термостатирующее устройство

Формула изобретения

Термостатирующее устройство, содержащее чувствительный элемент - термистор, включенный в одно из плеч моста постоянного тока, являющегося мостом Уитстона, терморегулируемый электрический нагреватель, отличающееся тем, что спираль электрического нагревателя выполнена в виде медного ТЭНа, в одно из плеч моста Уитстона включен магазин сопротивлений, кроме того, в состав термостатирующего устройства введены операционный усилитель с большим коэффициентом усиления, транзисторный усилитель и тиристор, при этом мост Уитстона установлен с возможностью передавать напряжение разбаланса на упомянутый операционный усилитель, транзисторный усилитель установлен с возможностью приема напряжения от операционного усилителя и передачи его на тиристор, который, в свою очередь, выполнен с возможностью управления работой терморегулирующего элемента нагревателя, а термистор термически связан с указанным нагревателем.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к термостатирующим устройствам и предназначено для поддержания необходимой температуры нагревателя, может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Известно термостатирующее устройство, включающее в себя термостат ТС-15 А и нагреватель, постоянство температуры которого поддерживается струей воды. Температура воды в термостате устанавливается с помощью контактного термометра на 10-15°С выше комнатной и поддерживается с точностью ±0,05°С /см. Волькенштейн B.C. Скоростной метод определения теплофизических характеристик материалов. - Л.: Энергия, 1971, с.52/.

Недостатком данного устройства является громоздкость вследствие применения водяного термостата, что затрудняет его транспортировку.

Известно термостатирующее устройство, которое обеспечивает постоянство температуры терморегулируемого электрического нагревателя в интервале 25-80°С в пределах 0,1°С при колебаниях напряжения питающей сети 220 В ±10% /см. Волькенштейн B.C. Скоростной метод определения теплофизических характеристик материалов. - Л.: Энергия, 1971, с.58/.

Недостатком данного устройства является сложность изготовления спирали нагревателя.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышение точности поддержания необходимой температуры нагревателя, а также в уменьшении времени выхода нагревателя на заданный температурный режим.

Технический результат достигается за счет того, что спираль электрического нагревателя выполнена в виде медного ТЭНа, в одно из плеч моста Уитстона включен магазин сопротивлений, кроме того, в состав термостатирующего устройства введены операционный усилитель с большим коэффициентом усиления, транзисторный усилитель и тиристор, при этом мост Уитстона установлен с возможностью передавать напряжение разбаланса на упомянутый операционный усилитель, транзисторный усилитель установлен с возможностью приема напряжения от операционного усилителя и передачи его на тиристор, который в свою очередь выполнен с возможностью управления работой терморегулируемого электрического нагревателя, а термистор термически связан с указанным нагревателем.

На чертеже изображена блок-схема термостатирующего устройства.

Термостатирующее устройство состоит из следующих основных элементов: мост Уитстона 1, состоящий из сопротивлений 2, 3, термистора 4 и магазина сопротивлений 5, операционный усилитель 6, транзисторный усилитель 7, управляемый элемент - тиристор 8, нагреватель 9.

Термостатирующее устройство работает следующим образом.

В схеме установки по поддержанию необходимой температуры нагревателя основным управляющим устройством является мост Уитстона - 1. Если отношение сопротивлений 2 к 3 будет равно отношению сопротивлений термистора 4 к сопротивлению магазина сопротивлений 5, то мост будет сбалансирован. Если на магазине установить некоторое сопротивление, то возникнет некоторое напряжение разбаланса. Это напряжение подается на операционный усилитель 6 с большим коэффициентом усиления. Усиленное напряжение разбаланса подается на транзисторный усилитель 7. Далее сигнал подается на тиристор 8. Тиристор является управляемым элементом, он включает в цепь нагреватель 9. Термистор 4 термически связан с нагревателем. При нагревании термистора его сопротивление уменьшается и напряжение разбаланса уменьшается до нуля. В этот момент тиристор размыкает цепь нагревателя. В дальнейшем, при уменьшении температуры нагревателя, сопротивление термистора возрастает, возникает напряжение разбаланса и нагреватель вновь включается.

Предлагаемое термостатирующее устройство обеспечивает сравнительно небольшое время выхода на заданный температурный режим порядка 8 секунд, поддержание необходимой температуры нагревателя с отклонением от заданного значения не более ±0,1°С и может быть использовано при создании промышленных приборов.

Источник информации

1. Волькенштейн B.C. Скоростной метод определения теплофизических характеристик материалов. - Л.: Энергия, 1971, 144 с.