RU1800473C - Способ регулировани теплового потока излучени в процессе обогрева сельскохоз йственных животных и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Использование: в сельском хоз йстве, в промышленном животноводстве, при создании , испытани х и эксплуатации локальных обогревателей поголовь  сельскохоз йственных животных, при автоматическом управлении режимом их работы по величине удельной тепловой мощности от источника обогрева, приход щейс  на единицу поверхности тела обогреваемого животного или птицы в сельскохоз йственных производственных помещени х. Сущность изобретени : позвол ет контролировать и управл ть тепловым потоком при. обогреве животных и при измерении диаграмм направленности лучистых обогревателей 15. Способ включает размещение имитационной модели 1 животного в зоне обогрева животных,

Description

внутренний нагрев модели нагревателем 2, измерение температуры поверхности модели датчиком 3, измерение температуры воздуха датчиком 4 и регулирование режима обогрева зоны обитани  животных нагревателем 15. При этом в процессе эксплуатации выключают обогрев зоны с животными, запоминают значени  мощности внутреннего нагрева модели 1 и температуры поверхности имитационной модели животного и температуры воздуха, вычисл ют коэффициент теплопередачи имитационной модели 1 животного первым вычислительным блоком 11. затем включают обогрев зоны с животными, выключают величину теплового потока Е вторым вычислительным блоком 13 по данным измерений и вычислений, задают требуемое значение теплового потока, сравнивают его с вычисленной величиной и по результатам сравнени  корректируютобогревзоны обитани  животных. Кроме того, в устройство введены блок 8 переключени , элементы пам ти 9,10,11, задатчики 5,6,7 значени  константы и блок 16 индикации. 2с. и 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относитс  к сельскому хоз йству и может найти применение при создании обогревателей поголовь  животных с лучистой или кондуктивной теплопередачей с рациональными электрическими пара- метрами дл  обогрева животных и птиц, а также при управлении тепловым режимом инфракрасного или контактного обогрева поголовь  по нормируемой зоотехнологией величине теплового потока в зоне обогрева в производственных сельскохоз йственных помещени х.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности регулировани  режима обогрева путем повышени  точности изме- рени  лучистого теплового потока, падающего на поверхности тела животных, а также расширение функциональных возможностей имитационной модели животного при применении ее дл  измерени  и управлени  тепловым потоком в зоне лучистого или кондуктивного обогрева сельскохоз йственных животных.

Указанна  цель достигаетс  способом, включающим расположение имитационной модели животного в зоне обитани  животных , внутренний нагрев имитационной модели животного, измерение температуры поверхности последней и воздуха в зоне обитани  животных, и регулирование теплового потока излучени  в зоне обитани  животных , отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности регулировани  режима обогрева путем повышени  точно- сти измерени  лучистого теплового потока, падающего на поверхность тела животных, задают значение мощности внутреннего нагрева имитационной модели животного и площади термочувствительной части по- следней и при отсутствии обогрева зоны обитани  животных и при наличии внутреннего нагрева имитационной модели животного , определ ют значение суммарного

--

коэффициента теплопередачи имитационной модели животного

Од

Ос

( 9 г9 ) Sg

где Од - суммарный коэффициент теплопередачи термочувствительной части поверхности имитационной модели животного, Вт/м2-°С;

Тд - температура поверхности имитационной модели животного при наличии ее внутреннего нагрева и при отсутствии внешнего обогрева зоны обитани  животных , °С;

tb° - температура воздуха в зоне обитани  животных при отсутствии ее обогрева, °С;

Qg - мощность внутреннего нагрева имитационной модели животного, Вт;

Sg - площадь поверхности термочувствительной части поверхности имитационной модели животного, м2, затем задают требуемое значение теплового потока в зоне обитани  животных, при отсутствии внутреннего нагрева имитационной модели животного и наличии обогрева зоны обитани  животных определ ют текущее значение теплового потока излучени  в зоне обитани  животных

р . )

С . 1

Јд

где Е - тепловой поток излучени  или инфракрасна  облученность поверхности имитационной модели и тела животного, Вт/м2

ед - коэффициент поглощени  теплового излучени  поверхности модели, отн.ед;

тд - температура поверхности имитационной модели животного при отсутствии ее внутреннего нагрева и при наличии обогрева зоны обитани  животных, °С;

tb - температура воздуха в зоне обогрева животных, °С,

и корректируют величину теплового потока излучени  в зоне обитани  животного до момента равенства требуемого и текущего значений этого параметра.

