Программный регулятор температуры

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТИДЬСТВУ

Союз Советскнх

Соцмалнстнческнх

Респуепня (ii) 64632З (6!) дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено07.01.77 (21) 2441713/18-24 с присоединением заявки № (51) М. Кл, G 05 D 23/19

Гвву4&рстев&нвй квм&т&т

СССР

&в 4&&&И кзввр&тв&&Й я вткрытий (2З) Приоритет— !

Опубликовано 05.02.7Иэюллетень № 5 (53) УДК 621.555..6(088.8) Дата опубликования описаиия08.02.79

Н. П. Шевченко, В. H. Липавский, A. A. Нарцов, Л. С. Васин и A. К. Иввыденков (72) Авторы .изобретения

Специальное конструкторское бюро по автоматике в нефтепереработке и нефтехимии (71) Заявитель (54) ПРОГРАММНЫЙ РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для программного регулирования температуры различных объектов, например, в хроматографии для регулирования температуры термостата.

Известны цифровые устройства для программного регулирования температуры. Укаэанное устройство не обладает воэможностью регулирования температуры по какомулибо другому закону, кроме линейного.

Из известных регуляторов температуры наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является программный регулятор температуры, содержащий генератор импульсов и последовательно соединенные накопитель, измерительный мост с датчиком температуры в одном из плеч, усилитель и исполнительный блок (2).

Известное устройство позволяет регулировать температуру или только по линейному закону, т.е. осуществлять подъем температуры с постоянными скоростями, или обеспечивать поддержание постоянной температуры.

Однако, при использовании укаэанного регулятора температуры для программирования температуры термостата хроматогра2 фа, нередко необходимо такое программное регулирование температуры, при котором бы скорость подъема температуры в течение цикла анализа могла бы автоматически возрастать по заданному нелинейному закону. . Такое нрограммирование температуры с

5 возрастающими скоростями подъема необходимо для анализа газовых смесей, кампонг ты которых отличаются существенным диапазоном: от легких газов (ннзкокипящих), которые выходят быстро н дают высо1в кне и острые пики до тяжелых фракций (высококипящих компоненто4 которые выходят через продолжительное время, слишком широкими, низкими и размазанными. Указанные формы пиков неудобны при количественных расчетах концентраций, так как в этом случае низкая точность определения концентраций н большое время анализа.

Недостатком известного устройства является низкая точность.

Цельк> предложенного изобретения является повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены последовательно соединенные второй накопитель, второй генератор импульсов и формирователь им11ульсов, 646323

1О

26

3$ выход которого подключен к первому нако-, пителю, а вход второго накопителя подключен к выходу первого генератора импульсов.

На чертеже представлена схема предложенного программного регулятора температуры.

Устройство содержит генератор импульсов I, подключенный через ключ 2 ко второму накопителю 3, в котором к затвору МОГ!транзистора истокового повторителя 4 подключен конденсатор 5.

Истоковый повторитель 4 с помощью оптрона 6, светоизлучающий диод которого подключен к стоковой цепи истокового повторителя 4, связан с генератором импульсов 7, в котором между времязадающим конденсатором 8 и базовым резистором 9 включен фотоприемннк оптрона 6. Выход генератора импульсов 7 соединен с формирователем импульсов 10, который подключен к первому накопителю 11 и к затвору MOIL-транзистора одного из истоковых повторителей, являющихся сменными плечами измерительного моста 12. Одна из вершин измерительного моста !2 через датчик температуры (термопару) 13 соединена с одним из входов усилителя !4, а с другим его входом соединена вторая вершина измерительного моста .12. Выход усилителя 14 соединен с исполнительным блоком 15.

Кроме того программный регулятор температуры содержит электронное реле времени 16, предназначенное для осуществления изотермического режима работы„и ключ

17, подключенный между выходом генератора импульсов 1 и первым накопителем ll, служащий для переключения устройства на режим линейного программирования температуры (при этом ключ 2 в режиме линейного программирования должен быть разомкнут).

Во избежание загромождения. схемы некоторые элементы не показаны, например, сопротивление компенсации ЭДС холодных слоев термопары, цепи разряда накопительных конденсаторов для установки в исходное состояние, переключатели диапазонов регулирования и другие элементы. Схема блокинг-генератора представлена одним из простейших вариантов.

