RU2454699C1 - Термостат - Google Patents
Термостат Download PDFInfo
- Publication number
- RU2454699C1 RU2454699C1 RU2011107767/08A RU2011107767A RU2454699C1 RU 2454699 C1 RU2454699 C1 RU 2454699C1 RU 2011107767/08 A RU2011107767/08 A RU 2011107767/08A RU 2011107767 A RU2011107767 A RU 2011107767A RU 2454699 C1 RU2454699 C1 RU 2454699C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal cylinder
- hollow metal
- heater
- thermostat
- temperature
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Temperature (AREA)
Abstract
Изобретение относится к аналитическому машиностроению. Технический результат - снижение времени выхода на режим и снижение градиента температур в месте расположения исследуемого образца. Термостат используется для испытаний на химическую стойкость различных материалов методом сравнения с контрольным образцом, что подразумевает максимальное соответствие условий испытаний всех испытываемых образцов, в том числе и контрольного образца. В заполненном теплоизоляционным материалом кожухе размещен термостатируемый полый металлический цилиндр с равномерно расположенными по средней линии его окружности глухими камерами, нагревателем, расположенным на наружной поверхности полого металлического цилиндра, в теле которого размещен датчик температуры, подключенный к входу терморегулятора, выход которого связан с нагревателем. Внутри полого металлического цилиндра коаксиально помещен второй полый металлический цилиндр, снабженный расположенным на его торце и являющимся его продолжением диском, помещенным между верхним торцом первого полого металлического цилиндра и кожухом термостата, при этом на наружной поверхности второго металлического цилиндра размещен нагреватель, а в теле второго полого металлического цилиндра или на его внутренней поверхности расположен датчик температуры, соединенный со входом второго терморегулятора, выход которого соединен с нагревателем, расположенным на наружной поверхности второго полого металлического цилиндра. 1 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к термостатам, предназначенным для одновременного термостатирования в широком диапазоне температур большого количества образцов жидких, твердых или сыпучих материалов, разница температур между которыми должна быть минимальной и должен отсутствовать градиент температур в объеме термостатируемого образца.
Уровень техники
Известен термостат (AC SU № 1023294 А, G05D 23/30), содержащий теплоизоляционный кожух с расположенным в нем металлическим полым цилиндром с глухими камерами, равномерно расположенными по его окружности, два нагревателя, расположенные соответственно на внутренней и внешней поверхностях, металлического полого цилиндра, датчик температуры, подключенный к терморегулятору, соединенному с одним из нагревателей, а второй нагреватель соединен с источником стабилизированного напряжения.
Недостатками данного термостата являются невозможность поддержания температур в области, близкой к комнатной температуре, т.к. на нагревателе, подключенном к стабилизированному источнику питания, постоянно выделяется энергия, количество которой и определяет минимальный перегрев полого цилиндра по отношению к комнатной температуре, и этот перегрев тем больше, чем выше максимальное значение температуры, поддерживаемой в термостате.
За прототип выбран термостат по авторскому свидетельству SU № 1403026 А1, G05D 23/30. Термостат включает теплоизоляционный кожух с расположенными в нем металлическим цилиндром с глухими камерами, равномерно расположенными по его окружности на средней линии металлического полого цилиндра, включенные параллельно первый и второй нагреватели, расположенные соответственно на внутренней и внешней поверхностях полого металлического цилиндра, датчик температуры, подключенный к входу терморегулятора, выход которого связан с нагревателями, в том числе и с дополнительным, расположенным между теплоизоляционным кожухом и вторым нагревателем.
