сигнализатор температуры

Формула изобретения

Сигнализатор температуры, содержащий источник питания постоянного тока, к которому подключен генератор, преобразователь температура электрический сигнал, поступающий на вход вентиля, электронный ключ, сигнализирующий элемент, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, повышения надежности путем упрощения и уменьшения потребляемой мощности, введены трансформатор, содержащий управляющую обмотку, рекуперативную обмотку, первую выходную обмотку, вторую выходную обмотку, преобразователь напряжения, при этом к выходу генератора подсоединена концом управляющая обмотка трансформатора, начало которой подсоединено к "плюсу" источника питания постоянного тока и к концу рекуперативной обмотки, начало которой соединено с одним выводом сигнализирующего элемента, другой вывод которого соединен с "минусом" источника питания постоянного тока, при этом генератор, нагруженный трансформатором, является импульсным однотактным преобразователем напряжения, у которого первая выходная обмотка трансформатора через преобразователь напряжения питает энергией прямого импульса преобразователь температура электрический сигнал и вентиль, а вторая выходная обмотка трансформатора управляет энергией обратного импульса через вентиль электронным ключом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам контроля температуры объектов, имеющих малые габариты и потребляемую мощность, лицевая панель которых имеет ограниченное число элементов световой сигнализации, с возможностью регулирования контролируемой температуры, и может быть использовано в холодильной технике, в системах контроля и регулирования температуры.

Известно устройство двухпредельной сигнализации [1]содержащее преобразователь параметр-напряжение, аналого-двухпозиционный преобразователь (см. книгу Ялышев А.У. Разоренов О.И. Многофункциональные аналоговые регулирующие устройства автоматики. М. Машиностроение, с. 44), выходной ключ, сигнализирующий световод. Недостатком известного устройства является отсутствие возможности сигнализации одним сигнализирующим элементом включенного состояния устройства (наличия напряжения питающей сети) наряду с сигнализацией отключения параметра за один из двух пределов зоны нормальной работы, т.к. в момент времени, когда выходной ключ закрыт, то светодиод не горит и непонятно, работает устройство или нет, есть ли напряжение питания или нет.

Наиболее близким по технической сущности является сигнализатор температуры [2] содержащий источник питания постоянного тока, преобразователь температура-сигнал, управляющий работой выходного исполнительного устройства, через вентиль (собран на D-триггере), генератор импульсов, сигнализирующий элемент, электронный ключ.

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности сигнализации наличия напряжения питающей сети (включенного состояния) наряду с сигнализацией отключения контролируемой температуры за пределы зоны нормальной работы одним сигнализирующим элементом, т.к. вентиль, реализованный на D-триггере, имеет два состояния выхода "включено-выключено", который включает или выключает исполнительный и сигнализирующий элемент, при этом включение сигнализирующего элемента вместе с исполнительным элементом увеличивает потребляемую мощность, а выключение сигнализирующего элемента лишает нас достоверной информации о состоянии устройства. Реализация этой функции потребует дополнительных технических средств, что усложнит устройство с вытекающими из этого негативными последствиями, как-то: увеличение габаритов, массы, потребляемой мощности что приведет к снижению надежности и удорожанию устройства.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, повышение надежности путем упрощения и уменьшения потребляемой мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее источник питания постоянного тока, который питает генератор, преобразователь параметр-сигнал напряжения, поступающий на вход вентиля, электронный ключ, сигнализирующий элемент, введены трансформатор, содержащий управляющую обмотку, рекуперативную обмотку, первую выходную обмотку и вторую выходную обмотку, преобразователь напряжения, при этом к выходу генератора в качестве нагрузки подсоединена концом управляющая обмотка трансформатора, начало которой подсоединено к плюсу источника питания постоянного тока и к концу рекуперативной обмотки, начало которой соединено с одним выводом сигнализирующего элемента, другой вывод которого соединен с минусом источника питания постоянного тока, при этом генератор, нагруженный трансформатором, является импульсным однотактным преобразователем напряжения, у которого первая выходная обмотка трансформатора питает через преобразователь напряжения энергией прямого импульса преобразователь параметр-сигнал напряжения, управляющий вентилем, и сам вентиль, а вторая выходная обмотка трансформатора управляет энергией обратного импульса через вентиль электронным ключом.

