Устройство для оптимизации фотосинтеза растений

Устройство для оптимизации фотосинтеза растений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования сельскохозяйственных процессов и может быть использовано при выращивании рассады в теплицах и оранжереях. Целью изобретения является оптимизация фотосинтеза растений в защищенном грунте путем программного регулирования температуры воздуха и автоматического изменения облучения на основании алгоритма, при котором обеспечиваются благоприятные для фотосинтеза сочетания энергетических параметров. Устройство содержит задатчик продолжительности облучения, привод задатчика интенсивности облучения, блок управления, измерительный мост, одним плечом которо го является дзтчик облучения, усилитель-демодулятоо, узел смещения фазы открытия тиристоров, блок импульсно-фазового управления , блок тиристоров, облучатели, реостат обратной связи, задатчик номинального напряжения, отключающий блок. Задается программа дневной температуры и при выведении ее на ночной режим температура облучения постепенно снижается . 15 ил. fe

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s А 01 6 9/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСК0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

) S1

g- ä()1t1<)) ЕКА

И (21) 4739815/15 (22) 25,09.89 (46) 15.11.91. Бюл. N. 42 (71) Кировский сельскохозяйственный институт (72) А.И, Панкратов, В.И. Стяжкин, В.И. Коркин и Д.И. Бритвин (53) 631.015 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1612275, по заявке М 4612564/30-15 (167536), кл, А 01 G 9/26, 1990. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ

ФОТОСИНТЕЗА РАСТЕНИЙ (57) Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования сельскохозяйственных процессов и может быть использовано при выращивании рассады в теплицах и оранжереях, Целью изобретения является оптимизация фотосинтеза растеИзобретение относится к устройствам для автоматического регулирования сельскохозяйственных процессов и может быть использовано при выращивании рассады в теплицах и оранжереях.

Целью изобретения является оптимизация фотосинтеза растений в защищенном грунте путем программного регулирования температуры воздуха и автоматического изменения облучения на основании алгоритма

P= f(t8, F), при котором обеспечиваются благоприятные для фотосинтеза сочетания анергетических параметров.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг, 2 представлена его принципиальная схема; на фиг, 3 представлена принципиальная схема усилителядРмодулятора; на фиг, 4 приведена. Ж«, 1690611 А1 ний в защищенном грунте путем программного регулирования температуры воздуха и автоматического изменения облучения на основании алгоритма, при котором обеспечиваются благоприятные для фотосинтеза сочетания энергетических параметров. Устройство содержит задатчик продолжительности облучения, привод задатчика интенсивности облучения, блок управления, измерительный мост, одним плечом которо. го является датчик облучения, усилитель-демодулятор, узел смещения фазы открытия тиристоров, блок импульсно-фазового управления, блок тиристоров, облучатели, реостат обратной связи, задатчик номинального напряжения, отключающий блок. Задается программа дневной температуры и при выведении ее на ночной режим температура облучения постепенно снижается, 15 ил. структурная схема блока импульсно-фазового управления; на фиг. 5 — функциональная схема отключающего блока; на фиг: б— его принципиальная схема; на фиг. 7— структурная схема вычислительного устройства; на фиг. 8, 9 — принципиальная схема первого и второго аналого-цифровых преобразователей соответственно; на фиг. 10— структурная схема высокочастотного генератора импульсов; на фиг, 11 — принципиальная схема блока питания, источника сигнала синхронизации и генератора обнуляющих импульсов, блока формирования импульсов; на фиг. 12 — структурная схема счетчика импульсов и заторможенного генератора высокочастотных импульсов; на фиг.

13 — принципиальная схема формирователя открывающих импульсов: на фиг. 14 пред1690611 графики функции Р благоприятного сочета- 10

35 ставлены временные диаграммы генератора запускающих импульсов 4 (а), входного напряжения Ua>, 0зг аналого-цифровых преобразователей (б), опорного напряжения 0«аналого-цифровых преобразователей (в), выходного напряжения 0и интегратора (г), генератора опорной частоты fp (д), выходного сигнала fa аналого-цифрового преобразователя (е); на фиг. 15— ния энергетических параметров F3 и l> фотосинтеза растений.

