RU2097945C1

RU2097945C1 - Thermal module

Info

Publication number: RU2097945C1
Application number: RU95120957A
Authority: RU
Inventors: С.Н. Шахматов; Н.В. Цугленок; А.В. Арляпов
Original assignee: Красноярский государственный аграрный университет
Priority date: 1995-12-09
Filing date: 1995-12-09
Publication date: 1997-11-27

Abstract

FIELD: equipment measuring and keeping temperature of object in high-frequency electromagnetic field. SUBSTANCE: thermal module has compensating temperature transducers 22 which measure ambient temperature. Outputs of both transducers 22 are connected to compensator 23 of inserted controlling device. Output of compensator 23 is connected to first inputs of comparators 25, 26 forming common point. First input of amplifier 28 is linked to common point. Second inputs of comparators 25, 26 are connected to output of setting unit 27 of controlling device with formation of common point. Second input of amplifier 28 is connected to this common point. Outputs of comparators 25, 26 and amplifier 28 are connected to input of control unit 29 of controlling device. Output of controlling device is connected to device 30 of drive of interelectrode distance connected to high-potential plate 8 of capacitor mounted for movement. EFFECT: enhanced functional stability and reliability of module. 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для измерения и поддержания температуры объекта в высокочастотном электромагнитном поле и позволяет повысить точность измерения температуры в процессе диэлектрического ВЧ и СВЧ нагрева, полного устранения возмущения действия электромагнитного поля на датчик температуры и расширить техническую возможность применения устройства. The invention relates to devices for measuring and maintaining the temperature of an object in a high-frequency electromagnetic field and improves the accuracy of temperature measurement during dielectric RF and microwave heating, completely eliminates disturbances in the action of the electromagnetic field on the temperature sensor and extends the technical feasibility of using the device.

Известен диэлектрический термометр для измерения температуры при высокочастотном нагреве диэлектриков, содержащий резервуар термометра, заполненный неполярной жидкостью, с определенным отношением наружного и внутреннего диаметров, который исключает разогрев самого термометра в высокочастотном поле. Known dielectric thermometer for measuring temperature during high-frequency heating of dielectrics, containing a thermometer reservoir filled with non-polar liquid, with a certain ratio of outer and inner diameters, which eliminates the heating of the thermometer in a high-frequency field.

Недостатком данного термометра является то, что температуру обрабатываемого материала можно контролировать только визуально, вынимая термометр из рабочего конденсатора, тем самым снижая точность при контроле за температурой обрабатываемого материала. Также существенным недостатком данного термометра является отсутствие регулирующего устройства, которое позволило бы поддерживать температуру обрабатываемого материала в заданных пределах. На основании вышеизложенного данный термометр можно применять только в тех процессах, где не требуется измерять и поддерживать температуру в обрабатываемом материале с высокой степенью точности. The disadvantage of this thermometer is that the temperature of the processed material can only be visually controlled by removing the thermometer from the working capacitor, thereby reducing accuracy when monitoring the temperature of the processed material. Another significant disadvantage of this thermometer is the lack of a regulating device that would allow maintaining the temperature of the processed material within specified limits. Based on the foregoing, this thermometer can be used only in those processes where it is not required to measure and maintain the temperature in the processed material with a high degree of accuracy.

Поставленная задача достигается тем, что в отличие от прототипа в термический модуль введены компенсирующий датчик температуры, установленный с возможностью измерения окружающей среды, при этом выхода обоих датчиков температуры соединены с компенсатором введенного регулирующего устройства, выход которого соединен с первыми входами компараторов этого устройства, образующих общую точку, к которой подсоединен первый вход усилителя, при этом вторые входы компараторов соединены с выходом блока установки регулирующего устройства с образованием общей точки, с которой соединен второй вход усилителя, а выходы компараторов и усилителя подсоединены к входу устройства управления регулирующего устройства, выход которого соединен с устройством привода межэлектродного расстояния, соединенного с высокопотенциальной пластиной конденсатора, установленной с возможностью перемещения. The task is achieved in that, in contrast to the prototype, a compensating temperature sensor is installed in the thermal module, which is installed with the ability to measure the environment, while the outputs of both temperature sensors are connected to the compensator of the introduced control device, the output of which is connected to the first inputs of the comparators of this device, forming a common the point to which the first input of the amplifier is connected, while the second inputs of the comparators are connected to the output of the installation block of the regulatory device with the image A common point is connected to which the second input of the amplifier is connected, and the outputs of the comparators and amplifier are connected to the input of the control device of the regulating device, the output of which is connected to the drive of the interelectrode distance connected to the high-potential capacitor plate mounted for displacement.

