Устройство для программногорегулирования температуры

Союз СоветснннСоцналнетнчееннкРеенубянн ОЛ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оц 840842(51)М, Кл,С 05 0 23/24 Гааударетевнный комитет СССР по делам нзобретеннй и открытий(72) Авторы изобретения Е.Б.Шмидель, О.Я.Раривкер, Л.И.Калабийа,и В.Н;ХохловсРс. 1 Всесоюзный научно-исследовательски 1 проектноконструкторский институт комплексной ав 1 ъматизациинефтяной и газовой(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ Изобретение относится к аналитической технике, к аналитическому приборостроению, в частности к хроматог-,рафической аппаратуре, и может бытьиспользовано при проектировании хроматографов.3Известна система автоматическогорегулирования скорости изменения температуры, включающая регулируемыйобъект с пироэлектрическим датчикбм,входное устройство, измеритель малых фтоков, задатчик, сравнительное устройство, соединенное с измерителем малыхтоков и задатчиком, и устройство, регулирующее нагрев 1 1,Недостатками данной системы явля 3ются отсутствие программного нагреваи измерения скорости нагрева, регулирование температуры в одной заданнойточке.Известен программатор температуры,включающий блок управления, блок задания скорости температуры, блок установки температуры, блок выдержки времени, причем блок управления подключен к входам блока задания скороститемпературы, блока выдержки времении блока установки температуры, другой вход которого связан с выходомблока, задания скорости изменения температуры, а выход подсоединен к другому входу блока выдержки времени,выход которого подключен к выходублока задания скорости изменения температуры Г 21Недостатками известного устройства являются сложность монтажа, отсутствие индикации скорости программирования температуры,Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство программированиятемпературы, включающее пропорциональный регулятор температуры, электродвигатель переменного тока, управляемый электронным генератором, являющийся одновременно задатчйком скорости программирования температуры.Программирование осуществляется элек 840842 фтродвигателем переменного тока, типаДСДР, работающим в импульсном режиме. Вращение вала электродвигателяпередается через редуктор реохордузадатчику температуры. Редуктор рассчитан таким образом, что один оборот вала электродвигателя соответствует перемещению движка реохорда-задатчика на 1 по лимбу реохордаКоличество оборотов вала электродвигателя в минуту определяет скоростьувеличения температуры в термостате.Задатчиком числа оборотов электродвигателя является релаксационный генератор пилообразного напряжения. Измекение числа импульсов генератора вминуту изменяет скорость программиро- .вания температуры 31,Недостаками данного программаторатемпературы являются неустойчивая работа за счет частого нарушения,кон-,такта в реохорде, зависимость скорости программирования от стабильностипитания, низкая воспроизводимость температурных программ, отсутствие индикации скорости программирования температуры,Цель изобретения - повьшеиие точности устройства.Поставленная цель достигается тем, З 0что в устройство для программного регулирования температуры, сОдержащее:термочувствительный мост, дифференциальный усилитель, последовательносоединенные задачик скорости изменения температуры, элемент сравнения,формирователь импульсов и тиристорныйисполнительный элемент, через которыйнагреватель подключен к источнику пи"тания, введены последовательно соединенные проебразователь ток - частотаи интегратор, а также пироэлектрический датчик, охваченный омическойобмоткой, выводы которой включены ввыходную диагональ термочувствительного моста, а электроды пироэлектрического датчика подключены ко входу дифференциального усилителя, выходом связанного со входом преобразователяток " частота, причем второй вход иитегратора связан со вторым выходомзадатчика скорости изменения температуры, а выход - со вторым входом элемента сравнения. Кроме того, эадатчикскорости изменения температуры содер-.аит последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и генераторпилообразного напряженйя, выходом связанный с первым выходом задатчика, второй выход которого связан свыходом генератора тактовых импульсов. В устройство также введен индикатор, подключенный к выходу дифференциального усилителя.На чертеже приведена функциональная.схема устройства,В термостатируемом объекте 1 размещен нагреватель .2 и термачувствительный элемент 3, являющийся элементом термочувствительного моста 4,Мост 4 питается переменным напряжением от источника 5. В диагональ моста 4 включена омическая обмотка 6,охватывающая пироэлектрический датчик 7, один иэ электродов которогосоединен с корпусом, второй с входомдифференциального усилителя 8. К входу усилителя 8 подключен индикатор 9и преобразователь О ток - частота.