УСТРОЙСТВО ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ

Полезная модель относится к области термоэлектрического приборостроения и может использоваться для термостатирования объектов.
Известны термостаты в виде массивного металлического корпуса, защищенного теплоизоляцией [1] На наружной поверхности корпуса расположен нагревательный или охладительный элемент. Корпус термостата вследствие высокого значения коэффициента теплопроводности материала, из которого он изготовлен, имеет равномерную температуру.
Однако для того, чтобы сгладить колебания температуры от нагревателя, необходимо иметь материал корпуса с низкой теплопроводностью. Недостатком известного устройства является низкая точность термостабилизации.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для термостабилизации нескольких объектов на разных температурных
уровнях, содержащее термоэлектрическую батарею, питаемую электрическим током от источника электрической энергии, холодным спаем приведенную в тепловой контакт с тонкостенной металлической емкостью, заполненной термостабилизирующим веществом, а горячим - с радиатором [2].
Недостатком известного устройства является невысокая стабильность поддержания требуемых температур и ограниченные функциональные возможности.
Задача полезной модели - поддержание высокой стабильности требуемых параметров, расширение функциональных возможностей термостата.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве термостатирования, содержащем теплоизоляционный корпус, внутри которого размещен объект термостатирования, а на днище которого расположена термоэлектрическая батарея, работающая от источника питания, одной поверхностью приведенная в тепловой контакт не с корпусом, а с внутренним радиатором, омываемым термостабилизирующим веществом, а другой поверхностью с внешним радиатором, причем термоэлектрическая батарея выполнена на элементах Пельтье, в устройство термостатирования дополнительно введен датчик, размещенный внутри термоизоляционного корпуса, модуль управления, содержащий измерительный узел, соединенный с датчиком, микропроцессор, соединенный с индикатором, фиксирующим значения
температуры термостатируемого объекта, и с n-твердотельными реле, которые через LC-фильтр соединяют источник питания с элементами Пельтье, входящими в термоэлектрическую батарею, и узел коммутации, осуществляющий подключение термостатируемых объектов.
На фиг.1 представлено предлагаемое устройство термостатирования, содержащее теплоизоляционный корпус 1, внутри которого размещен объект термостатирования 2, а на днище которого расположена термоэлектрическая батарея 3, работающая от источника питания 4, одной поверхностью приведенная в тепловой контакт с внутренним радиатором 5, омываемым термостабилизирующим веществом 6, а другой поверхностью с внешним радиатором 7. В устройство термостатирования дополнительно введен датчик 8, размещенный внутри термоизоляционного корпуса 1, модуль управления 9, содержащий измерительный узел 10, соединенный с датчиком 8, микропроцессор 11, соединенный с индикатором 12, фиксирующим значение температуры термостатируемого объекта 2, и с n-твердотельными реле 13, которые через LC-фильтр 14 соединяют источник питания 4 с элементами Пельтье 15, входящими в термоэлектрическую батарею 3, и узел коммутации 16, осуществляющий подключение термостатируемого объекта 2.
Устройство термостатирования работает следующим образом. Входной сигнал с датчика 8 поступает на измерительный узел 10 модуля управления 9, где преобразуется в цифровую форму и передается в микропроцессор 11.
В микропроцессоре 11 код принятого сигнала преобразуется и передается на знаковый индикатор 12 для отображения результата измерения.
Микропроцессор 11 сравнивает принятый сигнал с требуемым значением и по ПИД-закону управляет твердотельными реле 13.
Реле 13 коммутируют постоянное напряжение с выхода источника питания 4 на вход LC-фильтра 14 в виде широтно-импульсной модуляции. В LC-фильтре 14 этот модулированный сигнал сглаживается и полученное постоянное напряжение подается на элементы Пельтье 15 термоэлектрической батареи 3.
Поддержание температуры осуществляется с помощью элементов Пельтье 15, к одной стороне которых закреплен радиатор 5, непрерывно омываемый теплоносителем 6 с помощью мешалки. С другой стороны каждого элемента Пельтье 15 закреплен радиатор 7. Охлаждение радиаторов 7 производится вентилятором, который размещен в нижней части термостата.
В передней части устройство термостатирования расположены индикатор 12, который отображает текущую температуру термостатируемого объекта 2, и узел коммутации 16, осуществляющий подключение термостатируемого объекта 2.
Предложенное устройство для термостатирования имеет небольшие общие габариты и позволяет обеспечить высокую стабильность поддержания требуемых температур.
Источники информации
1. «Система термостатирования в радиоэлектронике» Венгеровский Л.В., Ванштейн А.Х., Л., Энергия, 1969 г., с.76
2. Патент №2236034, G05D 23/22, «Устройство для термостабилизации нескольких объектов на разных температурных уровнях», опубл. 2003 г.