УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ НАГРЕВОМ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕГО СТЕКЛА
APPARATUS FOR CONTROLLING HEATING OF HEAT-DISSIPATING GLASS

Область техники изобретения
Настоящее изобретение относится к устройству управления нагревом тепловыделяющего стекла, в котором питание в форме переменного тока (далее - синусоидальный сигнал) подается на тепловыделяющее стекло для управления температурой его нагрева путем управления питанием с учетом нагрузки тепловыделяющего стекла, и измеряют нулевую точку синусоидального сигнала с использованием участка фазового детектирования, состоящего из оптрона и т.п., а участок управления нагревом выполнен с возможностью управления моментом времени, в который синусоидальный сигнал подается или прекращается с использованием нулевой точки определенной участком фазового детектирования, при этом участок управления нагревом генерирует управляющий сигнал так, чтобы синусоидальный сигнал подавался в тот момент времени, когда ток синусоидального сигнала равен нулю, и подача синусоидального сигнала останавливалась в тот момент времени, когда ток синусоидального сигнала равен нулю, после чего передает управляющий сигнал на формирователь, а формирователь сконструирован так, что синусоидальный сигнал выводится на тепловыделяющее стекло в течение периода времени, заданного управляющим сигналом, и множество синусоидальных сигналов раздельно подаются для управления множеством тепловыделяющих стекол, имеющих разную нагрузку.
Предшествующий уровень техники
В обычном тепловыделяющем стекле генерацией теплоты по существу управляли путем управления фазой переменного тока с использованием устройства, управляющего температурой нагрева, тем самым предотвращая образование конденсата на тепловыделяющем стекле. Однако, как показано на фиг.1, поскольку подачу электроэнергии на тепловыделяющее стекло отсекают когда течет ток, в момент отсечки генерируется пиковый ток. Поэтому возникают определенные проблемы, связанные с генерацией серьезных шумов, сокращением срока службы электронных компонентов в устройстве управления подачей питания и увеличением нагрузки по току.
Краткое описание изобретения
Целью настоящего изобретения является создание устройства управления нагревом тепловыделяющего стекла, которое подает коммерчески доступную электроэнергию переменного тока (синусоидальный сигнал) как источник питания, применяемый для управления температурой нагрева тепловыделяющего стекла так, чтобы подача питания начиналась в момент времени, когда ток синусоидального сигнала равен нулю, и также прекращалась в момент времени, когда ток синусоидального сигнала равен нулю, тем самым предотвращая генерирование пикового тока при подаче или прекращении подачи сигнала и, тем самым, снижая генерирование шумов и продлевая срок службы электронных устройств, что повышает надежность и долговечность устройства управления нагревом.
Другой целью настоящего изобретения является создание устройства управления нагревом тепловыделяющего стекла, в котором подача синусоидального сигнала для единообразного или различного управления электроэнергией и ее последующей подачей на множество тепловыделяющих стекол начинается или прекращается в момент времени, когда ток синусоидального сигнала равен нулю, и температурой нагрева тепловыделяющего стекла можно управлять, изменяя количество подаваемых синусоидальных сигналов.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание устройства управления нагревом тепловыделяющего стекла, которое измеряет температуру тепловыделяющего стекла и ток, подаваемый на каждое тепловыделяющее стекло так, чтобы предотвратить перегрев или перегрузку по току, что повышает стабильность и надежность устройства.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание устройства управления нагревом тепловыделяющего стекла, в котором множество управляющих сигналов и формирователей взаимосвязаны с участком фазового детектирования и участком управления нагревом так, что синусоидальный сигнал подается на два или более тепловыделяющих стекла не одновременно, что предотвращает перегрузку источника питания.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание устройства управления нагревом тепловыделяющего стекла, которое измеряет температуру и влажность в помещении, находит температуру, при которой не происходит образование конденсата, и автоматически поддерживает эту температуру, тем самым предотвращая образование конденсата на тепловыделяющем стекле.
Для достижения цели настоящего изобретения предлагается устройство для управления нагревом, которое управляет температурой нагрева тепловыделяющего стекла, содержащее участок фазового детектирования, который определяет момент перехода через нуль синусоидального сигнала; участок управления нагревом, который генерирует управляющий сигнал для управления подачей синусоидального сигнала, используя момент перехода через нуль синусоидального сигнала, определенный участком фазового детектирования так, чтобы синусоидальный сигнал подавался на тепловыделяющее стекло в момент времени, когда ток синусоидального сигнала равен нулю, при этом подача синусоидального сигнала прекращается также в момент времени, когда ток синусоидального сигнала равен нулю; и формирователь, который подает синусоидальный сигнал на тепловыделяющее стекло в момент времени, определенный управляющим сигналом, используя управляющий сигнал, переданный от участка управления нагревом, и синусоидальный сигнал подаваемый от источника питания.
