RU57071U1

RU57071U1 - PROTECTIVE THERMAL CASE

Info

Publication number: RU57071U1
Application number: RU2006108399/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Безукладов; Валерий Иванович Костенко; Евгений Николаевич Кардашев; Михаил Дмитриевич Чичков
Original assignee: Закрытое акционерное общество "НЕАТЕХ"
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2006-09-27

Abstract

Полезная модель относится к области приборостроения и может быть использована при конструировании блоков радиоэлектронной аппаратуры. Техническим результатом полезной модели является обеспечение надежности функционирования электро - и радиооборудования при низких температурах окружающей среды и существенном снижении энергопотребления при существенной радиопрозрачности термочехла. Технический результат полезной модели достигается тем, что защитный термочехол, выполненный с возможностью размещения в нем электро - и радиооборудования, содержащий нагревательный элемент, конструкции типа "сэндвич", реализованный в виде гибкого тканого электронагревателя по обеим сторонам которого размещены защитные экраны, выполненные из двух слоев, включающих теплозащитную ткань с различными оптическими характеристиками наружной и внутренней сторон и теплоизляционный материал, причем термодатчик установлен внутри электро - и радиооборудования с дополнительным введением визуальной индикации состояния работы электронагревателя. Технико-экономический эффект полезной модели обеспечивает надежность функционирования электро - и радиооборудования при низких температурах окружающей среды и существенном снижении энергопотребления термочехла, причем применение многослойного материала нагревателя при использовании электропроводящих сеток в предлагаемой конструкции изделия позволяет не только увеличить пропускание сверхвысокочастотных электромагнитных волн материала термочехла, но и уменьшить влияние поверхностных волн изделия.The utility model relates to the field of instrumentation and can be used in the design of blocks of electronic equipment. The technical result of the utility model is to ensure the reliability of the operation of electrical and radio equipment at low ambient temperatures and a significant reduction in energy consumption with significant radio transparency of the thermal cover. The technical result of the utility model is achieved by the fact that a protective thermal cover, made with the possibility of placing electric and radio equipment in it, containing a heating element, a sandwich structure, implemented as a flexible woven electric heater, on both sides of which protective screens made of two layers are placed including heat-protective fabric with various optical characteristics of the outer and inner sides and heat-insulating material, moreover, the temperature sensor is installed inside the electric and iooborudovaniya with the additional administration visual indication of the operation status of the electric heater. The technical and economic effect of the utility model ensures the reliability of the operation of electrical and radio equipment at low ambient temperatures and a significant reduction in the energy consumption of the thermal cover, and the use of a multilayer heater material when using electrically conductive grids in the proposed product design allows not only to increase the transmission of microwave waves of the thermal cover material, but also reduce the effect of surface waves of the product.

Description

Полезная модель относится к области приборостроения и может быть использована при конструировании блоков радиоэлектронной аппаратуры.The utility model relates to the field of instrumentation and can be used in the design of blocks of electronic equipment.

Как известно, при функционировании радиоэлектронных блоков могут иметь место следующие три формы передачи тепловой энергии:As you know, the following three forms of transfer of thermal energy can occur during the operation of electronic blocks:

конвекционная теплопередача, теплопроводность и тепловое излучение, причем наличие хорошей термической изоляции, позволяет одновременно снизить интенсивность всех этих трех форм переноса тепловой энергии.convection heat transfer, heat conduction and thermal radiation, and the presence of good thermal insulation, can simultaneously reduce the intensity of all these three forms of heat transfer.

Известен термоизолированный корпус (см. патент FR №2137316 МПК Н 05 К 05/00, от 29.12.72), предназначенный для термической изоляции генератора с кварцевой стабилизацией, при использовании материала, заполняющего полость термоизолирующего корпуса, имеющего неоднородную структуру со слабой удельной теплопроводностью и невысокой степенью термопоглощения, причем внутри корпуса поддерживается вакуум или внутренняя полость его заполнена газом, для которого характерна невысокая величина термической удельной проводимости, кроме того, термоизолирующий корпус имеет Known thermally insulated casing (see patent FR No. 2137316 IPC N 05 K 05/00, dated 29.12.72), intended for thermal insulation of a generator with quartz stabilization, using a material filling the cavity of a thermally insulating casing having an inhomogeneous structure with weak thermal conductivity and a low degree of thermal absorption, moreover, a vacuum is maintained inside the housing or its internal cavity is filled with gas, which is characterized by a low value of thermal conductivity, in addition, thermally insulating the case has

