Opis patentowy opublikowano: 20.10.1983 117447 CZYTELNIA Urzedu Patentowego filskuj Izeczuptispciiitj Luaswej Int. Cl.s G05D 23/19 Twórca wynalazku: Krzysztof Rutkowski Uprawjiiony a patentu: „Horyzont" Zaklady Elektronicznej Aparatury Medycznej i Laboratoryjnej, Kraków (Polska) Tyrystorowy regulator temperatury zwlaszcza cieczy latwozapalnych Wynalazek dotyczy tyrystorowego regulatora temperatury zwlaszcza cieczy latwozapalnych. Za¬ grozenie pozarowe czy wybuchowe jakie stwarza¬ ja zbiorniki cieczy, szczególnie uWtraterniostaty wy¬ pelnione cieczami latwozapalnymi lub tez pracu¬ jace w poblizu urzadzen emitujacych wybuchowe gazy i pary, stawiaja wysokie wymagania ukladom precyzyjnej regulacji temperatury.Z patentu nr 98 208 pt. „Tyrystorowy dwupolo- zeniowy stykowonastawny uklad regulacji tempe¬ ratury" znane jest rozwiazanie zawierajace cztery funkcjonalnie polaczone ze soba zespoly: tyrysto¬ rowy sterownik mocy grzejnej zlozony z pary ty¬ rystorów, stykowonastawny termometr, wskaznik przeplywu pradu oraz zespól automatycznego roz- grzewii zestawiony z samoustawiajacego sie dioda przerzutnika na tranzystorach i przekaznika wla¬ czonego w obwód wzmacniacza tranzystorowego.Wada tego regulatora jest wystepowanie w nich elementów stykowych o zestykach otwartych ta¬ kich jak przekaznik, stycznik jak równiez podze¬ spól o styku slizgowym takich jak potencjometr.Ponadto uklad zawiera szereg elementów jak tran¬ sformatory, dlawik o duzych gabarytach, bardzo pracochlonnych, a kitóre stanowia o obnizeniu nie¬ zawodnosci dzialania calego urzadzenia.Celem wynalazku jest opracowanie regulatora temperatury nie posiadajacego elementów o. zesty¬ kach otwartych czy slizgowych, a wiec nadajacego sie do stosowania w warunkach zagrozenia poza- 10 15 20 25 30 rowego czy wybuchu, a zapewniajacego równoczes¬ nie wymagana nieczulosc regulacji tempretury ±0,01°C i wyzsza niezawodnosc dzialania niz roz¬ wiazania dotychczas stosowane.Zostalo to rozwiazane, wedlug wynalazku, w ten sposób, ze tyrystorowy sterownik mocy grzej¬ nej zlozony z dwu tyrystorów i wlaczony syme¬ trycznie w srodek polaczonych szeregowo dwu grzejników o jednakowych parametrach, jest pola¬ czony poprzez transformator impulsowy z ukla¬ dem przelaczajacym. Uklad przelaczajacy pracuje na zasadzie relaksacyjnego generatora impulsów i jest zestawiony z obwodu dwu tranzystorów kondensatora impulsowego oraz termistora .pola¬ czonych w znany sposób.Do kondensatora impulsowego przylaczony jest równolegle swym zlaczem emiter — kolektor ob¬ wód tranzystora, natomiast do termistora przyla¬ czony jest równolegle swym zlaczem emiter — kolektor obwód kolejnego tranzystora, który wraz z polaczonym z nim obwodem dwu tranzystorów oraz kondensatorem tworza zespól automatycznego rozgrzewu, laczacy sie z zasilaczem za posred¬ nictwem diod separacyjnych. Obwód tranzystora polaczonego równolegle z kondensatorem impulso¬ wym oraz zespól automatycznego rozgrzewu ste¬ rowane sa termometrem.Rozwiazanie eliminuje wady znanych regulato¬ rów^ laczac zalety jaka jest prosta konstrukcja, niewielka liczba elementów przy zapewnieniu 117 447117 447 dwupolozeniowej regulacji temperatury z duza do¬ kladnoscia stabilizacji nastawionej temperatury, jaka cechuje regulatory proporcjonalne o dzia¬ laniu ciaglym.Wynalazek zostanie blizej objasniony na przy¬ kladzie wykonania przedstawionym na rysiuniku, który stanowi schemat ideowy ukladu elektronicz¬ nego.Regulator zasilany napieciem przemiennym po¬ siada w zespole energetycznym 1 grzejniki Gl i G2, sterownik mocy grzejnej pracujaca w ukladzie polaczonych odwrotnie równolegle tyrystorów Tyl i Ty2 oraz zasilacz Z. Sterownik wlaczony jest symetrycznie w srodek polaczonych szeregowo dwu grzejników Gl i G2 majacych jednakowe para¬ metry elektryczne. Sterownik zespolu energetycz¬ nego 1 polaczony jest za posrednictwem impulso¬ wego" transformatora Ti*z ^zespolem regulacji tem¬ peratury 2. Zespól 2 zawiera uklad przelaczajacy pracujacy jako relaksacyjny generator impulsów zlozony z obwodu tranzystorów Tl i T2 o róznej przewodnosci, kondensatora impulsowego Cl oraz termistoira Tin. Równolegle z kondensatorem Cl wlaczony jest swym zlaczem emiter — kolektor obwód