Устройство для оптимизации фотосинтеза растений содержит задатчик 1 продолжительности облучения, выполненный в виде реле времени с суточной программой с двигателем 11 и контактом !г, привод 2 эадатчика интенсивности облучения, блок 3 управления, первый датчик 4 облучения, измерительный мост 5, одним плечом которого является датчик 4 облучения, третье плечо образовано резисторами 51-5з, четвертое — резистором 54, усилитель-демодулятор б. Узел 7 смещения фазы открытия тиристоров, блок 8 импульсно-фазового уп равления, блок 9 тиристоров с тиристорами 91.„9в, облучатели 10, задатчик 11 интенсивности облучения, задатчик 12 минимального напряжения, реостат 13,обратной связи, состоящий из резисторов 131, 13г, 13з, которые составляют второе плечо измерительного моста 5, задатчик 14 номинального напряжения, балластные сопротивления 15, отключающий блок 16.

Привод 2 задатчика интенсивности облучения содержит микродвигатель 17 с обмотками 171 и 17г и емкость 18, при этом обмотки включены в сеть питания через микровыключатели 19 и 20, а вал микродвигателя 17 кинематически соединен с подвижным выводом резистора задатчика 11 интенсивности облучения и с контактами конечных микровыключателей 19 и 20, а сами микровыключатели установлены с возможностью перемещения относительно оси вала по окружности и фиксации в заданном положении.

Блок 3, управления состоит из реле 21 включения, представляющего собой реле времени с обмоткой 211 и двумя замыкающими с задержкой т1 при размыкании контактами 21г и 21з, реле 22 задержки смещения фазы открытия тиристоров, представляющие собой реле времени с обмоткой

221 и замыкающим контактом 22г (фиг. 10) с задержкой z2 при замыкании и промежуточное реле 23 с обмоткой 23> и замыкающими контактами 23г...23 7.

Первый датчик 4 облучения — фоторезистор, установленный на уровне растений в теплице, на который воздействует сумма естественного Fe(t), создаваемого солнцем, и искусственного F< (F<), создаваемого облучателями, облучений. Он выполнен в виде одного иэ плеч измерительного моста 5 (фиг, 3) с выходом +я.

Измерительный мост 5 имеет четыре плеча сопротивлений, одним из которых яв-, ляется первый датчик 4 облучения, диагональ питания которого соединена с источником переменного напряжения 6 В, а один вывод измерительной диагонали подключен к входу реостата 13> обратной связи.

Усилитель-демодулятор 6 (фиг. 3) содержит блок 24 питания, фазочувствительнцй усилитель.25, триггерные узлы 26 и 27, а также реле 28 с обмоткой 28t и замыкающим контактом 28г и реле 29 с обмоткой 291 и замыкающим контактом 29г. Усилитель-демодулятор представляет собой пропорциональный регулятор с зоной нечувствительности, настраиваемый вручную резистором 13з, Узел 7 смещения фазы открытия тиристоров выполнен в виде однофазного конденсаторного микродвигателя, реверсивный вал которого кинематически соединен с задатчиком 12 и задатчиком 14 минимального и номинального напряжений, с входом блока 8 импульсно-фазового управления открытием тиристоров с подвижным выводом резистора 131 обратной связи, при этом обмотка 171 включена последовательно с задатчиком 12 одним выводом, обмотка 17г — с задатчиком 14, а вторые их выводы соединены с блоком 7 (конденсатором 7з), выводы которого через контакты

28г и 29г реле 28 и 29 усилителями-демодуляторами подключены к его питающему вхо ду, а вторые выводы задатчиков 12 и 14 подключены к нулевой шине.

Привод 2 задатчика 11 интенсивности облучения входом соединен с выходом блока 30 управления его приводом, который содержит третий датчик 31 облучения, датчик 32 температуры 1 (1) и вычислительное устройство 33, входы которого соединены с выходами датчика 31 облучения. датчика 32 температуры воздуха теплицы и с питающим входом блока 30 управления приводом эадатчика интенсивности облучения, технологическими входами которого являются температура te(t), естественное F<(t) облучение и искусственное F<(F<) облучение.

Блок 8 (фиг. 4) импульсно-фазового управления содержит высокочастотный генератор 34 импульсов, три канала (по числу фаз) управления тиристорами, каждый из

16906 которых содержит формирователь 35 импульсов и по два Одинаковых формирователя 36 и 37 открывающих импульсов, Облучатели 10 — дугоразрядные лампы, состоят из стеклянчого баллона, внутрь которого помещена ртутно-кварцевая горелка (трубка), заполненная инертным газом с добавлением ртути. Внутренняя стенка баллона покрыта люминофором, Облучатели включены в сеть последовательно с тиристорами.

Задатчик 11 интенсивности облучения— это переменный резистор, включенный параллельно резистору 5z плеча измерительного моста 5. Его подвижный вывод кинематически соединен с реверсивным выходом микродвигателя 17 задатчика 2 интенсивности облучения.

