SU455332A1 - Устройство дл термостатировани - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области теилотехники п радиотехники и может быть исиользовано дл  терыостатироваип  небольших объектов .

Известны устройства дл  термостатировани , в которых датчиком температуры и иагревателел служит сегнетоэлектрический элемеит, питаемый от источника переменного тока.

Однако дл  таких термостатов характерны сложность источника питани , низкий к.и.д., что св зано с высокими рабочими частотами сегнетоэлектрическпх резонаторов (100- 3000 Мгц). Габариты п вес источника питани  микротермостата во много раз больше термостатируемого объема. Необходимый дл  питани  СВЧ-генератор мондностыо в несколько ватт почти невыполним на полупроводниках п делаетс  на лампах.

Предлагаетс  устройство дл  термостатировани , работаюш,ее в режиме резонансной автотермостабплизацип с нагревом от генератора переменного тока, в котором дл  уироще- п  блока питани  и повышени  к.п.д. Laгpeвaтeльный элемеит представл ет собой пьезоэлектрический резонатор с большим положительным температурным коэффициентом частоты (ТКЧ).

Собственна  частота пьезоэлектрического резонатора составл ет сотин килогерц, п частота пита1 1  термостата синжаетс  таким

образом до 100 кгн. Дл  доиолнительного улучшени  термостабилпзации задаюнип генератор источника питани  делают с большим отрицательны.м , став  в коитур сегнетоэлектрический конденсатор или иьезоэлемсит. Дл  устранени  распол ризации ирн работе па наиболе чувствительном участке температур вблизи точки Кюрн на пьезоэлектрический )езоиатор подаетс  иосто нное смен.1,,ее напр жеине.

Схема предлагаемого ycTpoiicTiui показаиа иа чертеже.

Устройство дл  термостатировани  содерЖ1ГГ нагревательный элемент - резонатор / сферической, цилиндрической или другой подход шей формы, внутри которого находитс  термостатируемый объем. Резонатор изготовлен из пол ризованной сегнетоэлектрпческой керамики с большим ТКЧ, например титаиата бари . Блок питаин  включает усилитель 2 мощиости и генератор 3. выполненные на транзисторах. Генератор содержит термочувствительный элемент 4, нанрпмер пьезоэлектрпческий резонатор плн сегнетоэлектрпческнй конденсатор, благодар  которому его частота уменьшаетс  с ростом температуры, т. е. нротивоположио изменению частоты резоиатора /. С усилител  2 мош,ности на резонатор / подаетс  также посто нное смеп1аю1цее ианр жение , поддерживаюшес остаточную пол р;;зацпю сегметокерамики при работе вблизи точки Кюри. Резонатор 1 установлен в теплоизол ционный кожух.

Работа термостата основана на завнснмостн собственной частоты пьезоэлектрического резонатора от температуры.

Температура пьезоэлектрического резонатора повышаетс  до устаповленп  теплового равновесп , когда подводима  мощность переменпого тока сравн етс  с рассеиваемым теплом, При этом собственна  частота пьезоэлектрического резонатора должна быть несколько выше частоты пнтанн . С понижением окружаюпдей температуры частота пьезоэлектрического резонатора ввиду положительного ТК.Ч умепьшаетс , приближа сь к частоте пнтанн . Так как поглоидаема  пьезоэлектрическим резонатором мощность завпспт от частоты питани  резопансно, то она нрн этом возрастает, повысив темнературу резонатора. Аналогнчно ноБышенпе окружающей температуры ведет к сннжепню рассепваемой в резопаторе мощности и HOHH/iceHjno его температуры. Во впутрепнем объеме резонатора температура измен етс  в сотпн раз слабее изменени  внещней температуры. Прн установке в контуре задающего генератора 3 термочувствнтельного элемента 4 пронсходпт дополпптельное повышенне стабильиоетп температуры внутри резонатора (нанрнмер. с попижением окружаюп,ей

температуры частота генератора повышаетс , приближа сь к собственной частоте резонатора , что ирпводит к увелнчепню мощности потерь и нагреву резонатора).

При объеме в иесколько кубических сант 1метров , частота пьезорезонатора составл ет около 100 кгц.

Предлагаемое устройство дл  термостатнроваин  может использоватьс  дл  термостатированп  отдельных узлов радиоанпаратуры, дл  получени  эталонных темиератур в пзмерптельной техпнке п т. д.

Предмет и з о б р е т е н н  

Устройство дл  термостатировани , содержаи1ее тенлоизол циоиный кожух, внутри которого расположен нагревательный элемент, соединенный с генератором переменного тока, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  устройства 11 повыщенп  к.п.д., в устройство введен усплитель мощности, выход которого подключен к нагревательному элементу пз еегнетокерампки с точкой Кюрп вблизи рабочей температуры, а вход подключен к генератору переменного тока, температурный коэффнциент частоты которого протнвоположен температурному коэффпцненту частоты нагревательного элемента.