CH304068A - Procédé pour régulariser la température d'un milieu et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. - Google Patents

Description

  Procédé pour régulariser la température d'un milieu et dispositif pour la     mise    en     aeuvre     de ce procédé.    Le but de l'invention     -est    avant tout d'ob  tenir une régulation très serrée de la tempé  rature d'un milieu.  



  La. présente invention a pour objet     un     procédé pour     régulariser    la température d'un  milieu.  



  Ce procédé est caractérisé par le fait qu'on  admet.     dans    ce milieu à des intervalles de  temps réguliers, des impulsions de chaleur  dont l'intensité est constante et dont la durée  est     proportionnelle    à l'écart entre la tempé  rature réelle du milieu et sa     température    dési  rée.  



  Elle a encore pour objet un dispositif  pour régulariser la température d'un milieu       :selon    le procédé ci-dessus défini, ce dispositif  étant caractérisé par le fait. qu'il comprend  un relais dit relais pilote destiné à commander  l'admission et la durée des impulsions de cha  leur, un premier générateur produisant une  tension d'entretien périodique, un second gé  nérateur engendrant. une tension de com  mande continue dont le signe et l'intensité  reproduisent le signe et la valeur de l'écart  entre la température réelle du milieu et sa.  température désirée.  



  La période régulière des impulsions de       chaleur    étant choisie     très    faible eu égard à la.  constante de temps thermique du milieu à ré  guler par exemple, les variations de tempéra  ture -de ce milieu sont analogues à celles  qu'entraînerait     l'admission    d'un flux continu    dont l'intensité serait     proportionnelle    à la du  rée des impulsions de chaleur.  



  Au     dessin    annexé, on a représenté, à titre  d'exemple  A la     fig.    1., un schéma représentant une  tension périodique en     dents    de scie symé  trique.  



  A la     fig.    2, une courbe montrant la durée  des impulsions de chaleur,     sans    tension conti  nue.  



  A la     fig.    3, une courbe analogue,     mais    en  présence d'une tension continue.  



  A l'a     fig.    4, un schéma d'une forme d'exé  cution du     dispositif    selon l'invention.  



  A la     fig.    5, une courbe du     flux    de chaleur  moyen en fonction -de l'écart de température.  A la     fig.    6, -un exemple     schématique    de  réalisation d'un générateur de     tension    pério  dique en dents de scie.  



  A la     fig.    7, un générateur pour la     tension     continue.  



  Pour la     mise    en     aeuvre    du, procédé selon  l'invention, on peut prévoir un dispositif tel  que celui représenté à la     fig.    4 du dessin et  comprenant un relais polarisé à deux bobi  nages, dit.  relais     pilote .    Un de ces bobinages  est alimenté par une tension périodique, dite   tension d'entretien  de forme     ,sinusoïdale,    ou  en dents de scie, comme indiqué     dans    la     fig.    1,  où on a porté le temps en abscisses, et le vol  tage en     ordonnées.     



  L'autre bobinage est     lui-même    alimenté  par une     tension    continue dite  tension de      commande , dont le signe et     l'intensité    repro  duisent le signe et la valeur de     l'écart    entre  la température réelle et la température dési  rée.  



  Il résulte de cette disposition que les am  pères-tours périodiques créés par la première  bobine s'ajoutant aux ampères-tours continus  créés par la seconde, donnent naissance à un  flux magnétique dans le circuit magnétique  du relais, flux dont la     symétrie,    par     rapport    à  l'axe de flux nul     désigné    par     AA'        dans    la     fig.    3,  est modifiée de façon continue et proportion  nelle à     l'écart    de température. La-     fig.    2 mon  tre la forme des impulsions obtenues en l'ab  sence de la tension de commande.

   La     fig.    3  représente les impulsions     obtenues    en présence  d'une tension de commande; on constate que  la fréquence des impulsions est restée la  même, mais que leur durée a été modifiée       dans    un sens positif. Si le relais est suffisam  ment     sensible    pour qu'on puisse admettre que  la position de son armature est pratiquement  commandée par le signe du flux magnétique,  il battra d'une position à. l'autre avec des du  rées respectives de collage, dans l'une et l'au  tre     position,        variables    en fonction de la ten  sion continue de commande.

