RU2519282C1 - Temperature stabilisation device - Google Patents
Temperature stabilisation device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2519282C1 RU2519282C1 RU2012147037/07A RU2012147037A RU2519282C1 RU 2519282 C1 RU2519282 C1 RU 2519282C1 RU 2012147037/07 A RU2012147037/07 A RU 2012147037/07A RU 2012147037 A RU2012147037 A RU 2012147037A RU 2519282 C1 RU2519282 C1 RU 2519282C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- substrate
- heater
- heating element
- controlled object
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Resistance Heating (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к средствам контроля и управления полем температуры пространственно распределенных объектов и может быть использовано в автоматизированных системах управления тепловыми режимами в ракетно-космической технике.The invention relates to means for monitoring and controlling the temperature field of spatially distributed objects and can be used in automated control systems for thermal conditions in space rocket technology.
Известен нагреватель (РФ, патент на полезную модель №86372, МПК H05B 3/56, опубликован 27.08.2009 г.) повышенной надежности, выполненный из двух греющих кабелей, которые дублируют друг друга. При этом каждый кабель сложен пополам и скручен в спираль таким образом, что идет чередование витков основного и резервного кабелей, но данный нагреватель не предназначен для нагрева протяженных поверхностей.A well-known heater (RF patent for utility model No. 86372, IPC H05B 3/56, published August 27, 2009) of increased reliability, made of two heating cables that duplicate each other. Moreover, each cable is folded in half and twisted into a spiral so that there is an alternation of turns of the main and backup cables, but this heater is not intended for heating extended surfaces.
Наиболее близким является устройство для стабилизации температуры элементов микросхем и микросборок (РФ, патент на изобретение №2348962, МПК G05D 23/19, опубликован 10.03.2009 г.). Устройство содержит подложку, схему регулирования температуры и электрически соединенные с ней датчик температуры и нагреватель, расположенные на рабочей поверхности подложки. Датчик температуры расположен у края подложки. В данном устройстве используется только один нагревательный элемент и при резервировании нагревателей для повышения надежности, невозможно получить идентичность процессов термостатирования, усложняется монтаж нагревателей. Кроме того, высокая точность термостатирования достигается лишь вблизи расположения датчика температуры, а участки подложки, удаленные от датчика температуры имеют низкую точность термостатирования из-за конечной величины нагревателя. При этом, использование в устройстве только одного нагревателя и одного датчика температуры не позволяет устранять возникающие на подложке перепады температуры.The closest is a device for stabilizing the temperature of elements of microcircuits and microassemblies (RF, patent for invention No. 2348962, IPC G05D 23/19, published on March 10, 2009). The device comprises a substrate, a temperature control circuit, and a temperature sensor and a heater electrically connected to it, located on the working surface of the substrate. The temperature sensor is located at the edge of the substrate. This device uses only one heating element, and when redundant heaters to increase reliability, it is impossible to obtain the identity of thermostating processes, installation of heaters is complicated. In addition, the high accuracy of temperature control is achieved only near the location of the temperature sensor, and sections of the substrate remote from the temperature sensor have a low accuracy of temperature control due to the finite size of the heater. At the same time, the use of only one heater and one temperature sensor in the device does not allow eliminating temperature differences that occur on the substrate.
Задачей изобретения является создание устройства с повышенными эксплуатационными характеристиками.The objective of the invention is to provide a device with enhanced performance characteristics.
Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей, повышении надежности и качества стабилизации температуры, в частности пространственно распределенных объектов в широком диапазоне изменения температуры.The technical result consists in expanding the functionality, increasing the reliability and quality of temperature stabilization, in particular spatially distributed objects in a wide range of temperature changes.
Это достигается тем, что устройство стабилизации температуры термостатируемого объекта, содержит, по крайней мере, один нагреватель, расположенный на подложке, с датчиком температуры и систему управления. В отличие от известного нагреватель дополнен резервным нагревательным элементом, который вместе с основным нагревательным элементом, расположены на тонком диэлектрическом основании, в гибкой печатной плате, под защитным изоляционным покрытием. Резервный нагревательный элемент так же снабжен датчиком температуры, нагреватель жестко закреплен на наружной поверхности подложки, а датчики температуры для основного и резервного нагревательных элементов расположены на внутренней поверхности подложки в области геометрического центра нагревателя. Причем система управления предназначена для регулирования температуры термостатируемого объекта посредством включения/отключения питания нагревательных элементов.This is achieved by the fact that the device for stabilizing the temperature of a thermostatically controlled object contains at least one heater located on a substrate with a temperature sensor and a control system. Unlike the known heater, it is supplemented by a backup heating element, which, together with the main heating element, are located on a thin dielectric base, in a flexible printed circuit board, under a protective insulating coating. The backup heating element is also equipped with a temperature sensor, the heater is rigidly fixed to the outer surface of the substrate, and temperature sensors for the main and backup heating elements are located on the inner surface of the substrate in the region of the geometric center of the heater. Moreover, the control system is designed to control the temperature of the thermostatically controlled object by turning on / off the power of the heating elements.
