Устройство для регулирования температуры

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ Т Т Существенным недостатком этого устройства является ограниченный диапазон заданной температуры объекта регулирования и температуры внешней среды вследствие того, что устройство не обеспечивает полной температур ной компенсации энакопеременных воздействий, вносимых внешней средой.Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей устройства и повышение его точности. Изобретение относится к автоматике, в частности к системам автоматического регулирования температуры объемов жидкости с высокой точностью в широком диапазоне заданной темпера туры объекта регулирования и темпера ф туры внешней среды.Известны трехпозиционные устройства регулирования температуры, осущест- . вляющие управление нагревом и охяаж" дением по сигналам от термодатчиков,19 помещенных в регулируемую среду 13.Недостатками устройства являются наличие определенной зоны нечувствительности, что приводит к увеличению15 статической ошибки регулятора и снижение точности его работы, а также высокая сложность системы регулирования и наличие одного исполнительного механизма, управляющего как нагревом, так и охлаждением системы, что приводит к снижению точности работы.Наиболее близким к предлагаемому является термостатирующее устройство,содержащее термостат термокамеру степлоиэоляционной оболочкой), в котором установлены нагреватель и термодатчик, подключенный к двухпозиционному терморегулятору, выход которогосоединен с нагревателем, элемент сравнения соотношения времени включено/выключено, по сигналам которого произ"водится коррекция напряжения питаниянагревателя таким образом, что соот"ношение времени включено/выключеносохраняется постоянным 21.Поставленная цель достигаешься тем, что в устройство, содержащее установленные в термостате нагреватель и термодатчик, подключенный к двухпозиционному терморегулятору, выеход которого соединен с нагревателем, введен компенсирующий канал охлаждения, включающий дискриминатор временных интервалов, вход которого соединен с выходом инвертора, входом под О ключенного к выходу двухпозиционного терморегулятора, а каждый из выходов дискриминатора через последовательно соединенные ждущий мультивибратор и реле подключен к двигателю, который 15 механически связан с вентилем, установленным на линии подачи хладагента в термостат.Заданная точность регулирования температуры достигается работой двух о позиционного канала. Компенсирующий канал охлаждения предназначен для компенсации тепла, поступающего из окружающей среды в случае, когда ее температура выше заданной температу ры объекта регулирования. Ввиду того, что температура внешней среды, а значит и приток тепла в термостат на практике изменяются медленно, работа компенсирующего канала может иметь зО значительную инерционность. ДЬухпозиционный канал подогрева является относительно быстродействующим и осуществляет точную термостабилизацию на заданном уровне температуры. Компенсирующий канал ввиду своей большой инерционности не влияет на точность и устойчивость системы, обеспечивая в то же время оптимальные условия работы точного канала подогрева - опре О деленный отрицательный тепловой баланс объекта регулирования.На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство для регулирования температуры содержит жидкостный термостат 1, находящийся в тепловом контакте с термодатчиком 2, Последний соединен с входом двухпозиционного терморегулятора 3, выход которого подключен к нагревателю 4 и инвертору 5. Инвертор 5 соединен с дискриминатором временных интервалов 6, один из двух выходов которого через ждущий мульти вибраторсоединен с обмоткой реле 8 а другой выход через ждущий мульчтивиб. о Г:р 9 соединен с обмоткои ре 884ле 10. Контакты реле 8 и 10 соединены с цепями управления двигателя 11,вал которого механически связан свентилем 12, расположенном на магистрали-линии, подводящей хладагент ктермостату.Устройство работает следующим образом.Сигнал с термодатчика 2 поступаетв двухпозиционный терморегулятор 3,где происходит его усиление и сравнение с сигналом, соответствующим завданной температуре Тс объекта регулирования, При температуре в термостате Т ( Т з сигнал на выходе теро оморегулятора 3 О осуществляет включение нагревателя 11. Когда температура в термостате 1 достигает заданного уровня, ТТзд, сигнал на выходеО о,терморегулятора 3 О = О, нагревательвыключается. Управление компенсирующим каналом основано на измерениивремени выключенного состояния нагревателя В, т.е, временного интервала,в течение которого 0 = О. Измерениеи сравнение времени производится вдискриминаторе временных интервалов6, сигнал на вход которого поступаетчерез инвертор 5 с выхода двухпозиционного терморегулятора 3. В дискриминаторе 8 время с сравнивается с временными уставками Си 1, величинакоторых определяется индивидуальнодля конкретной системы терморегулирования, причем устанавливается(.Ь.Если сС , с первого выхода дискриминатора 6 поступает импульс навход ждущего мультивибратора 7, формирующего сигнал включения реле 8 управления двигателем 11 длительностью,достаточной для открытия вентиля 12подачи хладагента в термостат 1 наугол, составляющий 1/10 часть углаего полного открытия,Если т. ( С, то со второго выхода дискриминатора 6 импульс поступаетна ждущий мультивибратор 9, сигнал свыхода которого посредством реле 1 Ои двигателя 11 производит закрытиевентиля 12 на 1/10 часть угла егополного открытия.В случаях, когда при измерении последующих временных интервалов повторяется соотношение 11(или С( С ), то соответственно производитсядальнейшее ступенчатое открытие (или закрытие) вентиля подачи хладагента, Процесс регулирования в компенсирую911488 щем канале продолжается до тех пор, пока временной интервал С не станет(.Режим, когда 1 ( ст, является установившимся оптимальным режи" мом работы устройства для регулирования температуры, В этом случае интенсивность охлаждения термостата 1 сохраняется постоянной до тех пор, пока не произойдет существенного изменения температуры внешней среды или хлад- агента. Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известными обеспечивает эксплуатацию термостата в широком диапазоне заданных темпераО тур объекта регулирования (+20 +50 ОС) и температур внешней среды (0 - +50"С); повышенную точность и устойчивость работы устройства ввиду того, что введение в систему канала охлаждения не только не увеличивает статическую ошибку (как в трехпозиционной системе), а напротив, значительно повышает точность работы основного канала подогрева, поддерживая соотношение времени включено/выключено в заданных пределах, снижая величину статической ошибки двухпозиционного регулятора в несколько раз. Точность поддержания заданной температуры в жидкостном термостате, обеспечиваемая устройством, составляет +0,1 О С; устройство остается принципиально позиционным, что предопределяет его простоту и надежность в работе.с 5 Формула изобретения Устройство для регулирования температуры, содержащее установленные втермостате нагреватель и термодатчик, 10 подключенный к двухпозиционному терморегулятору, выход которого соединенс нагревателем, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширенияэксплуатационных возможностей и повы щения точности устройства, в, неговведен компенсирующий канал охлаждения, включающий дискриминатор временных интервалов, вход которого соединен с выходом инвертора, входом под ключенного к выходу двухпозиционноготерморегулятора, а каждый из выходовдискриминатора через соответствующуюцепочку последовательно соединенныхждущего мультивибратора и реле под ключен к двигателю, который механически связан с вентилем, установленнымна линии подачи хладагента в термостат. Источники инФормации,зо принятые во внимание при экспертизе1. Халамейзер М.Б, Автоматизацияпроцессов обработки кинопленки. М.,"Искусство", 1970, с. 51,59.2, Авторское свидетельство СССРз М 413467, кл.6 05 О 23/19, 1974911188 МЗМ НИИПИ Заказ 1125/3