RU2313771C1 - Compact zero-thermostat - Google Patents
Compact zero-thermostat Download PDFInfo
- Publication number
- RU2313771C1 RU2313771C1 RU2006108202/28A RU2006108202A RU2313771C1 RU 2313771 C1 RU2313771 C1 RU 2313771C1 RU 2006108202/28 A RU2006108202/28 A RU 2006108202/28A RU 2006108202 A RU2006108202 A RU 2006108202A RU 2313771 C1 RU2313771 C1 RU 2313771C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylindrical chamber
- float
- junction
- thermal conductivity
- control
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Level Indicators Using A Float (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройством термостатирования контрольных спаев дифференциальных термопар.The invention relates to measuring equipment, in particular to a thermostatic control device for control junctions of differential thermocouples.
В промышленности и лабораторной практике для дистанционного измерения температуры обычно используются дифференциальные металлические термопары. Как известно, дифференциальная термопара имеет так называемый контрольный спай, который должен находиться при постоянной температуре. Обычно для удобства отсчета значений измеряемой температуры контрольные спаи термопар помещают в тающий лед, имеющий температуру 0°С.In industry and laboratory practice, differential metal thermocouples are commonly used for remote temperature measurements. As you know, a differential thermocouple has a so-called control junction, which should be at a constant temperature. Usually, for the convenience of reading the values of the measured temperature, the control junctions of thermocouples are placed in melting ice at a temperature of 0 ° C.
В ряде случаев применение тающего льда сопряжено с определенными эксплуатационными неудобствами. В связи с этим разработано несколько вариантов термоэлектрических нуль-термостатов, которые обеспечивают поддержание температуры на уровне 0°.In some cases, the use of melting ice is associated with certain operational inconveniences. In this regard, several variants of thermoelectric zero thermostats have been developed that ensure that the temperature is maintained at 0 °.
Известна конструкция нуль-термостата, автоматическое поддержание температуры внутри рабочей камеры которого осуществляется специальной схемой двухпозиционного регулирования, температурным датчиком которой является малогабаритное ртутное реле [1]. Недостатком данного устройства является то, что точность регулировки температуры зависит от точности датчика, а также сложность конструкции и электрической схемы.A known design of a null thermostat, the automatic maintenance of the temperature inside the working chamber of which is carried out by a special on-off control circuit, the temperature sensor of which is a small-sized mercury relay [1]. The disadvantage of this device is that the accuracy of temperature control depends on the accuracy of the sensor, as well as the complexity of the design and electrical circuit.
Известно термоэлектрическое устройство с более высокой точностью [1]. Автоматическое поддержание температуры на уровне 0°С в этом приборе основано на изменении объема воды при ее замерзании. Это изменение объема регистрируется высокочувствительным контактным реле, включенным в схему управления, аналогичную той, что используется в предыдущем устройстве. Недостатки: сложная схема управления; сложная конструкция устройства; большие габариты.Known thermoelectric device with higher accuracy [1]. Automatic maintenance of temperature at 0 ° C in this device is based on a change in the volume of water when it freezes. This change in volume is recorded by a highly sensitive contact relay included in the control circuit, similar to that used in the previous device. Disadvantages: complex control scheme; complex device design; large dimensions.
Достаточно удачным решением является подход, при котором контрольный спай дифференциальной термопары размещается на границе раздела твердой и жидкой фазы вещества.A fairly successful solution is the approach in which the control junction of the differential thermocouple is located at the interface between the solid and liquid phases of the substance.
Малогабаритный прецизионный нуль-термостат [2], реализующий указанный подход, состоит из двустенной цилиндрической камеры, внутренний объем которой заполнен дистиллированной водой. Термоэлектрический модуль, закрепленный холодным спаем к верхнему основанию камеры и подводящий тепло от горячего спая посредством тепловода к нижнему основанию, используется для образования твердой и жидкой фаз воды и их границы раздела во внутреннем объеме. Подвод контрольного спая дифференциальной термопары к границе раздела твердой и жидкой фаз осуществляется с помощью поплавковой конструкции.The small-sized precision zero-thermostat [2] implementing this approach consists of a double-walled cylindrical chamber, the internal volume of which is filled with distilled water. The thermoelectric module, fixed by a cold junction to the upper base of the chamber and supplying heat from the hot junction by means of a heat pipe to the lower base, is used to form the solid and liquid phases of water and their interface in the internal volume. The reference junction of the differential thermocouple is brought to the interface between the solid and liquid phases using a float design.
