Способ создания временной задержки

-,.,био Гсв Ь Е ЙОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУ Союз Соеетскнк Социалнстнческнк Республик(22) Заявлено 02. 10. 78 (21) 2668645/18-21 с присоединением заявки Йк(23) Приоритет Н 03 К 17/28 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(53) УДК б 21. 374. 5 (088. 8) Дата опубликования описания 231230(54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ВРЕИЕННОИ ЗАДЕРЖКИ Изобретение относится к способам создания временной задержки в импульсных устройствах инфраниэких частот и может быть использовано при реализации устройств временной за- % держки, реле времени и генераторов импульсов.Известен способ создания временной задержки, заключаюцийся в том, что в рабочем теле возбуждают ультразвуковые колебания , а затем фиксируют промежуток времени, за который зти колебания достигают определенной области рабочего тела 1).Однако использование такого способа создания временной задержки в инфранизкочастотном диапазоне связано с большими трудностями, обусловленными высокой скоростью распространения ультразвуковых колеба) ний в рабочем теле.Известен способ создания временной задержки, заключающийся в том, что в тепловоде возбуждают нестационарный тепловой процесс путем скач кообраэного увеличения температуры нагревателя, а затем фиксируют промежуток времени, за который температура определенной области тепловода достигает порогового значения 121. 30 Недостатком известного способа является узкий диапазон временной задержки, а также сушественная за висимость времени задержки при его увеличении от температуры окружающей среды. Указанные недостатки обусловлены сравнительно малыми зна-. чениями удельной теплоемкости тепловодов и экспоненциальным законом изменения температуры, при котором скорость нарастания температуры уменьшается с увеличением времени задержки. Увеличение времени эадерж" ки эа счет увеличения массы тепло- вода связано с увеличением габаритов устройства, реалиэукщего известный способ создания временной задерж-. ки.Цель изобретения - расширение диапазона временной задержки в сторону инфранизких частот и повышение стабильности задержкиУкаэанная цель достигается тем, что в способе создания временной задержки эаключаюшемся в том, что в тепловоде возбуждают нестационарный тепловой процесс путем скачкообразного увеличения температуры нагревателя, а затем фиксируют промежуток времени, эа который температура определенной области тепловода достигнет порогового значения, в качестве основного времяэадающего процесса при нагреве теплонода используют процесс плавления вещества тепловода с соблюдением условияТ Т,1 То,ллс,где Тй - пороговое значение температуры тепловода,"Т - температура плавления веплщества тепловода,Т - максимальное значение темо мскспературы окружающей среды, а также тем, что в тепловодевозбуждают второй нестационарный тепловой процесс путем скачкообразногоуменьшения температуры нагревателя,а в качестве основного нремяэадающего процесса при охлаждении тепловода до второго порогового значениятемпературы используют процесс эатвердевания вещества тепловода ссоблюдением условия.Т ) Тдр ) Т О.мОксгде Т - температура эатвердеваниявещества тепловода;Т- второе пороговое эначеП 1ние температуры тепловода,а также тем, что после скачкообразного увеличения температуру нагревателя стабилизируют.Существенное расширение диапазона временной задержки по предлагаемому способу обеспечивается благодаря использованию в качестве времязадающих процессов плавления и отнердевания вещества тепловода приуказанных условиях, Величина удельной теплоты плавления вещества теплонода более чем на два порядкапревышаетвеличину удельной теплоемкости этого же вещества.Так, для твердого гидрата окисибария, имеющего температуру плавления 78 С, а отвердевающего при 77 С,теплоемкость составляет С- 1,22 Дж/г град, тогда как теплотаплавления = 308 Дж/г. Следовательно, чтобы нагреть тепловод массойв = 1 г до пороговои температурыТ=80 С, необходимо количество теплоты 01=гпС(Тп 1-То)=1,22(80-20) 73 Дж,а для того, чтобы нагреть и расплавить эту же массу, необходимов .01+ Я = 73 + 308 = 381 джОтсюда следует, что во второмслучае необходимо в 5 раз большетеплоты, что, эквивалентно увеличению тепловой емкости одного грамматепловода в 5 раз, а при равных тепловых сопротивлениях тепловод-средав 5 раз времени задержки., При увеличении теплоты плавления веществавыигрыш возрастает,При использовании, кроме процес.са плавления вещества, такие процесса его эатнердевания, время задержки увеличивается не менее чем на40 65 и напряжение на входе бистабильного элемента достигают значения, прикотором бистабильныи элемент переходит н закрытое состояние, нагреватель 4 обесточивается и начинается процесс охлаждения тепловопорядок по сравнению с известнымспособом.Использование процесса плавлениявещества повышает температурную стабильность временной задержки дажепри сравнительно низкой пороговой температуре ТП 1,поскольку изменениетемпературы среды изменяет в основном время нагрева тепловода до температуры плавления вещестна, котороесущественно меньше времени его плавления, Стабилизация температуры нагревателя после скачкообразного унеличения его температуры обеспечивает постоянство скорости плавлениявещества при изменении температуры15 срецы,На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства, реализующегопредлагаемый способ создания временной задержки, на фиг. 2 - зави 20 симость температуры тепловода во времени,Устройство, реализующее способсоздания временной задержки, содержит бистабильный элемент 1, вход которого подключен к выходу делителянапряжения, состоящего из резистора 2 и термозависимого элемента 3.