Сигнализатор температуры

 

Изобретение относится к устройствам контроля температур. Цель изобретения - повьшение надежности устрва и расширение его функциональных возможностей. Устр-во состоит из трубки 1 папочного термометра с резервуаром 2, по всей длине которого закреплена планка 4, которая является направляющей каретки 5, на которой закреплен задатчик 6. В полости, перпендикулярной оси палочного тер

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (51) 4 G 01 K 5/18

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !,-,-.

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЯЬСТВУ

1 (54) СИГНАЛИЗАТОР ТЕМПЕРАТУРЫ

Ф2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4100138/24-10 (22) 26.05.86 (46) 15.01. 88. Бюл. В 2 (71) Тбилисский научно-исследователь ский институт приборостроения и средств автоматизации (72) З.А.Азмайпарашвили и А.Г.Азмайпарашвили (53) 536.53 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1190206, кл. G 01 К 5/18, 1984.

Заявка Великобритании У 2139351, кл. G 01 К 1/02, опублик. 07.11.84. (57) Изобретение относится к устройствам контроля температур. Цель изобретения — повышение надежности устрва н расширение его функциональных возможностей. Устр-во состоит из трубки 1 палочного термометра с резервуаром 2, по всей длине которого закреплена планка 4, которая является направляющей каретки 5, на которой закреплен задатчик 6. В полости, перпендикулярной оси палочного тер1366886 мометра, имеются три отверстия, в которых установлены светодиоды и фотодиод, подключенные к электрической схеме сигнализатора. Свечение светодиода схемы сигнализирует, что температура ниже уровня, заданного задатИзобретение относится к устройст-., вам контроля температур и может быть использовано для сигнализации об изменении температуры и ее попдержания на заданном уровне или заданных пределах .

Цель изобретения — повышение надежности и расширение функциональных возможностей сигнализатора температуры.

На фиг.1 изображен.сигнализатор температуры с одним задатчиком, общий вид; на фиг. 2 — то же, поперечный разрез; на фиг. 3 — принци15 пиальная электрическая схема сигнализатора температуры с усилителем и блоком питания; на фиг. 4 и 5— оптическая схема сигнализатора температуры, на которой показан ход лучей света при двух положениях уровня термометрической жидкости.

Сигнализатор температуры (фиг.1 и 2) состоит из трубки 1 палочного термометра с резервуаром 2. Палоч,ный термометр закреплен на шкале 3, на которой по всей ее длине сию1етрично оси палочного термометра закреплена планка 4. Планка 4 является направляющей для каретки 5, которая установлена на планке 4 и имеет возможность перемещения вдоль нее со скольжением. На каретке закреплен задатчик 6, который снабжен канавкой, ширина и высота которой равны друг другу и равны диаметру трубки 1, которая с. зазором размещается в указанной канавке.

Задачик 6 снабжен стрелкой 7, которая служит указателем температуры.

Каретка 5 снабжена винтом — фиксатором 8 с головкой, при ввинчивании которого до упора с планкой 4 производится фиксация каретки 5, т.е. за-! датчика 6 в нужной позиции. В плоскости, перпендикулярной к оси палоч45 чиком 6. Потухший светодиод сигнализирует о том, что термометрическая жидкость достигла указателя температуры задатчика 6, и что ключевой элемент схемы выключен. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. ного термометра и проходящей через стрелку 7 указателя температуры в корпусе задатчика, имеется три отверстия.

В первом отверстии, расположенном с одной стороны канавки, установлен светодиод 9, прилегающий рабочей поверхностью к трубке 1 палочного термометра.

От оси светодиода 9 под углом о = о

90 сверху и в центре канавки располагается второе отверстие 10, длиной (= 1,5 — 3 мм и диаметром

d = (1,3 — 2) d где d вн диа метр отверстия трубки 1. К второму отверстию 10 прилегает рабочей поверхностью фотодиод 11, располагающийся соосно второму отверстию 10 в третьем отверстии. Фотодиод 11 и светодиод 9 через гибкие проводники

12 подключены к электрической схеме сигнализатора (фиг.3).