Задатчики 12 и 14 минимального и номинального напряжений представляют собой конечные микровыключатели с размыкающими контактами, кинематически связанными с реверсивным выходом микродвигателя узла 7 смещения фазы открытия тиристоров.

Реостат 13 (фиг. 3) обратной связи — это переменный резистор 13, включенный по схеме потенциометра параллельно резисторам 132 и 13з плеча измерительного моста

5. Подвижный вывод резистора 131 кинематически соединен с реверсивным выходом микродвигателя узла 7 смещения фазы открытия тиристоров, а сам резистор установлен с возможностью перемещения по окружности относительно оси вала и фиксации в заданном положении, Балластные сопротивления 15 — это лампы накаливания, включенные параллельно облучателям 10 по одной на каждую фазу.

Отключающий блок 16 (фиг. 5, 6) содержит выходное реле 161 с обмоткой 162 и раэмыкающим контактом 16з, симистор 38, включенный в сеть фазного напряжения последовательно с обмоткой 16р, источник 39 стабилизированного питания, делитель 40 напряжения, .образованный цепочкой резисторов 40t...405 и вторым датчиком 406 облучения, и пороговый элемент 41, при этом источник 39 стабилизированного питания и симистор 38 одними выводами соединены с выходом эадатчика 12 продолжительности облучения, один выход источника 39 стабилизированного питания подключен к входу второго датчика 406 облучения, вторым (технологическим) входом которого является естественное Fe(t) облучение, второй выход стабилизированного источника питания подключен к первому входу поровогого устройства 41, вторым входом которого яв5

55 ляется выход делителя 40 напряжения, выход порогового устройства соединен с вторым входом симистора 38, а выводы делителя 40 напряжения и Обмотка выходного реле 16 подключены к шине нейтрали.

Блок 24 питания усилителя-демодулятора 6 (фиг. 3) содержит диоды 24 ...246, фильтр на конденсаторах 241„,24g и резисторе 24io, сигнальную лампу 2411 и трансформатор 2412, вторичные обмотки которого служат источниками питания триггерных узлов 26 и 27 (24 В), реле 28 и 29 (28 В) и измерительного моста 5 (6 В), Фаэочувствительный усилитель 25 выполнен на транзисторах 25 „,25з, конденсаторах 25*4...258 и резисторах 259...2514.

Триггерный узел 26 состоит из транзисторов 261 и 262, резисторов 26з...26б, переменного резистора 267 и конденсатора 26э.

Триггерный узел 27 состоит из транзисторов 27t и 27, резисторов 27з...27а, переменного резистора 277 и конденсатора 27я, Блок 30 управления приводом 2 задатчика 11 интенсивности облучения включает третий датчик 31 облучения, датчик 32 температуры воздуха теплицы и вычислитель. ное устройство 33, питающий вход которого является питающим входом блока 30 управления приводом задатчика 2, второй и третий входы соединены с выходами датчиков

31 и 32 соответственно, а технологическими входами блока 30 являются входы датчиков Еи (Fe), Fe(t) и tp(t), при этОм выход вычислительного устройства 33, являющийся выходом блока 30, соединен с входом привода 2 задатчика интенсивности Облучения.

Третий датчик 31 облучения выполнен на элементах солнечной батареи, установлен в теплице на уровне растений.

Датчик 32 температуры воздуха теплицы — термопара, горячий спай которой установлен в теплице на уровне растений, а холодный спай помещен в термостат. Выходами Оз1 и Ugz датчика 31 и датчика 32 являются фотоЭДС и термоЭДС соответственно.

Вычислительное устройство 33 (фиг. 7) содержит блок аналого-цифровых преобразователей 331, включающий первый и второй аналого-цифровые преобразователи 42 и 43 соответственно, генератор 44 опорной частоты f>, генератор 45 запускающих импульсов, источник 46 опорного напряжения

U«, вычислительный блок 47, блок 48 сравнения и коммутации, который, в свою очередь, содержит цифровой компаратор 49, первый и второй транзисторные ключи 50 и

51, первое и второе рел 52 и 53 включения

1690611

30 интенсивности облучения включены в раз- 35 рыв цепи питания обмоток микродвигателя импульсов образован четырьмя схемами И 40

341...344 одной микросхемы, включенными между собой последовательно, при этом

55 привода задатчика интенсивности облучения с обмотками 521 и 531 и замыкающими контактами 52z и 532, при этом выход датчика 31 облучения соединен с входом первого аналого-цифрового преобразователя, выход датчика 32 соединен с первым входом второго аналого-цифрового преобразователя 43, второй, третий и четвертый входы аналого-цифровых преобразователей соединены с выходами генератора 44 опорной частоты fo, источника 46 опорного напряжения Up и с выходами генератора 45 запускающих импульсов, выход первого аналого-цифрового преобразователя соединен с входом блока сравнения и коммутации, второй вход которого соединен с выходом второго аналого-цифрового преобразователя 43 через вычислительный блок