Подложка может представлять собой корпус термостатируемого объекта, выполненный из высокотеплопроводного материала, или тонкостенную высокотеплопроводную металлическую оболочку. Оболочка ограничивает объект термостатирования. Основной и резервный нагревательные элементы имеют идентичные тепловые и геометрические характеристики и расположены на диэлектрическом основании со сдвигом равным шагу печатного рисунка. На подложке могут быть расположены дополнительные нагреватели, с датчиками температуры.The substrate may be a body of a thermostatic object made of a highly conductive material, or a thin-walled highly conductive metal shell. The shell limits the temperature control object. The main and backup heating elements have identical thermal and geometric characteristics and are located on a dielectric base with a shift equal to the pitch of the printed pattern. Additional heaters with temperature sensors can be located on the substrate.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен нагреватель, а на фиг.2 система управления.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a heater, and figure 2 control system.
Устройство стабилизации температуры содержит нагреватель 1 (фиг.1), представляющий собой гибкую печатную плату на тонком диэлектрическом основании 2, на котором расположены основной 3 и резервный 4 независимые нагревательные элементы в виде проводящего печатного рисунка из манганиновой фольги толщиной 0,3 мм, закрытые защитным изоляционным покрытием 5. Проводящий печатный рисунок в виде линий шириной 1,1 мм и расстоянием между ними не менее 0,1 мм заканчивается контактными площадками 6, которые не закрыты изоляционным покрытием. При пропускании электрического тока по печатным проводникам выделяется тепло. Нагреватель 1 жестко крепится на наружной поверхности подложки 7 диэлектрическим основанием 2 при помощи клея К-300-61. Подложка 7 выполнена в виде корпуса из высокотеплопроводного материала или тонкостенной высокотеплопроводной металлической оболочки, которая ограничивает объект термостатирования. Размеры, мощность и количество нагревателей 1 выбирают исходя из весогабаритных характеристик и конструктивных особенностей объекта термостатирования. С внутренней стороны подложки 7 в области геометрического центра нагревателя 1 установлены датчики температуры 8 и 9 соответственно для основного нагревательного элемента 3 и резервного нагревательного элемента 4. Такое расположение датчиков температуры позволяет получать точную информацию о температуре внутри термостатируемого объекта. Площадь контакта датчика температуры не превышает 0,5 см2, что обеспечивает идентичность показаний основного и резервного датчика температуры. Идентичность основного нагревательного элемента 3 и резервного нагревательного элемента 4 и их близкое расположение позволяют при выходе из строя основного нагревательного элемента 3 или датчика температуры 8 без перенастройки подключить резервный нагревательный элемент 4 и датчик температуры 9, что повышает надежность устройства. В качестве датчиков температуры используются цифровые термодатчики, производства компании «DALLAS SEMICONDUCTOR» серии DS1820 или DS1624.The temperature stabilization device comprises a heater 1 (Fig. 1), which is a flexible printed circuit board on a thin dielectric base 2, on which the main 3 and backup 4 independent heating elements are located in the form of a conductive printed pattern of manganin foil 0.3 mm thick, closed with a protective insulating coating 5. A conductive printed pattern in the form of lines with a width of 1.1 mm and a distance between them of at least 0.1 mm ends with pads 6 that are not covered by an insulating coating. When electric current is passed through the printed conductors, heat is generated. The
Система управления (фиг.2) содержит блок питания 10, подающий напряжение на блок управления 11 и устройство обработки информации 12. В системе управления выводы питания нагревательных элементов 3 и 4 нагревателя 1 и датчиков температуры 8 и 9 подключены к выходам блока управления 11, двунаправленная шина данных датчиков температуры 8 и 9 подключена через блок управления 11 к входам устройства обработки информации 12, а выход устройства обработки информации 12 к входу блока управления 11.The control system (figure 2) contains a power supply 10, supplying voltage to the control unit 11 and the information processing device 12. In the control system, the power leads of the heating elements 3 and 4 of the
Устройство стабилизации температуры работает в двух режимах.The temperature stabilization device operates in two modes.
В режиме измерения после подачи напряжения с блока питания 10 блок управления 11 проводит периодический (с периодом П≈1 мин) опрос датчиков температуры 8 (при использовании основных нагревательных элементов 3) или датчиков температуры 9 (при использовании резервных нагревательных элементов 4). Результаты измерений по двунаправленной шине данных поступают в блок управления и далее в устройство обработки информации 12, где происходит накопление, обработка и хранение результатов измерения в запоминающем устройстве.In the measurement mode, after applying voltage from the power supply unit 10, the control unit 11 conducts periodic (with a period of P≈1 min) interrogation of temperature sensors 8 (when using the main heating elements 3) or temperature sensors 9 (when using backup heating elements 4). The measurement results via a bi-directional data bus are sent to the control unit and then to the information processing device 12, where the accumulation, processing and storage of the measurement results in the storage device takes place.
