Термостат

СОЮЗ СОВЕТСНИХддддддддддддддддддРЕСПУБЛИК ОЮ (И)Зав а 05 В 23/30 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИн АВтОРснОмъд сВидВмытву ЖСУДДЕСтвЕННцй КОМИтЕт ОССИдд дд ддн дддддфдд дд и дддевдд(71) Специализированное конструкторско-технологическое бюро твердотельной электроники с опытным производством Института прикладнойфизики АН МССР(56) 1, Авторское свидетельство СССРВ 290950, кл. С 05 Р 23/30 е 1969,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2838850/18-24,кл. С 05 0 23/30, 1979 (прототип).(54)(57) ТЕРИОСТАТ, содержащий диэлектрический теплоизолированныйстакан с размещенными в нем плоско- . параллельными электродами, прост"ранство между которыми частичнозаполнено электропроводным порошком,подключенными к источнику питания,связанному с последовательно соеди"неннымиблоком управления н датчиком температуры, установленным втермостатируемой камере, образованной торцовой стенкой диэлектрического теплоиэолированного стаканаи одним из электродов, о т л и ч а;ю щ и й с я тем, что, с целью повы"щения надежности термостата, в немплоскопараллельные электроды выпол"невы из отдельных секций, изолированных одна от другой, каждая изкоторых подключена к источнику питания через балластный резистор, причем по крайней мере одна из секцийне связана с поверхностью диэлектрического теплоизолированного стакана.Изобретение относится к устройствам для термостатирования различныхобъектов и может быть использовано вприборостроении, геодезии, лазернойтехнике. 5Известен термастат, содержащий фкорпус, теплоизолированный от внутренней камеры термостатирования,и нагреватель с терморегулятором,причем выполнен из электропроводнойзасыпки, корпус нагревателя и корпускамеры выполнены в виде электродов,подключенных к источнику напряжения 1.13К недостаткам указанного устройства следует отнести потерю работоспособности при отклонении электродов от горизонтального положения,а также малую надежность, обусловленную возможной концентрацией электронроводного порошка на диэлектрических поверхностях, разделяющих электроды (например, в процессе храненияпри транспортировке). Наличие электропронодного порошка на дизлектри,ческих поверхностях, разделяющихэлектроды, приводит к короткомузамыканию последних и выходу устройства из строя, Защита источниканапряжения от короткого замыкания 0предотвращает выход устройства изстроя, но делает невозможным еговключение до удаления электропроводного порошка с диэлектрических поверх.ностей каким-либо способом. Указанныед 5обстоятельства снижают надежностьустройства,Наиболее близким к предлагаемомуявляется термастат, содержащий теплризоляционный диэлектрический корпус, 40в котором размещены плоскопараллельные электроды, пространство междукоторыми частично заполнено электро"проводным порршком, источник напряжения, блок управления, датчик 45температуры и электрический уровнемер блокирующего типа, в тепловомконтакте с одним из электродов находится термостатируемый объект23.Недостатки известного устройства 50те же, чем и у аналогов, причем наличие уровнемера блокирующего типане предотвращает закорачивание источника напряжения и выход его из строяэлектропроводныи порошком при воз"можной концентрации электропроводного порошка на диэлектрических поверхностях разделяющих электроды,ГЦель изобретения - повышение надежности.Указанная цель достигается тем, что в термостате, содержащем диэлектрический теплоизолнрованный стакан с размещенными в нем плоскопараллель" ными электродами, пространство между которыми частично заполнено электро- проводным порошком,.подключенными к источнику питания, связанному с последовательно соединенными блоком управления и датчиком температуры, установленным в термостатируемой камере, образованной торцовой стен" кой диэлектрического теплоизолированнога стакана и одним из электродов, в нем плоскопараллельные электроды выполнены из отдельных секций, изолированных одна от другой, каждая из которых подключена к источнику питания через балластный, резистор, причем по крайней иере одна из сек" ций не связана с поверхностью диэлектрического теплоизолированного стакана.