герметическую крышку, а в качестве материала имеющего неоднородную, расчлененную структуру, используются шарики из материала, обладающие высоким коэффициентом преломления (например, изготовленные из стекла), а диаметр шариков приблизительно равен 0,1 самого близкого расстояния между устройством и стенкой корпуса.a hermetic cover, and as a material having a heterogeneous, dissected structure, balls of material with a high refractive index (for example, made of glass) are used, and the diameter of the balls is approximately 0.1 of the closest distance between the device and the wall of the case.

Однако известное техническое решение дорогостоящее и трудно выполнимое.However, the known technical solution is expensive and difficult to implement.

Известен защитный экран (см. FAU installation Handbook Erisccon N LZT 123 55 50 R 18, от 10.11.99), выполненный с возможностью размещения в нем стационарного абонентского терминала FAU-200 фирмы Erisccon, содержащий нагревательный элемент и защитные экраны, изготовленные в виде конструкции типа "сэндвич ", причем антенный блок представляет собой полую тонкостенную трапецию из литьевого алюминиевого сплава, кроме того, на внутренней поверхности днища отлит совместно со стенкой днища полый короб, к торцевым поверхностям которого крепится приборная доска, прикрытая сверху защитными экранами в виде пластикового кожуха, закрывающего корпус антенного блока и внешнюю поверхность днища и нагревательного элемента.Known protective screen (see FAU installation Handbook Erisccon N LZT 123 55 50 R 18, from 10.11.99), made with the possibility of placing in it a stationary user terminal FAU-200 firm Erisccon, containing a heating element and protective screens made in the form of a design type “sandwich”, with the antenna unit being a hollow thin-walled trapezoid made of cast aluminum alloy, in addition, a hollow box is molded together with the bottom wall on the inner surface of the bottom, to the end surfaces of which a dashboard is mounted, covered with a top final screens in the form of a plastic casing covering the antenna unit housing and the outer surface of the bottom and heating element.

Причем стационарный абонентский терминал FAU-200, выполняющий функции приемника, передатчика и антенны спутникового телефона, осуществляет защиту от воздействия окружающей среды в температурных пределах порядка от -30° до +50°С, путем создания теплового баланса для элементов антенного блока экранами и квазистационарной теплопередачи воздуха между ребрами днища и крышки.Moreover, the stationary subscriber terminal FAU-200, which acts as a receiver, transmitter and antenna of a satellite telephone, provides protection from environmental influences in the temperature range from -30 ° to + 50 ° C, by creating a heat balance for the elements of the antenna unit with screens and quasi-stationary heat transfer air between the ribs of the bottom and cover.

Однако, работа при чрезвычайно низких температур окружающей среды крайнего Севера невозможна.However, operation at extremely low ambient temperatures of the far North is not possible.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является защитный термочехол (см. патент RU №2246188 МПК⁷ Н 05 К 07/20, от 10.02.05), выполненный с возможностью размещения в нем стационарного радиоблока спутникового телефона, содержащий The closest in technical essence and the achieved result is a protective thermal cover (see patent RU No. 2246188 IPC ⁷ N 05 K 07/20, 02/10/05), made with the possibility of placing in it a stationary radio unit of a satellite telephone, containing

нагревательный элемент, конструкции типа "сэндвич", реализованной в виде гибкого тканого электронагревателя по обеим сторонам которого размещены защитные экраны, выполненные из двух слоев, включающих теплозащитную ткань с различными оптическими характеристиками наружной и внутренней сторон и теплоизляционный материал, причем на гибком тканом электронагревателе установлено защитное реле, срабатывающее при температуры +60° +2°С, а коммутация гибкого тканого электронагревателя осуществляется блоком управления, установленным на корпусе радиоблока при температуре электронагревателя устанавливается на уровне - -23±1°С, а включение - -17±2°С.a heating element of a "sandwich" type design, implemented as a flexible woven electric heater on both sides of which protective shields are placed, made of two layers, including heat-shielding fabric with various optical characteristics of the outer and inner sides and heat-insulating material, and a protective woven electric heater is installed a relay operating at a temperature of + 60 ° + 2 ° C, and switching a flexible woven electric heater is carried out by a control unit mounted on the housing the radio block at the temperature of the electric heater is set at -23 ± 1 ° C, and the inclusion of -17 ± 2 ° C.