Программный регулятор температуры работает следующим образом.

Генератор импульсов 1, который позволяет регулировать частоту повторения с каждым импульсом выдает равные порции энергии второму накопителю 3, что обеспечивает возрастание напряжения на конденсаторе 5 по закону близко к линейному. С возрастанием напряжения на конденсаторе 5 увеличивается проводимость канала М011-транзистора истокового повторители 4, что вызывает увеличение тока через светоизлучающий диод оптрона 6.

При этом возрастающее излучение света посредством оптической связи увеличивает

4 проводимость фотоприемника, который вместе с времязадающим конденсатором 8 является времяэадающим элементом генератора импульсов 7, работающего в автоколебательном режиме.

Базовый резистор 9 выполняет функцию подстроечного сопротивления."

Таким образом по мере заряда конденсатора, 5 увеличивается проводимость фотоприемника оптрона 6, что вызывает уменьшение длительности паузы между импульсами, а следовательно, увеличение частоты повторения импульсов. Импульсы от генератора импульсов 7 поступают на формирователь импульсов IO, а от него на первый накопитель 11, Поскольку частота повторения импульсов от генератора импульсов 7 увеличивается, заряд на первом накопителе I.l растет с возрастающей скоростью.

В соответствии с изменением напряжения на первом накопителе 11 меняется сигнал в вершине измерительного моста 12, к которой подключена термопара 13, выдающая свой сигнал в зависимости от температуры в термостате (на чертеже не показан), и результирующий .сигнал сравнения поступает на усилитель 14, усиленный сигнал подается на исполнительный блок 15, чем осуществляется регулирование мощности, выделяемой на нагревателе термостата в соответствии с законом изменения напряжения на первом накопителе 11, т.е. выделяемая мощность на нагревателе термостата будет увеличиваться с возрастающей скоростью, В предложенном устройстве изменение скорости подъема температуры при линейном программировании с возрастающими скоростями осуществляется за счет изменения частоты повторения импульсов (изменения длительности пауз между импульсами), а также и за счет изменения постоянной времени заряда накопителя 11 (при линей40 ном программировании) и накопителей 3 и

11 (при программировании с возрастающими скоростями).

В предложенном устройстве за счет. заявляемого схемного решения осуществляет4> ся программирование е возрастающими скоростями увеличения температуры, что позволяет по сравнению с программированием по линейному закону более гибко и оптимально управлять анализом: уменьшать время выхода компонентов и повысить чувствительно ность для тяжелых фракций, так как эти компоненты -теперь выходят. раньше, более высокими и неразмытыми пиками.

Предлагаемый программный регулятор температуры позволяет задавать законы автоматического изменения температуры с возрастакпцими скоростями в широком дизпазоне, начиная от 0,25 С/MlfH и плавно менять до 60"<.:/мии (верхний пр дел ограничив;нтся характерисгиками нагреватели и термостата l.

648323

Формула изобретения

Составитель В. Крюков

Телред О. Луговая Корректор Л. Василина

Тираж l014 Иодписное

Релал гор С. Равва

3axa. Ill 38

LIHHHllH Государственного комитета СССР но делам изооретеиий и о1 крыт ив

1! ЗОЗ5, Москва, Ж-35. Раунгская наб., д. 4/5

Филиал ИИИ аИатентэ. г. Ужгород, ул. Проектная, .4.

Таким образом, в предложенном устройстве достигается сокращение времени хроматографического анализа и повышения его чувствительности и точности, что обеспечивает расширение области его применения.

Программный регулятор температуры, со- IÎ держащий генератор импульсов и последовательно соединенные накопитель, измерительный мост с датчиком температуры в одном из плеч, усилитель и исполнительный блок, отличающийся тем, что, с целью повышения точиост44, в него введены последовательно соедийф ные второй накопитель, второй генератор импульсов и формирователь импульсов, выход которого подключен к первому накопителю, а вход второго накопителя подключен к выходу первого генератора импульсов.

Источники информации, принятые вб внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 498608, кл. G 05 9 23/!9, !974.

2. Патент США № 3.30!.482, кл. 236 — 46, ! 967.