tranzystora T3, natomiast równolegle z ter- mistorem Tm wlaczony jest równolegle swym zla¬ czem emiter — kolektor obwód tranzystora T4, który wraz z polaczonym z nim obwodem tran¬ zystorów T5 i T6 oraz kondensatorem. C2 tworza uklad automatycznego rozgrzewu. Uklad ten za posrednictwem diod separacyjnych Dl i D2 laczy sie z zasilaczem Z, który w przykladzie wy¬ konania sklada sie z transformatora obnizajacego . napiecie i diod pólprzewodnilkowych polaczonych w ukladzie mostkowym. Obwód tranzystora T3 oraz uklad automatycznego rozgrzewu sterowane sa termometrem stykowonastawnym Tk, Grzejniki Gl i G2, termistor Tm oraz termometr Tk zanu¬ rzone sa w termostatowanej cieczy. W warunkach wystepowania zagrozenia pozarowego badz wyfbu- chu, termistor Tm moze byc»zastapiony potencjo¬ metrem, co umozliwi bardziej precyzyjna regulacje mocy grzejnej dostarczonej do kapieli ultratermo- statycznej zwlaszcza dla szerokiego zakresu^ na¬ staw temperatury.Dzialanie regulatora jest nastepujace: wlaczenie regulatora do sieci, przy otwartym zestyku termo¬ metru stykowonastawne&o Tk powoduje automa¬ tycznie szybki rozgrzew cieczy na skutek podania napiecia na baze tranzystora T4* którego malejaca rezystancja zlacza emiter — kolektor bocznikuje rezystancje termistora Tm, zmniejszajac w ten sposób stala czasu ladowania kondensatora Cl do wartosci odpowiadajacej maksymalnie duzym ka¬ tem przewodzenia tyrystorów Tyl i Ty2, co w efekcie powoduje oddawanie przez grzejniki Gl i G2 do nagrzewanej cieczy maksymalnej mocy grzejnej. Jest to faza rozgrzewu, podczas której ciecz w zbiorniku nagrzewa sie szybko. Malejaca' wraz ze wzrostem temperatury cieczy rezystancja termistora Tm, ze wzgledu na to iz jest zboczni- kowana mala rezystancja zlacza emiter — kolek¬ tor tranzystora T4 nie zmienia stalej czasu gene¬ ratora impulsów bramkowych, który wytwarza impulsy o przesunieciu fazowym odpowiadajacym przewodzeniu tyrystorów Tyl i Ty2 maksymalnie duzymi pradami. Z chwila osiagniecia przez ciecz temperatury nastawionej na termometrze Tk styki termometru Tk zostaja zwarte i podaja napiecie na bazy tranzystorów T5 i T6. Tranzystor T5 ukladu spustowego przewodzi i powoduje zalacze¬ nie tranzystora T6 w efekcie czego nastepuje sa- mopodtrzymanie sie ukladu spustowego i trwale wylaczenie tranzystora T4, Od tego momentu rezy¬ stancja termistora Tm nie bocznikowana juz mala rezystancja zlacza emiter — kolektor nasyconego tranzystora T4 pod wplywem zmian temperatury nagrzewanej cieczy zmienia wartosc stalej czasu ladowania kondensatora Cl.W zaleznosci od wartosci nastawionej na termo¬ metrze Tk, temperatury cieczy, termistor Tm zmie¬ nia w szerokim zakresie swa rezystancje, dopa¬ sowujac tym samym poprzez zmiane kata przewo¬ dzenia tyrystorów Tyl i Ty2 ilosc energii cieplnej wydzielonej w grzejnikach Gl i G2, dostarczonej do podgrzewanej cieczy na pokrycie wystepujacych w danej temperaturze strat cieplnych, tak, iz zo¬ staje osiagnieta zgodnosc wzrostu mocy grzejnej wraz ze wzrostem strat cieplnych rosnacych w miare wzrostu temperatury. Z chwila zwarcia ze¬ styku termometru Tk przewodzi tranzystor T3, zwierajac swym zlaczu emiter — kolektor konden-r sator Cl, blokujac jednoczesnie wytwarzanie im¬ pulsów wyzwalajacych tyrystory Tyl i Ty2 i powo¬ dujac zanik pradu w grzejnikach Gl i G2. Ponow¬ ne otwarcie sie zestyku termometru Tk pod wply¬ wem spadJku temperatury naigrzewanej cieczy nie zmienia stanu pracy tranzystora T4, który pozo¬ staje trwale wylaczony az do momentu rozlado¬ wania kondensatora C2, to jest az do wylaczenia calego regulatora, oraz powoduje przerwanie prze¬ plywu pradu bazy tranzystora T3, a tym samym umozliwia podjecie pracy przez generator impul¬ sów i przeplyw pradu przez grzejniki Gl i G2. Za¬ silanie ukladu spustowego za posrednictwem diod separacyjnych Dl i D2 powoduje oddzielenie skla¬ dowej stalej napiecia zasilania od napiecia tetnia¬ cego jakim jest zasilany generator relaksacyjny.Symetryczne wlaczenie pary odwrotnie równo¬ legle polaczonych tyrystorów w srodek obwodu szeregowo polaczonych jednakowych grzejników Gl i G2 skutecznie tlumi wytwarzanie zaklócen radioelektrycznych powstajacych przy impulsowej pracy duzymi pradami. PL