Фотодиод катодом подключен к базе транзистора 13 и одновременно через резистор 14 — к шине положительного напряжения блока питания, а через конденсатор 15 — к нулевой шине блока питания. Эмиттер транзистора 13 через резистор 16 подключен к базе транзистора 17 с общим эмиттером.

Коллектор транзистора 17 подключен к S — входу RS — триггера 18 и через инвертор 19 — к К вЂ” входу RS — триггера 18.0дновременноколлектор транзистора 17 через резистор 20 подключен к шине положительного напряжения и через конденсатор 21 — к нулевой шине блока питания, Прямой и инверсный выходы триггера 18 являются логическими выходами сигнализатора.

Прямой и инверсный выход RS-триг- гера 18 через переключатель 22 подключен к базе транзистора 23 с.общим коллектором, эмиттер которого через

1366886 резистор 24 и светодиод 25 подключен к базе транзистора 26. Коллектор ,транзистора 26 является выходом предварительного ключевого усилителя для

5 подключения входа мощного ключевого элемента 27, к выходу которого можно подключить отопительную или холодиль- ную систему (не приведена).

Сигнализатор температуры можно 10 питать как трансформаторным, так и бестрансформаторным источником 28 питания, как это показано на фиг. 3

К сети переменного тока подключены последовательно соединенные конденса- 15 торы 29 и 30 зашунтированные резисторами 31 и 32, и двухполупериодный диодный мост 33. К выходу моста 33 подключен стабилитрон 34 и конденсаторный фильтр 35. Катод стабилитро- 20 на является положительным полюсом источника питания — шиной положительного напряжения, а анод отрицательным полюсом — шиной нулевого потенциала. От укаэанных шин питается ло- 25 гическая микросхема высокоомным входом, на котором собран триггер 20 и инвертор 21.

Светодиод 9 подключен к шинам источника 28 питания через токоограничивающий резистор 36 и закреплен в корпусе задатчика 6 винтом 37. Фотодиод 11 закреплен в корпусе задатчика 6 винтом 38.

Сигнализатор температуры работает следующим образом.

B первом состоянии сигнализатора температуры, когда термометрическая жидкость 39 в трубке 1 палочного термометра находится ниже стрелки 40

7 указателя температуры (фиг. 4), в трубке 1 палочного термометра образуется два ярко светящихся пятна.

Первое пятно 40 располагается напротив светодиода 9 касательно поверх- 45 ности трубки 1. Второе пятно 41 располагается на одной половине площади отверстия трубки 1. От светящих ся пятен 40 и 41 лучи света рассеиваются в разные стороны, но на фиг.4 указываются только те лучи, которые могут попасть на фотодиод 11. Как видно на фиг.4 диаметр отверстия 10 и его длина 3 выбраны такими, что лучи 42 от светящего пятна 40, не попадают на фотодиод 11, а лучи 43 от светящего пятна 41 фактически перпендикулярно попадают через отверстие 10 на фотодиод 11. При таком состоянии, когда луч 43 светящегося пятна 41 попадает на фотодиод 11, последний проводит значительный ток и его сопротивление низкое.

В другом состоянии сигнализатора, когда термометрическая жидкость 39 (фиг.5) независимо от ее прозрачности находится выше стрелки 7 указателя температуры, светящееся пятно 41 и, следовательно, луч 43 практически полностью исчезает, в результате чего в цепи фотодиода 11 ток значительно уменьшается, а его сопротивление становится высоким.

Определение величин d, К и Ы подлежит. расчету и проверяется экспементами.

При указанном первом состоянии сигнализатора температуры, когда термометрическая жидкость 39 находится нижне уровня указателя температуры

7, фотодиод 11 проводит значительный ток, его сопротивление низкое и положительное напряжение, поступающее через резистор 14 на базу транзистора 13, минимально, вследствие чего транзистор 13 закрыт. Поэтому через резистор 16 и база-эмиттерный переход транзистора 17 ток не проходит, последний закрыт, на его коллекторе высокий уровень напряжения — логическая "1", которая подается на S— вход RS — триггера 18 н через инвертор 19 устанавливает триггер 18 в нуль. В зависимости от поставленной задачи (включение отопительной системы или включение холодильной системы) переключатель 22 устанавливают в первом случае в нижнее положение (как это показано на фиг.3) и соответственно в верхнее положение при втором случае.