Изобретение поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображен термический модуль ШАР (шаговый автоматический регулируемый); на фиг.2 то же, вид спереди; на фиг.3 блок схемы управления. Figure 1 shows the thermal module of the BALL (automatic stepwise adjustable); figure 2 is the same front view; figure 3 block of the control circuit.

Термический модуль ШАР (в дальнейшем модуль) состоит из рамы 1, на которой установлен корпус модуля, в левой части которого расположен бункер-питатель 3. В корпусе 2 модуля расположен рабочий транспортер 4. Натягивающий ролик 5 установлен под лентой рабочего транспортера 4, а щеточный барабан 6 непосредственно у выгрузного окна. Рабочий конденсатор модуля состоит из низкопотенциальной 7 и высокопотенциальной 8 пластин. Высокопотенциальная пластина 8 имеет направляющие штоки 9, обеспечивающие вертикальное перемещение посредством винтового штока 10, в верхней части которого установлена стрелка 11 указателя уровня. А сам указатель 12 уровня установлен на крышке корпуса модуля 2. Перемещение высокопотенциальной пластины 8 обеспечивает электроприводное устройство 13. Конечные включатели 14 предназначены для ограничительного перемещения в заданном интервале и конечного отключения по высоте подъема высокочастотной пластины 8, два из которых установлены на указателе уровня 12 и один с нижней стороны крышки корпуса модуля 2. Боковины 15 устанавливаются по обе стороны рабочего транспортера 4. The ball thermal module (hereinafter referred to as the module) consists of a frame 1 on which the module case is mounted, on the left side of which the hopper-feeder 3 is located. In the case 2 of the module there is a working conveyor 4. A tensioning roller 5 is installed under the belt of the working conveyor 4, and drum 6 directly at the discharge window. The working capacitor of the module consists of low-potential 7 and high-potential 8 plates. The high potential plate 8 has guide rods 9 that provide vertical movement by means of a screw rod 10, in the upper part of which an arrow 11 of the level indicator is installed. And the level indicator 12 itself is installed on the cover of the module 2. The high-potential plate 8 is moved by an electric drive device 13. The end switches 14 are designed for limiting movement in a given interval and final shutdown in the height of the high-frequency plate 8, two of which are mounted on the level indicator 12 and one on the bottom side of the cover of the module 2. The sides 15 are installed on both sides of the working conveyor 4.

Заслонка 16 расположена в нижней части бункера-питателя 3, служит для открывания выходного отверстия, а регулирующая заслонка 17 располагается с внутренней стороны бункера-питателя 3 и предназначена для регулирования высоты слой обрабатываемого материала. Электромагнитная энергия поступает на высокопотенциальную пластину 8 посредством гибкой ленты 18, которая крепится к коаксиальному фидеру 19, в свою очередь который соединен с колебательным контуром генератора 20. Датчики температуры 21 и 22 укреплены на крышке корпуса модуля, а их выводы "а" и "b" подсоединены к входу компенсаторного блока 23. Выходы с компенсатора соединяются с показывающим прибором 24 и с первыми входами x₁ и x₂ компараторных блоков 25 и 26, которые в свою очередь имеют общую точку соединения с первым входом x₃ усилительного блока 28. Блок установки 27 своим выходом подсоединяется к вторым входам y₁ и y₂ блока компараторов 25 и 26, и второму входу y₃ усилительного блока 28. Выходы z₁ и z₂ компараторных блоков 25 и 26, и выход с усилительного блока z₃ подсоединены к управляющему блоку 29, который имеет связь с приводным устройством 30 высокопотенциальной пластины 8. 31 обрабатываемый материал.The damper 16 is located in the lower part of the hopper-feeder 3, serves to open the outlet, and the control damper 17 is located on the inside of the hopper-feeder 3 and is designed to control the height of the layer of processed material. Electromagnetic energy is supplied to the high-potential plate 8 by means of a flexible tape 18, which is attached to the coaxial feeder 19, which in turn is connected to the oscillatory circuit of the generator 20. The temperature sensors 21 and 22 are mounted on the module case cover, and their terminals “a” and “b "connected to the input of the compensating unit 23. The outputs from the compensator are connected to the indicating device 24 and to the first inputs x ₁ and x _{2 of the} comparator blocks 25 and 26, which in turn have a common connection point with the first input x _{3 of the} amplifier unit 28 The installation unit 27 is connected with its output to the second inputs y ₁ and y ₂ of the comparator unit 25 and 26, and the second input y _{3 of the} amplifier unit 28. The outputs z ₁ and z _{2 of the} comparator units 25 and 26, and the output from the amplifier unit z _{3 are} connected to the control unit 29, which is in communication with the drive device 30 of the high potential plate 8. 31 the processed material.