Недостатком конструкции является сложность в определении и индикации текущего положения границы раздела фаз, что может привести к неверной интерпретации результатов проведенных измерений при полном проплавлении твердой фазы или полном промерзании жидкой фазы рабочего вещества.The design drawback is the difficulty in determining and indicating the current position of the phase boundary, which can lead to incorrect interpretation of the results of the measurements with the complete penetration of the solid phase or the complete freezing of the liquid phase of the working substance.
Целью изобретения является устранение вышеуказанных недостатков. Для достижения указанной цели предлагается прецизионный малогабаритный нуль-термостат, конструкция которого приведена на фиг.1. Устройство состоит из внешней цилиндрической камеры 1, выполненной из материала с высокой теплопроводностью, к верхнему основанию которой с внутренней стороны горячим спаем присоединен термоэлектрический модуль 2. Холодный спай термоэлектрического модуля 2 находится в хорошем тепловом контакте с внутренней цилиндрической камерой 3, выполненной из материала с высокой теплопроводностью, у которой боковая стенка обладает эластичностью за счет небольшой толщины. Внутри камеры 3 находится дистиллированная вода 4, разделенная границей раздела фаз 5 на твердую и жидкую фазы, где в жидкой фазе свободно плавает кольцеобразный поплавок 6, внешняя поверхность которого изготовлена из материала, не смачиваемого водой, а внутренний объем заполнен материалом с высокой магнитной проводимостью. В центре поплавка расположен контрольный спай дифференциальной термопары 7, который необходимо выдерживать при температуре 0°С. Выводы контрольного спая термопары 7 через специальное уплотнение 8 выведены наружу из устройства. Крепление контрольного спая термопары 7 в центре поплавка 6 осуществляется посредством двух тонких капроновых ниток 9, закрепленных своими концами на самом поплавке и пересекающихся в его центре (фиг.2). Катушка индуктивности 10 закреплена на боковой стенке внутренней цилиндрической камеры 3 с одной стороны, с противоположной стороны установлена катушка индуктивности 11 с боковыми отводами а, с и центральным отводом b. Выводы катушки 10 подключены к выходу задающего генератора ЗГ, а выводы с катушки 11 подсоединены ко входам измерительного модуля ИМ, который связан с устройством индикации УИ (фиг.3).The aim of the invention is to eliminate the above disadvantages. To achieve this goal, a precision small-sized zero-thermostat is proposed, the design of which is shown in figure 1. The device consists of an external cylindrical chamber 1 made of a material with high thermal conductivity, the thermoelectric module 2 is attached to the upper base of the inner junction from the hot junction 2. The cold junction of the thermoelectric module 2 is in good thermal contact with the inner cylindrical chamber 3 made of a material with high thermal conductivity, in which the side wall has elasticity due to the small thickness. Inside the chamber 3 there is distilled water 4, divided by a phase boundary 5 into solid and liquid phases, where an
Принцип работы предлагаемого термоэлектрического нуль-термостата следующий. При включении питания термоэлектрического модуля 2 начинается процесс замерзания воды в тонкостенной цилиндрической камере 3 и образуется граница раздела фаз 5 замерзшей и не замерзшей воды. Выталкивающая сила, действующая на поплавок 6, прижимает последний к границе раздела фаз 5, в результате чего поплавок находится в зоне замерзания (таяния) воды (т.е. при 0°С). Тепловая энергия, выделяемая на горячем спае термоэлектрического модуля 2, через стенки внешней цилиндрической камеры 1 передается на нижнее основание тонкостенной цилиндрической камеры 3. В результате работы термоэлектрического модуля происходит нагрев воды 4 в камере 3 с одной стороны (снизу) и охлаждение с другой стороны (сверху). Вследствие этого в камере 3 постоянно присутствует граница раздела фаз 5, и контрольный спай 7 дифференциальной термопары постоянно находится при температуре таяния льда, т.е. 0°С. Увеличение объема дистиллированной воды 4 в результате фазового перехода компенсируется упругими стенками камеры 3.The principle of operation of the proposed thermoelectric null thermostat is as follows. When the power of the thermoelectric module 2 is turned on, the process of freezing water in a thin-walled cylindrical chamber 3 begins and a phase boundary 5 of frozen and not frozen water is formed. The buoyant force acting on the
Задающий генератор ЗГ формирует синусоидальный сигнал с частотой, значительно превышающей значение верхней граничной частоты полосы пропускания используемого устройства измерения температуры. При этом через катушку 10 протекает ток и создается магнитный поток, пересекающий витки катушки 11, частота изменения которого совпадает с частотой выходного сигнала с задающего генератора ЗГ. Поплавок 6, внутренний объем которого изготовлен из материала с высокой магнитной проводимостью, используется в качестве подвижного сердечника между катушками 10 и 11 таким образом, что они вместе образуют трансформатор. При этом каждое возможное положение поплавка во внутреннем объеме однозначно соответствует определенному значению напряжений, измеряемому с помощью ИМ между выводами а-b и b-с катушки индуктивности 11. Подобным образом регистрируется текущее положение поплавка, а значит и границы раздела фаз во внутреннем объеме цилиндрической камеры 3. Отображение текущего положения границы раздела фаз производится с помощью УИ.The master oscillator ZG generates a sinusoidal signal with a frequency significantly higher than the upper cutoff frequency of the passband of the used temperature measuring device. At the same time, current flows through the
Данное устройство просто в изготовлении, надежно в работе и обеспечивает высокую точность поддержания температуры. Использование системы измерения текущего положения границы раздела фаз позволяет снизить вероятность неверной интерпретации результатов проводимых измерений. Так как устройство имеет малые габариты и недорого в изготовлении, то может производиться серийно, вместе с дифференциальными термопарами, откалиброванными непосредственно на предприятии-изготовителе.This device is easy to manufacture, reliable in operation and provides high accuracy of temperature maintenance. Using a system for measuring the current position of the phase boundary can reduce the likelihood of incorrect interpretation of the results of measurements. Since the device is small in size and inexpensive to manufacture, it can be mass-produced, along with differential thermocouples calibrated directly at the manufacturer.