Цель изобретени  достигаетс  тем, что предложено устройство, включающее снабженную внутренним нагревателем имитационную модель животного, обогреватель зоны обитани  животных, датчик температуры поверхности имитационной модели животного и воздуха в зоне обитани  животных , выходы которых соединены с первым и вторым входами первого вычислительного блока, подключенного выходом к первому входу блока регулировани , второй вход которого св зан с выходом первого задатчика, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности регулировани  путем повышени  точности измерени  лучистого теплового потока, падающего на поверхность тела животных, оно снабжено вторыми вычислительным блоком и задатчиком,блоком индикации, трем  элементами пам ти и блоком переключени , при этом выход второго задатчика через первую контактную группу блока переключени  подключен к входу внутреннего нагревател  имитационной модели животного и через первый элемент пам ти к первому входу второго вычислительного блока, второй и третий входы которого через соответственно вторую и третью группы контактов блока пере- ключени  св заны с выходами датчиков соответственно температуры воздуха в зоне обитани  животных и температуры поверхности имитационной модели животного, четвертый вход соединен с выходом третьего задатчика, а выход подключен к третьему входу первого вычислительного блока, причем выход последнего св зан с входом блока имитации, а вход нагревател  зоны обитани  животного соединен с выходом блока регулировани .

Цель изобретени  достигаетс  также тем, что первый вычислительный блок включает первые элементы вычитани , умножени  и делени , причем первым входом первого вычислительного блока  вл етс  первый вход первого элемента делени , вторым и третьим входами - входы первого элемента вычитани , а четвертым входом - первый вход первого элемента делени , второй вход которого соединен с выходом первого элемента вычитани , а выход подключен ко второму входу первого элемента делени , при этом выход последнего  вл етс  выходом первого вычислительного блока .

Достижение цели изобретени  обеспечиваетс  также тем, что второй вычислительный блок содержит вторые элементы вычитани , умножени  и делени , причем первым и вторым входами второго вычислительного блока  вл ютс  входы второго элемента вычитани , а третьим входом 0 первый вход второго элемента умножени , второй вход которого св зан с выходом второго элемента вычитани , а выход- подключен к входу второго элемента делени , при этом выход последнего  вл етс  выходом

5 второго вычислительного блока.

На фиг. 1 графически изображена зависимость температуры поверхности имитационной модели животного От мощности ее внутреннего нагрева при различных темпе0 ратурах воздуха в климатической камере; на фиг. 2 - схема устройства; на фиг. 3 - схема первого и второго вычислительных блоков. Способ осуществл етс  следующим образом .

5 Имитационную модель животного устанавливают в зоне обогрева животных и выключают источник теплоты инфракрасного или контактного типа, т.е. с лучистой или кондуктивной теплопередачей. Задава  ве0 личину мощности внутреннего нагрева имитационной модели животного и измер   ее температуру поверхности и регистриру  при этом температуру окружающего воздуха , стро т зависимость вида тд f(Qg, иД

5 из которой известными аналитическими приемами определ ют величину суммарного коэффициента теплопередачи термочувствительной части поверхности имитационной модели животного:

0

1 -(tg-ti)Sfl . «9Qg

Поскольку процесс теплопередачи имеет линейный характер зависимости rg от Qg при различных tb° (фиг.1), то достаточно одного измерени , результаты которого в соответствии со способом запоминаютс  и обеспечивают посто нное значение величи- п ны Од дл  данного помещени  и данной конструкции имитационной модели животного .

Затем включаетс  обогреватель зоны с животными, и одновременно отключаетс  нагрев имитационной модели животного, котора  становитс  датчиком теплового потока от обогревател , например, датчиком инфракрасной облученности поверхности имитируемого животного. Измен етс  (увеличиваетс  при источнике теплоты и уменьшаетс  при поглотителе теплоты) температура поверхности имитационной модели животного. Измен етс  в зоне обогрева, либо остаетс  на прежнем уровне температура окружающего воздуха. По этим полученным измеренным значени м и вычислительной величине суммарного коэффициента теплопередачи вычисл етс  величина теплового потока в зоне обогрева. В случае инфракрасного источника теплоты это будет интегральна  величина инфракрасной облученности термочувствительной поверхности имитационной модели животного , или инфракрасной облученности поверхности тела животного. Сравнива  полученное значение с заданным, осуществл ют коррекцию режима обогрева зоны с животного по величине теплового потока, что имеет существенное значение при замене одних источников на другие, которые отличаютс  от первых например, длиной волны излучени , или спектральным распределением мощности излучени  и соответственно по-другому вли ют на тепловоспринимающую способность поверхности тела животного.

