ТЕПЛОВОЙ ДАТЧИК

Полезная модель относится к измерительной технике и предназначено для измерения температуры резисторными датчиками в окружающей среде и в технологических процессах.
Основной функцией датчика является своевременное обнаружение отклонений от температурного режима. При наступлении критического перегрева, термодатчик должен очень быстро предать сигнал.
Известен тепловой пожарный извещатель (патент №79203, заявка №2008136578, класс МПК G08B 17/06, дата публикации 20.12.2008). Тепловой пожарный извещатель, содержит термокабель, соединенный с оконечным резистором и подключенный к приемно-контрольному прибору, измеряющему электрическое сопротивление и формирующему сигнал «Пожар» и «Повреждение». Термокабель разделен на контролируемые зоны, на границах контролируемых зон в разрыв термокабеля включены сигнальные резисторы, образуя с ним и оконечным резистором последовательную электрическую цепь.
Недостатком известного пожарного извещателя является низкая вероятность безотказной его работы из-за незащищенного исполнения соединения резисторов и кабеля.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении надежности и оперативности передачи сигнала о возникновении пожара.
Предлагается тепловой датчик содержащий сенсор конструктивно основанный на использовании моста Уитстона, выполненный в виде печатной платы из стеклотекстолита, плечами которого являются резисторы, последовательно соединенные с дифференциальным усилителем, режекторным фильтром, компаратором.
Отличием является то, что резисторы изготовлены из меди в виде бифилярной катушки и расположены по обе стороны печатной платы, а компаратор на выходе управляет электронным ключом для передачи сигнала.
Еще одним отличием является то, что регистров четыре.
1
2
3
1
2
3
Метод моста Уитстона - один из наиболее точных методов измерений сопротивлений. Измеряемое сопротивление Rx и три других R, R, R соединяют так, чтобы образовался замкнутый четырехугольник. Такую систему называют мостом Уитстона, a Rx. R, R, R, - плечи моста. Различают сбалансированный и несбалансированный мост. При произвольном соотношении плеч моста - мост несбалансирован.
Мост Уитстона достаточно часто применяется при конструировании различных датчиков. Он позволяет получить более высокую чувствительность по сравнению с одиночными резисторами. Именно поэтому в конструкции предлагаемой полезной модели использован известный способ.
Сущность предлагаемой полезной модели показана на Фиг., где приведена принципиальная схема теплового датчика.
В одну из диагоналей моста включен источник питания 1, плечами моста являются медные резисторы 2, 3, 4, 5 изготовленные в виде бифилярной катушки. Резисторы в данном случае служат рабочим элементом теплового датчика. Резисторы изготовлены из меди. Медь металл обладающий высокой тепло и электропроводностью, стойкий к коррозии. Что способствует повышению надежности датчика и оперативности его срабатывания. Резисторы изготовлены в виде бифилярной катушки, что позволяет уменьшить или полностью исключить «паразитную» индукцию. Такое техническое решение повышает надежность полезной модели. Признак находится в причинно-следственной связи с заявленным техническим результатом.
При этом особенностью теплового датчика является то, что резисторы 2 и 5 соприкасаются с окружающей средой, т.е. расположены снаружи, а резисторы 3 и 4 изолированы от окружающей среды и являются опорными. Резисторы 2 и 5 расположены с одной стороны печатной платы, а резисторы 3 и 4 - с другой. Резисторы 2 и 5 сообщаются с внешней средой, а резисторы 3 и 4 от внешней среды изолированы - обращены внутрь корпуса устройства. Каждый резистор выполнен в виде бифилярной катушки, что резко снижает чувствительность к магнитной наводки самого датчика.
К другой диагонали моста подключен дифференциальный измерительный усилитель 6. Выход дифференциального усилителя 6 соединяется со входом режекторного фильтра 7. Режекторный фильтр 7 предназначен для фильтрации сигналов от помех на фиксированной частоте 50 Гц. Выход режекторного фильтра 7 подается на компаратор 9. Компаратор - это устройство, предназначенное для сравнения двух входных сигналов. В предлагаемой схеме полезной модели на второй вход компаратора подается пороговое напряжение от источника 8.
Напряжение источника 8 подбирается таким образом, чтобы компаратор срабатывал при нагреве резисторов 2 и 5 до температуры 250°C. При медленных изменениях температуры внешней среды все резисторы успевают прогреться до одинаковой температуры. При внезапном повышении температуры окружающей (пожар, вспышка) среды нагреваются только резисторы 2 и 5, а резисторы 3 и 4 остаются холодными и следовательно мост разбалансируется. Компаратор 9 подает сигнал на электронный ключ 11 и открывает его. Повышается оперативность передачи сигнала за счет срабатывания электронного ключа. В катушке 10 электромагнитного клапана возникает ток около 100 А. Признак находится в причинно-следственной связи с заявленным техническим результатом.
В исходном состоянии конденсатор 12 служит источником тока для катушки 10 электромагнитного клапана. В исходном состоянии конденсатор 12 заряжен до напряжения несколько сот Вольт от источника 14 через токоограничивающий резистор 13.
Предлагаемый тепловой датчик может быть использован в автоматических системах пожаротушения. Высокая инерционность срабатывания и передачи сигнала в ситуации резкого воспламенения позволяет эффективно предотвращать возникновение и развитие чрезвычайной ситуации.