RU72770U1

RU72770U1 - THERMOSTAT DEVICE

Info

Publication number: RU72770U1
Application number: RU2007141222/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Афанасьевич Никоненко; Юрий Валентинович Шевелев; Валерий Анатольевич Свирков
Original assignee: ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "Научно-производственное предприятие "Эталон"
Priority date: 2007-11-06
Filing date: 2007-11-06
Publication date: 2008-04-27

Abstract

Полезная модель относится к области термоэлектрического приборостроения и может использоваться для термостатирования объектов. Задача полезной модели - поддержание высокой стабильности требуемых параметров, расширение функциональных возможностей термостата. Поставленная задача достигается тем, что в устройстве термостатирования, содержащем теплоизоляционный корпус, внутри которого размещен объект термостатирования, а на днище которого расположена термоэлектрическая батарея, работающая от источника питания, одной поверхностью приведенная в тепловой контакт с внутренним радиатором, омываемым термостабилизирующим веществом, а другой поверхностью с внешним радиатором, причем термоэлектрическая батарея выполнена на элементах. Пельтье, в устройство термостатирования дополнительно введен датчик, размещенный внутри термоизоляционного корпуса, модуль управления, содержащий измерительный узел, соединенный с датчиком, микропроцессор, соединенный с индикатором, фиксирующим значения The utility model relates to the field of thermoelectric instrumentation and can be used for temperature control of objects. The objective of the utility model is to maintain high stability of the required parameters, expanding the functionality of the thermostat. The problem is achieved in that in a temperature control device containing a heat-insulating casing, inside which there is a temperature control object, and on the bottom of which there is a thermoelectric battery operating from a power source, brought into contact with one surface with an internal radiator, washed by a heat-stabilizing substance, and the other surface with an external radiator, and the thermoelectric battery is made on the elements. Peltier, a sensor placed inside a thermally insulating housing, a control module containing a measuring unit connected to a sensor, a microprocessor connected to an indicator fixing the values

температуры термостатируемого объекта, и с n-твердотельными реле, которые через LC-фильтр соединяют источник питания с элементами Пельтье, входящими в термоэлектрическую батарею, и узел коммутации, осуществляющий подключение термостатируемых объектов.temperature of the thermostated object, and with n-solid-state relays that connect the power source to the Peltier elements included in the thermoelectric battery through an LC filter and a switching unit that connects the thermostatic objects.

Description

Полезная модель относится к области термоэлектрического приборостроения и может использоваться для термостатирования объектов.The utility model relates to the field of thermoelectric instrumentation and can be used for temperature control of objects.

Известны термостаты в виде массивного металлического корпуса, защищенного теплоизоляцией [1] На наружной поверхности корпуса расположен нагревательный или охладительный элемент. Корпус термостата вследствие высокого значения коэффициента теплопроводности материала, из которого он изготовлен, имеет равномерную температуру.Known thermostats in the form of a massive metal casing protected by thermal insulation [1] On the outer surface of the casing is a heating or cooling element. Due to the high thermal conductivity coefficient of the material of which it is made, the thermostat housing has a uniform temperature.

Однако для того, чтобы сгладить колебания температуры от нагревателя, необходимо иметь материал корпуса с низкой теплопроводностью. Недостатком известного устройства является низкая точность термостабилизации.However, in order to smooth out temperature fluctuations from the heater, it is necessary to have a case material with low thermal conductivity. A disadvantage of the known device is the low accuracy of thermal stabilization.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для термостабилизации нескольких объектов на разных температурных Closest to the proposed device is a device for thermal stabilization of several objects at different temperature

уровнях, содержащее термоэлектрическую батарею, питаемую электрическим током от источника электрической энергии, холодным спаем приведенную в тепловой контакт с тонкостенной металлической емкостью, заполненной термостабилизирующим веществом, а горячим - с радиатором [2].levels, containing a thermoelectric battery, fed by electric current from an electric energy source, cold junction brought into thermal contact with a thin-walled metal tank filled with a heat-stabilizing substance, and hot - with a radiator [2].

Недостатком известного устройства является невысокая стабильность поддержания требуемых температур и ограниченные функциональные возможности.A disadvantage of the known device is the low stability of maintaining the required temperatures and limited functionality.

Задача полезной модели - поддержание высокой стабильности требуемых параметров, расширение функциональных возможностей термостата.The objective of the utility model is to maintain high stability of the required parameters, expanding the functionality of the thermostat.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве термостатирования, содержащем теплоизоляционный корпус, внутри которого размещен объект термостатирования, а на днище которого расположена термоэлектрическая батарея, работающая от источника питания, одной поверхностью приведенная в тепловой контакт не с корпусом, а с внутренним радиатором, омываемым термостабилизирующим веществом, а другой поверхностью с внешним радиатором, причем термоэлектрическая батарея выполнена на элементах Пельтье, в устройство термостатирования дополнительно введен датчик, размещенный внутри термоизоляционного корпуса, модуль управления, содержащий измерительный узел, соединенный с датчиком, микропроцессор, соединенный с индикатором, фиксирующим значения The problem is achieved in that in a thermostatic control device containing a heat-insulating casing, inside of which there is a thermostatic control object, and on the bottom of which there is a thermoelectric battery operating from a power source, brought to one contact with a heat sink that is not in contact with the body, but with an internal radiator substance, and another surface with an external radiator, and the thermoelectric battery is made on Peltier elements, in addition to the temperature control device A sensor placed inside the thermally insulating housing, a control module containing a measuring unit connected to a sensor, a microprocessor connected to an indicator that fixes the values