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
1. Коленко Е.А. Термоэлектрические охлаждающие приборы. Москва-Ленинград. Издательство Академии наук СССР. 1963 г., стр.135.1. Kolenko EA Thermoelectric cooling devices. Moscow-Leningrad. Publishing House of the Academy of Sciences of the USSR. 1963, p. 135.
2. Патент РФ №2215270. Исмаилов Т.А., Аминов Г.И., Евдулов О.В., Юсуфов Ш.А. "Прецизионный малогабаритный нуль-термостат".2. RF patent No. 2215270. Ismailov T.A., Aminov G.I., Evdulov O.V., Yusufov Sh.A. "Precision small-sized zero thermostat."
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006108202/28A RU2313771C1 (en) | 2006-03-15 | 2006-03-15 | Compact zero-thermostat |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006108202/28A RU2313771C1 (en) | 2006-03-15 | 2006-03-15 | Compact zero-thermostat |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006108202A RU2006108202A (en) | 2007-09-20 |
RU2313771C1 true RU2313771C1 (en) | 2007-12-27 |
Family
ID=39019024
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006108202/28A RU2313771C1 (en) | 2006-03-15 | 2006-03-15 | Compact zero-thermostat |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2313771C1 (en) |
-
2006
- 2006-03-15 RU RU2006108202/28A patent/RU2313771C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
АЛЕКСЕЕВ В.А. Охлаждение радиоэлектронной аппаратуры с использованием плавящихся веществ. - М.: Энергия, 1975. * |
Коленко Е.А. Термоэлектрические охлаждающие приборы. М.-Л.: издательство Академии наук СССР, 1963, с.135. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006108202A (en) | 2007-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2011035048A1 (en) | Temperature insensitive mass flow controller | |
NL8502542A (en) | METER FOR INTEGRATING THE OPERATING TIME OF A STEAM. | |
JP4936184B2 (en) | Induction heating type liquid level sensor | |
RU2313771C1 (en) | Compact zero-thermostat | |
CN101788347B (en) | Quasi-adiabatic sealing type argon three-phase-point recurrence device | |
RU2328708C1 (en) | Compact zero-thermostat with regulated thermal current | |
RU2328709C1 (en) | Compact zero-thermostat based on effect of melting boundary layer film | |
US3192727A (en) | Isothermal reference apparatus | |
RU2215270C1 (en) | Precision small-sized null thermostat | |
RU2009125051A (en) | CONTROLLED ZERO THERMOSTAT | |
CN202277221U (en) | Electric pressure cooker | |
CN202287766U (en) | Cover of electric pressure cooker | |
RU2331855C2 (en) | Zero thermostat | |
RU2344514C1 (en) | Thermoelectric zero-thermostat | |
CN205642658U (en) | Temperature detection device | |
CN220703245U (en) | MEMS chip | |
RU2680433C1 (en) | Horizon control sensor | |
RU2373503C1 (en) | Zero- thermostat of modified construction | |
SU1037226A1 (en) | Thermostatic device | |
CN202277220U (en) | Cover of electric pressure cooker | |
SU877492A1 (en) | Device for temperature pickup temperature correction | |
RU2331854C2 (en) | Compact precision zero thermostat | |
CN202287764U (en) | Cover of electric pressure cooker | |
RU2114400C1 (en) | Device for uninterrupted measurement of level of liquid | |
SU504932A1 (en) | Level switch |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080316 |