Недостаток известного изобретения заключается в существенном энергопотребления термочехла.A disadvantage of the known invention is the substantial energy consumption of the thermal cover.

Техническим результатом полезной модели является обеспечение надежности функционирования электро - и радиооборудования при низких температурах окружающей среды и существенном снижении энергопотребления, при существенном радиопрозрачности термочехла.The technical result of the utility model is to ensure the reliability of the operation of electric and radio equipment at low ambient temperatures and a significant reduction in energy consumption, with a significant radiotransparency of the thermal cover.

Технический результат полезной модели достигается тем, что защитный термочехол, выполненный с возможностью размещения в нем электро - и радиооборудования, содержащий нагревательный элемент, конструкции типа "сэндвич", реализованной в виде гибкого тканого электронагревателя по обеим сторонам которого размещены защитные экраны, выполненные из двух слоев, включающих теплозащитную ткань с различными оптическими характеристиками наружной и внутренней сторон и теплоизляционный материал, причем термодатчик установлен внутри электро - и радиооборудования (например, точка заземления или в зоне ЧИПа) с дополнительным введением визуальной индикации состояния работы электронагревателя.The technical result of the utility model is achieved by the fact that a protective thermal cover, made with the possibility of placing electric and radio equipment in it, containing a heating element, of a sandwich design, implemented as a flexible woven electric heater, on both sides of which protective screens are made of two layers including heat-protective fabric with various optical characteristics of the outer and inner sides and heat-insulating material, moreover, the temperature sensor is installed inside the electric and iooborudovaniya (e.g., grounding point or zone CHIP) with the additional administration of a visual indication of the operation status of the electric heater.

Команда на подачу питания для гибкого тканого электронагревателя или его отключения определяется термодатчиком, установленного в наиболее термочувствительном либо теплонагруженном месте электро - и The command to supply power for a flexible woven electric heater or turn it off is determined by a temperature sensor installed in the most heat-sensitive or heat-loaded electric and

радиооборудования при автоматической фиксации критической температуры в зоне ЧИПа, причем контроль готовности электро - и радиооборудования к работе дополнительно осуществляется визуально: по двум индикаторным лампочкам: красная - недостаточность температурного режима на электро - и радиооборудовании и необходимость, подачи питания на блок управления питанием электронагревателя; зеленая -достигнут, необходимый температурный режим на электро - и радиооборудовании и готовность его к функционированию.radio equipment with automatic fixation of the critical temperature in the area of the CHIP, moreover, the readiness of electric and radio equipment for work is additionally visually monitored: by two indicator lights: red - insufficient temperature conditions on the electric and radio equipment and the need to supply power to the electric heater power control unit; green - achieved, the required temperature on the electrical and radio equipment and its readiness for operation.

Причем, коэффициент радиопрозрачности термочехла в диапазоне сверхвысоких частот от 2,0 до 8,3 ГГц составляет порядка 0,95.Moreover, the coefficient of radio transparency of the thermal cover in the microwave range from 2.0 to 8.3 GHz is about 0.95.

Предложен, гибкий всепогодный термочехол, обеспечивающий высокоэффективную изоляцию в диапазоне температур порядка от -70° до +60°С с минимальным энергопотреблением при существенной радиопрозрачности предложенной структуры термочехла.A flexible all-weather thermal cover is proposed, which provides highly efficient insulation in the temperature range from -70 ° to + 60 ° C with minimal energy consumption with significant radio transparency of the proposed thermal cover structure.

Использование материала термочехла из электропроводящей ткани марки "БИКАРБОЛОН", представляющего собой однослойную электропроводящую ткань (сетку) с теплоизолирующим материалом и наружной оболочкой из материала типа "OXWORD".The use of the material is a thermal cover made of electrically conductive fabric of the BIKARBOLON brand, which is a single-layer electrically conductive fabric (mesh) with heat-insulating material and an outer shell of material of the OXWORD type.