   Si l'une de ces  positions correspond, par un système de re  lais et de contacteurs     montés    en cascade, à  une position d'admission du flux, et l'autre  position à la non-admission du flux de cha  leur, on aura ainsi réalisé un générateur     d'im-          pulsions    à fréquence régulière et de durée  proportionnelle à     l'écart    de température.  



  Des résistances réglables, en série avec les  enroulements d'entretien et de commande, per  mettent de régler la     sensibilité    du dispositif.  



  A la.     fig.    4, le relais pilote est     désigné    par       RP,    et le générateur de     tension    d'entretien  par<I>G - Te; D - Tc</I> désigne l'ensemble du dé  tecteur de température et de l'organe four  nissant la tension de commande. La résistance  de chauffage est branchée sur la canalisa  tion R.  



  La     fig.    5 donne la courbe du flux de cha  leur moyen en fonction de la température.  Les température sont portées en abscisses, et le    flux en ordonnées. La. température désirée est  désignée par     Tr.     



  A la fi-. 6, on a représenté un     générateur     pour la tension d'entretien. Celle-ci est. obte  nue au moyen d'un     potentiomère    tournant P.  Ce potentiomètre     est    entraîné par le moteur       IZ,    avec interposition d'un démultiplicateur  D. Il est. alimenté diamétralement     ,sur    les ba  gues R par une tension continue fournie par  une pile, un accumulateur ou     Lin    système re  dresseur classique, et fournit sur deux balais  calés à 180  une     tension    en dents de scie     s@--          métrique,    recueillie dans la. canalisation<I>Te.</I>  



  La tension d'entretien pourrait encore être  produite par un générateur comprenant     tri     variomètre tournant et un détecteur de     phase,     c'est-à-dire un dispositif offrant au courant  deux voies de sortie, dont l'une ou l'autre  sera empruntée selon le déphasage qui se ma  nifeste à l'entrée. On pourrait encore utiliser  un générateur électronique     sinusoïdal    à     ti#    s  basse fréquence, ou tout autre dispositif     9é1]é-          rateur    de     tensions    périodiques.

   Les seules con  ditions requises pour la tension d'entretien  sont: d'être périodique et     d'avoir    pendant  une fraction importante de la période une dé  rivée par rapport au temps non nulle et finie.  



  Pour produire la tension de commande, on  peut utiliser un pont de     Wheatstone        analo-ne     à celui schématisé à la     fig.    7, dont l'une     ,des          branches    est une     résistance    à fort. coefficient  de température, négatif, dont la     diagonale     d'alimentation est alimentée en courant alter  natif, fourni à partir du secteur industriel,  par le secondaire d'un transformateur T, et  dont la diagonale de mesure attaque les gril  les de deux tubes électroniques montés en dé  tecteur de phase avec charge anodique.

   La  tension de commande peut être alors filtrée  et appliquée au bobinage de commande     ciu     relais pilote ci-dessus mentionné.  



  En outre, dans ce pont de     Wheatstone,        on     peut placer une     résistance    réglable actionnée  par un bouton     manceuvrant    un index devant  un cadran gradué. Le résultat de cette dispo  sition est de faire dépendre la température  d'équilibre du pont. - c'est-à-dire la tempé  rature de     régulation    - de la position de l'in-           dex    sur la graduation. Cette graduation peut  alors être exprimée directement en degrés       centigrades,    ce qui permet d'afficher direc  tement la -température de régulation désirée,       sur    le cadran du régulateur.  



  D'autre part (voir     fig.    7), le dispositif  peut     comporter    une sonde de température S  à variation de résistance exponentielle en  fonction de la température, accouplée à un  potentiomètre logarithmique classique<I>Pl,</I>  comme rhéostat d'affichage de la température;

    par ce moyen, la. graduation de température  da cadran de     régulateur    est     sensiblement    li  néaire, d'une part, et, d'autre     part,    la sensibi  lité électrique du pont, exprimée en volts par  degré centigrade d'erreur de température, est  sensiblement constante sur toute l'échelle de  température utilisée.     Dans    cette figure,     Pp    dé  signe le détecteur de phase d'où part la ten  sion de commande Te.  



