Термостат

 

ТЕРМОСТАТ, содержащий диэлектрический теплоизолированный стакан с размещенными в нем плоско- . параллельными электродами, пространство между которыми частично заполнено электропроводным порошком, подключенными к источнику питания, связанному с последовательно соединенными блоком управления и датчиком температуры, установленным в термостатируемой камере, образованной торцовой стенкой Диэлектрического теплоизолированного стакана и одним из электродов, отличающий с я тем, что, с целью, повышения надежности термостата, в нем плоскопараллельные электроды выполнены из отдельных секций, изолированных одна от другой, каждая из которых подключена к источнику питания через балластный резистор, причем по крайней мере одна из секций не связана с поверхностью диэлектри Ческого теплоизолированного стакана.

СОЮЗ COBETCHHX

NNVNII

РЕСПУБЛИК

09} (И)

З д> G 05 D 23/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ1 t н АВТОРСНОмь СВИДВТВУЬОтВу

ЖСУДАРСТВЕИННЙ КОМИТЕТ ССОР

Л Ю Ю Й Ф (21) 3494! 07/18-24 (22) 05.08.82 (46) 30.04.84. Бюл. У 16 (72) В.Н. Усенко, Ю.Е. Тетеля, P.À. Петренко, В.В. Виюневский и H.ß. Недбаев (71) Специализированное конструкторско-технологическое бюро твердотельной электроники с опытным производством Института прикладной физики АН МССР (53) 621.555(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 290950, кл. G 05 Р 23/30, 1969

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2838850/18-24, кл. G 05 0 23/30, 1979 (прототип). (54)(57) ТЕРИОСТАТ, содержащий диэлектрический теплоизолированный стакан с размещенными в нем плоско- . параллельными электродами, прост ранство между которыми частично заполнено электропроводным поровком, подключенными к источнику питания, связанному с последовательно соединенными„блоком управления н датчиком температуры, установленным в термостатируемой камере, образованной торцовой стенкой диэлектрического теплоиэолированного стакана и одним из электродов, о т л и ч а; ю шийся тем, что, с целью повы" шения надежности термостата, в нем плоскопараллельные электроды выполнены из отдельных секций, изолированных одна от другой, каждая из которых подключена к источнику питания через балластный резистор, причем по крайней мере одна из секций не связана с поверхностью диэлектри ческого теплоизолированного стакана.

1089558

Изобретение относится к устройствам для термостатирования различных объектов и может быть использовано в приборостроении, геодезии, лазерной технике. 5

Известен термастат, содержащий корпус, теплоизолированный .от внутренней камеры термостатирования, и нагреватель с терморегулятором, причем выполнен из электропроводной засыпки, корпус нагревателя и корпус камеры выполнены в виде электродов, подключенных к источнику напряжения f17.

К недостаткам указанного устрой1 ства сеедует отнести потерю работоспособности при отклонении электродов от горизонтального положения, а также малую надежность, обусловленную возможной концентрацией электронроводного порошка на диэлектрических поверхностях, разделяющих элек-. троды (например, в процессе хранения при транспортировке). Наличие элек тропронодного порошка на диэлектри, ческих поверхностях, разделяющих электроды, приводит к короткому замыканию последних и выходу устройства из строя. Защита источника напряжения от короткого замыкания предотвращает выход устройства из строя, но делает невозможным его включение до удаления электропроводного порошка с диэлектрических поверхностей каким-либо способом. Указанныед5 обстоятельства снижают надежность устройства.

Наиболее близким к предлагаемому является термастат, содержащий теплризоляционный диэлектрический корпус, 40 в котором размещены плоскопараллельные электроды, пространство между которыми частично заполнено электро" проводным порошком, источник напряжения, блок управления, датчик 45 температуры и электрический уровнемер блокирующего типа, в тепловом контакте с одним из электродов находится термостатируемый объект f 23.

Недостатки известного устройства 5ц те же, чем и у аналогов, причем наличие уровнемера блокирующего типа не предотвращает закорачивание источника напряжения и выход его из строя электропроводным порошком при возможной концентрации электропроводного порошка на диэлектрических поверхностях,, разделяющих электроды. г

Цель изобретения — повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что в термостате, содержащем диэлектрический теплоизолнрованный стакан с размещенными в нем плоскопараллель" ными электродами, пространство между которыми частично заполнено электропроводным порошком,.подключенными к источнику питания, связанному с последовательно соединенными блоком управления и датчиком температуры, установленным в термостатируемой камере, образованной торцовой стенкой диэлектрического теплоизолированнога стакана и одним из электродов, в нем плоскопараллельные электроды выполнены из отдельных секций, изолированных одна от другой, каждая из которых подключена к источнику питания через балластный, резистор, причем по крайней мере одна из сек" ций не связана с поверхностью диэлектрического теплоизолированного стакана.