47, первый и второй входы цифрового компаратора (А и B) подключены к соответствугощим входам блока 48 сравнения и коммутации, выход QA > в цифрового компаратора 49 через первый транзисторный ключ 50> соединен с входом обмотки 52 первого реле влючения привода 2 задатчика

11 интенсивности облучения, вывод катуш ки 531 второго реле через второй транзисторный ключ 51 подключен к выходу Од < в цифрового компаратора 49, вторые входы транзисторных ключей 50 и 51 соединены с питающим входом вычислительного устройства 33, соединенным с выходом задатчика

1 продолжительности облучения, контакты

52z и 532 реле включения привода задатчика привода 2 задатчика интенсивности облучения.

Высокочастотный генератор 34 (фиг. 10) схемы И 341 и 34z охвачены обратной связью с емкостью 34, схемы И 341...34з— обратной связью с переменным резистором

34з, подвижный вывод которого кинематически связан с реверсивным выходом микродвигателя узла 7 смещения фазы открытия тиристоров, при этом зашунтированная часть резистора 34е включена параллельно замыкающему с задержкой т2 контакту 22z реле 22 задержки смещения фазы открытия тиристоров, выход высокочастотного генератора 34 подключен к счетным входам шестиразрядных счетчиков 57 формирователей 35 импульсов всех трех фаз, Формирователь 35 (фиг. 4) импульсов блока 8 импульсно-фазового управления содержит последовательно включенные ис5

20 точник 54 питания микросхем, источник 55 сигнала синхронизации, генератор 56 обнуляющих импульсов, счетчик 57 импульсов и заторможенный генератор 58 высокочастотных импульсов, при этом выход высокочастотного генератора 34 импульсов соединен со счетным входом счетчиков 57 формирователей импульсов каждой из фаз А, В, С.

Выход каждого формирователя 35 импульсов подключен к входам формирователей 36 и 37 открывающих импульсов, вторые входы которых соединены с линейными зажимами А, В, С источника трехфазного тока, а выходы — с управляющими электродами попарно встречно-параллельно включенных тиристоров 91 и 92 (выводы а, б), 93 и 94 (выводы в, r) и 9ь и 96 (выводы д, е) через контакты 23z...237 реле 23. Выводы ж, э, и подключены к точкам соединения тиристоров с облучателями 10 И балластными сопротивлениями 15.

Формирователи 36 и 37 (фиг. 13) открывающих импульсов построены по одной схеме, включающей импульсный трансформатор 361 (371) и транзистор 36г (372). Первичная обмотка 1 зашунтирована последовательно включенными в цепь коллектора транзистора 36z (372) резистором

36з (37з) > диодом 364 (374), вывод которого и обмотки 1 импульсного трансформатора подключены к положительному выводу мостовой схемы 54z выпрямления. Обмотка If импульсного трансформатора зашунтирована резистором 365 (37 ) и светодиодом 366 (37 ), параллельно им через диод 367 (377) включен конденсатор 368(378), выводы которого подключены к блоку тиристоров 9. Параллельно переходу база — эмиттер транзистора 36z (372) включен резистор 36g (37g). Базы транзисторов подключены к выходам источника 55 сигнала синхронизации (вторые выводы диодов 554 и 55 соответственно), а через конденсатор 361о (371о) — к выходу заторможенного генератора 58 высокочастотных импульсов.

Источник 39 стабилизированного питания отключающего блока 16 образован диодом 391, конденсаторами 392, 39з. резистором 394 и стабилитронами 39 и 396.

Делитель 40 напряжения состоит из постоянного резистора 40>, переменного резистора 402 и потенциометра 403, включенных последовательно друг к другу и к источнику 39 стабилизированного питания. Параллельно этой цепочке включена вторая, образованная переменным резистором 404, постоянным резистором 40 и фоторезистором 40е (второй датчик. облучения), один вывод которого соединен с выводом постоянного резистора 401 и последовательно ему включенным переменным резистором 404 и постоянным резистором 405, второй вывод которого соединен с подвижным выводом потенциометра 40з.

Пороговый элемент 41 включает однопереходные транзисторы 411 и 412, тиристор 41з, конденсаторы 41<„,417, резисторы

41в...4122, диоды 4123-4125. Пороговый элемент питается током от источника 39 стабилизированного питачия, управляющий выход делителя через резистор 41в соединен с базой транзистора 41>, выход транзистора — к управляющему входу симистора 38 через тиристор 41з и резисторы 4115 и 41 .

