SU1104479A1 - Устройство дл регулировани давлени паров металла в термоэмиссионном преобразователе - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ ПАРОВ МЕТАЛЛА В ТЕРМОЭМИССИОННОМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ, содержащее нагреватель, размещенный на термостате с жидким металлом, полость которого соединена трубопроводом, в котором размещена керамическа  встав ка с полостью термоэмиссионного преобразовател , нагреватели трубопровода и нагреватель керамической вставки, термопару, гор чим спаем которой  вл етс  пленка металла, осе дающего на керамической вставке, а также источник питани , первый задатчик температуры и первый регул тор , к выходу которого параллельно подключены нагреватели трубопровода, последовательно соединенные второй задатчик температуры, компаратор и второй регул тор, к выходу которого подключен нагреватель термостата , отличающе ес  тем, что, с целью повьпиени  точности устройства, оно содержит усилитель , интегратор, сумматор, элемент И-НЕ, ключ и сдвоенный переключатель причем входы сумматору подключены к выходам первого и второго задатчиков , а выход - к входу первого регул тора , выход которого св зан с (Л нагревателем керамической вставки через ключ, управл ющий вход которого подключен К выходу элемента И-НЕ, первый вход которого через % сдвоенный переключатель соединен с первым выходом источника напр жени , второй выход которого через сдвоенный переключатель св зан с входом второго задатчика, а термопара под- , N ключена к входу усилител , выходом св занного с вторым входом элемента -И-НЕ, и к входу интегратора, выходом 0 св занного с вторым входом компаратора .J.

Description

Изобретение относитс  к технике автоматического регулировани  давлени  паров металлов, например Cs, Li Na и т.п., и может быть использовано в частности, дл  регулировани  давлени  насыщенных паров цези , вводимых в межэлектродный зазор термоэмиссионного преобразовател .

Дл  исследовани  и испытаний термоэмиссионного преобразовател  необходимо создание транспортировки в межэлектродный зазор, регулировани  и стабилизации давлени  насыщенных паров цези . Эта задача решаетс  пр при помощи цезиевого тракта и системы нагрева термостата с цезием. Дл  регулировани  давлени  обычно используетс  зависимость между температурой наиболее холодной точки (термостат ) системы и давлением насыщенных паров металла в ней.

Известно устройство, в котором в качестве сигнала обратной св зи используетс  термо-ЭДС термопары tl3

Однако точность регулировани  в данном устройстве зависит от мес-. та размещени  термопары внутри термостата , которое практически невозможно точно указать в реальных услови х .

Известно устройство, в котором в качестве измерител  давлени  используетс  термопара, гор чим спаем которой служит; электропровод ща  пленка оседающих паров металла между двум  термоэлектродами. Это позвол ет устанавливать датчик вне термостата , что устран ет погрешность, определ емую количеством жидкого металла в термостате 27.

Однако данное устройство не предусматривает работу в автоматическом режиме.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство, содержащее первый задатчик температуры, первый регул тор, параллельно включенные нагреватели тракта, термопару и последовательно соединенные второй задатчик температуры , ксмпаратор, второй регул тор и нагреватель термостата 33Однако известное устройство (бладает низкой точностью регулировани  давлени  паров и предусматривает работу только в режиме ручного управлени .

Цель изобретени  - повышение точности устройства.

Эта цель достигаетс  тем, что в устройство дл  регулировани  давлени  паров металла в термоэмиссионном преобразователе, содержащее нагреватель , размещенный на термоста- те с жидким металлом, полость которого соединена трубопроводом, в котором размещена керамическа  вставка , с полостью термоэмиссионного преобразовател , нагреватели трубопровода и нагреватель керамической вставки, термопару, гор чим спаем которой  вл етс  пленка металла, оседающего на керамической вставке, а также источник питани , первый задатчик температуры и первый регул тор , к выходу которого параллельно подключены нагреватели трубопровода последовательно соединенные второй задатчик температуры, компаратор и второй регул тор, к. выходу которого подключен нагреватель термостата , введены усилитель, интегратор, сумматор, элемент И-НЕ, ключ и сдвоенный переключатель, причем входы сумматора подключены к выходам первого и второго задатчиков, а выход к входу первого регул тора, выход которого св зан с нагревателем керамической вставки через ключ, управ л ющий вход которого подключен к Выходу элемента И-НЕ первый вход которого через сдвоенный переключатель соединен с первым выходом источника питани , второй выход которого через сдвоенный переключатель св зан с входом второго задатчика, а термопара подключена к входу усилител , выходом св занного с вторым входом элемента И-НЕ, и к входу интегратора , выходом св занного с вторым входом компаратора.