На чертеже представлен предлагаемый термастат. Термастат содержит диэлектрический теплоизолированный стакан 1, в " котором установлены плоскопараллельные электроды 2,. выполненные из отдельных разделенных изоляций 3, балластные резисторы 4, источник 5 питания. В свою очередь, источник 5 питания подключен к блоку 6 управления, соединенным с датчиком 7 температуры. Термостатируемый объект 8 находится в тепловом контакте с одним из электродов 2 и размещен в термостатируемой камере 9. Межэлехтродное пространство частично заполнено электропроводныи порошком 1 О.Термастат работает следующим образом.Разность потенциалов на электродах 2, создаваемая источником 5 напряжения, образует в межэлектродном пространстве электрическое поле, в котором частицы электропроводного порошка 10 приходят в автоколебатель" ное движение, осуществляя перенос тепла от более нагретого к менее нагретому электроду 2. Интенсивность теплопереноса определяется, при прочих равных условиях, напряженностью электрического поля, и, следовательно, напряжением на электродах2. Блок 6 управления, соединенный с датчиком 7 температуры, изменяет напряжение источника 5 таким обра" эом, чтобы температура термостати" руемого объекта 8 оставалась неиз менной.Стабилизация температуры в устройстве осуществляется изменением теплового сопротивления перехода термостатируемый объект 8 - окружающая среда, и, следовательно, собственное тепловыделение термостатируемого объекта 8 может быть использовано для работы системы термостатирования. В том случае, когда собственное тепловыделение отсутствует или мало для конкретной конструкции, разогрев термостатируемого объекта 8 может быть осуществлен при помощи какого-либо известного дополнительноО го нагревателя (в частности, неуправляемого и нестабилизированного).Транспортировка и хранение термостата неизбежно сопровождаются изменением его ориентации в пространстве,что связано с возможностью концентрации частиц электропроводного порошка на диэлектрических поверхностях, например корпуса 1, разделяющих электроды 2Кроме того, при использовании порошка 10 с дисперсностью 20 мкм, оптимального с точки зрения теплопереноса, становятся существенными силы адгезии, и после приведения устройства в горизонтальное положе- З ние на укаэанных поверхностях остается слой порошка 10. Включение высо" кого напряжения в этих условиях приведет к электрическому пробою по слою порошка 10, и короткому эамыка нию источника 5 питания, В устройстве электрические пробои предотвращаются балластными резисторами 4, вклю,ченными между секциями электродов 2 и источником 5 питания. Номиналы 45 балластных резисторов 4 определяются одним из известных способов. При наличии на диэлектрической поверхности, разделяющей какие-либо секцииэлектродов 2, электропроводного порошка 10, соответствующие секцииэлектродов 2 приобретают одинаковыйпотенциал, и автоколебательное движение частиц порошка 10 происходитмежду секциями электродов 2, не,перекрытых электропроводным порошком1 О. Тем самым порошок 10 рассредоточивается по всему межэлектродномупространству и ликвидируются короткие замыкания секций электродов 2.Балластные резисторы могут быть,выполнены в виде (фнг. 2) слоя мате"риала с высоким удельным сопротивлением, нанесенного на поверхностьсекционированного электрода 2 состороны, противоположной межэлеКтрод.ному пространству 8, заменяющегодискретные элементы (резисторы) непрерывно распределенным материалом,что повышает надежность устройства.Токосъем в предлагаемом техническом решении осуществляется электропроводными материалом, нанесенным.на свободную поверхность слоя иподключенного к источнику 5 напряжения,Использование электродов из отдельных секций, участки которыхизолированы друг от друга и подключены к источнику напряжения черезбалластные резисторы, позволяетпредотвратить короткое замыканиеисточника напряжения при возможномкоротком. замыкании электропроводнымпорошком участков электродов.Кроме того, участки электродов,не замкнутые накоротко электропроводным порошком, создают автоколебательное движение частиц порошка,что приводит к рассредоточению порош.ка по межэлектропроводному пространству и ликвидации возможного короткого замыкания участков электродовэлектропроводным порошком,укаэанные обстоятельства приводятк повышению надежности термостата.1089558 н Корректор А Зимокос актор А.Власенко Тирам 842 ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 113035, Москва, ЖПодписо комитета СССРи открытийРаушская наб д.