На чертеже приведена схема сигнализатора температуры.

Сигнализатор температуры содержит источник 1 питания постоянного тока, генератор 2, преобразователь 3 температура-электрический сигнал, вентиль 4, электронный ключ 5, сигнализирующий элемент 6, трансформатор 7, содержащий управляющую обмотку 8, рекуперативную обмотку 9, первую выходную обмотку 10, вторую выходную обмотку 11, преобразователь напряжения 12, импульсный однотактный преобразователь напряжения 13.

Источник 1 питания постоянного тока подключен к генератору 2, выход преобразователя 3 температура-электрический сигнал подключен ко входу вентиля 4, к выходу генератора 2 подсоединена концом управляющая обмотка 8 трансформатора 7, начало которой подсоединено к плюсу источника 1 питания постоянного тока и к концу рекуперативной обмотки 9, начало которой соединено с одним выводом сигнализирующего элемента 6, другой вывод которого соединен с минусом источника 1 питания постоянного тока, первая выходная обмотка 10 трансформатора 7 подключена через преобразователь напряжения 12 к преобразователю 3 температура-электрический сигнал и вентилю 4, вторая выходная обмотка 11 трансформатора 7 подключена через вентиль 4 к электронному ключу 5. Генератор 2, нагруженный трансформатором 7, является импульсным однотактным преобразователем напряжения 12.

Устройство работает следующим образом. Когда величина сигнализируемой температуры такова, что преобразователь 3 температура-сигнал напряжения не выдает управляющее воздействие на вентиль 4, то вся энергия обратного импульса импульсного однотактного преобразователя напряжения 12, накопленная индуктивностью трансформатора 7, через рекуперативную обмотку 9 и сигнализирующий элемент 6 возвращается в источник 1 питания постоянного тока, при этом сигнализирующий элемент 6, например, светодиод, сигнализирует о закрытом состоянии вентиля 4, электронного ключа 5 и соответствующей этому температуре объекта, выдавая максимальный уровень сигнала. Как только изменившаяся температура приведет к тому, что преобразователь 3 параметр-сигнал, управляющий вентелем 4, выдает управляющее воздействие на его открытие, то часть энергии обратного импульса импульсного однотактного преобразователя напряжения 12 расходуется, в зависимости от степени открытия вентиля 4, на управление электронным ключом 5, а это приводит к тому, что амплитуда напряжения обратного импульса на рекуперативной обмотке 9 уменьшается и энергия, расходуемая на сигнализацию, тоже уменьшается и, соответственно, уменьшается уровень сигнала сигнализирующего элемента 6. Если это светодиод, то он уменьшит яркость свечения.

Таким образом, о величине температуры объекта мы можем судить по количеству энергии обратного импульса импульсного однотактного преобразователя напряжения 13, забираемой на управление электронным ключом 5 от общего количества энергии, выделяемой на нужды сигнализации температуры и управления электронным ключом и которая перераспределяется от нужд сигнализации температуры к нуждам управления электронным ключом по мере его открытия, в сумме оставаясь неизменной.

Для сигнализации включенного состояния сигнализатора температуры всегда можно подобрать такое число витков рекуперативной обмотки 8 трансформатора 7, что даже при полностью открытом электронном ключе 5 необходимый и достаточный уровень напряжения на сигнализирующий элемент 6 будет подан, преодолевая порог стабилизации источника 1 питания постоянного тока и создавая ток в сигнализирующем элементе 6. Если это будет светодиод, то он будет светиться с минимальной яркостью. Таким образом, мы обеспечиваем сигнализацию наличия напряжения питающей сети и, соответственно, включенного состояния сигнализатора температуры.

С помощью предложенного устройства возможно сигнализировать об изменении не только температуры объекта, но и любого другого параметра, который можно преобразовать с помощью преобразователя 3 в сигнал управления вентилем 4 и электронным ключом 5, что значительно расширяет область применения устройства.

Технико-экономический эффект от применения предложенного устройства заключается в экономии электроэнергии, упрощении и расширении функциональных возможностей и области применения. Так, например, для реализации в известном устройстве [2] функции сигнализации наличия напряжения питающей сети и включенного состояния сигнализатора температуры потребуется еще, как минимум, один сигнализирующий элемент.