Предпочтительно, участок управления нагревом подает множество управляющих сигналов на множество формирователей для управления температурой нагрева множества тепловыделяющих стекол.
Предпочтительно, участок управления нагревом управляет синусоидальным сигналом так, что синусоидальный сигнал подается в момент времени, когда ток синусоидального сигнала равен нулю, а также подача синусоидального сигнала прекращается в момент времени, когда ток синусоидального сигнала равен нулю, и когда синусоидальный сигнал подается на множество тепловыделяющих стекол, на множество формирователей подается множество управляющих сигналов, отличающихся друг от друга так, чтобы на два или более тепловыделяющих стекла синусоидальный сигнал подавался не одновременно, что предотвращает повышение нагрузки на участок источника питания.
Предпочтительно, участок управления нагревом содержит участок измерения температуры для измерения температуры каждого тепловыделяющего стекла, и участок измерения тока для измерения тока, подаваемого на каждое тепловыделяющее стекло, а также, участок управления нагревом прекращает подачу питания при перегреве или при превышении нагрузки по току.
Предпочтительно, участок фазового детектирования содержит оптрон.
Предпочтительно, участок управления нагревом подает синусоидальный сигнал, измерив температуру и влажность в помещении, используя датчики температуры и влажности, определив на основе измеренной температуры и влажности температуру тепловыделяющего стекла при которой не происходит конденсации, и автоматически поддерживая температуру, при которой не происходит конденсации, тем самым предотвращая появление конденсата.
Предпочтительно, участок управления нагревом содержит вводной и оперативный участок, который вводит заданную температуру тепловыделяющего стекла и управляет участком управления нагревом, и далее, содержит дисплейный участок, который отображает заданную температуру и текущую температуру.
Предпочтительно участок управления нагревом далее содержит коммуникационный участок для приема/передачи сигнала от внешнего устройства или на внешнее устройство.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - сигнал, подаваемый на известное тепловыделяющее стекло.
Фиг.2 - схематический вид устройства управления температурой тепловыделяющего стекла согласно настоящему изобретению.
Фиг.3-5 - виды устройства управления температурой тепловыделяющего стекла согласно различным вариантам настоящего изобретения.
Фиг.6 - пример цепи фазового детектирования для обнаружения перехода через нуль синусоидального сигнала.
Описание основных элементов:
11 - переменный ток или коммерческий источник питания;
12 - участок источника питания;
13 - участок фазового детектирования
14 - коммуникационный участок
15 - вводной и оперативный участок
16 - дисплейный участок
17 - датчик температуры и влажности
Подробное описание изобретения
В устройстве управления нагревом тепловыделяющего стекла согласно настоящему изобретению синусоидальный сигнал подается на тепловыделяющее стекло так, чтобы управлять его температурой, путем управления источником питания с учетом нагрузки, создаваемой тепловыделяющим стеклом, при этом момент перехода через нуль синусоидального сигнала обнаруживают с помощью участка фазового детектирования, содержащего оптрон и т.п., а участок управления нагревом выполнен так, чтобы управлять моментом подачи или прекращения подачи синусоидального сигнала, используя момент перехода через нуль, определенный участком фазового детектирования, и участок управления нагревом генерирует управляющий сигнал так, чтобы синусоидальный сигнал подавался в момент, когда ток синусоидального сигнала равен нулю, и подача синусоидального сигнала прекращалась в момент, когда ток синусоидального сигнала равен нулю, и передает этот управляющий сигнал на формирователь, при этом формирователь сконструирован так, чтобы синусоидальный сигнал выводился на тепловыделяющее стекло в течение периода времени, заданного управляющим сигналом, при этом выдается множество раздельных синусоидальных сигналов для управления множеством тепловыделяющих стекол, создающих разную нагрузку.