В данном случае логическая "1" с инверсного выхода триггера 18 через контакт переключателя 22 открывает транзистор 23, через резистор 24, светодиод 25 и база-эмиттерный переход выходного транзистора 26 проходит ток и последний открыт, светодиод 25 светится, а мощный ключевой элемент 27 включен и подключает, например, вышеуказанную отопительную систему. Свечение светодиода 25 сигнализирует, что температура ниже уровня заданного задатчиком 6.

По мере нарастания температуры, когда термометрическая жидкость 39 устанавливается вблизи уровня стрел1366886

Формула изобретения

1. Сигнализатор температуры, содержащий резервуар и капиллярную трубку, заполненные термометрической жидкостью, шкальную пластину, задатчик температуры, выполненный в виде каретки со стрелочным указателем, размещенный на шкальной пластине с возможностью перемещения вдоль капиллярной трубки, которая установлена во внутренней канавке корпуса ка50 ки 7 указателя температуры, ток фотодиода 11 начинает уменьшаться, в общей цепи делителя, резистора 14 и фотодиода 11 ток также начинает уменьшаться в связи с увеличением сопротивления фотодиода 11. Вследствие этого на базе и, следовательно, на эмиттере транзистора 13 нарастает положительный потенциал, через резистор 16 и база-эмиттерный переход транзистора 17 проходит ток, в результате чего последний открывается. При открывании транзистора

i7 íà его коллекторе напряжение 15 начинает форсированно падать (в связи со значительным усилением) и при достижении определенного уровня, ближе к логическому "0", триггер 18 лавинно-мгновенно перебрасывается 20 в единичное состояние. При этом на инверсном выходе триггера 20 логический "0", транзистор 23 закрыт, через резистор 24,,светодиод 25 и база-эмиттерный переход транзистора 25

26 ток не проходит, вследствие чего последний закрыт и светодиод 25 не светится. Следовательно, потухший светодиод 25 сигнализирует о том, что термометрическая жидкость достиг- 30 ла указателя температуры 7 задатчика 6 и ключевой элемент 27 выключен.

В сигнализаторе температуры можно использовать практически любой палочный термометр с любой термометри- 35 ческой жидкостью независима от ее светопрозрачности, при этом на одном палочном термометре можно разместить несколько задатчикор, устанавливаемых на нужные позиции (разные ;.ем- а0 пературы срабатывания). ретки с зазором, источник света и фотоприемник, размещенные на каретке в плоскости, перпендикулярной к оси капиллярной трубки, и оптически связанные через нее между собой, электрическую релейную схему, включенную на выходе фотоприемника, блок питания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, в корпусе каретки в плоскости, перпендикулярной к оси капиллярной трубки, выполнены три отверстия, причем в первом отверстии,ось которого проходит через центр канавки, совпадающий с осью капиллярной трубки, установлен источник света, в качестве которого использован светодиод, прилегающий своей рабочей поверхностью к капиллярной трубке, ось второго отверстия с диаметром

d o (1 5 2) d „ где в диа метр внутреннего отверстия капиллярной трубки, перпендикулярна к оси.первого отверстия и также проходит через центр канавки и ось капиллярной трубки, а в третьем отверстии, соосном с вторым отверстием, установлен фотоприемник, в качестве которого использован фотодиод, приемная поверхность которого обращена к второму отверстию.

2. Сигнализатор по п.1, о т л ut ч а ю шийся тем, что электрическая релейная схема содержит два транзистора,RS, — триггер, инвертор, три резистора и два конденсатора, причем фотодиод сигнализатора подключен к базе первого транзистора и через первый резистор соединен с положительной шиной блока питания, а через . первый конденсатор с нулевой шиной, эмиттер первого транзистора через второй резистор подключен к базе вто-!

Iporo транзистора с общим эмиттером, коллектор которого подключен к S —входу RS — триггера и через инверторк R — входу RS — триггера, третий резистор включен между положительной шиной блока питания и коллектором второго транзистора, между эмиттером которого и его коллектором включен второй конденсатор.

136688б

Фиа2

1366886

Составитель В.Голубев

Техред М. Ходанич Корректор H.Муска

Редактор А.Ревин

Заказ 6829/41

Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4