Таким образом, способ позвол ет осуществл ть рациональный обогрев животных в соответствии с их зоотехнологическими и физиологическими особенност ми по отношению к характеристикам теплового потока как при интенсивности, так и по качеству.

В основу теоретического обосновани  проведени  специальной градуировки чувствительного к излучению измерительного элемента, т.е. создани  имитационной модели животного положены следующие положени .

В поле инфракрасного излучени  (от одного или нескольких радиационных источников ) по поверхности имитационной модели животного площадью Sg устанавливаетс  некоторое распределение плотности падающего потока q (S). При этом поглощенна  мощность ИК-излучени  имитационной моделью животного будет равна

Опогл Cg /Sg q(S)dS,

где Јg - коэффициент поглощени  ИК-излу- ени  поверхностью имитационной модели животного.

Поглощенна  мощность ИК-излучени  приведет к повышению температуры ее поверхности до некоторой величины, определ емой равновесным состо нием теплообмена за счет конвекции и излучени  с окружающей средой. Это равновесное состо ние теплообмена имитационной модели животного дл  рассматриваемого случа  описываетс  следующим уравнением теплового баланса:

Јg / q(S)dS / fa + сь)( )dS,

УУ

где о , Ok - коэффициент теплоотдачи излучением и конвекцией. Поскольку в силу выбираемой по возможности линейной зависимости сопротивлени  чувствительного элемента имитационной модели животного от температуры его показани  в рассматриваемой ситуации будут соответствовать некоторой равновесной усредненной температуре поверхности имитационной модели животного

4„

-isa

dS

Тп

то с учетом этой величины rg тепловой баланс имитационной модели животного может быть записан в терминах средних величин

( an +«k( Гд-tb) S

Этому же уравнению соответствует тепловой баланс имитационной модели животного , если с помощью ее внутреннего нагревател  выделить электрическую мощность , равную по величине левому члену уравнени  теплового баланса, т.е.

Qg Јg qSg, Вт.

Таким образом, выдел   необходимую мощность во внутреннем нагревателе имитационной модели животного, замер   установившуюс  температуру ее поверхности

при определенной температуре воздуха т.ь гы, провод т градуировку, приведенную на фиг. 1.

Как видно из фиг. 1, полученные зависи- мости rg f(Qg.tb) имеют линейный характер , и параллельны друг другу дл  разных ть. Характер полученных зависимостей позволил искать функцию rg f(Q, tb) в следующем виде

50

Tg tb + kQg.

На примере имитационного моделировани  дл  случа  суточного цыпленка, пред- ставленного цилиндром, вычисленное значение коэффициента линейной коррел ции К 4,75 обеспечило аппроксимацию экспериментальных данных с погрешностью , не превышающей + 1,2%. В соответствии с изложенной методикой получена

следующа  тарировочна  зависимость температуры поверхности имитационной моде- ли цыпленка от средней плотности падающего излучени  (q, Вт/м2)

Тд tb + 0,0986q, °C.

При дальнейшем исследовании функционального датчика в режиме измерени  средних (по цилиндру) величин облученности примен ли формулу:

0,0986

Вт/м2

Таким образом, примен   имитационную модель в пассивном режиме ее работы и заранее градуиру  ее по условию равенства поглощенной и отданной мощности при посто нной температуре ее поверхности, можно как измерить диаграмму направленности излучател  по его тепловому потоку, так и получить статическую характеристику обогревател  именно моделируемых сельскохоз йственных животных дл  управлени  их обогревом.