Далее в устройстве управления нагревом тепловыделяющим стеклом по настоящему изобретению момент перехода через нуль коммерчески доступного переменного тока или искусственно генерируемого синусоидального сигнала определяют, используя участок 13 фазового детектирования, образованного оптроном и т.п., и на основе момента перехода через нуль синусоидального сигнала подают или прекращают подачу синусоидального сигнала в момент, когда ток синусоидального сигнала равен нулю, при этом одновременно можно управлять множеством тепловыделяющих стекол и ток, подаваемый на тепловыделяющее стекло измеряют во избежание перегрева или перегрузок по току, что повышает стабильность и надежность устройства управления нагревом.
Преимущества, признаки и аспекты настоящего изобретения будут очевидны из нижеследующего подробного описания вариантов со ссылками на приложенные чертежи.
На фиг.1 представлен вид сигнала, подаваемого на известное тепловыделяющее стекло, на фиг.2 представлен схематический вид устройства управления температурой тепловыделяющего стекла согласно настоящему изобретению. На фиг.3-5 приведены виды различных вариантов устройства управления температурой тепловыделяющего стекла согласно настоящему изобретению, а на фиг.6 представлен вид примера цепи фазового детектирования для обнаружения момента перехода через нуль синусоидального сигнала.
Первый вариант
Далее следует описание первого варианта настоящего изобретения со ссылками на чертежи. На фиг.2 представлена схема устройства управления нагревом тепловыделяющего стекла по настоящему изобретению.
В известном тепловыделяющем стекле выделением теплоты управляли по существу, управляя фазой переменного тока, тем самым, управляя температурой тепловыделяющего стекла. Однако, как показано на фиг.1, поскольку сигнал отсекался во время протекания тока, в момент отсечки генерировался пиковый ток. Поэтому, возникали некоторые проблемы, заключающиеся в генерировании сильных шумов и сокращении срока службы электронных компонентов, применяемых в устройстве управления мощностью.
В настоящем изобретении для решении проблем известного тепловыделяющего стекла используя участок 13 фазового детектирования, образованного оптроном и т.п., как показано на фиг.2 и 6, находят момент перехода через нуль коммерчески доступного переменного тока или искусственно генерируемого синусоидального сигнала, и в участке 18 управления нагревом генерируют управляющий сигнал, используя обнаруженный момент перехода через нуль синусоидального сигнала, который затем подают через множество формирователей 19-21 на множество тепловыделяющих стекол 24-26. Когда управляющий сигнал подается на множество формирователей 19-21, синусоидальный сигнал подается в момент времени, когда ток синусоидального сигнала равен нулю, а также прекращают подавать синусоидальный сигнал в момент времени, когда ток синусоидального сигнала равен нулю, поэтому в синусоидальном сигнале пиковый ток не возникает. При описанной выше конструкции, поскольку пиковый ток не возникает, можно уменьшить генерирование шумов и увеличить срок службы электронных компонентов, что повышает надежность и долговечность устройства управления нагревом.
В первом варианте, синусоидальный сигнал, подаваемый на тепловыделяющее стекло подается в момент, когда ток синусоидального сигнала равен нулю, и подача синусоидального сигнала прекращается также в момент, когда ток синусоидального сигнала равен нулю, поэтому можно уменьшить генерирование шумов и продлить срок службы электронных компонентов, тем самым повысив надежность и долговечность устройства управления нагревом. Поскольку управляющий сигнал генерируется так, чтобы синусоидальный сигнал подавался на два или более тепловыделяющих стекла не одновременно, и управляющий сигнал подается через формирователь на тепловыделяющее стекло в момент времени, когда управляющий сигнал выполняет управляющую операцию, можно стабильно эксплуатировать тепловыделяющее стекло без увеличения нагрузки на участок источника питания и нет необходимости увеличивать мощность участка источника питания в соответствии с увеличенной нагрузкой, которая возникала бы, если бы синусоидальный сигнал подавался на множество тепловыделяющих стекол одновременно.
Как показано на фиг.2, множество формирователей 19-21 одновременно подают синусоидальный сигнал на множество тепловыделяющих стекол. Каждый формирователь сконструирован так, что синусоидальный сигнал от участка источника питания управляется управляющим сигналом, вводимым от участка управления нагревом, чтобы сгенерировать синусоидальный сигнал в момент перехода через нуль и, затем, сгенерированный синусоидальный сигнал подается на тепловыделяющее стекло, а также подача питания прекращается в момент перехода через нуль синусоидального сигнала.