  On peut encore faire agir la même ten  sion de commande sur un second relais dési  gné sous le terme de relais de préchauffage,       des    moyens étant     prévus    pour déclencher ce  relais lorsque la température du     milieu    atteint       mine    température inférieure de quelques de  grés à la température de régulation. Ce relais  commande alors, directement ou indirecte  ment, une     admission    de flux de chaleur indé  pendante de la première.

   On crée ainsi la pos  sibilité d'effectuer     Lin    préchauffage rapide,  et- de mettre en     oeuvre    des     puissances    de ré  gulation exactement dosées, dès que la     teni-          pérature    se rapproche de la température de  régulation; de cette façon, on peut éviter un  dépassement de température important.  



  Jusqu'ici, on a. prévu l'utilisation néces  saire d'un relais pilote à deux bobinages. Une  variante de réalisation consiste à effectuer la  somme des tensions d'entretien et. de com  mande avant leur envoi sur le     relais.    A cet  effet, la tension modulée du pont de     Wheat-          stone,    transmise par un     transformateur    de  couplage, est mise en série avec la tension       modulée    provenant du variomètre; la tension  résultante est détectée par un pont de phase,  dont la sortie alimente le relais pilote.

   Le  fonctionnement est alors le même que celui    décrit plus haut, mais on obtient les avantages       suivants     le dispositif ne     nécessite    plus qu'un détec  teur de phase, au lieu de deux;  le     relais    pilote n'a plus besoin de compor  ter deux bobinages.  



  On conçoit qu'en     utilisant    les dispositifs  que l'on vient de décrire, la température de  régulation     n'est        rigoureusement    égale à la  température affichée que si le flux maximum.  de chaleur est égal au double du flux moyen  théorique gui serait     nécessaire    à l'entretien  de la température affichée. En effet, le flux  maximum     n'est    appliqué que pendant la moi  tié par exemple du temps. Ceci équivaut donc  à appliquer par exemple le double du     flux     moyen pendant la. moitié du temps. La     fig.    2       illustre    un tel     cas.     



  Cette condition ne pouvant être réalisée       dans        tours        les    cas, il     s'ensuit.    que le plus sou  vent, la température de régulation et la tem  pérature affichée seront différentes d'une  quantité petite, mais qui peut dans     certains     cas devenir gênante. Un moyen connu, pour  ramener automatiquement à zéro cet écart,  consiste à superposer aux ordres d'entretien  et de commande un ordre proportionnel à  L'intégrale, par rapport au temps, de l'écart  de température.  



  Une autre variante consiste donc encore à  disposer, en plus des organes ci-dessus décrits,  un organe intégrateur, fournissant une ten  sion proportionnelle à S     (0-0n)        dt,    et à  faire agir cette tension sur un     troisième    bo  binage (ou un deuxième     dans    le cas qui vient  d'être     considéré)    du relais pilote. Dans cette  formule, 0 désigne la température affichée  et Or la température de régulation.  



  Cet organe intégrateur devant agir sur  des     durées    assez longues doit nécessairement.  être du type mécanique. Diverses solutions  peuvent être     adoptées.    L'une     d'elles,    donnée à  titre d'exemple,     consiste    à faire agir la ten  sion de commande sur un petit moteur inté  grateur à courant continu.  



  Ce moteur, après démultiplication,     coin-          mande    un potentiomètre du même type que  celui décrit précédemment pour la génération      de la tension d'entretien, ou encore un vario  mètre alimenté en courant alternatif à la fré  quence du secteur. La tension de     sortie    du po  tentiomètre (ou du variomètre après détection  de phase) peut être     utilisée    pour fournir la  correction intégrale.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS I. Procédé pour régulariser la tempéra ture d'un milieu, caractérisé par le fait qu'on admet dans ce milieu à des intervalles de temps réguliers, des impulsions de chaleur dont l'intensité est constante et dont la dure est proportionnelle à l'écart entre la tempéra ture réelle du milieu et sa température dési rée. II.

   Dispositif pour régulariser la tempé rature d'un milieu selon le procédé défini par la revendication I, caractérisé par le fait qu'il comprend un relais pilote destiné à comman der l'admission et la durée des impulsions de chaleur, un premier générateur produisant. une tension d'entretien périodique, un second générateur engendrant une tension de com mande continue dont. le signe et l'intensité re produisent le signe et la. valeur de l'écart en tre la température réelle du milieu et. sa tem pérature désirée. SOUS-REVENDICATIONS: 1.