В режиме регулирования после опроса датчиков температуры 8 или 9 результаты измерений по двунаправленной шине данных поступают в блок управления 11 и далее в устройство обработки информации 12, которое проводит анализ измеренных температур и выработку по специальному алгоритму обработки температурных измерений управляющих воздействий на нагреватели 1, которые передаются в блок управления 11, где формируются команды на включение/отключение нагревателей. Принцип регулирования основан на подогреве более холодных участков аппаратуры. Критериями температурного режима является допустимый рабочий диапазон температур от Tmin до Tmax, при допустимом перепаде температур между заданными точками измерения ΔТдоп.In the control mode, after polling the temperature sensors 8 or 9, the measurement results via the bi-directional data bus are sent to the control unit 11 and then to the information processing device 12, which analyzes the measured temperatures and generates control actions for the
Таким образом, создано надежное устройство стабилизации температуры пространственно распределенных объектов с высокой точностью термостатирования и качеством стабилизации температуры в широком диапазоне изменения температуры.Thus, a reliable device for stabilizing the temperature of spatially distributed objects with high accuracy of temperature control and the quality of temperature stabilization in a wide range of temperature changes has been created.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012147037/07A RU2519282C1 (en) | 2012-11-07 | 2012-11-07 | Temperature stabilisation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012147037/07A RU2519282C1 (en) | 2012-11-07 | 2012-11-07 | Temperature stabilisation device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012147037A RU2012147037A (en) | 2014-05-20 |
RU2519282C1 true RU2519282C1 (en) | 2014-06-10 |
Family
ID=50695310
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012147037/07A RU2519282C1 (en) | 2012-11-07 | 2012-11-07 | Temperature stabilisation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2519282C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2690018C1 (en) * | 2017-12-08 | 2019-05-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Method for prevention of electrochemical migration phenomenon and device for its implementation |
RU2803323C1 (en) * | 2023-01-11 | 2023-09-12 | Акционерное общество "Ижевский радиозавод" | Heater board (variants) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1288657A1 (en) * | 1985-09-30 | 1987-02-07 | Ignateva Lidiya P | Constant-temperature cabinet |
JPS6361312A (en) * | 1986-09-02 | 1988-03-17 | Koki:Kk | Pre-heater automatic control method |
RU2348962C1 (en) * | 2007-05-22 | 2009-03-10 | ГОУ ВПО "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Device for stabilisation of temperature of devices of microcircuits and microassemblies |
-
2012
- 2012-11-07 RU RU2012147037/07A patent/RU2519282C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1288657A1 (en) * | 1985-09-30 | 1987-02-07 | Ignateva Lidiya P | Constant-temperature cabinet |
JPS6361312A (en) * | 1986-09-02 | 1988-03-17 | Koki:Kk | Pre-heater automatic control method |
RU2348962C1 (en) * | 2007-05-22 | 2009-03-10 | ГОУ ВПО "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Device for stabilisation of temperature of devices of microcircuits and microassemblies |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2690018C1 (en) * | 2017-12-08 | 2019-05-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Method for prevention of electrochemical migration phenomenon and device for its implementation |
RU2803323C1 (en) * | 2023-01-11 | 2023-09-12 | Акционерное общество "Ижевский радиозавод" | Heater board (variants) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012147037A (en) | 2014-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3737206B1 (en) | Heater bundle for adaptive control | |
US10608294B2 (en) | Power storage device, cell, balance operation method, and program | |
US20210044129A1 (en) | Power storage device | |
RU2532417C2 (en) | Temperature control for distribution bus system | |
CN108490775B (en) | Temperature stability control device and control method for spacecraft | |
US8500034B2 (en) | Temperature controller for direct mounting to the object to be controlled | |
KR100706260B1 (en) | Apparatus and Method for Automatically Adjusting Temperature | |
KR20190025002A (en) | Heater Bundle and Current Leakage Reduction Method for Adaptive Control | |
CN108432341B (en) | Integrated heater and sensor system | |
CN105094172A (en) | Method for realizing low temperature starting of equipment in circuit board | |
JP2011155752A (en) | Power storage device | |
RU2519282C1 (en) | Temperature stabilisation device | |
CN110764555A (en) | Low-temperature environment control device, control method thereof and airborne photoelectric equipment | |
CN110825582A (en) | CPU temperature sensor testing device, method and system | |
US20150338283A1 (en) | Device and method for temperature monitoring in multiple areas using one sensor | |
CN111052856B (en) | Anti-icing system and heating system | |
ES2932840T3 (en) | Apparatus and system for measuring temperature for a dry-type transformer | |
US20170163065A1 (en) | Constant power supply for thermo-electric cells | |
US20140239078A1 (en) | Thermostat Control System with IR Sensor | |
US11950328B2 (en) | System and method for a closed-loop bake-out control | |
CN110719084B (en) | Implementation method and device for expanding low-temperature range of temperature compensation crystal oscillator | |
AU2017202731B2 (en) | Improvements in Water Heating Elements | |
Chen et al. | Design of passive wireless temperature measurement system for high voltage power equipment | |
RU2645391C2 (en) | Source of heat for heating liquid | |
JP2021116060A (en) | Ice detection system for aircraft surface, and method of operating ice detection system |