SU758093A1 - Термостат 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к области термоэлектрической холодильной техники с использованием эффекта Пельтье для стабилизации температуры в объеме и может быть использовано при создании термостатирующих устройств с температурой выше температуры окружающей среды для электрои радиотехнических средств измере- , ний.

Термостаты, использующие термоэлектрический эффект Пельтье, широко применяются для стабилизации температуры различных веществ,объек- , тов и устройств в метрологии, радиотехнике, электронике, биологии ..медицине и т.д. В метрологии, в частности, они используются для термостатирования образцовых термоэлек- 2 трических преобразователей напряжения, катушек сопротивления и т.д.

Известен термостат, содержащий заключенную в кожух теплоизолированную камеру с примыкающими к ней хо- 2 лодными спаями полупроводниковых термобатарей, горячие спаи которых снабжены радиаторами Щ. Термостаты такого типа в основном исполь,эуются для стабилизации температуры, з

2

значение которой ниже наибольшей температуры окружающей среды. Стабилизация температуры осуществляется схемой управления, которая, например, с помощью блока переключения полярности изменяет направление тока питания термобатарей, и охлаждение термостатируемой камеры сменяθ ется ее нагревом.

Недостатком подобного термостата является его недостаточно высокая экономичность, значительные габариты и большая инерционность.

5 Наиболее близким по технической сущности является термостат, содержащий термостатируемую камеру с размещенным в ней основным датчиком температуры, связанным через

0 последовательно соединенные ключевой элемент и усилитель мощности с термобатареей, один из спаев которой связан с радиатором [2] .

Стабилизация температуры осуществляется путем периодической смены нагрева камеры ее охлаждением. При этом температура радиатора принимает произвольное непостоянное значение, которое определяется рядом факторов и прежде всего - рассеиваемой

3

758093

4

мощностью и разностью температур между температурой в камере и температурой окружающей среды. ·

Недостатком данного термостата является недостаточная точность поддержания температуры в термостатируемой камере термостата.

Целью изобретения является повышение точности термостата.

Указанная цель достигается тем, что термостат содержит последовательно соединенные дополнительный датчик температуры, пороговый элемент и пропорциональный усилитель, выход которого подключен ко второму входу усилителя мощности, а дополнительный датчик температуры размещен на радиато-15 ре, который выполнен в виде замкнутого теплопроводного кожуха, охватывающего терМостатируемую камеру.

На чертеже изображена схема термостата. 20

Термостат содержит термостатируемую камеру 1 с размещенным в ней основным датчиком 2 температуры, связанным через последовательно соединенные ключевой элемент 3 и усили- 25 тель 4 мощности с термобатареей 5, один из спаев которой связан с радиатором 6,на котором размещен дополнительный датчик 7 температуры, выход- которого подключен к последовательно соединенным пороговому элементу 8 и пропорциональному усилителю 9.

Термостат работает следующим образом. 35

Значение температуры, поддерживаемой в термостатируемой камере 1, устанавливается несколько выше (на 4-5°С) наибольшего возможного значения температуры окружающей среды.

В схему управления поступают сиг- 40 налы по двум каналам от двух датчиков 2 и 7 и осуществляется двойное управление термобатареей 5: по амплитуде (по сигналу от датчика 7) и по направлению (по сигналу от дат- -45 чика 2) и поддерживается постоянство заданного значения температуры в камере ί и на радиаторе 6. При этом разность температур дТ между холодными и горячими спаями термобатареи 59 5 практически постоянна и близка к нулю. Условие д Т равно нулю,обеспечивает существенное уменьшение теплопритоков от радиатора 6 в камеру 1.

При отклонении температуры в каме- 55 ре 1 от заданного значения в большую сторону с помощью ключевого элемента 3 переключается полярность тока питания термобатареи 5. на охлаждение камеры 1. При этом на радиаторе б происходит выделение и рассеивание 60 тепла, отводимого термобатареей 5 из камеры 1. Если радиатор 6 отдает в окружающую среду тепла меньше, чем к нему подводится, то температура радиатора 6 начинает повышаться. / 65

Когда температура радиатора 6 достигает значения температуры, заданного в камере 1, на пороговый элемент 8 и далее на пропорциональный усилитель 9 от датчика 7 поступает сигнал,

5 который уменьшает ток питания

термобатареи 5 и, соответственно,замедляет процессы охлаждения камеры 1 и нагрева радиатора 6. Когда температура в камере 1 снижается до заданного уровня, ключевой элемент 3 по сигналу от датчика 2 переключает полярность тока питания термобатареи 5, которая начинает нагревать камеру 1 и охлаждать радиатор б.

Когда температура.радиатора б уменьшится до заданного значения, пропорциональный усилитель 9 по сигналу датчика 7 увеличивает ток питания термобатареи 5. Скорость нагрева камеры 1 возрастает, ее температура достигает заданного уровня и по сигналу датчика 2 ключевой элемент 3 изменяет полярность тока питания термобатареи 5, которая начинает охлаждать камеру 1 и нагревать радиатор б.

При. периодическом повторении описанных циклов в термостате поддерживается заданные равные значения температуры на радиаторе бив термостатируемой камере 1.

Таким образом, предлагаемое устройство использует термоэлектрический подогрев, который более экономичен, чем обычный электрический нагрев. Экономичность подогрева оценивается по величине отопительного коэффициента, который имеет наибольшее значение при условии равенства температур холодных и горячих спаев ДТ = 0. В данном термостате достигаются высокая экономичность работы и точность поддержания температуры. Кроме того, при прочих равных условиях уменьшаются габариты термостата и его инерционность.

Испытания макета термостата в течение 400 ч в диапазоне температур от 10 до 28°С показали, что- нестабильность температуры в камере не превышала 0,02 °С при этом д Τ = Ό,1 С.

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Термостат, содержащий термостатируемую камеру с размещенным в ней основным датчиком температуры, связанным через последовательно соединенные ключевой элемент и усилитель мощности с термобатареей, один из спаев которой связан с радиатором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности термостата, он содержит последовательно соединенные дополнительный датчик температуры, пороговый элемент и пропорциональный усилитель, выход

   5

   758093

   6

   которого подключен ко второму входу усилителя мощности, а дополнительный датчик температуры размещен на радиаторе.
2. 2. Термостат по п.1, о т дичаю щи йс я тем, что радиатор выполнен в виде замкнутого теплопроводного кожуха, охватывающего термост атируемую камеру.