Аналого-цифровые преобразователи 42

- (фиг. 8) и 43 (фиг. 9) аналогичны по устройству и содержат ключ 421(43 ), постоянный резистор 422 (432), конденсатор 42э (43з), интегратор 424 (434), второй ключ 425 (435), элемент 42в (435) сравнения, устройство 427 (437) управления, схему И 42в (43в), счетчик

42д (43g) импульсов и запоминающее устройство 42<о (43ю) и представляют цифровые вольтметры, аналоговые входы Оз и 0з2 которых поступают с выходов датчиков 31 и

32, а выходы соединены с входом А цифрового компаратора 49 и со входом вычислительного блока 47 соответственно. Выход

0з1 третьего датчика 31 облучения через ключ 421, резистор 422 соединен с входами конденсатора 42з, интегратора 424, ключа

425, выходы которых соединены с входом элемента 425 сравнения, один выход которого соединен с корпусом, второй — с первым входом устройства 427 управления, второй вход которого соединен с выходом генератора 45 запускающих импульсов -, третий — с первым выходом счетчика 427 импульсов, первый выход устройства 427 управления соединен с ключом 42>, второй — с ключом 424, третий — с первым входом схемы И 42в, вторым входом которой является выход генератора 44 опорной частоты fo выход схемы И соединен с первым входом счетчика 42g импульсов, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока 427 управления, с которым соединен первый вход запоминающего устройства 421o, его второй вход соединен с вторым выходом счетчика 42g импульсов, а выход запоминающего устройства 42ю соединен с входом вычислительного блока 49.

Внутренние связи элементов второго аналого-цифрового преобразователя 43 аналогичны рассмотренным выше.

Генератор 44 опорной частоты fo, генератор 45 запускающих импульсов f3 и источник 46 опорного напряжения 0ол выполнены на серийных микросхемах. Питание всех микросхем осуществляется от

55 источника 54 (пи а ощие связи микросхем на чертеже не показаны).

Источник 54 (фиг, 11) питания микросхем состоит из трансформатора 54., первичная обмотка I которого включена в сеть фазного напряжения 220 В. С вторичной обмоткой II снимается напряжение 12 В, которое подводится к мостовой схеме 542 выпрямления. Выпрямленное напряжение подводится к фильтру, образованному резистором 54з и конденсаторами 54п и 545. На выходе источника питания микросхемы подключен стабилитрон 54г.

Источник 55 (фиг, 11) сигнала синхрони зации содержит резисторы 551, 552 и 55з, узловая точка соединения которых подключена к входу генератора 56 обнуляющих импульсов, вторые выводы резисторов

551...533 — к отрицательному выводу мостовой схемы 54z выпрямления, к отрицательным выводам диодов 55 и 555 сооТВ6ТсТВ8ННо, а положительные выводы диодов соединены с первыми входами формирователей 36 и 37 открывающих импульсов.

Генератор 56 (фиг. 11) обнуляющих импульсов построен на базе транзисторов 56> и резистора 56z, при этом коллектор через резистор 562 соединен с выводом + 9 В, а эмиттер — с выводом - 9 В источника 54 питания микросхем, Коллектор транзистора

561 подключен к первому и второму входам счетчика 57 импульсов.

Счетчик 57 (фиг, 12) импульсов шестиразрядный, двоичный состоит из счетчика

571 и узла памяти на элементах 572 и 57з, выполненных на одной микросхеме, вывод

5 которой и обнуляюгций вход счетчика 57> подключены к выходу генератора 56 обнуляющих импульсов, счетный вход S которого подключен к выводу высокочастотного генератора 34 импульсов, выход счетчика 57 импульсов подключен к входу заторможенного генератора высокочастотных импульсов, Заторможенный генератор 58 (фиг. 12) высокочастотных импульсов построен на логических схемах И 58 ...584 одной микросхемы, при этом схемы включены последовательно одна другой, первая — третья из них охвачены отрицательной обратной связью, параллельно схеме 582 включен конденсатор 585. Входом заторможенного генератора высокочастотных импульсов является выход счетчика 57 импульсов, а выход подключен к входам формирователей 36 и 37 открывающих импульсов.

Устройство для оптимизации фотосин теза растений работает следующим обрв эом.