В цепь нагрузки бистабильного элемента включен нагреватель 4, которыйимеет тепловую связь с термоэависимым элементом 3 через тепловод 5,заполненный плавящимся веществом.К выходу бистабильного элемента подключен конденсатор б, ко второйклемме которого подсоединены двавстречно включенных диода 7 и 8,вторые клеммы каждого из которых соединены с нулевой шиной источникапитания через светоиэлучающий диододного иэ двух тиристорных оптронов40 9 и 10.Устройство работает следующим образом,При включении напряжения Е бистабильныи элемент 1 переходит в от 4 крытое состояние и через подогреватель 4 проходит ток, вызывающий нагрев теплонода 5 и термозависимогоэлемента 3, сопротивление которогоуменьшается. Как видно из графика50фиг. 2, температура теплонода в области размещения элемента 3 достигает за сравнительно малый промежутоквременизначения Тл, и начинается процесс плавления вещества,при котором температура не меняется. После окончания процесса плавления вновь начинается рост температуры, которая н момент временидостигает порогового значения Т.При этом сопротивление элемента 3да 5. Одновременно с запиранием эле- мента 1 происходит заряд конденсатора 6 через нагреватель 4, диод 8 и светоизлучающий диод тиристорного оптрона 10, что приводит к включению последнего в момент времени с. После охлаждения тепловода до температуры ТЭТпначинается процесс затвердевания вещества, по окончании которого температура тепловода и элемента 3 начинает уменьшаться. В момент времени с 2,при пороговой температуре Тд, вследствие увеличе ния сопротивления элемента 3 и напряжения на нем, бистабильный элемент 1 переходит в открытое состояние, При этом конденсатор б разря жается через элементы 1, диод 7 и светоизлучающий диод тиристорного оптрона 9, что приводит к включению последнего в момент времени с, Включаемые элементом 9 устройства Щ снимают напряжение Е, обесточивая времязадающее устройство.При исключении элементов 7 и 9 время задержки равно , а при исключении также элементов б, 8 и 25 10 получаем автоколебательный генератор импульсов инфранизкой частоты, реализующий предлагаемый способ создания временной задержки. Таким образом, по предлагаемому способу может быть создано множество различных по назначению импульсных устройств.При стабилизации температуры нагреватель Тнскорость плавления вещества тепловода, являющегося ос 35 новным времязадающим процессом, не зависит от температуры среды, если Том стпк В устройстве (фиг. 1) такая стабйлизация обеспечивается при использовании в качестве нагре вателя 4 позистора, температура которого мало зависит от температуры среды. При изменении То несколько меняется промежуток времени д, который существенно меньше полного времени задержки, При использовании для создания временной задержки последовательно процессов плавления и отвердевания вещества тепловода стабилизировать температуру нагревателя Тн не надо, поскольку при изменении температуры среды, например увеличения, увеличение скорости плавления вещества компенсируется уменьшением скорости его затвердевания, и результирующее изменение вре мени задержки оказывается незначительным. Предлагаемый способ создания временной задержки позволяет существенно расширить диапазон временной задержки в сторону инфранизких частот и повысить температурную ста бильность,Формула изобретения1. Способ создания временной задержки, заключающийся в том, что втепловоде возбуждают нестационарныйтепловой процесс путем скачкообразного увеличения температуры нагревателя, а затем Фиксируют промежутоквремени, за который температура определенной области тепловода достигнетпорогового значения, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона временной задержкив сторону инфранизких частот и повышения температурной стабильности, вкачестве основного времязадающегопроцесса при нагреве тепловода испол.зуют процесс плавления вещества тепловода, с соблюдением условияТц 7 Т ял 1 То мсксгде Т - пороговое значение темпеМратуры тепловода,Т - температура плавления вещества тепловода;Т - максимальная температураоасесокружающей среды,2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в тепловоде возбуждают второй нестационарный тепловой процесс путем скачкообразногоуменьшенйя температуры нагревателя,а в качестве основного времязадающего процесса при охлаждении тепловода до второго порогового значениятемпературы используют процесс затвердевания вещества, с соблюдениемусловияТ) Т 7 То еакс 1 где Т - температура затвердеванияЭвещества тепловода;Т - второе пороговое значение температуры тепловода.3. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что после скачкообразного увеличения температуру нагревателя стабилизируют.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР М 454681, кл. Н 03 К 5/13, 1972.2. Авторское свидетельство СССР М 346765, кл. Н 01 Н 61/04, 1970 (прототип).