Принцип работы термического блока ШАР заключается в следующем. The principle of operation of the ball thermal block is as follows.

Обрабатываемый материал 31 из бункера-питателя 3 с определенной высотой, которую задает регулирующая заслонка 17, поступает на транспортер 4. При его вращении материал поступает в рабочий конденсатор, состоящий из низкопотенциальной 7 и высокопотенциальной 8 пластин, где под действием электромагнитного поля обрабатываемый материал нагревается. Его действительную температуру будет показывать температурный датчик 22, сигнал с которого поступает на компенсаторный блок 23. Одновременно сюда же поступает сигнал с компенсирующего датчика 21, который предназначен для снятия погрешности от наводок с ЭМПВЧ и температуры окружающей среды в рабочей камеры корпуса 2 модуля. Компенсаторный блок 23, вычитывая погрешности, будет выдавать сигнал, соответствующий действительной температуре обрабатываемого материала. Этот сигнал одновременно подается на показывающий прибор 24 и на входы компараторных x₁ и x₂ блоков 2 "подъем" и 26 "опускание".The material to be processed 31 from the hopper-feeder 3 with a certain height, which is set by the control flap 17, is fed to the conveyor 4. When it is rotated, the material enters the working capacitor, which consists of low-potential 7 and high-potential 8 plates, where the processed material is heated by the action of an electromagnetic field. Its actual temperature will be shown by the temperature sensor 22, the signal from which is supplied to the compensating unit 23. At the same time, the signal from the compensating sensor 21 is also supplied here, which is designed to remove the error from interference from the EMF and the ambient temperature in the working chamber of the module housing 2. Compensating unit 23, subtracting errors, will give a signal corresponding to the actual temperature of the processed material. This signal is simultaneously supplied to the indicating device 24 and to the inputs of the comparator x ₁ and x ₂ blocks 2 "rise" and 26 "lower".

В зависимости от технологического регламента процесса обработки для различного материала, обрабатываемого в термическом модуле, на выходе он должен иметь определенную заданную температуру. Заданная температура материала на выходе из рабочего конденсатора устанавливается на блоке "установки" 27, сигнал с которого поступает на y₁ и y₂ компараторов 25 "подъем" и 26 "опускание". Компаратор 25 "подъем" сравнивает сигнал на выходе компенсаторного блока 23 с сигналом блока 27 "установка" и если он больше, то дает команду подъем на блок управления 29 через усилительный блок 28. Блок управления 29 будет подавать сигнал на приводное устройство 30 определенное время, равное времени подъема высокопотенциальной пластины 8 на определенный шаг высоты (5.20 мм), в зависимости от установки высоты подъема пластины 8. Кроме этого, блок, управления 29 с момента окончания подъема высокопотенциальной пластины 8 на определенное время, равное времени прохождения обрабатываемого материала от начала рабочего конденсатора до датчика температур термометра 22, не будет воспринимать сигналы устройств 25, 26 и 28. Когда обрабатываемый материал пройдет это расстояние блок управления 29 разблокируется и начинает воспринимать сигналы. Блок управления 29 будет давать команду подъема на приводное устройство 30 до тех пор пока температура не будет равна заданной согласно технологическому регламенту.Depending on the technological regulations of the processing process for various materials processed in the thermal module, it should have a certain set temperature at the output. The specified temperature of the material at the outlet of the working capacitor is installed on the unit "installation" 27, the signal from which is fed to y ₁ and y _{2 of the} comparators 25 "rise" and 26 "lowering". The "rise" comparator 25 compares the output signal of the compensating unit 23 with the signal of the "installation" block 27 and if it is larger, it gives the rise command to the control unit 29 through the amplification unit 28. The control unit 29 will send a signal to the drive device 30 for a certain time, equal to the rise time of the high potential plate 8 by a certain height step (5.20 mm), depending on the setting of the lift height of the plate 8. In addition, the control unit 29 from the moment the end of the rise of the high potential plate 8 for a certain time equal to the time Changing the passage of the processed material from the beginning of the working capacitor to the temperature sensor of the thermometer 22 will not accept the signals of devices 25, 26 and 28. When the processed material passes this distance, the control unit 29 is unlocked and begins to receive signals. The control unit 29 will give a lift command to the drive unit 30 until the temperature is equal to the set according to the technological regulations.