Причем термодатчик позволяет контролировать температуру на подложке ЧИПа при работе его в оговоренных (заданных) температурных режимах для достижения надежной работы электро - и радиооборудования при чрезвычайно низкой температуре окружающей среды и при ее резких изменениях, а введение визуальной индикации позволяет увеличить срок службы электро - и радиооборудования.Moreover, the temperature sensor allows you to control the temperature on the substrate of the chip when it is in the specified (set) temperature conditions to achieve reliable operation of electrical and radio equipment at extremely low ambient temperatures and with its sharp changes, and the introduction of visual indications allows you to increase the life of electrical and radio equipment .

Сравнение предлагаемого решения с известными техническими решениями показывает, что оно обладает новой совокупностью существенных признаков, которые позволяют успешно реализовать поставленную цель.Comparison of the proposed solution with well-known technical solutions shows that it has a new set of essential features that can successfully achieve the goal.

На фиг.1а, б приведен защитный термочехол, на фиг.2 - испытательный стенд.On figa, b shows a protective thermal cover, figure 2 - test bench.

Защитный термочехол 1, выполненный с возможностью размещения в нем электро - и радиооборудования 2, содержащий нагревательный элемент, конструкции типа "сэндвич", реализованный в виде гибкого тканого электронагревателя 3 по обеим сторонам которого размещены защитные экраны 4, 5, выполненные из двух слоев, включающих теплозащитную ткань с различными оптическими характеристиками наружной 4 и внутренней 5 сторон и теплоизляционный материал 6, причем термодатчик 7 установлен внутри радиоблока 2 (например, точка заземления или в зоне ЧИПа) с введением визуальной индикации 8 работы электронагревателя 3, а также блок генератора 9 качающейся частоты ГКЧ Я2Р - 75Б, индикаторный блок 10Я2Р - 70 и антенна 11 прибора П6 - 23А, металлический лист 12 блок питания 13, блок управления 14.A protective thermal cover 1, made with the possibility of placing electric and radio equipment 2 in it, containing a heating element, a sandwich structure, implemented as a flexible woven electric heater 3, on both sides of which protective screens 4, 5 are made, made of two layers, including heat-protective fabric with various optical characteristics of the outer 4 and inner 5 sides and heat-insulating material 6, and the temperature sensor 7 is installed inside the radio unit 2 (for example, a ground point or in the area of the chip) with the input visual indication 8 of the operation of the electric heater 3, as well as the generator unit 9 of the oscillating frequency GKCh Ya2R - 75B, the indicator unit 10Ya2R - 70 and the antenna 11 of the device P6 - 23A, the metal sheet 12 power supply 13, the control unit 14.

Оценки свойств материала термочехла 1 проводились на измерительной установке (см. фиг.2) на основе блока генератора 9 качающейся частоты ГКЧ Я2Р - 75Б, индикаторного блока 10 Я2Р - 70 и антенны 11 прибора П6 -23А.Evaluation of the properties of the material of the thermal cover 1 was carried out on a measuring installation (see figure 2) based on the generator block 9 of the oscillating frequency GKCh Ya2R - 75B, the indicator unit 10 Ya2R - 70 and the antenna 11 of the device P6 -23A.

Испытания радиопрозрачности изделия осуществлялись в ближней зоне антенны 11 в диапазоне частот 2,0-8,3 ГГц при отражении от металлического листа 12 и относительно свободного пространства.Tests of the radio transparency of the product were carried out in the near zone of the antenna 11 in the frequency range 2.0-8.3 GHz with reflection from the metal sheet 12 and relatively free space.

Термочехол 1 помещался в зоне излучения антенны 11 прибора П6 - 23А перед свободным пространством или металлического листа 12, существенно превышающая раствор антенны.The thermal case 1 was placed in the radiation zone of the antenna 11 of the device P6 - 23A in front of the free space or of the metal sheet 12, significantly exceeding the solution of the antenna.

