ЭЛЕКТРОННЫЙ ТЕРМОИНДИКАТОР

Полезная модель относится к области измерительной техники и может использоваться в электронных термоиндикаторах для контроля температуры и регистрации ее экстремальных значений, преимущественно - для контроля температурного режима хранения и транспортирования медицинских препаратов и продуктов питания.
Известен электронный термоиндикатор, содержащий встроенные температурные датчики, соединенные с электронным блоком, включающим измерительный преобразователь, вычислительный блок, цифровой индикатор, звуковой сигнализатор и вспомогательные функциональные блоки (RU 2073217 С1. 1997).
Такой электронный термоиндикатор, выполненный в виде компактного термометра, позволяет измерять температуру, например, жидких и сыпучих веществ. Однако он недостаточно информативен.
Из известных устройств наиболее близким к заявленному является электронный термоиндикатор, содержащий встроенный датчик температуры, соединенный с основным входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входной клемме блока управления, связанного с дисплеем и клавиатурой, и встроенный источник питания (US 4636093 А, 1987).
Такой термоиндикатор имеет недостаточно высокие функциональные возможности. Он не позволяет, в частности, регистрировать суммарное время переохлаждения и перегрева контролируемого объекта, что важно, например, при хранении и транспортировании медицинских препаратов и продуктов питания.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в создании электронного термоиндикатора, лишенного недостатков прототипа. Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, состоит в расширении функциональных возможностей электронного термоиндикатора.
Это достигается тем, что в электронном термоиндикаторе, содержащем встроенный датчик температуры, соединенный с основным входом аналого-
цифрового преобразователя, выход которого подключен к входной клемме блока управления, связанного с дисплеем и клавиатурой, и встроенный источник питания, блок управления содержит блок сравнения, один из входов которого соединен с входной клеммой блока управления, другой - с блоком памяти уставок пороговых значений температуры, а выходы - со входами блока памяти минимальной температуры и блока памяти максимальной температуры и с одним из входов счетчика времени отклонения температуры от минимальной уставки и счетчика времени отклонения температуры от максимальной уставки, другие входы которых соединены с выходом генератора тактовой частоты, а выходы счетчиков времени отклонения температуры от минимальной уставки и отклонения температуры от максимальной уставки и блоков памяти минимальной температуры и памяти максимальной температуры соединены с соответствующими входами блока накопления и вывода, соединенного со счетчиком времени задержки, выход которого соединен со входом генератора сигналов опроса, при этом выход генератора сигналов опроса соединен с выходной клеммой сигналов опроса блока управления, подключенной к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя. Блок управления может быть выполнен в виде микроконтроллера (реализующего алгоритм соответствующих указанных выше функциональных блоков).
На чертеже показана структурная блок-схема предпочтительного варианта выполнения электронного термоиндикатора.
Он содержит датчик температуры 1, например, активный полупроводниковый датчик типа ТМР 36 фирмы "Analog Devices", аналого-цифровой преобразователь 2, блок управления 3, преимущественно в виде микроконтроллера (микропроцессора), запрограммированного на выполнение функций входящих в блок управления 3 функциональных блоков. Блок управления 3 содержит генератор тактовой частоты 4, блок сравнения 5, блок памяти уставок пороговых значений температуры 6, генератор сигналов опроса 7, счетчик времени отклонения температуры от минимальной уставки 8, счетчик времени отклонения температуры от максимальной уставки 9, блок памяти минимальной температуры 10, блок памяти максимальной температуры 11, блок накопления и вывода информации 12 и счетчик времени задержки 13. Электронный термоиндикатор
содержит также встроенный источник питания 14 преимущественно с напряжением от 2,8 до 3,5 В, например, в виде двух сухих элементов типа АА, и связанные с блоком управления 3 дисплей 15 и клавиатуру 16. Датчик температуры 1 соединен с основным входом аналого-цифрового преобразователя 2, управляющий вход которого подключен к выходной клемме сигналов опроса блока управления 3, а выход - к входной клемме блока управления 3 (клеммы на чертеже не показаны). Один из входов блока сравнения 5 соединен с входной клеммой блока управления 3, другой - с блоком памяти у ставок пороговых значений температуры 6, а четыре его выхода - с входами блоков памяти минимальной температуры 11 и памяти максимальной температуры 12 и с одним из входов счетчиков времени отклонения температуры от минимальной уставки 8 и времени отклонения температуры от максимальной уставки 9. Другой вход счетчиков 8, 9 соединен с выходом генератора тактовой частоты 4. Выходы счетчиков 8, 9 и блоков 10, 11 соединены с соответствующими входами блока накопления и вывода информации 12, который соединен со счетчиком времени задержки 13 и (через соответствующие клеммы блока управления 3) с клавиатурой 16, а также с дисплеем 15. Выход счетчика времени задержки 13 соединен со входом генератора сигналов опроса 7, выход которого соединен с выходной клеммой сигналов опроса блока управления 3.
Электронный термоиндикатор может функционировать в следующих режимах: индикация исправности цепи питания; задержка начала регистрации; регистрация минимальной и максимальной температур и суммарного времени выхода температуры за установленные пороговые значения; индикация зарегистрированных значений температуры и времени. Работа электронного термоиндикатора начинается с включения счетчика времени задержки 13 до включения режима регистрации. Информация о времени до включения регистрации может быть выведена на дисплей 15. После окончания времени задержки начала регистрации электронный термоиндикатор автоматически переходит в режим регистрации. Аналоговый сигнал от датчика температуры 1 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 2, который по команде генератора сигналов опроса 7 через, установленное время дискретизации преобразует вводимое электрическое напряжение в цифровой код и подает его в
блок сравнения 5. Блок сравнения 5 вычисляет значение измеренной температуры, сравнивает его со значениями, хранящимися в блоке памяти уставок пороговых значений температуры 6 и, в случае выхода измеренного значения за пороговые значения в двух опросах подряд, включает счетчик 9 или счетчик 10 с периодичностью, определяемой генератором тактовой частоты 4. Одновременно в оперативную память блока 10 или блока 11 заносятся минимальные или максимальные соответственно значения температуры. При неоднократном выходе температуры за пороговые значения отсчет времени возобновляется для получения суммарного значения в счетчиках 8 или 9. После окончания регистрации посредством команды оператора через клавиатуру 16 блок накопления и вывода информации 12 переводит электронный термоиндикатор в режим  считывания результатов. На дисплей 15 может быть выведена следующая информация: состояние встроенного источника питания 14; наименьшее отрицательное значение температуры ниже нижнего порога, например, 0°С; суммарное время переохлаждения; наибольшее положительное значение температуры на момент прекращения регистрации; суммарное время перегревав.
Пример реализации. Электронный термоиндикатор ТИ-2-«конт МК» имеет нижний порог 0°С и верхний порог +10°С. Наибольшее регистрируемое суммарное время выхода за пороговые значения температуры - 90 часов. Диапазоны регистрируемых наибольших значений температуры при переохлаждении от -1°С до -5°С, а в области положительных температур от +10°С до +45°С.
Электронный термоиндикатор, выполненный в соответствии с полезной моделью, имеет более высокие функциональные возможности по сравнению с известными аналогичными, обеспечивая контроль температуры путем регистрации суммарного времени выхода температуры ниже нижнего установленного порога и выше верхнего установленного порога, а также регистрации максимальной и  минимальной темперауры.