Недостатком данного термостата является большое время выхода на режим, обусловленное большим временем наступления теплового баланса между включенными параллельно несколькими нагревателями, имеющими как разные мощности, так и разные массы, и разное качество теплового контакта с полым металлическим цилиндрическим корпусом. При параллельном включении нагревателей напряжение подается одновременно на все нагреватели, что приводит к тому, что на каждом нагревателе в единицу времени выделяется количество тепла, пропорциональное мощности нагревателя, которое накапливается в нагревателе пропорционально его массе и отдается корпусу термостата в соответствии с качеством теплового контакта нагревателя с корпусом. Следствием этого является то, что различные участки площади наружной поверхности корпуса и соответственно его объема нагреваются по-разному. Выравнивание теплового поля внутри корпуса происходит за счет его теплопроводности, следствием чего и является большое время наступления теплового баланса во всем объеме корпуса термостата и нагревателями.
Другим недостатком данного термостата является наличие градиента температуры в объеме глухих камер, предназначенных для размещения испытываемых образцов. Дело в том, что нагретый полый металлический цилиндр излучает тепло через теплоизоляционный кожух в атмосферу не только с цилиндрической поверхности, на которой размещен второй нагреватель, но и с торцов, на которых нагревателей нет. Таким образом, в верхней и нижней части полого металлического цилиндра температура отличается от температуры в центре цилиндра, т.е. имеется градиент температур по длине полого металлического цилиндра.
Раскрытие изобретения
Целью изобретения является снижение времени выхода термостата на рабочий режим и снижение градиента температур внутри глухих камер, в которые помещается исследуемое вещество.
Указанная цель достигается тем, что в термостате, содержащем теплоизоляционный кожух с расположенными в нем полым металлическим цилиндром с равномерно расположенными по средней линии его окружности глухими камерами, первым и вторым нагревателями, расположенными соответственно на внешней и внутренней поверхностях полого металлического цилиндра, датчик температуры, расположенный в теле цилиндра и подключенный ко входу терморегулятора, выход которого связан с нагревателями. Второй нагреватель равномерно распределен по наружной цилиндрической поверхности коаксиально помещенного внутри полого металлического цилиндра второго полого металлического цилиндра, снабженного расположенным на его торце и являющимся его продолжением диском, помещенным между верхним торцом первого полого цилиндра и кожухом термостата, при этом в теле или на внутренней поверхности второго полого металлического цилиндра расположен второй датчик температуры, соединенный со входом второго терморегулятора, выход которого соединен со вторым нагревателем.
Описание чертежей
На фиг.1 изображена конструкция термостата.
Осуществление изобретения
Термостат 1 состоит из равномерно заполненного теплоизоляционным материалом 2 цилиндрического кожуха 3, в котором коаксиально размещен выполненный в виде полого металлического цилиндра корпус 4 термостата 1. В теле корпуса 4 выполнены в виде несквозных цилиндрических отверстий глухие камеры 5 для размещения подвергающихся испытаниям образцов. Глухие камеры 5 равноудалены от наружной и внутренней цилиндрических поверхностей корпуса 4 и равномерно распределены по окружности корпуса 4. Исследуемые образцы помещаются в глухие камеры 5 через шлюзы в кожухе 3, закрываемые выполненными из теплоизоляционного материала заглушками 6. На наружной цилиндрической поверхности корпуса 4 размещен равномерно распределенный по ней нагреватель 7, а в теле корпуса 4 расположен датчик температуры 8, приближенный к поверхности, на которой закреплен нагревательный элемент 7.
Датчик температуры 8 соединен со входом первого терморегулятора 9, выход которого соединен с нагревателем 7. Во внутренней цилиндрической полости корпуса 4 коаксиально размещен второй полый цилиндр 10, снабженный расположенным на его торце и являющимся его продолжением диском 11, помещенным между верхним торцом корпуса 4 и кожухом 3. На наружной цилиндрической поверхности второго полого цилиндра 10 размещен равномерно распределенный по его поверхности нагреватель 12, а в его теле или на внутренней поверхности полого цилиндра 10 размещен датчик температуры 13, соединенный со входом второго терморегулятора 14, выход которого соединен с нагревателем 12.