Как показано на фиг.2, устройство управления нагревом тепловыделяющего стекла имеет участок 13 фазового детектирования, образованный оптроном (см. фиг.6), определяющий момент перехода через нуль коммерчески доступного переменного тока 11 (синусоидальный сигнал) или искусственно сгенерированного синусоидального сигнала. Используя момент перехода через нуль синусоидального сигнала, синусоидальный сигнал подают на тепловыделяющее стекло так, чтобы подача этого синусоидального сигнала начиналась в момент, когда ток этого синусоидального сигнала равен нулю, и подачу синусоидального сигнала прекращают в момент, когда ток этого синусоидального сигнала равен нулю. Множество управляющих сигналов, генерируемых участком 18 управления нагревом подают на множество формирователей так, чтобы управлять моментом начала или прекращения подачи синусоидального сигнала. Другими словами, управляющий сигнал управляет моментом времени, когда начинается или прекращается подача синусоидального сигнала в соответствии с полупериодом, одним периодом или различными периодами синусоидального сигнала (360 градусов) на основе момента перехода через нуль, обнаруженного участком 13 фазового детектирования, а затем подает его на тепловыделяющее стекло.
Поскольку управляющий сигнал для синусоидального сигнала, который подается для управления температурой каждого из тепловыделяющих стекол 24-26, используя момент перехода через нуль, обнаруженный участком 13 фазового детектирования, формируется управляющей программой, его можно построить несколькими способами. То есть, в настоящем изобретении на основе момента перехода через нуль синусоидального сигнала, обнаруженного участком 13 фазового детектирования, синусоидальный сигнал генерируется в момент перехода через нуль и, затем, подается на тепловыделяющее стекло, и подача синусоидального сигнала также прекращается в момент перехода через нуль синусоидального сигнала.
Участок 18 управления нагревом имеет участок 23 измерения температуры для измерения температуры каждого тепловыделяющего стекла, и участок 22 измерения тока для измерения тока, подаваемого на каждое тепловыделяющее стекло.
На фиг.3-5 показаны разные варианты устройства управления нагревом тепловыделяющего стекла по настоящему изобретению. На фиг.3 одинаковые синусоидальные сигналы подаются через формирователи на множество тепловыделяющих стекол, имеющих одинаковый размер (нагрузку), в разные моменты времени. На фиг.4 и 5 синусоидальные сигналы подаются на тепловыделяющие стекла одинакового или разного размера (нагрузки) и управляющий сигнал, генерируемый участком управления нагревом, передается на формирователь так, чтобы синусоидальный сигнал, подаваемый на источник питания, подавался в разные моменты времени в соответствии с каждой нагрузкой, что предотвращает повышение нагрузки на участок источника питания.
Когда участок 18 управления нагревом тепловыделяющего стекла, показанный на фиг.2-5 подает синусоидальный сигнал на множество тепловыделяющих стекол, участок 18 управления нагревом, участок 12 источника питания и формирователи 19-21 взаимосвязаны друг с другом так, что синусоидальный сигнал подается на каждое тепловыделяющее стекло с разницей во времени, благодаря чему источник питания работает в диапазоне мощностей участка источника питания.
На фиг.2 первый синусоидальный сигнал подается от формирователя 19 на тепловыделяющее стекло 24, второй синусоидальный сигнал подается от формирователя 20 на тепловыделяющее стекло 25, и третий синусоидальный сигнал подается от формирователя 21 на третье тепловыделяющее стекло 26. Поскольку синусоидальными сигналами управляют так, чтобы они не подавались одновременно на два или более тепловыделяющие стекла, можно стабильно эксплуатировать тепловыделяющее стекло без увеличения нагрузки на участок источника питания и отсутствует необходимость увеличивать мощность участка источника питания в соответствии с увеличенной нагрузкой.
Второй вариант
Устройство управления нагревом по второму варианту сконструировано так, что синусоидальный сигнал вводится в момент времени, когда ток синусоидального сигнала равен нулю, и подача синусоидального сигнала также прекращается, когда ток синусоидального сигнала равен нулю и, таким образом можно уменьшить генерирование шумов и увеличить срок службы электронных компонентов, тем самым увеличивая надежность и срок службы устройства управления нагревом. Кроме того, синусоидальный сигнал на два или более тепловыделяющих стекла можно подавать одновременно или с разницей во времени с учетом мощности участка источника питания и количество электроэнергии, подаваемой на выходную ступень. Поэтому нагрузку на источник питания до определенной степени можно увеличить, но синусоидальный сигнал можно стабильно подавать на тепловыделяющее стекло в пределах допустимого диапазона мощностей источника питания, измеряя количество электроэнергии, подаваемой на выходную ступень. Далее, во втором варианте, поскольку в конструкцию участка источника питания нужно заложить несколько увеличенную мощность, размеры и себестоимость устройства управления нагревом могут повыситься.