1690611

12 же заданного).. 55

Напряжение разбаланса измерительного моста 5 прикладывается между эмиттером и базой транзистора 251 первого каскада усиления фазочувствительного усилителя 25, При этом ток разбаланса измериПродолжительность включения и отключения искусственного облучения задается настройкой программы задатчика 1 с учетом программы изменения температуры воздуха в теплице. При этом переход с ночной температуры на дневную продолжается не менее 1 ч при неработающем искусственном облучении, чем исключается образование росы внутри теплицы или оранжереи.

Перед выводом температуры на дневной режим замыкается контакт 1 и остается замкнутым в течение всего светового дня, обеспечивая подачу напряжения сети на все элементы цепей управления устройства, При этом включается.под напряжение обмотка реле 21 включения и подается напряжение к обмотке 23I промежуточного реле

23, обмотке 221 реле 22 задержки смещения фазы Открытия тиристороВ, блоку 30 управлвния приводом интенсивности облучения, усилителю-демодулятору 6, микродвигателю узла 7 смещения фазы Открытия тириствров и блоку 16 Отключения, Замыканием контактов 212 и 21з в«лючаются обмотка промежуточного реле 23 и . обмотка 221 реле смещения фазы открытия тиристоров. При включанном реле 21 двигатель 221 приводит во вращение кулачковое устройство риОда койтакта 22z, который по окончании задержки а замыкается, включая систвму 8 импульсно-фазового управления. Время задержки а настраивается вручную,. а длитмьность ее выбирается равной или белее времени йрогрева и запуска Облучателвй 10, уточняется по их технической характеристике.

В момент включения устройства на датчик 4 облучения действует только естественное,,от солнца, Fgt) Облучение, так как об тели ра ваются и обаяние F> (Fe) о т с у тст в у ет, Если естественное облучение соответствует заданному задатчиком

11, то выход Й8 измерительнОгО моста 5 равен нулю и на транзистор 251 фазочувст вительного усилителя сигнал не поступает, а двигатель узла 7 смещения фазы открытия тиристоров не работает. Если облучение отличается от заданного задатчиком 11, то равновесие измерительного моста 5 нарушается за счет изменения сопротивления датчика 4 на величину Ьйф, появляется сигнал и я на выходе измерительного моста

5, знак этого сигнала соответствует направлению отклонения облучения (выше или ни5

50 тельного моста 5 протекает через часть резистора 131 реостата обратной связи, к змиттеру и базе транзистора 25I приложено напряжение (сигнал +. д), отличающемуся от напряжения разбаланса измерительного моста на величину падения напряжения на резисторе 13I. В процессе функционирования устройства величича падения напряжения изменяется с изменением фазы открытия тиристоров, TGK как подвижный вывод резистора 131 перемещается синхронно с подвижным выводом резистора 34е системы 8 импульсно-фазового управления.

Когда измерительный мост 5 сбалансирован, транзистор 251 находится в открытом состоянии. Конденсаторы 26а и 27з заряжаются, поддерживая на выходе делителей напряжения йа резисторах 26в, 266 и 267 и 27s.

27в и 27Т постоянные потенциалы. К базам транзисторов 26z и 272 прикладываются отрицательные смещения, поэтому они находятся в открытом состоянии, а транзисторы

261 и 271 — в закрытом состоянии, реле.28 и

29 лишены питания. При наличии сигнала разбаланса + e знак входного напряжения в один полупериод остается прежним, а в другой будет противоположным. Следовательно, в один полупериод транзистор 251 остается Открытым, а в другой закроется.

Открытый транзистор пропускает ток в ту цепь. которая присоединена коллектором к отрицательному в данный момент потенциапу обмотки О-о блока 24 питания. В другой цепи ток отсутствует оба полупериода. поскольку проводящая полярность источника питания совпадает по времени с закрытым состоянием транзистора, а открытое состояние транзистора — с непроводящей по отношению к транзистору полярностью источника питания.

Выходное напряжение первой цепи будет продолжать поддерживать открытым транзистор 26z (или 272), а выходное напряжение второй цепи станет близким нулФ, что приведет к опрокидыванию триггерного узла 26 (или 27). В результате транзистор

26z закроется, а транзистор 26I откроется (или транзистор 27 закроется, а транзистор

271 откроется) в зависимости от направления отклонения облучения от заданного. Открывшись, транзистор 261 (271) вызывает срабатывание реле 28 (29). Контакты 28z (292), срабатывая попеременно при каждой смене знака разбаланса измерительного моста 5, реверсируют микродвигатель узла

7 смещения, что приводит к перемещению подвижного вывода резистора 346. При приближении подвижного вывода переменного!