Термостат 1 работает следующим образом. На терморегуляторы 9 и 13 подается задающее воздействие, соответствующее рабочей температуре термостата 1. Температура корпуса 4 и второго полого цилиндра 10 при работе поддерживаются одинаковыми.
Терморегуляторы 9 и 13 подают питающее напряжение на нагреватели 7 и 12 корпуса 4 и второго полого цилиндра 10. В связи с тем, что масса второго полого цилиндра 10 намного меньше, чем масса корпуса 4, цилиндр 10 нагревается до рабочей температуры за несколько минут и система регулирования температуры, использующая информацию о температуре цилиндра с датчика температуры 13, реализующая ПИД (пропорционально, интегрально-дифференциальный) закон регулирования, начинает поддерживать заданное значение температуры цилиндра 10 с высокой точностью. Нагревшийся первым цилиндр 10 начинает отдавать тепло корпусу 4 и за счет теплопроводности диску 11, при этом за счет циркуляции воздуха внутри цилиндра 10 температура диска 11 поддерживается равной температуре цилиндра 10, что в дальнейшем при работе термостата 1 исключает излучение тепла с торца корпуса 4.
Нагреватель 7, равномерно распределенный по наружной цилиндрической поверхности корпуса 4, продолжает нагревать корпус 4 с наружной стороны. При достижении температуры корпуса 4 заданного значения система поддержания температуры, используя информацию с датчика температуры 8, расположенного в корпусе 4 рядом с нагревателем 7, начинает поддерживать постоянной температуру наружной поверхности корпуса 4. Одновременным равномерным нагревом внутренней и внешней цилиндрических поверхностей корпуса 4 нагревательными элементами 7 и 12 достигается значительное сокращение времени выхода термостата 1 на рабочий режим и времени наступления теплового баланса между элементами конструкции термостата 1.
Наружная и внутренняя поверхность корпуса 4 в установившемся режиме имеют одинаковую равномерно распределенную по поверхностям температуру, благодаря чему градиент температуры в радиальном направлении сведен к минимуму. Влияние незначительного градиента температур в направлении от нижнего торца корпуса 4 к центру корпуса, обусловленное излучением тепла с нижнего торца цилиндрического корпуса 4, устраняется тем, что цилиндрические полости 5 не доходят до нижнего торца корпуса 4 и исследуемое вещество не может попасть в зону с температурой, немного отличающейся от температуры корпуса 4.
Claims (1)
- Термостат, содержащий теплоизоляционный кожух с расположенными в нем полым металлическим цилиндром с равномерно расположенными по средней линии его окружности глухими камерами, первым и вторым нагревателями, расположенные соответственно на внешней и внутренней поверхностях полого металлического цилиндра, датчик температуры, расположенный в теле металлического цилиндра и подключенный ко входу терморегулятора, выход которого связан с нагревателями, отличающийся тем, что второй нагреватель равномерно распределен на наружной поверхности коаксиально помещенного внутри полого металлического цилиндра второго полого металлического цилиндра, снабженного расположенным на его торце и являющимся его продолжением диском, помещенным между верхним торцом первого полого металлического цилиндра и кожухом термостата, при этом в теле или на внутренней поверхности второго полого металлического цилиндра расположен второй датчик температуры, соединенный со входом второго терморегулятора, выход которого соединен со вторым нагревателем.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011107767/08A RU2454699C1 (ru) | 2011-02-28 | 2011-02-28 | Термостат |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011107767/08A RU2454699C1 (ru) | 2011-02-28 | 2011-02-28 | Термостат |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2454699C1 true RU2454699C1 (ru) | 2012-06-27 |