Интегратор 11 соединен с выходом преобразователя 10, со входом элемента12 сравнения н с выходом генератора13 тактовых импульсов,эадатчика 14скорости изменения температуры. В задатчике 14 скорости выход генератора13 тактовых импульсов соединен свходом генератора 15 пилообразного напряжения. Выход регулируемого источника 15 соединен с элементом 12, выход которого соединен с формирователем импульсов 16, сигнал которого подается на управляемый электрод тиристорного исполнительного элемента 17,последовательно с которым нагреватель2 подключен к электрической сети 18.Устройство работает следующим образом.Пироэлектрический датчик являетсяпреобразователем скорости изменениятемпературы в электрический сигнал(заряд ц) на обкладках электродов,установленных перпендикулярно вектору поляризации. Поэтому, если скоростьизменения температуры, т.е. производ"ная ,равна нулю, заряд на обкладкахЙТотсутствует, Наоборот, при отличииот нуля производной, появляется заряд,величина которого определяется по уравнению где 1 - коэффициент пропорционально-,сти, связанный с условиямиизмерения;Ю - пирокоэффициент, зависящийот материала пироэлектрика.5 84084Чувствительность пироэлектрика к скорости изменения температуры составляет величину 510 град/с.ЯУчитывая свойства пироэлектрика при равновесии моста 4,сигнал на,электроде пироэлектрика 7 равен нулю. Это условие соответствует тому случаю, когда температура в термостатируемом объекте 1 постоянная и, соответственно, показания индикатора 9 равны О. Выход преобразователя 10 соответствует определенному нулевому уровню, причем при сравнении сигнала интегратора 11, синхронизированного с сигналом регулируемого источника 15 пило-, образного напряжения с помощью генератора 3 тактовых импульсов, и источника 15 пилообразного наг 1 ряжения на дифференциальном усилителе, разностный сигнал таковчто на входе формирователя импульсов 16 образуется импульс, открывающий тиристор 17.на угол, соответствующий мощности, необходимой для поддержания постоянной температуры в термостатируемом объек-те 1, При необходимости задания определенной скорости с помощью регулируемого источника 15 пилообразного напряжения изменяют наклон пилы. Соответственно изменению величины угла що наклона изменяется величина угла открытия тиристора, что, в свою очередь, вызывает увеличение скорости нагрева.Сходимость температурных программо при использовании предлагаемого устройства не хуже +ЗХ, что позволяет существенно улучшить качественный анализ, т.е. идентификацию различных веществ.Внедрение предлагаемого устройства 40 в аналитическую практику позволяет получить значительный экономический эффект за счет улучшения качественного анализа, что играет существенную роль при контроле и регулировании 45 технологических процессов, например, в нефтепереработке.Кроме того, с помощью предлагаемого устройства можно в значительных пределах изменять коэффициент преоб- юо разованиея сигнала измерительного моста за счет измеиенйя сопротивления его нагрузки, Это в конечном итоге приводит к изменению диапазона скоростей программирования, т,е. в я одном устройстве реализуется практически любой диапазон скоростей программирования температуры. 6Формула изобретения1. Устройство для программного ре-, гули 11 ования температуры, содержащее термочувствительный мост, дифференциальный усилитель, последовательно соединенные задатчик скорости изме- . нения температуры, элемент сравнения, формирователь импульсов и тиристорный исполнительный элемент, через который нагреватель подключен к источнику питания, о т л и.ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит последовательно соединенные преобразователь ток - частота и интегратор, а также пироэлектрический датчик, охваченный омической обмоткой, выводы которой включены в выходную диа 1 онйль термочувстнтельнОГО мое та, а электроды инроэлектрического датчика подключены ко входу дифференциального усилителя, выходом связанного со входом преобразователя ток - частота, причем второй вход интегратора связан со вторым выходом задатчика скорости изменения температуры, а вьгход - со вторым входом элемента сравнения.2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что задатчик скорости изменения температуры содержит последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и генератор пилообразного напряжения, выходом связанный с первым выходом задатчика, второй выход которого связан с выходом генератора тактовых им-.пульсов3, Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я 1 тем, Что оно содержит индикатор, подключенный к выходу дифференциального усилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. "Заводская лаборатория", 1972,У 6, с.701-704.2. Авторское свидетельство СССР У 498608, кл. О 05 0 23/9, 1970.3. Хроматограф лабораторныйАХИИД модели 1-5.7 550,017 ТО. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ИПСАиСУ. Иосковский опытный завод "Хроматограф", 1977, с,35- 37. (прототип).