Если же температура обрабатываемого материала будет ниже заданной на выходе рабочего конденсатора, тогда сигнал поступающий из компенсаторного блока 23 поступает на входы x₁ и x₂ компараторных блоков 25 "подъем" и "опускание".If the temperature of the processed material is lower than the set value at the output of the working capacitor, then the signal coming from the compensating unit 23 is fed to the inputs x ₁ and x _{2 of the} comparator blocks 25 "rise" and "lower".

Компаратор 26 сравнивает сигнал на выходе компенсаторного блока 27 "установка", а так как он меньше, то дает команду "опускание" на блок управления 29 через усилительный блок 28, который поступает на приводное устройство 30, в свою очередь которое опустит высокопотенциальную пластину 8 на определенный шаг высоты опускания (5.20 мм). После опускания высокопотенциальной пластины 8 на определенный шаг напряженность поля увеличивается, вследствие чего увеличивается температура обрабатываемого материала. Блок управления 29 с момента окончания опускания высокопотенциальной пластины 8 на время прохождения материала через рабочий конденсатор не будет воспринимать сигнал с компаратора 26. The comparator 26 compares the signal at the output of the compensation unit 27 "installation", and since it is smaller, it gives the command "lowering" to the control unit 29 through the amplification unit 28, which is supplied to the drive device 30, which in turn will lower the high potential plate 8 on a certain step in the lowering height (5.20 mm). After lowering the high potential plate 8 by a certain step, the field strength increases, as a result of which the temperature of the processed material increases. The control unit 29 from the moment the lowering of the high potential plate 8 is completed while the material is passing through the working capacitor will not receive the signal from the comparator 26.

После времени задержки блок с компаратора 29 разблокируется и начинает воспринимать сигнал с компаратора 26. Если температура материала будет соответствовать заданной, то компараторы 25 и 26 не будут выдавать сигналы на блок управления 29. Таким образом происходит поддержание температуры материала в заданных технологическим регламентом пределах. After the delay time, the unit from the comparator 29 is unlocked and begins to perceive the signal from the comparator 26. If the material temperature matches the set temperature, then the comparators 25 and 26 will not give signals to the control unit 29. Thus, the material temperature is maintained within the limits specified by the technological regulations.

Данное устройство легко осуществимо и практически может быть реализовано на любых предприятиях сельскохозяйственного производства. This device is easily feasible and can be practically implemented at any agricultural enterprises.

Claims

A thermal module comprising a temperature sensor, a recording device and a flat capacitor with electrodes, wherein the temperature sensor is installed in the capacitor with the ability to measure the test medium after its electrode of a high potential plate, characterized in that a compensating temperature sensor installed with the ability to measure the environment is inserted into it while the outputs of both temperature sensors are connected to the compensator of the introduced control device, the output of which is connected to the first input the comparators of this device, forming a common point to which the first input of the amplifier is connected, while the second inputs of the comparators are connected to the output of the setpoint block of the regulating device with the formation of a common point with which the second input of the amplifier is connected, and the outputs of the comparators and amplifier are connected to the input of the control device a control device, the output of which is connected to a device for driving the interelectrode distance connected to a high-potential plate of the capacitor, mounted with the possibility of premises.