Family
ID=46681987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011107767/08A RU2454699C1 (ru) | 2011-02-28 | 2011-02-28 | Термостат |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2454699C1 (ru) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU414574A1 (ru) * | 1972-02-28 | 1974-02-05 | ||
SU920662A1 (ru) * | 1980-07-03 | 1982-04-15 | Омский политехнический институт | Термостат |
SU922685A1 (ru) * | 1980-07-17 | 1982-04-23 | Предприятие П/Я М-5068 | Термостат |
SU1023294A1 (ru) * | 1979-07-02 | 1983-06-15 | Предприятие П/Я Г-4849 | Термостат |
SU1403026A1 (ru) * | 1986-05-22 | 1988-06-15 | Предприятие П/Я Г-4849 | Термостат |
EP0884406B1 (en) * | 1997-06-11 | 2003-08-06 | Axcelis Technologies, Inc. | Furnace sidewall temperature control system |
US7848840B2 (en) * | 2008-01-04 | 2010-12-07 | Applied Materials, Inc. | Method of controlling process parameters for semiconductor manufacturing apparatus |
-
2011
- 2011-02-28 RU RU2011107767/08A patent/RU2454699C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU414574A1 (ru) * | 1972-02-28 | 1974-02-05 | ||
SU1023294A1 (ru) * | 1979-07-02 | 1983-06-15 | Предприятие П/Я Г-4849 | Термостат |
SU920662A1 (ru) * | 1980-07-03 | 1982-04-15 | Омский политехнический институт | Термостат |
SU922685A1 (ru) * | 1980-07-17 | 1982-04-23 | Предприятие П/Я М-5068 | Термостат |
SU1403026A1 (ru) * | 1986-05-22 | 1988-06-15 | Предприятие П/Я Г-4849 | Термостат |
EP0884406B1 (en) * | 1997-06-11 | 2003-08-06 | Axcelis Technologies, Inc. | Furnace sidewall temperature control system |
US7848840B2 (en) * | 2008-01-04 | 2010-12-07 | Applied Materials, Inc. | Method of controlling process parameters for semiconductor manufacturing apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104502000B (zh) | 一种浅式微型温度校验炉及校验方法 | |
WO2009022150A1 (en) | Apparatus and method for calibration of non-contact thermal sensors | |
JPH0623935B2 (ja) | 再現性を高めた熱処理制御方法 | |
CN206741339U (zh) | 一种微型生化分析仪样品检测室温度快速精确控制系统 | |
CN204389067U (zh) | 一种浅式微型温度校验炉 | |
Ahmed et al. | Measurement of radial thermal conductivity of a cylinder using a time-varying heat flux method | |
WO2014144186A1 (en) | Rheometer with radiant heating of sample fluid | |
WO2013140917A1 (ja) | 液体クロマトグラフ分析装置及びその温度制御方法 | |
RU2454699C1 (ru) | Термостат | |
Glouannec et al. | Experimental survey on the combination of radiating infrared and microwave sources for the drying of porous material | |
JP4821851B2 (ja) | 恒温槽 | |
JP6722779B2 (ja) | 温度調節装置および核酸増幅装置 | |
CN111060636A (zh) | 温控分析装置及具备该温控分析装置的在线分析系统 | |
CN106442622A (zh) | 一种旋转式慢烤安全性试验装置 | |
US10481136B2 (en) | Chromatographic system temperature control system | |
CN103869848B (zh) | 板材试样疲劳试验加热炉 | |
RU2510491C2 (ru) | Способ измерения степени черноты | |
JP2020505596A5 (ru) | ||
Jing et al. | Infrared lamp array simulation technology used during satellite thermal testing | |
RU2598699C1 (ru) | Способ определения температурной зависимости степени черноты (варианты) | |
KR100931783B1 (ko) | 균열소요시간 측정기능을 구비하는 가열장치 및 그 제어 방법 | |
KR20150024050A (ko) | 유전자 증폭 장치 및 이의 제조 방법 | |
Wang et al. | An integrated system for real-time PCR analysis based on microfluidic biochip | |
JP2009097882A (ja) | 断熱熱量測定装置 | |
US8775111B1 (en) | Cooling control calibration for thermally-isolated self-heating devices |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150301 |