1690611

5

20

30

55 резистора 34, к конечному положению микродвигатель узла 7 отключается размыкающими контактами задатчиков 14 и 12 номинального и минимального напряжений, Величины этих напряжений настраиваются перемещением самих микровыключателей 12 и 14 и фиксацией их в нужном положении, При работе реверсивного микродвигателя узла 7 смещения фазы открытия тиристоров, т. е, при изменении фазы их открытия, вращение вала сопровождается перемещением подвижного вывода резистора 13 реостата обратной связи, связанного с валом кинематически. B то же время, изменение сопротивгения резистора 346, сопровождающееся изменением фазы открытия тиристоров, и за счет этого изменение напряжения на зажимах облучателей, приводит к изменению величины суммарного облучения, что сопровождается изменением сопротивления датчика 4 облучения, включенного в одно из плеч измерительного моста 5. Одновременное изменение сопротивления резистора 134, включенного в смежное датчику 4 плечо измерительного моста 5, обеспечивает балансировку измерительного моста в момент, когда суммарное облучение достигает величины, заданной задатчиком 11 интенсивности облучения. Каждому конкретному значению облучения будет соответствовать определенное положение подвижного вывода резистора 34 . Любое отклонение суммарного облучения 0Т заданного вызывает срабатывание микродвигателя узла 7 смещения в том направлении, при котором обеспечивается балансировка измерительного моста 5 и поддержание заданного облучения, Таким образом устройство находится в следящем режиме.

Диапазон регулирования, соответствующий крайним положениям подвижного вывода резистора 131, настраивается резистором 13з вручную.

Импульсно-фазовое управление открытием тиристоров осуществляется следующим образом, Отрицательные полупериоды переменного тока с вывода обмотки 11 трансформатора 501 поступают на базу транзистора 362 каждого из формирователей импульсов, поочередно закрывая их. На базу транзистора 561 поступают положительные полупериоды пульсирующего напряжения с этой же обмотки с удвоенной частотой, Узкие прямоугольные импульсы, возникающие в моменты приближения сетевого напряжения к нулю, поступают на вход шестиразрядного двоичного счетчика

57> его обнуления в начале каждого полупериода и одновременно включают узел памяти на элементах 572, 57з.

На счетный вход счетчика 57 поступают высокочастотные импульсы ог высокочастотного генератора 34 импульсов. После отсчета 2 = 64 импульсов на счетчике появляется сигнал логической "1", который переключаетт узел. памяти, В резул ьтате на выходе элемента 57з устанавливается значение логической "1", разрешающее работу заторможенного генератора 58 иМпульсов (элементы 58 ...584). Генератор работает независимо от дальнейшего состояния счетчика до-появления сигнала логической "1" на коллекторе транзистора 561. Импульсы этого генератора частотой б кГц укорачиваются до 150 мкс дифференцирующей цепью ВЗ69

СЗб о с целью разгрузки усилителя мощности, выполненного на транзисторе 362, При этом импульсы приобретают импульсную оптимальную для управления форму: крутой фронт и пологий спад, Укороченные импульсы усиливает лишь тот усилитель, на базе транзистора которого отсутствует закрывающее отрицательное напряжение диодов 554 и 555. Поэтому из двух встречно-параллельно включенных ти-. ристоров 9., 9 или 9з, 9, или 95, 96 открывается тот, у которого в рассматриваемый полупериод напряжение на аноде по отношению к катоду положительно. В конце полупериода один из тиристоров закрываешься в очередной полупериод сетевого напряжения и открывается другой иэ пары тиристоров.

Для защиты от электродвижущей силы самоиндукции обмоток импульсных трансформаторов Зб они шунтированы; первичная — цепью диод 364, резистор Збз; вторичная — цепью резистор 365, светодиод

366, который сигнализирует об исправности канала управления, Диод 367 и конденсатор

368 из пачки высокочастотных импульсов формируют один импульс с высокочастотной составляющей, что обеспечивает надежное включение тиристоров при индивидуальной характеристике нагрузки.

Длительность импульсов равна длительности открытого состояния тиристоров, что иСключает самопроизвольное их включение при прерывистом характере нагрузочного тока, что характерно для газоразрядных ламп.

Перемещением подвижного вывода резистора 346 из крайнего левого положения в крайнее правое при работе микродвигателя узла 7 смещения фазы открытия тиристоров угол открытия тиристоров меняется от

90 до нуля, а напряжения на зажимах облучателей — от 110 до 220 К Значение номи1690611

25

35

55 нальнога и минимального напряжений устанавливаются перемещением задатчиков 14 и 12 и фиксацией их в заданном положении, исходя иэ технической характеристики облучателей.

