Устройство для термостатирования

(23) Прноритет 51)м. Кл. С 050 27/ ударственный комитет СССР делам оэобретен н открытийбликования описания 28 . 02, 83 ат П. Шварц, С. И, Лабжинский, Е. И. Гольдштейй и В, В. Кольцов 2) Авторы изобретения изированных систем.оники и Специальйое"цеское бюро научного Томский институт авт равления и радиоэлект нструкторско-технологприборострое(71)Заявител СТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ зобретение относится к холотехнике термоэлектрического охлаждения, и может быть примененов термоэлектрических термостатирующих устройствах, используемых для улучшения условий работы элементов электронных схем, работающих в различных объектах метрологии, измерительной техники и т.д.Известно устройство для термостатирования, содержащее теплоизолированную камеру и размещенные в ней первую термобатарею (источник тепла-холода), подключенную к блоку питания, и датчик температуры, выполненный в виде упругого термочувствительного элемента (сильфона), установленный с одной стороны на плоскости холодных спаев термобатареи, а с другой - на теплоизолированной камере13Недостатком укзанного устройства для термостатирования является 0 Наиболе сущности является ан О ную камеру вую термоб лода), под ния, втору леченную ильнои технике, в частности к использование для регулирования температуры механического элемента( сильфона,), что вызывает дополнительную погрешность термостатирования, связанную с зависимостью упругих свойств сильфона от температуры.Кроме того, наличие сильфона не позволяет существенно уменьшить габариты микротермостата и вызывает сложности при его настройке и регулировке на различные температуры, атакже не позволяет использовать устройство для термостатирования в условиях ударных и вибрационйых нагрузок. близким по технической остигаемому результату ройство для термостатиержащее теплоизолирован размещенную в ней перарею (источник тепла-хок блоку питатермобатарею (регулятормостата.Наличие механических связей и обусловленная этим недостаточно высокая точность регулирования температуры термостатирования и большие габариты являются общими признаками микротермостатов, в которых регулирование температуры производится без изменения тока питания первой термобатареи - источника тепла-холода. 35 Цель изобретения - повышение точ.ности термостатирования, долговечности и надежности устройства,Поставленная цель достигается темчто в известном устройстве, содержащем теплоизолированную камеру иразмещенные в ней первую термобатарею, подключенную к блоку питания,датчик температуры и вторую термобатарею - регулятор температуры, вторая термобатарея установлена на первом тепловыравнивающем элементе, закрепленном на плоскости горячих спаев 3 10010 температуры), являющуюся одной иэ стенок камеры, и датчик температурытермочувствительный контактнапрлмер, микропереключатель), расположенный вблизи объекта термостати рования. Регулирование температуры статлрования производят путем переключения второй термобатареи из режима холостого хода в режим короткого замыкания. При этом термичес кое сопротивление второй термобатареи изменяется и температура в камере принимает заданное значение.Ввиду отказа от использования сильфона, это устройство по сравне" 15 нию с аналогом, позволяет снизить трудоемкость регулирования температур статиоования, расширить объем использования устройства в условиях вибрационных нагрузок2326Однако в названном устройстве ис пользуют релейный режим работы термобатареи - регулятора температурыкоторый не позволяет обеспечить высокую точность термостабилизации, 25 Кроме того, применение в качестве датчика температуры механического переключателя не позволяет достигнуть существенного повышения точности регулирования температуры, так как микропереключатель обладает значительной инерционностью, заложенной в его конструкции, и не дает возможности снизить габариты микротерпервой термобатареи, на плоскости холодных спаев которой установлен второй тепловыравнивающий элемент, на котором размещен датчик температуры, выполненный в виде терморезистора с отрицательным температу"ным коэФФициентом электоического сопротивления, подключенный к второй термобатарее.Такие выполнение устройства обеспечивает при отклонении температуры в камере от заданной изменение электросопротивления датчика температурытерморезистора, соединенного с второй термобатареей - регулятором температуры. При этом тепловое сопротивление последней изменится,что вызовет изменение температуры первой термобатареи источника тепла( холода) и тем самым, обеспечит плавное пропорциональное регулирование температуры статирования объекта без изменения тока питания первой термобатареи, следовательно повысит точность регулирования температуры. В связи с отсутствием перемещающихся механических узлов устройства снижаются его габариты, масса и повыша" ются долговечность и надежность.