Устройство (фиг.2) дл  осуществлени  способа содержит имитационную модель 1 животного с внутренним нагревателем 2, датчик 3 температуры поверхности имитационной модели животного, датчик 4 температуры воздуха, первый 5, второй 6 и третий

7 задатчики значени  константы 5,6,7, ключ

8 с первой, второй, третьей и четвертой группами контактов 8-1, 8-2,8-3,8-4, перв ый 9, второй 10 и третий 11 элементы пам ти, первый 12 и второй 13 вычислительные блоки , регул тор 14 с подключенными соответственно к его выходу и к его первому и второму входам обогревателем 15, блоком 16 индикации и третьим задатчиком константы 7, причем вход внутреннего нагревател  2 соединен через первую группу контактов 8-1 ключа 8 с выходом первого задатчика значени  константы 5 и через первый элемент пам ти 9 - с первым входом первого вычислительного блока 12, выход датчика 4 температуры воздуха соединен с вторым входом второго вычислительного блока 13 и через последовательное соединение второй группы контактов 8-2 ключа 8 и второго элемента пам ти 10 - с вторым входом первого вычислительного блока 12, выход датчика 3 температуры поверхности имитационной модели животного соединен с первым входом второго вычислительного блока 13 и через последовательное соединение третьей группы контактов 8-3 ключа 8 и третьего элемента пам ти 11 - с третьим

й

входом первого вычислительного блока 12, четвертый вход которого подключен к выходу второго задатчика 6 значени  константы, а выход - к третьему входу второго вычисли5 тельного блока 13, выход которого соединен с первым входом регул тора 14, выход которого соединен с обогревателем 16 через четвертую группу контактов 8-4 ключа 8.

Первый вычислительный блок 12 (фиг.З)

10 содержит первый элемент 17 вычитани , первый элемент 18 умножени  и элемент 19 делени , причем первый и второй входы и выход первого элемента 17 вычитани  подключены соответственно к второму и треть15 ему входам первого вычислительного блока 12 и первому входу первого элемента 18 умножени , второй вход и выход,которого соединены соответственно с четвертым входом первого вычислительного блока 12 и с

20 вторым входом элемента 19 делени , первый вход и выход которого  вл ютс  соответственно первым входом и выходом первого вычислительного блока 12.

2с Второй вычислительный блок 13 (фиг.З) содержит второй элемент 20 вычитани  и второй элемент 21 умножени , причем первый и второй входы и выход первого элемента 20 вычитани  соединены соответственно

ол с первым и вторым входами второго вычислительного блока 13 и с первым входом второго элемента 21 умножени , второй вход и выход которого  вл ютс  соответственно третьим входом и выходом второго вычислительного блока 13.

Позицией 22 означен второй элемент делени  с посто нным коэффициентом делени , равным по величине Јд .

Устройство дл  осуществлени  способа

4Q работает следующим образом.

Задатчик 5 задает мощность внутреннего нагрева имитационной модели-животного Qg в отсутствие обогрева. Величина этой мощности Qg есть константа, запоминаема 

45 в первом элементе пам ти 9 и используема  в дальнейшем дл  расчета суммарного коэффициента теплопередачи Од по первой из математических зависимостей в формуле изобретени .

5Q Задатчик 6 задает величину площади поверхности термочувствительной части поверхности имитационной модели животного Sg дл  использовани  ее в расчете Од по той же математической зависимости. Анало55 гичную функцию умножени  на Sg можно осуществить в устройстве также, например, делителем на выходе первого вычислительного блока 12.

Задатчик 7 (третий задатчик значени  константы) предназначен дл  задани  тре35

111800473 12

буемого по технологии содержани  живо- элементах пам ти 9, 10, 11 значени  сигна- тных теплового лучистого потока в зоне обог- лов, а выходы датчиков 4 и 3 температуры рева. Его величина выбираетс  из воздуха и поверхности имитационной моде- соображении обеспечени  животному уело- ли 1 животного в указанном режиме отклю- вий теплового комфорта и, соответственно, 5 чаютс  от входов элементов пам ти 9,10,11. наибольшей при всех прочих равных услови- Второй вычислительный блок 13 формирует  х продуктивности. Например, инфракрас- величину теплового потока от обогревател  на  облученность в первые дни жизни 15 к имитационной модели 1 животного и молодн ка птицы, порос т должна состав- соответственно к животным в зоне обогрева. л ть примерно 250 Вт/м при температуре ю Заданный технологией режим обогрева жи- воздуха пор дка +280°С. К третьей - четвер- вотных по величине теплового потока обес- той неделе выращивани  молодн ка почти печиваетс  регул тором 14 и индицируетс  всех видов животных и птиц инфракрасный блоком 16 индикации, обогрев прекращают, и включают его при - Блок 14 регулировани  содержит извест-  вном снижении температуры воздуха за- 15 ный элемент регулировани , метно ниже величин около +20°С.В случае, если дл  некоторой температуПри определении суммарного коэффи-воздухагь0определены ,Qg, сь , после циента теплопередачи ключ 8 устанавлива- чего измер етс  текущее значение Б а задаетс  в такое положение, что замыкаютс  но взадатчике 7 значение Е3, то блок регули- перва , втора  и треть  группы его контактов 20 ровани  14 сравнивает Е и Е3, в случае 8-1, 8-28-3, а четверта  группа контактов 8-4 Јтлици  изменР ет инфракрасную облучен- ключа 8 размыкаетс . Обогреватель 15 от- ность дотакой величины, что Е Е3. При этом ключаетс  от выхода регул тора 14. Запоми- прис.бретает некоторое установившеес  наютс  значени  сигналов с выходов 39начение т . в зоне обогрева достигнуто первого задатчика 5 значени  константы, 25 9

