Регулятор температуры термоэмиссионного прибора

 

(72) Авторы изобретения

Г.М.Маилов, И.И.Карпенко и Н.Е.Милогородсхий

tI (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕРМОЗМНССИОННОГО

ПРИБОРА

Э 1

Изобретение относится к.автоматическому регулированию тепловых процессов и может быть использовано, в частности, для регулирования температуры нагретых тел, эмиттирующих электроны в вакууме.

Известно устройство, в котором поддержание постоянства температуры объекта нагрева выше 1800 С осуществляется путем регулирования мощ16 ности нагрева (lj .

Точное регулирование температуры при этом возможно лишь в том случае, если на объект действуют возмущающие воздействия связанные только с коЭ

1$ лебанием напряжения сети и изменением сопротивления нагревателя. Влияние же других видов возмущающих факторов (как, например, изменение условий теплообмена объекта с окружающей средой) указанным устройством не компенсируются.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устроиство В котором контроль тем пературы производится по значению термоэлектронной эмиссии. для датчик темп ратуры выполнен в виде электрода, соединенного через наг зочное сопротивление с положительным полюсом источника стабилизированного напряжения, отрицательный полюс которого соединен с объектом нагрева (в данном случае нагреватель печи) . Если эмиттирующая электроны поверхность объекта нагрева поликристаллическая или монокристаллическая и применяется высокий вакуум (обезгаживание и другие технологические приемы), то ток эмиссии зависит только от температуры объекта (2 .

Невыполнение перечисленных условий, а также переход от одного температурного режима на другой приводит к изменению работы выхода эмиттирующей поверхности, что может рас-, сматриваться Kàê возмущение по пара" метру, которое не компенсируется уст3

905798 ройством и в значительной степени снижает точность подцержания постоянства температуры.

Цель изобретения - повышение точности регулятора температуры. 5

Поставленная цель достигается .тем, что регулятор температуры термоэмиссионногО прибора содержащий

l источник стабилизированного напряжения, к положительному полюсу которо- 10 го подключен один вывод электрода прибора, а к отрицательному один выход датчика тока эмиссии, а также последовательно соединенные блок обратной связи и регулируемый источ- 15 ник напряжения, имеет подключенные . к выходу датчика тока эмиссии последовательно соединенные фильтр, логарифмический усилитель.и демодулятор, а также генератор импульсов и моду- 2о лятор, вход которого соединен с управляющим входом демодулятора и с выходом генератора импульсов, причем выход демодулятора связан со входом блока обратной связи, а модулятор включен между другими выводами датчика тока эмиссии и электрода прибора.

На фиг. 1 представлена блок-схема регулятора; на фиг. 2 — времен" зо ные диаграммы выходных напряжений.

4 туре эмиттирующей электроны поверхности

Регулятор работает следующим образом.

С помощью источника l и модулятора 3, управляемого генератором

5, в цепи датчика 4 тока эмиссии создается пульсирующий ток эмиссии с объекта нагрева на электрод 2, амплитуда которого попеременно принимает значения J и (фиг. 2).

Причем параметры модулятора и величина управляющего напряжения Jt- выбирается так, чтобы максимальное значение тока эмиссии 3 соответствовало только начальному участку вольтамперной характеристики эквивалентного диода во всем диапазоне рабочих температур объекта нагрева.

Выходной сигнал датчика 4 тока эмиссии U усиливается логарифмическим усилителем 10 и в виде напряжения U поступает на фильтр 9 (в качестве последнего может использоваться, например, конденсатор), с помощью которого выделяется его переменная составляющая. Амплитуда выходного сигнала фильтра 9 U, представляет собой разность логарифмов токов 3 и 3g и пропорциональна температуре объекта нагрева. Затем переменный сигнал Up> с помощью демодулятора 8, управляемого генератором 5, преобразуется в постоянный и поступает на блок 7 в качестве сигнала ббратной связи.

Таким образом, наличие в устройстве модулятора 3 логарифмического усилителя 10, фильтра 9 и демодулятора 8 позволяет производить контроль температуры по наклону началь- ного участка вольтамперной характеристики промежутка эмиттирующая электроны поверхность объекта нагрева— электрод. Такое техническое решение исключает влияние изменения работы

"выхода" материала эмиттирующей поверхности на процесс регулирования и тем самым повышает точность поддержания постоянства температуры объекта Harpgaa.

Регулятор содержит источник 1 стабилизированног< напряжения, электрод 2, модулятор 3, датчик 4 тока эмиссии, генератор 5 импульсов, регулируемый источник 6 напряжения, блок

7 обратной связи, демодулятор 8, фильтр 9 и логарифмический усилитель 10, объект нагрева 11.

la фиг. 2 приняты следующие обоз" начения: напряжение генератора 5 импульсов-U>, датчика 4 тока эмиссии -U, логарифмический усилитель

1Π— U, фильтра 9 -0 и демодуля- 45 тора б — U*>, Контроль температуры в устройстве производится на основании сле-. дующего принципа. Рассматривается система: эмиттирующая электроны поверхность объекта нагрев — электрод.

Указанную систему можно представить как эквивалентный диод с вакуумированным межэлектродным промежутком. Тогда наклон начального участка 55 вольтамперной характеристики такого диода в логарифмическом масштабе обратно пропорционален темпераФормула изобретения

Регулятор температуры термоэмиссионного прибора, содержащий источник стабилизированного напряжения, 9057 к положительному полюсу которого подключен один вывод электрода прибора, а к отрицательному один вы — вод датчика тока эмиссии, а также последовательно соединенные блок обратной связи и регулируемый источник напряжения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности регулятора, он содержит подключенные к выходу датчика тока 30 эмиссни последовательно соединенные фильтр, логарифмический усилитель и демодулятор, а также генератор импульсов и модулятор, вход которого

98 6 соединен с управляющим входом демодулятора и с выходом генератора импульсов, причем выход демодулятора связан со входом блока обратной связи„ а модулятор включен между другими выводами датчика тока эмиссии и электрода прибора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Авторское свидетельс во СССР

М 441553, кл. G 05 D 23/19, 1Ч72.

2. Авторское свидетельство Сй P

М 527839, кл. G 05 0 23/19, 197Ü (прототип).

905798

Составитель А.Зарубин

Редактор JI.Ïîâõàí Техред М. Надь Корректор Г.Назарова

Заказ 361 63 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4