На фиг.1 представлено предлагаемое устройство термостатирования, содержащее теплоизоляционный корпус 1, внутри которого размещен объект термостатирования 2, а на днище которого расположена термоэлектрическая батарея 3, работающая от источника питания 4, одной поверхностью приведенная в тепловой контакт с внутренним радиатором 5, омываемым термостабилизирующим веществом 6, а другой поверхностью с внешним радиатором 7. В устройство термостатирования дополнительно введен датчик 8, размещенный внутри термоизоляционного корпуса 1, модуль управления 9, содержащий измерительный узел 10, соединенный с датчиком 8, микропроцессор 11, соединенный с индикатором 12, фиксирующим значение температуры термостатируемого объекта 2, и с n-твердотельными реле 13, которые через LC-фильтр 14 соединяют источник питания 4 с элементами Пельтье 15, входящими в термоэлектрическую батарею 3, и узел коммутации 16, осуществляющий подключение термостатируемого объекта 2.Figure 1 presents the proposed thermostatic control device, comprising a heat-insulating casing 1, inside of which there is a thermostatic control object 2, and on the bottom of which there is a thermoelectric battery 3 operating from a power source 4, brought into one thermal contact with an internal radiator 5 washed by a heat-stabilizing substance 6, and the other surface with an external radiator 7. A sensor 8 is additionally introduced into the thermostatic control device, which is located inside the thermal insulation housing 1, the control module 9, comprising a measuring unit 10 connected to a sensor 8, a microprocessor 11 connected to an indicator 12 that fixes the temperature of the thermostated object 2, and to n-solid-state relays 13, which, through an LC filter 14, connect the power source 4 to the Peltier elements 15 included in the thermoelectric battery 3, and the switching unit 16, connecting the thermostatically controlled object 2.

Устройство термостатирования работает следующим образом. Входной сигнал с датчика 8 поступает на измерительный узел 10 модуля управления 9, где преобразуется в цифровую форму и передается в микропроцессор 11.Thermostat operates as follows. The input signal from the sensor 8 is fed to the measuring unit 10 of the control module 9, where it is converted to digital form and transmitted to the microprocessor 11.

В микропроцессоре 11 код принятого сигнала преобразуется и передается на знаковый индикатор 12 для отображения результата измерения.In microprocessor 11, the code of the received signal is converted and transmitted to the sign indicator 12 to display the measurement result.

Микропроцессор 11 сравнивает принятый сигнал с требуемым значением и по ПИД-закону управляет твердотельными реле 13.The microprocessor 11 compares the received signal with the desired value and, according to the PID law, controls solid-state relays 13.

Реле 13 коммутируют постоянное напряжение с выхода источника питания 4 на вход LC-фильтра 14 в виде широтно-импульсной модуляции. В LC-фильтре 14 этот модулированный сигнал сглаживается и полученное постоянное напряжение подается на элементы Пельтье 15 термоэлектрической батареи 3.Relay 13 commutes a constant voltage from the output of power supply 4 to the input of the LC filter 14 in the form of pulse-width modulation. In the LC filter 14, this modulated signal is smoothed out and the DC voltage obtained is applied to the Peltier elements 15 of the thermoelectric battery 3.

Поддержание температуры осуществляется с помощью элементов Пельтье 15, к одной стороне которых закреплен радиатор 5, непрерывно омываемый теплоносителем 6 с помощью мешалки. С другой стороны каждого элемента Пельтье 15 закреплен радиатор 7. Охлаждение радиаторов 7 производится вентилятором, который размещен в нижней части термостата.The temperature is maintained using Peltier elements 15, to one side of which a radiator 5 is fixed, continuously washed by the heat carrier 6 using a mixer. On the other side of each Peltier element 15, a radiator 7 is fixed. Cooling of the radiators 7 is carried out by a fan, which is located in the lower part of the thermostat.

В передней части устройство термостатирования расположены индикатор 12, который отображает текущую температуру термостатируемого объекта 2, и узел коммутации 16, осуществляющий подключение термостатируемого объекта 2.In front of the thermostatic control unit there is an indicator 12, which displays the current temperature of the thermostatically controlled object 2, and a switching unit 16, which connects the thermostatically controlled object 2.

Предложенное устройство для термостатирования имеет небольшие общие габариты и позволяет обеспечить высокую стабильность поддержания требуемых температур.The proposed device for temperature control has small overall dimensions and allows for high stability to maintain the required temperatures.

Источники информацииInformation sources

1. «Система термостатирования в радиоэлектронике» Венгеровский Л.В., Ванштейн А.Х., Л., Энергия, 1969 г., с.761. "Thermostatic control system in radio electronics" Vengerovsky L.V., Vanstein A.Kh., L., Energy, 1969, p.76

2. Патент №2236034, G05D 23/22, «Устройство для термостабилизации нескольких объектов на разных температурных уровнях», опубл. 2003 г.2. Patent No. 2236034, G05D 23/22, “Device for thermal stabilization of several objects at different temperature levels”, publ. 2003 year

Claims

A temperature control device, comprising a heat-insulating case, inside which a temperature control object is placed, and on the bottom of which there is a thermoelectric battery operating from a power source, brought to one surface by thermal contact with an external radiator, characterized in that the thermoelectric battery is brought into contact with the internal surface by another surface a radiator washed by a thermostabilizing substance, and made on Peltier elements, is additionally introduced into the thermostatic control device a sensor located inside the heat-insulating casing, a control module containing a measuring unit connected to the sensor, a microprocessor connected to an indicator that records the temperature of the thermostated object, and to n-solid-state relays that connect the power source to the Peltier elements included in the filter via an LC filter into a thermoelectric battery, and a switching unit that connects thermostatically controlled objects.