датчика 3 температуры поверхности имита- заданное значение теплового потока Е3. ционной модели 1 животного, датчика 4 тем-Теперь пусть в зоне обогрева измени- пературы воздуха в элементах пам ти 9, 10, лась (увеличилась) tb до величины гы.Устано- 11, которые могут быть выполнены, напри- вившеес  состо ние Е Е3 будет достигнуто мер, в виде пиковых детекторов в случае ана- 30 при новом значении температуры поверхно- логового построени  схемы устройства. сти rg2 , причем гд2 гд1 : Первый вычислительный блок 12 формирует

величину суммарного коэффициента тепло-г tbo+ зЈд- передачи. Величина теплового потока изнут- ри имитационной модели 1 животного от ее 35 „ т.ы + 3 внутреннего нагревател  2 в окружающее ее 9 ° пространство индицируетс  в блоке 16 инди- Отсюда кации, поскольку она вычисл етс  во втором

вычислительном блоке 13 по сформирован-7gi-tbo Tg2 tbi; ному сигналу и по измер емому выходным 40 7д2 7д1 tbi-tbo, сигналам датчиков 3 и 4 температуры возду- следовательно,Дгд Atb , т.е. изменение ха и поверхности имитационной модели 1 температуры воздуха tb приводит к точно животного. такому же изменению температуры поверхПри измерении величины теплового по- ности Гдмодели 1 при автоматическом подтока от обогревател  15 и при управлении 45 держании заданной инфракрасной режимом обогрева животных по этой величи- облученности Е3 в зоне обогрева. Ясно, что не ключ 8 устанавливаетс  в другое положе- поддержание Е Е3 при изменени х tb ведет ние, размыкаютс  перва , втора  и треть  к изменени м теплового состо ни  обогре- группы его контактов 8-1, 8-2, 8-3, а четвер- ваемых животных.

та  группа контактов 8-4 ключа 8 замыкает- 50 Если изменилась (увеличилась) скорость с . Внутренний нагрев имитационной движени  воздуха Vb в зоне обогрева, то модели 1 животного прекращаетс , т.к. от- измен етс  (уменьшаетс ) тд . Разность (rg ключаетс  от внутреннего нагревател  2 пер- . уменьшаетс , уменьшаетс  вычисленное вый задатчик 5 значени  константы, и значение Е

включаетс  обогреватель 15, т.к. он подклю- 55 БЛОК 14 регулировани  увеличивает лу- чаетс  к выходу регул тора 14. Значение сум- чистый обогрев зоны с животными. В резуль- марного коэффициента теплопередачи на тате достигаетс  формальное равенство Е выходе первого вычислительного блока 12 не ЕЗ, однако действительное значение тепло- измен етс , поскольку на его выходы про- вого ПОТока от обогревател  отличаетс  от должают подаватьс  ранее запомненные в заданного Е3, поскольку произошло воздей

ствие на устройство не предусмотренного в обогревател  в зоне обогрева животных пу- его измерительной системе охлаждающего тем простого перемещени  имитационной фактора Vb (в устройстве нет датчика скоро- модели животного по площади зоны обогре- сти движени  воздуха).ва на уровне размещени  обогреваемых жиСледовательно , если в задатчике 7 зада- 5 вотных, При этом следует установить етс  просто величина лучистого теплового уровень выходной мощности блока 14 регу- потока, то она автоматически поддерживает- лировани  посто нным, т.е. отключить вы- с  устройством при колебани х температуры ход второго вычислительного блока 13 от воздуха, а в услови х колебаний скорости управл ющего первого входа блока 14 регу- движени  воздуха инфракрасна  облучен- 10 лировани , иначе во всех местах установки ность измер етс  и регулируетс  с ошибкой, имитационной модели животного будет за- если не производитс  соответствующа  кор- фиксирован блоком 16 индикации тепловой рекци  суммарного коэффициента теплопе- поток одинаковой заданной интенсивности, редачи.Первый и второй вычислительные блоки