На чертеже представлена схема устройства,Устройство для термостатирования состоит из твплоизолированной камеры 1, первой термобатареи 2 источника тепла ( холода ), второй термобатареи 3 - регулятора температуры, установленной на первом тепловыравнивающем элементе ч, закрепленном на плоскости горячих спаев первой термобатареи 2, на плоскости холодных спаев которой установлен второй тепловыравнивающий элемент 5, на котором размещен объект 6 термостатирования и датчик 7 температуры, выполненный в аиде терморезистора с отрицательным температурным коэФФициентом электрического сопротивления и подключенный к выводам второй термобатареи 3, теплоотвод 8 и .блок 9 питания.Устройство работает следующим образом.При включенииустройства на первую термобатарею 2 подается ток от источника 9 питания, обеспечивающий максимальную холодопроизводительностьприсамой высокой температуре окружающей среды). Объект б термостатирования5 10010 и установленный в тепловом контакте с ним датчик 7 температуры, в качестве которого применен терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом электросопротивления, расположенные на втором тепловыравнивающем элементе 5, охлаждаются, При этом горячие спаи первой термобатареи 2 нагоеваются и между спаями второй термобатареи 3,находящейся 10 в тепловом контакте с одной стороны с горячими спаями первой термобатареи 2, а с другой стороны - с теплоотводом 8 ( например, радиатором), возникает разность температур, Это приводит к генерированию термобатарей 3 ЗДС за счет эффекта Зеебека и прохождению в цепи термобатареи 3 соединенной с датчиком 7 температуры тока. 20Протекание через замкнутую на датчик 7 термобатарею 3 тока приводит к возникновению эффекта Пельтье и дополнительному переносу тепла, цто эквивалентно изменению теплопровод- И ности термобатареи 3. По мере понижения температуры обьекта 6 и датчика 7 сопротивление последнего увеличивается. Это приводит к генерированию термобатареей ЗДС.Зеебека и Ж прохождению в цепи термобатареи 3 и датчика температуры 7 тока.Это явление эквивалентно уменьшению теплопроводности термобатареи 3 т.е, ухудшению сьема тепла с горячихспаев термобатареи 2. Термобатарео , 2 начинает работать в условиях боль. шой разности температур, а это приводит к уменьшению ее холодопроиэводительности. Теплопроводность термобатареи 3, обусловленная электричес ким сопротивлением датчика 7 температуры, уменьшае; ся до тех пор, пока холодопроизводительность термобатареи 2 не придет в соответствие с натеканием тепла через теплоизолированную камеру 1 при номинальной температуре статирования. Предлагаемое устройство позволяет реализовать пропорциональное регулирование температуры и, следовательно, более высокую точность ее регулирования при термостатировании без изменения тока церез первую термобатареюисточник тепла (холода). Применение в качестве регулятора температуры второй термобатареи, а в качестве датцика температуры - терморезистора дает возможность исклюцить движущиеся механицеские цасти и, тем самым, повысить надежность, виброустойчивость, снизить габариты и массу микротермостата.Формула изобретенияУстройство для термостатирования,содержащее теплоизолированную камеру и размещенные в ней первую термобатарею, подклюценную к блокупитания, вторую термобатарею и датчик температуры, о т л и ч а ющ е е с я тем, цто, с целью повышения точности термостатирования инадежности устройства, вторая термобатарея установлена на первом тепловыравнивающем элементе, закрепленном на плоскости горяцих спаев первой термобатареи, на плоскости холодных спаев которой установлен второй тепловыравнивающий элемент, накотором размещен датчик температуры,выполненный в виде терморезистора сотрицательным температурным коэффициентом электрицеского сопротивления,подключенный к второй термобатарее,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРКф 470798, кл 605 3 23/30, 19752. Авторское свидетельство СССРй 187858, кл, С 05 О 23/30, 19661 Р 0103 Я Составитель Т. ТитковаРедактор Н. ГришановаТехред Т.Маточка Корректор Е. Рощко аж е 4/5 аиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,аказ 1393/53 Т ВНИИПИ Государств по делам изобр 113035, Москва, Ж2 Подписнкомитета СССРи открытийушская наб д нного тений 35, Р