Во всем диапазоне спектра сверхвысоких частот работы установки разница между пропусканием испытываемого термочехла 1 и отражением от испытываемого термочехла 1 и образца сравнения для обоих случаев не превышала 0,5 дб.Over the entire range of the microwave operation spectrum of the installation, the difference between the transmission of the tested thermal cover 1 and the reflection from the tested thermal cover 1 and the reference sample for both cases did not exceed 0.5 dB.

Включение-выключение блока питания 13 не вызывало изменение отраженного сигнала от термочехла 1 и от термочехла 1 на металлическом листе 12.Turning on / off the power supply 13 did not cause a change in the reflected signal from the thermal cover 1 and from the thermal cover 1 on the metal sheet 12.

Принцип действия термочехла 1 основан в поэтапном задействовании термостабилизации при изменении климатических условий окружающей среды путем циклического включения гибкого тканого электронагревателя 3, определяемом режимами работы блока управления 14 при активном функционировании электро - и радиооборудования 2.The principle of operation of the thermal cover 1 is based on the phased activation of thermal stabilization when the climatic conditions of the environment change by cyclic inclusion of a flexible woven electric heater 3, determined by the operating modes of the control unit 14 with the active functioning of electric and radio equipment 2.

При высоких температурах воздействия на термочехол 1 на наружную 4 теплозащитную ткань, которая отражает лучистую энергию Солнца, а при проникновении тепла через теплоизоляционный материал 6, отражение осуществляет второй слой теплозащитной ткани 5, при не нарушении теплового баланса электро - и радиооборудования 2.At high temperatures, the thermal cover 1 acts on the outer 4 heat-shielding fabric, which reflects the radiant energy of the Sun, and when heat penetrates through the heat-insulating material 6, reflection is carried out by the second layer of heat-shielding fabric 5, without disturbing the heat balance of the electric and radio equipment 2.

При низких температурах воздействия на термочехол 1 гибкий тканый электронагреватель 4 выделяет тепло, направленное на "выживание" электро - и радиооборудования 2 через теплоизоляционный материал 6 и теплозащитную ткань 4, и отраженное от внутренней стороны теплозащитной ткани 5, как от рефлектора, со степенью черноты поверхности порядка 0,92, тепло возвращается для электро - и радиооборудования 2.At low temperatures of exposure to the thermal cover 1, a flexible woven electric heater 4 generates heat aimed at the "survival" of electric and radio equipment 2 through heat-insulating material 6 and heat-protective fabric 4, and reflected from the inside of the heat-protective fabric 5, as from a reflector, with a degree of surface blackness about 0.92, heat is returned for electrical and radio equipment 2.

При этом термодатчик 7, установленный на основании ЧИПа, позволяет полно контролировать жизнеспособность электро - и радиооборудования 2.At the same time, the temperature sensor 7, installed on the basis of the CHIP, allows full control over the viability of electrical and radio equipment 2.

Технико-экономический эффект полезной модели обеспечивает надежность функционирования электро - и радиооборудования при низких температурах окружающей среды и существенном снижении энергопотребления термочехла, причем применение многослойного материала нагревателя при использовании электропроводящих сеток в предлагаемой конструкции позволяет не только увеличить пропускание сверхвысокочастотных электромагнитных волн материала термочехла, но и уменьшить влияние поверхностных волн (например, существенно уменьшить боковые лепестки диаграммы направленности антенны).The technical and economic effect of the utility model ensures the reliability of the operation of electric and radio equipment at low ambient temperatures and a significant reduction in the energy consumption of the thermal cover, and the use of a multilayer heater material using electrically conductive grids in the proposed design allows not only to increase the transmission of microwave waves of the thermal cover material, but also to reduce the influence of surface waves (for example, significantly reduce lateral sculpts ki antenna directivity pattern).

Claims

A protective thermal cover made with the possibility of placing stationary electrical and radio equipment in it, containing a heating element, a sandwich type construction, implemented as a flexible woven electric heater on both sides of which protective screens are made, made of two layers, including a heat-protective fabric with different optical characteristics of the outer and inner sides and heat-insulating material, characterized in that the thermal sensor is installed inside the electrical and radio equipment with additional m introducing a visual indication of the operation status of the electric heater.