatur eingestellt werden, sofern Tl grösser ist als T2.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Temperaturregelung von Öfen durch Thermoströme, gekennzeichnet durch eine Brückenschaltung aus vier eisengeschlossenen, zusätzlich durch Gleichstrom vormagnetisierten Drosselspulen (1, 2, 3, 4), die in der einen Brückendiagonale mit Wechselstrom gespeist werden, während über die andere Brüekendiagonale die zur Verstärkung geeignete und zur Regelung der Temperatur dienende Weehselspannung abgenommen wird, wobei den Drosselspulen zur Änderung ihrer Induktivität von dem Thermostrom durchflossene Wicklungen (14, 15, 16, 17) derart zugeordnet sind, dass beim Abweichen des Thermostromes vom Sollwert ein Drosselspulenpaar ein wenig entmagnetisiert und das andere Drosselspulenpaar stärker magnetisiert wird,
wodurch das Brückengleichgewicht gestört wird.