На чертеже представлена функциональна  схема предлагаемого устройства .

Устройство содержит второй задатчик 1 температуры, компаратор 2, второй регул тор 3, нагреватель 4 термостата, первый задатчик 5 температуры , сумматор 6, первьй регул тор 7, нагреватели 8, 82,..., керамической вставки, ключ 9, элемент И-НЕ 10, усилитель .11, интегратор 12, блок 13 запуска, термостат 14, трубопровод 15, керамическую вставку 16, термопару 17, термоэмиссионный преобразователь 18, сдвоенный переключатель 19, источник 20 питани ,резисторы 21-24 и делитель 25.

/ 3 Программный задатчик 1 построен, например, с использованием элементов цифровой техники. Усилитель 1.1 собран, например, на базе дифференциального усилител  К140УД7 с использованием однопол рно го питани . Резистором 22 устанавливаетс  нулевой уровень на выходе при отсутствии пленки паров металла. При по влении провод щей пленки термоэле троды термопары 18 замыкаютс  (образуетс  гор чий спай) и на выхрд по ступает сигнал, равный величине термо-ЭДС , который переводит усилитель 11 в режим насыщени  (такой режим ра боты достигаетс  подключением отрицательного термоэлектрода термопары 17 к резистору 24, св занному с-инвертирующим входом и настройкой коэффициента усилени  резисторами 23 и 24), при этом выходной сигнал усилител  11 (уровень логической (1) определ етс  делителем 25. При включении задатчика 1 должна заработать цепь отрицательной обратной св зи 17-12-2 (иначе возникнет перегрев термостата 14, что приведет к испарению жидкого металла и оседанию паров по трубопроводу 15), дл  этого необходимо термоциклировать керамическую вставку 16. Термоциклирование осуществл етс  цепью 17-11-10-9-8 и начинаетс  при включении переключател  19, через который подаетс  электропитание задатчику 1 и одновременно с резистора 21 снимаетс  сигнал Логическа  1, который поступает на вход элемен та И-НЕ 10. Элемент 10, выполненный например, на микросъеме 155 ЛА6, оп- редел ет режим работы ключа 9. Когда с блока 13 поступает сигнал Логический О, ключ 9 открыт независимо от уровн  сигнала на выходе усилител  11, а при поступлении с блока 13 сиг нала логической 1 положение ключа 9 зависит от уровн  выходного сигнала усипител  11 (при оседании электропровод щей пленки паров металла на поверхность керамики вставки 16 ключ 9 открыт). По вление и исчезновение провод  щей пленки паров металла вызьшает по вление или исчезновение термо-ЭД на входе интегратора 12. Таким обра зом, на вход интегратора поступают однопап рные импульсы, амплитуда ко торых определ етс  величиной термоЭДС . Интегратор 12 сглаживает пуль794 сации сигнала и может быть -выполнен, например, на усилителе К 140УД7. На вход компаратора 2 поступает с imтегратора 12 аналоговый сигнал, величина которого пропорциональна величине термо-ЭДС,снимаемой с термопары 17, а следовательно, и давлению насыщенных паров металла. Задатчиком 5 устанавливаетс  начальна  температура трубопровода 15 и керамической вставки 16 с тем, чтобы -при транспортировке насьпценных паров цези  в межэлектродный зазор преобразовател  8 не возникало участков , температура которых ниже температуры термостата 14. Величина выходного напр жени  задатчика 5, оп редел юща  превышение температуры трубопровода, выбираетс  при настройке и в процессе работы не измен етс . Устройство работает след-ующим образом . При включении устройства сигнал с выхода задатчика 5 через сумматор 6 поступает на регул тор 7 (разомкнутого типа), с выхода которого на нагреватели 8,8 ,...,8 подаетс  электрическа  мощность, необходима  дл  начального прогрева трубопровода 15 и керамики вставки I6i. При этом жидкий цезий ко|1денсируетс  в термостате 14. После включени  переключател  19 на вход элемента И-НЕ поступает сигнал Логическа  1 и ключ 9 закрьгоаетс , керамика вставки 16 начинает, охлаждатьс  и, когда температура станет равной температуре жидкого цези  в термостате 14, на ее поверхность оседает провод - ща  пленка паров металла. Наличие пленки фиксируетс  усилителем 11, Который выдает сигнал наоткрытие ключа 9. Температура керамической вставки 16 повышаетс , провод ща  пленка паров исчезает и ключ 9 закрываетс . Таким образом, включени  и выключени  нагревател  8 вызьюают периодический нагрев и охлаждение керамической вставки 16. В моменты по влени  электропровод щей пленки паров металла возникает гор чий спай между термоэлектродами термопары 17 и термо-ЭДС поступает на вход интегратора 12, с выхода которого сигнал отрицательной обратной св зи, пропорциональный давлению на-сыщенньк паров цези , поступает на вход компаратора 2, на другой вход которого поступает сигнал с задатчика 1. Разностный сигнал подаетс  на вход регул тора 3, который под- i держивает температурный режим термостата 14 в соответствии с заданной программой. Одновременно сумма сигналов задатчика 1 и 5 поступает на вход регул тора 7, при этом те мпература трубопровода 15 измен етс  в соответствии с сигналом задатчика 1 и превьшает температуру термостата 14. Таким образом, давление насьпценных паров цези  задаетс  только температурой термостата 14 (наиболее низкой в системе). Регул тор 7 в зависимости от диапазона регулируемого давлени  измен ет величину электрической мощности, подводимой к нагревателю 8п. Это позвол ет поддерживать необходимую частоту термоциклировани  керамической вставки 16, чтобы исключить вли ние ее температуры на давление паров в системе.