Участок 18 управления нагревом на фиг.2 содержит коммуникационный участок (например, RS-485) для приема/передачи сигналов от внешнего устройства или на внешнее устройство, участок 15 ввода и управления, который вводит или задает температуру и управляет устройством управления нагревом, и дисплейный участок 16, который содержит жидкокристаллический или светодиодный дисплей для отображения цифровой величины, вводимой при задании температуры или для отображения заданной температуры, текущей температуры и влажности. Температуру и влажность внутри помещения измеряет датчик 17 температуры и влажности, который расположен на одной стороне и подает данные на участок управления нагревом в реальном масштабе времени.
Далее, чтобы поддерживать заданную температуру или предотвращать конденсацию на поверхности тепловыделяющего стекла, участок 18 управления нагревом на фиг.2 далее содержит средство, в котором датчик 17 температуры и влажности измеряет температуру и влажность в помещении и передает измеренные данные в реальном масштабе времени или периодически на участок управления нагревом, чтобы найти температуру тепловыделяющего стекла, при которой конденсация не возникает, и автоматически поддерживает эту температуру, и средство предотвращения конденсации, с помощью которого температура, при которой конденсация не происходит, вводится как заданная температура тепловыделяющего стекла для предотвращения конденсации.
Кроме того, участок 18 управления нагревом на фиг.2 может содержать однокристальный микропроцессор и запоминающее устройство, и может изготавливаться путем монтажа вышеописанной технической конструкции для управления температурой нагрева по управляющей программе.
Как описано выше, устройство управления нагревом тепловыделяющего стекла подает синусоидальный сигнал в качестве питания на тепловыделяющее стекло, при этом синусоидальный сигнал подается в момент времени, когда ток синусоидального сигнала равен нулю так, что в синусоидальном сигнале не возникают пиковые токи. Таким образом, можно уменьшить генерирование шума и увеличить срок службы электронных компонентов, что повышает надежность и долговечность устройства управления нагревом. Кроме того, участок управления нагревом, участок источника питания и формирователи взаимосвязаны друг с другом так, что синусоидальный сигнал подается на два или более тепловыделяющих стекла не одновременно, что предотвращает перегрузку участка источника питания и, следовательно, повышает надежность и долговечность устройства управления нагревом.
Согласно настоящему изобретению коммерчески доступный переменный ток (синусоидальный сигнал), являющийся источником энергии и используемый для управления температурой нагрева тепловыделяющего стекла, подается так, что подача питания начинается в момент, когда ток синусоидального сигнала равен нулю, и, также, прекращается когда ток синусоидального сигнала равен нулю, предотвращая возникновения пиковых токов при подаче или прекращении подачи сигнала, что позволяет сократить появление шума и увеличить срок службы электронных компонентов и, следовательно, повысить надежность и долговечность устройства управления нагревом.
Далее, подача синусоидального сигнала для единообразного или индивидуального управления электроэнергией и для последующей подачи ее на тепловыделяющие стекла начинается или прекращается в момент времени, когда ток синусоидального сигнала равен нулю, и температурой нагрева тепловыделяющего тепла можно управлять, изменяя количество подаваемых синусоидальных сигналов.
Далее, температуру тепловыделяющего тепла и ток, подаваемый на каждое тепловыделяющее стекло, измеряют для предотвращения перегрева или перегрузки по току, что повышает стабильность и надежность.
Далее, множество управляющих сигналов и формирователей взаимосвязаны с использованием участка фазового детектирования и участка управления нагрева так, чтобы синусоидальный сигнал не подавался одновременно на два или более тепловыделяющих стекла, что предотвращает перегрузку участка источника питания и, следовательно, повреждение участка источника питания.
Далее, измеряют температуру и влажность в помещении, чтобы определить температуру, при которой конденсация не происходит, и эту температуру поддерживают автоматически, предотвращая конденсацию на поверхности тепловыделяющего стекла.
Хотя настоящее изобретение было описано на примере конкретных вариантов, специалистам очевидно, что в него могут быть внесены различные изменения и модификации, не выходя да пределы объема изобретения, определенного приложенной формулой.