Пристрій для автоматичного регулювання температури масивних тіл

Пристрій для автоматичного регулювання температури масивних тіл, що містить джерело 3 Поставлене завдання вирішується завдяки тому, що в пристрої для автоматичного регулювання температури масивних тіл, які містить джерело живлення, призначене для підключення нагрівачів для швидкого нагріву тіла в динамічному режимі, датчик температури, реостатний задатчик, блок регулювання згідноі корисної моделі використовують одне джерело живлення, а для автоматичного підведення заданої кількості теплоти використовують еталонне тіло, що нагрівається від того ж джерела живлення, розташованого поблизу масивного тіла, причому датчик температури розміщено в еталонному тілі, а джерело живлення є пропорційно регульованим. На Фіг. - зображено схему, за пропонованого пристрою. Пристрій для автоматичного регулювання температури масивних тіл складається із джерела живлення 1, реостатного задатчика 2, масивного тіла З, еталонного тіла 4, автоматичного вимірювального приладу 5, регулюючого пристрою 6, нагрівачів 7 і 8, тіл 3 і 4 відповідно, датчика температури 9, розташованого поблизу еталонного тіла, реостата 10. Нагрівачі 7 і 8 масивного тіла 3 і еталонного тіла 4 з'єднані послідовно. Пристрій працює таким чином. Температуру еталонного тіла задає реостатний задатчик 2. Сигнал розузгодження від датчика температури 9 поступає на автоматичний вимірювальний прилад. Він здійснює вимірювання заданої температури еталонного тіла зі справжнім значенням температури і видає сигнал, пропорційний помилці регулювання. Цей сигнал обробляється в регулюючому пристрої і поступає на джерело живлення 1, внаслідок чого відбувається нагрів масивного тіла 3 і еталонного тіла 4. Як тільки величина сигналу датчика температури 9 досягне заданого значення, джерело живлення 1 знеструмлюється, відключаючи нагрівачі від мережі, а в обох (масовому 3 і еталонному 4) тілах відбувається процес вирівнювання температур. В еталонному тілі 4 вирівнювання завершується за короткий час, що призводить до повторного підключення джерела живлення 1 і нагрівальних елементів 7 і 8. Таким чином, здійснюється дозування теплової енергії. Після декількох циклів амплітуда зміни напруги джерела 1 зменшується до деякої величини, характерної для пропорційного регулювання, яка визначається за допомогою пристрою системи і величиною розузгодження сигналів від задатчика 2 і датчика 9, і далі відбуваються безперервні коливання з невеликою амплітудою. Це свідчить про те, що стаціонарний режим в системі досягнуто, хоча температура в масивному тілі 3 ще не є рівномірною. В масивному тілі 3 відбуваються два процеси вирівнювання температури та розсіювання тепла в навколишнє середовище. Вихід на задану температуру носить квазіекспоненціальний характер, без будь-яких помітних коливань (виключаючи область, суміжну з нагрівачем). Час виходу на кінцеву температуру визначається масою тіла 3, теплопровідністю і формою, а 40449 4 також необхідною точністю, тобто величиною допустимого відхилення температури від граничної. У процесі налагоджування системи реостат 10 підбирає максимальну температуру еталонного тіла, допустиму для датчика 9, і після цього проводиться калібрування за температурою всієї системи, тобто знімається залежність: положення шильдика на реостаті 2 - температура масивного тіла 3. Знаючи цю залежність, можна задати будь-яку температуру масивного тіла в межах необхідного діапазону. Передбачалося, що початкова температура обох тіл має бути рівною температурі середовища. Якщо це не так, наприклад, коли температура тіла З перевищує температуру середовища (що цілком можливо із-за тривалого охолодження після попереднього нагріву), бажано тимчасово відключити нагрівач масивного тіла і за допомогою реостата 2 нагрівати еталонне тіло приблизно до температури тіла 3. І лише після цього підключити нагрівач 5, встановивши потрібне значення температури за допомогою задатчика 2. Якщо ж відразу включити нагрів обох тіл унаслідок адитивності кількості теплоти масивне тіло нагріється до температури, рівної сумі початкової температури і величини, вказаної задатчиком. Лише поступово, за рахунок підвищеної тепловіддачі тіла 3 в середовище, його температура досягне заданої, при цьому зниження до потрібної температури носитиме квазіеспоненціальний характер. Зрозуміло, що це призводить до перевитрати енергії і подовження часу виходу на задану температуру (відзначимо, що втрати тепла масивним тілом є відносно невеликими, тому самовільне охолодження масивного тіла- процес триваліший, ніж нагрівання). Розміщення регулюючого датчика температури в еталонному тілі не виключає розміщення контрольного (вимірювального) датчика температури або декількох - в різних точках), що використовується для документації процесу нагріву, наприклад, за допомогою самописця. Розроблений на основі цього пристрій має наступні переваги в порівнянні з відомим: 1. Кількість енергії, що вводиться, автоматично дозується таким чином, щоб цією енергії було достатньо для отримання заданої температури, а також її підтримки. 2. Масивне тіло виходить на задану температуру і підтримується на ній без коливань, оптимальним способом, в режимі пропорційного регулювання. 3. Простота реалізації і надійна робота будьяких типів нагрівачів без введення негативного зворотного зв'язку або побудови адекватної математичної моделі (або її електронного аналога). 4. Можливість використовувати як задатчик температури такий високочутливий датчик, який є працездатним в іншому температурному діапазоні, ніж діапазон нагріву масивного тіла. 5. Еталонне тіло із вказаним задатчиком температури практично не залежить від величини нагріву, характеристик тіл, що нагріваються, або індивідуальних особливостей нагрівачів, що полегшує їх виробництво та застосування. 5 40449 Джерела інформації: 1. А.С. СРСР №1448448 МПК G05D23/12, опубл. 30.12.1988, Бюл. №48, 1988. Комп’ютерна верстка Н. Лисенко 6 2. А.С. СРСР №327454 М.кл. G05D23/00, F27D19/00, опубл. 30.03.1972, Бюл. №5 (прототип). Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601