При подаче на облучатели 10 номинального напряжения 220 В в трубке возникает дуговой разряд в парах ртути, создающий интенсивное ультрафиолетовое излучение, которое, воздействуя на люминофор баллона, преобразуется в видимый свет, Для запуска дугораэрядных облучателей применяется стандартная пускорегулирующая аппаратура, Процесс запуска длится до полного испарения ртути 10...15 мин при номинальном напряжении, после чего разряд между электродами становится устойчивым и сопровождается номинальной светоотдачей. При напряжении ниже номинального облучатели не запускаются (не возникает дуговой разряд). После запуска облучатели могут работать при напряжении ниже номинального до 15 Д, при этом потребляемая ими мощность и облучение снижаются со 100 до 50%, Так как при пониженном напряжении запуск облучателей невозможен, независимо от команд, поступающих от датчика 4, блок 8 импульсно-фазового управления контактом

22 задержки смещения фазы открытия тиристоров размыкается на все время запуска облучателей 10, резистор 346 полностью включается, фаза открытия тиристоров становится равной нулю и на облучатели подается номинальное напряжение.

К моменту замыкания контакта 222 на датчик 4 облучения действует облучение

Ее(т) и F> (F ), поэтому по команде усилителя-демодулятора 6 подвижный вывод переменного резистора 34 перемещается в положение, при котором блок 8 импульснофазового управления обеспечивает наибольшее значение искусственного облучения, Так как контакт 22z разомкнут, эти команды на тиристоры 91...9б не поступают. После размыкания контакта 22г начинается переходный процесс и тиристоры выводятся на открытие при такой фазе, которая.обеспечит суммарное облучение, установленное задатчиком 11, Если установившийся режим наступает при номинальном напряжении, перемещение подвижного вывода резистора 346 прекращается, так как движением вала микродвигателя узла 7 смещения фазы открытия тиристоров контакт 14 эадатчика номинального напряжения размыкатеся и микровыключатель отключается, чем обеспечивается защига резистора от поломок, Второе крайнее поло:кение подвижного вывода этого резистора ограничено положением задатчика 12.

При дальнейшем увеличении естественного облучения и работающих при минимальном напряжении облучателях суммарное облучение Fe(i) и Fg (Fe) превысит заданное задатчиком 11 значение. В этом. случае срабатывает отключающий блок 16, датчик 40в которого контролирует естественное облучение, Когда оно достигает заданного значения, фотореэистор 40о изменяет свое сопротивление настолько, что падение напряжения на нем превысит порог срабатывания транзистора 411, открывается транзистор 41э и удерживается в этом состоянии за счет постоянного анодного тока. Этот ток вызывает отпирание симистора 38 и.контакт 16э обесточивает катушку

211 реле включения. В результате отключаются реле 22 и промежуточное реле 23, так как контакты 212 и 217 после истечения выдержки т1 размыкаются. Контакты 23 ...237 размыкаются, разрывая цепь а„,е управляющих электродов тиристоров 91...9в и облучатели 10 отключаются от питающей сети.

Открывшийся тиристор 41з через резисторы 4115 и 4111 уменьшает порог срабатывания транзистора 411, что создает зону нечувствительности между срабатыванием реле 161, До тех пор, пока падение напряжения на фоторезисторе 40б будет выше порога срабатывания транзистора 411, конденсатор 414 будет периодически заряжаться и разряжаться. Через резистор 412о каждый полупериод подзаряжается конденсатор 411, разряжающийся в промежутках между отпираниями транзистора 411 и резистор 41g через катод, управляющий электрод симисторв 38 и резистор 4111.

Постоянная времени цепочки Н41и С414 почти на два порядка меньше, чем постоянная времени цепочки R411e С417, а порог срабатывания транзистора 411 с помощью. делителя напряжения на резисторах 41щ и

4121 устанавливается заведомо меньшим, чем порог отпускания транзистора 411, задаваемого потенциометром 40э. До тех пор, пока конденсатор 417. периодически подзаряжается, транзистор 41г не отпирается, Когда падение напряжения на фоторезисторе 406 снизится ниже порога открытия транзистора 411, конденсатор 41т перестает подзаряжаться, Как только он разрядится на величину, равную порогу срабатывания транзистора 41, последний отпирается, пропуская импульс тока, заряжающий конденсатор 414, последний отпирается, пропуская импульс тока. заряжающий конденсатор 41т, За счет падения напряжения на резисторе 4111 и напряжения на кон169061 l

i8

17 денсаторе 417 тиристор 41э закрывается.

Закрывается и симистар 38, отключая реле

1bi, "i; рез открывшийся транзистор 41г и . диод 4124, р