На чертеже представлен предлагаемый термастат.

Термастат содержит диэлектричес.кий теплоизолированный стакан 1, в котором установлены плоскопараллельные электроды 2,. выполненные из отдельных разделенных изоляций 3, балластные резисторы 4, источник 5 питания. В свою очередь, источник S питания подключен к блоку 6 управления, соединенным с датчиком 7 температуры. Термостатируемый объект

8 находится в тепловом контакте с одним из электродов 2 и размещен в термостатируемой камере 9. Межэле стродное пространство частично заполнено электропроводным порошком 10.

Термастат работает следующим образом.

Разность потенциалов на электродах 2, создаваемая источником 5 напряжения, образует в межэлектродном пространстве электрическое поле, в котором частицы электропроводного порошка 10 приходят в автоколебательное движение, осуществляя перенос тепла от более нагретого к менее нагретому электроду 2. Интенсивность теплопереноса определяется, при прочих равных условиях, напряженностью электрического поля, и, следовательно, напряжением на электродах

1089558

2. Блок 6 управления, соединенный с датчиком 7 температуры, изменяет напряжение источника 5 таким.образом, чтобы температура термостатируемого объекта 8 оставалась неизменной.

Стабилизация температуры в устройстве осуществляется изменением теплового сопротивления перехода термостатируемый объект 8 — окружающая среда, и, следовательно, собственное тепловыделение термостатируемого объекта 8 может быть использовано для работы системы термостатирования. В том случае, когда соб-. ственное тепловыделение отсутствует или мало для конкретной конструкции, разогрев термостатируемого объекта

8 может быть осуществлен при помощи какого-либо известного дополнительно-2О

ro нагревателя (в частности, неуправляемого и нестабилизированного).

Транспортировка и хранение термостата неизбежно сопровождаются изменением его ориентации в пространстве, 25 что связано с возможностью концентрации частиц электропроводного порошка на диэлектрических поверхностях, например корпуса 1, разделяющих электроды 2 ° Кроме того, при использовании порошка 10 с дисперсностью

20 мкм, оптимального с точки зрения теплопереноса, становятся существенными силы адгезии, и после приведения устройства в горизонтальное положение на укаэанных поверхностях остается слой порошка 10. Включение высокого напряжения в этих условиях приведет к электрическому пробою по слою порошка 10, и короткому замыка- 40 нию источника 5 питания. В устройстве электрические пробои предотвращаются балластными резисторами 4, вклю,ченными между секциями электродов 2 и источником 5 питания. Номиналы 45 балластных резисторов 4 определяются одним из известных способов. При наличии на диэлектрической поверхности, разделяющей какие- либо секции электродов 2, электропроводного порошка 10, соответствующие секции электродов 2 приобретают одинаковый потенциал, и автоколебательное движение частиц порошка 10 происходит между секциями электродов 2, не,перекрытых электропроводным порошком

1О. Тем самым порошок 10 рассредоточивается по всему межэлектродному пространству и ликвидируются короткие замыкания секций электродов 2.

Балластные резисторы могут быть, выполнены в виде (фиг. 2) слоя материала с высоким удельным сопротивлением, нанесенного на поверхность секционированного электрода 2 со стороны, противоположной межэлеМтродному пространству &, заменяющего дискретные элементы (резисторы) непрерывно распределенным материалом, что повышает надежность устройства.

Токосъем в предлагаемом техническом решении осуществляется электропроводными материалом, нанесенным .на свободную поверхность слоя и подключенного к источнику 5 напряжения.

Использование электродов из отдельных секций, участки которых изолированы друг от друга и подключены к источнику напряжения через балластные резисторы, позволяет предотвратить короткое замыкание источника напряжения при возможном коротком замыкании электропроводным порошком участков электродов.

Кроме того, участки электродов, не замкнутые накоротко электропроводным порошком, создают автоколебательное движение частиц порошка, что приводит к рассредоточению порошка по межэлектропроводному пространству и ликвидации возможного короткого замыкания участков электродов электропроводным порошком.

Укаэанные обстоятельства приводят к повышению надежности термостата.

1089558

Составитель Н.Мирная

Редактор А.Власенко ТехредИ.Асталои Корректор А.Зимокосов

Заказ 2933/45

Тирам 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул, Проектная, 4