Таким образом, в предлагаемом изобретении процесс управлени  давлением в системе питани  межэлектродного зазора термоэмиссионного преобразовател  насьщенными парам) цези  автоматизируетс , при этом улучшаютс  основные технические характеристики.

Устройство рекомендуетс  и дл  более широкого использовани  в технологических процессах, где необходим регулирование давлени  паров металла осуществл ть в автоматизированном режиме с целью повышени  эффективности и качества проводимых работ.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ ПАРОВ МЕТАЛЛА В ТЕРМОЭМИССИОННОМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ, содержащее нагреватель, размещенный на термостате с жидким металлом, полость которого соединена трубопроводом, в котором размещена керамическая встав ка с полостью термоэмиссионного преобразователя, нагреватели трубопровода и нагреватель керамической вставки, термопару, горячим спаем которой является пленка металла, осе дающего на керамической вставке, а также источник питания, первый задатчик температуры и первый регулятор, к выходу которого параллельно подключены нагреватели трубопровода, последовательно соединенные второй задатчик температуры, компаратор и второй регулятор, к выходу которого подключен нагреватель термостата, отличающе еся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит усилитель, интегратор, сумматор, элемент И-НЕ, ключ и сдвоенный переключатель причем входы сумматору подключены к выходам первого и второго задатчиков, а выход - к входу первого ре- g гулятора, выход которого связан с нагревателем керамической вставки через ключ, управляющий вход которого подключен к' выходу элемента И-НЕ, первый вход которого через сдвоенный переключатель соединен с первым выходом источника напряжения, второй выход которого через сдвоенный переключатель связан с входом второго задатчика, а термопара под- . ключена к входу усилителя, выходом связанного с вторым входом элемента И-НЕ, и к входу интегратора, выходом связанного с вторым входом компаратора. ,

   SU „.1104479 1