Поэтому, если скорость ветра измени- 15 12 и 13 работают следующим образом, лась, следует включить режим контрол  Од .Первый вычислительный блок 12 функ- Например, увеличение Vb воспринимаетс  ционирует по зависимости моделью 1 как снижение tb до tbx, поскольку

облегчаютс  услови  конвективного тепло- Qg В m обмена. Достигнуть прежнего контрольного 20 э (тд -18 ) Sg м2 град значени  температуры поверхности fg

rg модели 1 удаетс  уже при большем зна-На второй и третий входы первого вы- чении мощности внутреннего нагрева Qgx. числительного блока 12 подаютс  сигналы Возрастет и суммарный коэффициент тепло- температуры воздуха и температуры повер- передачи % за сет роста.его конвективной хности имитационной модели 1 животного в составл ющей. После проведени  градуи- режиме отсутстви  лучистого или контакт- ровки устройства при новом установившем- ного обогрева зоны с животными. На выходе с  значении скорости движени  воздуха оно первого элемента 17 вычитани  формирует- может автоматически поддерживать уровень . с  сигнал их разности, который затем умно- инфракрасной облученности независимо от JU жаетс  в первом элементе умножени  18 на температуры воздуха. сигнал площади поверхности термочувствиТаким образом, блок 14 регулировани  тельной части поверхности, имитационной позвол ет автоматически поддерживать за- модели 1 животного. Полученное произведенное значение лучистого теплового потока дение  вл етс  делителем дл  сигнала мощ- от обогревател  к животным независимо от Jb Ности внутреннего нагрева имитационной температуры воздуха в зоне обогрева, а в модели животного 1, и на выходе элемента случае изменений скорости ветра необходи- ig делени  получаетс  искомый сигнал со- мо производить периодическую с периодом ответстви  суммарного коэффициенту теп- изменений скорости ветра коррекцию вели- лопередачи, который подаетс  на третий чины суммарного коэффициента теплоотда- 4и вход второго вычислительного блока 13. чи дл  обеспечени  автоматическогоВторой вычислительный блок 13 функ- поддержани  блоком 14 регулировани  за- ционирует по зависимости данного теплового потока.

Известно, что точное поддержание (тд - tb ) Вт сто нного уровн  теплового излучени  в ед Т процессе развити  животных и птиц имеет элемент жени  21 ф очень важное значение при исследовани х на в у числитель этоЈ Зиави. вли ни  этого фактора окружающей среды Ј„ ой элемент делени  22 на продуктивность животных и птиц в зоо- осуществл ет дмеление числител  на посто- тронах. Поэтому операци  регулировани  велич способа, реализуема  блоком 14 устройства, е -ю имеет целью прежде всего не создание жи- блока 12: КОТ°РЫИ св зан с дат вотному комфортных тепловых условий, а чиком 3 чере3 тРетии элемент.пам ти 11Й лишь автоматическое поддержание задан- последовательно соединенный контакт 8-3 ного технологией значени  теплового лучи- 55 ключа 8 подаютс  в разных режимах работы стого потока в зоне обогрева. устройства разные величины температуры

Очевидно, что устройство позвол ет од- поверхности имитационной модели 1 живо- новременно выполн ть функцию измерени  тнога В одном режиме опРеДеле- пространственной диаграммы направленно- ни  суммарного коэффициента теплоотдачи сти теплового излучени  от инфракрасного это темпеРатУРа поверхности имитационной модели животного при наличии ее внутреннего нагрева и при отсутствии внешнего обогрева зоны с животными, т.е. величина Тд . В этом режиме ключ 8-3 замкнут, и в блок 12 подаетс  выходной сигнал датчика 3 от модели 1, нагреваемой изнутри и не

обогреваемой снаружи. Сигнал Тд одновременно запоминаетс  в третьем элементе пам ти 11 дл  обеспечени  последующего поддержани  на входе блока 12 вычисленной величины Од

В режиме присутстви  лучистого или контактного обогрева зоны с животными величина температуры поверхности имитационной модели животного 1 сильно зависит от величины теплового потока от обогревател  15 зоны с животными. Поэтому результат умножени  разности температуры поверхности имитационной модели животного и температуры воздуха, формируемой вторым элементом 20 вычитани , на суммарный коэффициент теплопередачи на выходе второго элемента 21 умножени  характеризует количественные изменени  теплового потока от обогревател  15, воспринимаемого имитационной моделью 1 животного с определенным самим устройством суммарным коэффициентом теплопередачи термочувствительной части ее термочувствительной поверхности . Поэтому на выходе второго вычислительного блока 13 формируетс  результат вычислени  теплового потока в зоне обогрева животных.

