Устройство для регулирования температуры

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М, Клз с присоединением заявки йо С 05 0 23/19 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ Изобретение относится к автомати-.яескому регулированию, в частностик устройствам регулирования температуры в камерах тепла и холода.Известно устройство для регулирования температуры, в котором повышение энЕргетической эффективностиматериала достигается за счет повышения подвижности ионов вещества припитании термоэлектрических элементов переменным электрическим током 7 Ц,Недостатком этого устройстваявляется необходимость введенияпеременной емкости значительной величины, включенной последовательнос генератором переменного тока,и дополнительного дросселя,включенного последовательно систочником постоянного тока. Регулирование частЬты источника переменного тока практически исключается.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для регулирования температуры, содержащее датчик температуры, задатчик, усилитель мощностии термоэлектрический охладнтель Г 21.Недостатком данного устройстваявляется низкая энергетическая эффективность, ограничение точности,и следовательно, быстродействияустройства, поддержания температуры в режиме охлаждения.Цель изобретения - повышениебыстродействия и точности устройства в режиме охлаждения,Для достижения указанной целив устройство для регулирования температуры, содержащее датчик и эадатчик.температуры, подключенные соответственно к первому и второму входам генератора импульсов, выход которогосоединен с первым входом детекторазнака, вторым входом подключенногок эадатчику температуры, усилительмощности, вентилятор и термоэлектрическую батарею с радиатором, установ"ленную в камере и подключенную к пер 2 О вому и второму выходам коммутатора,первый и второй входы которого соединены с источником питания постоянного тока; введены магнитный индуктор и формирователь импульсов,первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами генератора импульсов и детектора знака, а выход - с третьим входом коммутатора и входом усилителя мощности,ЗО первый и второй выходы которого830347 Формула изобретения 1. Устройство для регулирования65 температуры, содержащее датчик и за подключены к магнитному индуктору,причем вентилятор подключен к третьему а четвертому выходам коммутатораКроме того, камера содержит воздуховод и изолированный отсек, в котором установлен магнитный индуктор,внутренняя полость которого разделена установленной в ней термоэлектрической батареей на две части, в однойиз которых установлен радиатор, а вдругой - воздуховод, в нижней частикоторого размещен вентилятор. На фиг.1 изображена функциональная схема устройства для регулирования температуры, на фиг. 2. - график зависимоститермоэлектрической эффективности вещества от изменения частоты напряжения.Устройство содержит датчик 1 температуры и задатчик 2, соединенныес генератором 3 импульсов, выход которого соединен с детектором 4 знака и формирователем 5 импульсовФормирователь 5 импульсов соединенс усилителем б мощности и коммутатором 7, а выход усилителя б мощностисоединен с магнитным индуктором 8, 25который помещен в изолированный отсек 9 камеры 10. Термоэлектрическаябатарея 11, разделяющая внутреннююполость индуктора 8 на две части,соединена с источником 12 питания,посредством коммутатора 7. В однойчасти полости индуктора 8 имеетсяноздухонод 13 с вентилятором 14,а во второй установлен радиатор 15.Устройство работает следующимобразом.Первоначально температура в камере 10 выше заданной. Это приводитк повышению частоты генерации генератора 3, Управляющие импульсы подаются на детектор 4 знака . и формирователь 5 импульсов. Второй вход детектора знака соединен с задатчиком 2температуры,.а выход - с формирователем 5 импульсон, В занисимостиот выходного сигнала детектора 4 знака (необходимости охлаждать камеру или нагревать) на выходе формирователя 5 импульсов формируются импульсы положительной либо отрицательнойполярности с частотой, пропорциональной разности сигналов датчика 1и задатчика 2. С выхода формирователя 5 импульсы подаются на вход коммутатора 7, который, в зависимостиот необходимости производить охлаждение камеры 10 или ее нагрев, соединяет термоэлектрическую батарею 11и .