   Dispositif selon la revendication II, ca ractérisé en ce que ledit relais comporte deux bobinages, l'un de ceux-ci étant alimenté par la tension périodique, l'autre par la tension continue. 2. Dispositif selon la revendication II, ca ractérisé en ce que le premier générateur com prend un variomètre et le second générateur un pont de Wheatstone, travaillant en modu lation de phase, les deux générateurs compre nant en commun un détecteur de phase, dans lequel la tension modulée provenant du vario mètre et la tension modulée provenant du pont de Wheatstone sont, après avoir préala blement été -mises en série, détectées avant d'alimenter ledit- relais. 3.

   Dispositif suivant la revendication II et la soiis-revendication 1, caractérisé par le fait, qu'il comporte, en outre, un organe intégra- teur fournissant une tension correctrice pro portionnelle à S (0-OR) dt, dans laquelle 0 désigne la température affichée et OR la tem pérature de régulation,

   cette tension agissant sur un troisième bobinage du relais dont les deux autres bobinages sont ceux traversés par les tensions d'entretien de commande. 4. Dispositif suivant. la revendication II et la sous-revendication 3, caractérisé en ce que ledit organe intégrateur comporte un mo teur sur lequel agit la. tension de commande, ce moteur, après démultiplication, comman dant un potentiomètre fournissant ladite ten sion correctrice. 5.

   Dispositif suivant la revendication II et la sous-revendication 3, caractérisé en ce que ledit organe intégrateur comprend un mo teur actionné par la tension de commande et qui, après démultiplication., entraîne un vario mètre alimenté en courant alternatif à. la fré quence du secteur, ce variomètre fournissant, après détection de phase, ladite tension cor rectrice intégrale. 6.

   Dispositif suivant la revendication II et la sous-revendication <B>1,</B> caractérisé en ce que la tension de commande continue est obtenue par un générateur comprenant un pont de Wheat- stone alimenté en courant alternatif et un dé tecteur de phase, et. la tension d'entretien pé riodique par un générateur comprenant un variomètre fournissant une tension à la. fré quence du secteur modulée à très basse fré quence et un second détecteur de phase. 7.

   Dispositif suivant la revendication II, caractérisé par le fait que la tension d'entre tien périodique est. obtenue au moyen d'un potentiomètre tournant entraîné par un mc:- teur, avec interposition d'un démultiplicateur et alimenté diamétralement ,sur bagues par une tension continue, ce potentiomètre four nissant. sur deux balais calés à 180 une ter_- sion en dents de scie symétrique. 8.

   Dispositif selon la revendication II, ca- raetérisé par le fait que la tension d'entretien périodique est obtenue par un générateur comprenant un variomètre tournant et. un. dÉ- tecteur de phase. 9. Dispositif suivant la revendication<B>11,</B> caractérisé par le fait que la tension d'entre tien périodique est obtenue par un générateur électronique sinusoïdal à très basse fréquence. 10.

   Dispositif suivant la. revendication II, caractérisé par le fait que la tension de com mande continue est produite par un généra teur comprenant un pont de Wheatstone dort l'une des branches est une résistance à fort coefficient de température négatif, dont la, diagonale d'alimentation est. alimentée en cou rant alternatif à partir du secteur industriel par le secondaire d'un transformateur, et dont la diagonale de mesure attaque les grilles de deux tubes électroniques montés en détec teur de phase. 1.1.

   Dispositif suivant la revendication II et la sous-revendication 10, caractérisé par une résistance réglable placée dans le pont de Wheatstone et actionnée par un bouton ma- noeuvrant un index devant un cadran gradué. 12. Dispositif suivant la revendication II et la sous-revendication 10, caractérisé par une sonde de température à variation de ré sistance exponentielle en fonction de la tem pérature placée-dans le pont de 'Pheatstone, accouplée à un potentiomètre logarithmique comme rhéostat d'affichage de la température.

   13. Dispositif suivant la revendication II, caractérisé par le fait que la tension de com mande continue agit également sur un second relais commandant une admission continue du flux de chaleur indépendant des impulsions de chaleur commandées par le premier relais, des moyens étant prévus pour déclencher ce second relais lorsque la température du mi lieu atteint une température inférieure de quelques degrés à la. température de régula tion.