Во втором режиме, режиме вычислени  инфракрасной облученности Е, ключ 8-3 размыкаетс , и новый сигнал rg температуры поверхности имитационной модели животного без ее внутреннего нагрева в услови х обогрева зоны с животными уже не может повли ть на ранее полученный результат вычислени  суммарного коэффициента теплопередачи Од , поскольку при произвольном тепловом потоке к животному Е вполне допустимо и практически бывает, что Тд Тд .

Таким образом, на вход блока 12 поступает либо величина Тд в режиме контрол  Од , либо величина Тд в режиме измерени  Е. На вход же блока 13 всегда поступает информаци  о текущем значении температуры поверхности имитационной модели 1 животного , т.е. с выхода датчика 3, причем независимо от того, изнутри или снаружи

нагреваетс  модель 1. В первом случае о Тд Тд , и численно индицируетс  величина

теплового потока от модели в окружающую

среду Е -- Я , а во втором тд f- Тд , и Е fcg g

da ( Та - tb )

ч g,--s как и предусмотрено по предлагаемому способу.

На вход второго элемента 22 делени  (делител ) поступает с выхода второго элемента 21 умножени  сигнал произведени  величиной Од (Тд - tb ). На выходе делител  22 формируетс  сигнал результата делени  величиной Од (rg - tb )/ Јд. , который в со- ответствии с математической зависимостью в за вл емой формуле изобретени 

15

Е ag(rg-tb) , ВТ/М2 ед

 вл етс  инфракрасной облученностью, создаваемой на поверхности обогреваемого физического объекта.

Дл  идеального абсолютно черного те0 ла /fig -1, т.е. вс  падающа  на поверхность тела лучиста  теплова  энерги  поглощаетс  поверхностью тела. В этом случае инфракрасна  облученность Е, создаваема  источником лучистого обогрева на

5 поверхности тела, равна по величине интегральному тепловому потоку через единицу теплочувствительной поверхности Епогл, т.е. Е Епогл, и нет необходимости в операции делени  на ед , т.е. не нужен делитель 22.

0 Однако на практике часть падающего лучистого теплового потока всегда отражаетс  от поверхности тела, т.е. Е Епогл, всегда , точнее Епогл ЈдЕ, или Е (Епогл/ Јд ), как это и предусмотрено формулой йзобре5 .тени  способа. Поэтому и в устройство по способу необходимо ввести делитель (второй элемент делени ) 22.

Таким образом, устройство позвол ет измер ть и автоматически управл ет вели0 чиной теплового потока от обогревател  к животным, в том числе трудно поддающейс  пр мому измерению инфракрасной облученностью , причем достигаетс  это в терминах не тривиальной плоской облученности,

5 а в единицах, св занных с характеристиками поверхности самого животного, поскольку в устройстве используетс  его имитационна  модель.

Устройство может быть использовано

0 дл  автоматического поддержани  уровн  инфракрасной облученности объемных тел как живого, так и неживого происхождени , например, при управлении режимом инфракрасной сушки люминофоров, наносимых

5 на поверхность кинескопа телевизионного приемника в заводских услови х. Возможно использование как эталона при проверках и настройках параметров серийно производимых имитационных моделей животного (датчиков ощущаемой животными темпера171800473 18

туры помещени ) дл  приборов экспресс-где Е - тепловой поток излучени  или инфконтрол  уровн  теплового комфорта окру-ракрасна  облученность поверхности имижающей среды обитани .тационной модели и тела животного, Вт/м2;

Claims (1)

1. Формула изобретени , -коэффициент поглощени теплово1 . Способ регулировани  теплового по-5 го излучени  поверхностью модели, отн.ед.;

   тока излучени  в процессе обогрева сельско-т температура поверхности имитацихоз йственных животных, включающийонной животного при отсутствии ее