вентилятор 14 сопределенными полюсами источника 12 питания. Изменение полярности. питания вентилятора 14 позволяет изменять направление 60его вращения и нагнетать по ноздуховоду 13 холодный воздух н верхнюючас ь камеры 10, а горячий - в еенижнюю часть, В результате улучшается теплообмен внутри объема камеры 10, уменьшаются перепады температуры в ней, повышается точность поддержания температуры в объеме камеры 10.Усилитель б мощности, на вход которого с формирователя 5 подаются импульсы, питает индуктор 8 переменнымнапряжением повышенной частоты, Причем усилитель б, следовательно, ииндуктор 8 работаяг от импульсоводной полярности, когда необходимоохлаждать камеру 10. В режиме нагрева усилитель б и индуктор 8 не работают. Зависимость термоэлектрическойэффективности вещества (Т К - перепада температуры) от изменения частоты питающего индуктор 8 напряжениядля серийных выпускаемых термоэлектрических элементов типа "Селен" принедена на фиг. 2. В выращенных монокристаллах рассматриваемая зависимостьсущественно не проявляется, что связано с отсутствием примесей, т.еизменив соответствующим образомсостав и процентное соотношение примесей, можно повысить влияние частоты питающего индуктор напряженияна термоэлектрическую эффективностьвещества. Частота питания индуктора 8 определяется характеристикамидатчика 1 и задатчика 2, параметрыкоторых выбираются таким образом,чтобы колебания частоты происходилона участке характеристики А-В.В предлагаемом устройстве величину дополнительной холодопроизводительности, получаемой от воздействия магнитного индуктора, можновыбрать несколько большей избыточной холодопроизводительности, тогдарегулирование температуры в камере 10 осуществляется регулированиемчастоты индуктора 8, а выключениепитания термоэлектрической батареи11 постоянным током произойдет придостижении в камере 10 заданной температуры и срыве генерации генератора 3. Внутренняя полость индуктора 8 разделена термоэлектрическойбатареей 11 на две полости, В однойполостипродуваемый вентилятором 14воздух осуществляет теплосъем с термоэлектрических элементов, но второй установлен радиатор 15, которыйохлаждает горячие спаи,Таким образом, применение магнитного индуктора с регулированием частоты питания, внутренняя полостькоторого разделена термоэлектрическими элементами На дне части, образующие путь движения воздуха камерыитеплосъем с элементом, позволяетповысить быстродействие и точностьустройства.830347 Фиг. У датчик температуры, подключенные соответственно к первому и второму входам генератора импульсов, выход которого соединен с первым входом детектора знака, вторым входом подключенного к задатчику температурыУ усилитель мощности, вентилятор и термоэлектрическую батарею с радиатором, установленную в камере и подключенную к первому и второму выходам коммутатора, первый и второй входы которого соединены с источником питания постоянного тока, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности устройства в режиме охлаждения, оно содержит магнитный индуктор и формирователь импульсов, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами генератора импульсов и детектора знака, а выход - с третьим входом коммутатора и входом усилителя мощности, первый и второй выходы которого подключенык магнитному индуктору, причем вентилятор подключен к третьему ичетвертому выходам коммутатора.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что камерасодержит воздуховод и изолированныйотсек, в котором установлен магнитный индуктор, внутренняя полостькоторого разделена установленнойв ней термоэлектрической батареей 0 на две части, в одной из котррыхустановлен радиатор, а в другой -воздуховод, в нижней части которогоразмещен вентилятор. 15 Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Чпонии Р 40-3144,кл. 6 05 О 23/19, опублик. 1970. 2. Авторское свидетельство СССР 20 Р 560214, кл. 6 05 0 23/19, 1976.,830347 иг. Я Составитель В. Певзнерехред.М. Голинка Корре тома Редактор Л.Повха аказ 2731/1 оектная, 4 ал ППП "Патент", г. Ужгород,Тираж 940 Подписн ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д