   расположение имитационной модели в зоневнутреннего нагрева и при наличии обогреобитани  животных, внутренний нагрев1П ва зоны обитани  животных, С;

   имитационной модели, измерение темпера-10 tb температура воздуха в зоне обогретуры поверхности последней и воздуха в зо-ва животных, С,

   не обитани  животных, и регулированиеи корректируют величину теплового потока теплового потока излучени  в зоне обитани излучени  в зоне обитани  животного до мо- животных, отличающийс  тем, что, с,, мента Равенства требуемого и текущего зна- целью повышени  эффективности регулиро-15 чений этого параметра, вани  режима обогрева путем повышени 2 Устройство регулировани  теплового точности измерени  лучистого теплового по-потока излучени  в процессе обогрева сель- тока, падающего на поверхность тела живо-скохоз йственных животных, включающее тных, задают значение мощностиоп снабженную внутренним нагревателем ими- внутреннего нагрева имитационной модели20 тационную модель животного, нагреватель животного и площади термочувствительнойзоны обитани  животных, датчик температу- части последней и при отсутствии обогреваРы поверхности имитационной модели и зоны обитани  животных и наличие внутрен-B03Wxa B зоне обитани  животных, выходы него нагрева имитационной модели опреде-,, КОТ°РЬ|Х соединены с первым и вторым вхо- л ют значение суммарного коэффициента25 Дами первого вычислительного блока, под- теплопередачи имитационной моделиключенного выходом к первому входу блока

   регулировани , второй вход которого св зан

   Qс выходом первого задатчика, отличающе 9 Т1Ь-1г - е с   тем, что, с целью повышени  эффектив (Tg-tb)Sg30 ности путем повышени  точности измерени  лучистого Теплового потока, подающего

   где Од - суммарный коэффициент теплопе-на поверхность тела животных, оно снабжередачи термочувствительной части поверх-но вторыми вычислительным и блоком и заност имитационной модели животного,датчиком, блоком индикации, трем 

   Вт/м С;35 элементами пам ти и блоком переключени ,

   Тд - температура поверхности имитаци-при этом выход второго задатчика через перонной модели животного при наличии еевую контактную группу блока переключени 

   внутреннего нагрева и при отсутствии внеш-подключен к входу внутреннего нагревател 

   него обогрева зоны обитани  животных, °С;имитационной модели животного и через

   tb° - температура воздуха в зоне обита-40 первый элемент пам ти к первому входу втони  животных при отсутствии ее обогрева,рого вычислительного блока, второй и тре°С;тий входы которого через соответственно

   Qg - мощность внутреннего нагревавторую и третью группы контактов блока пеимитационной модели животного, Вт;реключени  св заны с выходами датчиков

   Sg - площадь поверхности термочувст-45 соответственно температуры воздуха в зоне

   вительной части поверхности имитационнойобитани  животных и температуры поверхмодели животного, м .ности имитационной модели животного, четзатем задают требуемое значение тепловоговертый вход соединен с выходом третьего

   потока в зоне обитани  животных при отсут-задатчика, а выход - подключен к третьему

   ствии внутреннего нагрева имитационной50 входу первого вычислительного блока, примодели животного и наличии обогрева зонычем выход последнего св зан с входом блока

   обитани  животных и определ ют текущееиндикации, а вход нагревател  зоны обитазначение теплового потока излучени  в зонени  животного соединен с выходом блока

   обитани  животныхрегулировани .

   55 3. Устройство по п.1,отличающеес 

   с Og ( 7g tb ) первый вычислительный блок включаед ет первые элементы вычитани , умножени  и

   делени , причем первым входом первого вычислительного блока  вл етс  первый вход первого элемента делени , вторым и третьим входами - входы первого элемента вычитани , а четвертым входом - первый вход первого элемента делени , второй вход которого соединен с выходом первого элемента вычитани , а выход подключен к второму входу первого элемента делени , при этом выход последнего  вл етс  выходом первого вычислительного блока.

   4. Устройство по пп. 2 иЗ, отл ича юще- е с   тем, что второй вычислительный блок

   Ъг.1

   содержит вторые элементы вычитани , умножени  и делени , причем первым и вторым входами второго вычислительного блока. вл ютс  входы второго элемента вычитани , а третьим входом - первый вход второго элемента умножени , второй вход которого св зан с выходом второго элемента вычитани , а выход подключен к входу второго элемента делени , при этом выход последнего  вл етс  выходом второго вычислительного блока.

   Фиг.З