Электротермическая вакуумная установка

Электротермическая вакуумная установка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИКАНИЕ

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсккх

Сощмалкстическкх

Реслублнк (,)886327

Ж .н (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.03.80 (21) 2901745/24-07 с присоединением заявки № — . (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Н 05 В 1/02

G 05 D 23/19

Гасударственный квмнтет

СССР ю данам нзвврвтеннй н вткрытнй

Опубликовано 30.11.81. Бюллетень № 44 (53) УДК 621.365. .41.982 (088.8) Дата опубликования описания 05.12.81 (72) Авторы изобретения

Л. Я. Гарбер, М, М. Карпенко, Г. М, Маилов и В (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКАЯ ВАКУУМНАЯ

УСТАНОВКА

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано для управления температурными режимами различных объектов при их электрическом нагреве в вакууме.

Известно устройство, предназначенное для обезгаживания, отжига и пайки изделий в вакууме и обеспечивающее автоматическое программное управление тепловыми процессами (1).

Использование в устройстве термопары в качестве датчика не позволяет производить регулирование температуры выше 1600 С так как в области более высоких температур надежность термопары и точность регулирования резко падает.

Наиболее близкой к предлагаемоей по технической сущности является электротермическая вакуумная установка, содержащая электропечь с резистивным нагревателем, подключенным к выходу регулируемого источника питания, управляющий вход которого связан с выходом компаратора, первый вход которого связан с датчиком тока эмиссии измерительного электрода, установленного внутри печи, а второй — с задатчиком температуры (2).

Однако такая установка не дает возможности регулировать температуру в области ниже 2000 С.

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования температур.

Указанная цель достигается тем, что связь источника питания с компаратором осуществлена через последовательно включенные дополнительный компаратор и усилитель-ограничитель, связь входа компаратора с датчиком тока эмиссии осуществлена через логарифматор, установка снабжена измерительным преобразователем мощности нагревателя, выход которого подключен ко второму входу дополнительного компаратора, а выход задатчика температуры соединен с управляющим входом усилителя-ограничителя.

На чертеже изображена блок-схема установки.

Установка содержит вакуумную электропечь 1 с резистивным нагревателем 2, подключенным к выходу регулируемого источ20 ника 3 питания, Внутри печи установлен измерительный электрод 4, подключенный через датчик 5 тока эмиссии и источник стабилизированного напряжения 6 к нагрева886327

Формула изобретения з телю 2. Выход датчика 5 через логарифматор 7 подсоединен к первому входу компаратора 8, второй его вход подключен к задатчику 9 температуры, к которому подключен также управляющий вход усилителя-ограничителя 10. Вход усилителя-ограничителя

10 соединен с выходом компаратора 8, а выход — с первым входом дополнительного компаратора 11, второй вход которого связан с измерительным преобразователем 12 мощности, а выход — через усилитель 13 с управляющим входом источника 3 питания.

Усилитель-ограничитель 10 содержит два дифференциальных усилителя 14 и 15 и диод 16.

Первый вход дифференциального усилителя 14 служит входом, а его выход — выходом усилителя-ограничителя 10. Второй вход дифференциального усилителя 14 через диод 16 соединен с выходом второго дифференциального усилителя 15, выполняющим роль нуль-органа, первый вход кото,- 20 рого соединен с выходом дифференциаль ного усилителя 14, а второй его вход служит управляющим входом усилителя-ограничителя 10.

Устройство работает следующим образом.

Выходнои сигнал задатчика 9 темпера25 туры поступает на оба входа усилителя-ограничителя 10, причем на управляющий вход — непосредственно с выхода, а на другой вход — через компаратор 8.

В начале нагрева, когда ток эмиссии с З0 нагревателя 2 на электрод 4 отсутствует, с выхода компаратора 8 на усилитель-ограничитель 10 поступает весь сигнал задатчика 9, а не разность сигналов задатчика 9 и логарифматора 7. Усилитель 14 стремится к насыщению, однако, благодаря отрицательной обратной связи (усилитель 15, диод 16), сигнал на выходе усилителя 14 не может превысить величины сигнала (уровень ограничения), поступающего на второй вход усилителя 15, и поэтому выходной сигнал усилителя-ограничителя 10 равно40 мерно нарастает пропорционально изменению сигнала задатчика 9.

Выходное напряжение усилителя-ограничителя 10, которое является задающим для контура регулирования мощности нагрева (компаратор 11, измерительный преобразователь 12 мощности нагрева, усилитель

13 сигнала рассогласования, регулируемый источник 3 напряжения), поступает на компаратор 11, где сравнивается с сигналом измерительного преобразователя 12 мощности нагрева, затем усиливается усилителем 13 сигнала рассогласования и поступает на регулируемый источник 3 напряжения, который в зависимости от величины этого сигнала устанавливает мощность нагре- ss ва на нагревателе 2.

По мере нагрева, по заданной программе, при достижении нагревателем 2 опре4 деленной температуры, достаточной для начала эмиссии электронов, в цепи нагреватель 2 — электрод 4 появляется ток, а следовательно, и сигнал обратной связи по температуре, который с дальнейшим подъемом последней быстро нарастает и становится практически равным сигналу задатчика 9.

С этого момента выходной сигнал усилителя-ограничителя 10 изменяется пропорционально выходному сигналу компаратора 8 (так как уровень ограничения становится больше разности выходных сигналов задатчика 9 и логарифматора 7, включенного после датчика 5 тока эмиссии для линеаризации зависимости тока эмиссии от температуры нагревателя 2) и регулирование выполняется по двухконтурному принципу. При этом основным регулируемым параметром становится температура нагревателя 2, а вспомогательным — мощность нагрева.

При охлаждении вначале до определенной температуры работа производится по двухконтурному принципу, затем с исчезновением сигнала обратной связи по току эмиссии происходит автоматический переход на одноконтурное регулирование по мощности нагрева.

Задатчик 9 температуры может быть выполненным программным, что обеспечивает автоматизацию подъема и снижения температуры по программе.

Предлагаемое изобретение дает возможность автоматического программного управления температурным режимом в широком диапазоне температур, что позволяет повысить эффективность и качество технологических процессов, выполняемых с помощью электротермической вакуумной установки.

Электротермическая вакуумная установка, содержащая электропечь с резистивным нагревателем, подключенным к выходу регулируемого источника питания, управляющий вход которого связан с выходом компаратора, первый вход которого связан с датчиком тока эмиссии измерительного электрода, установленного внутри печи, а второй — с задатчиком температуры, отличаюи1аяся тем, что, с целью расширения диапазона регулируемых температур, связь источника питания с компаратором осуществлена через последовательно включенные дополнительный компаратор и усилительогранияитель, связь входа компаратора с датчиком тока эмиссии осуществлена через логарифматор, установка снабжена измерительным преобразователем мощности нагревателя, выход которого подключен ко второму входу дополнительного компаратора, а выход задатчика температуры соеди886327

Составитель О. Турпак

Редактор Ю. Ковач Техред А. Бойкас Корректор О. Билак

Заказ 10593/86 Тираж 992 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035; Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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

5 нен с управляющим входом усилителя-ограничителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Печь вакуумная 0570038. Информационный листок № 7б — 1990 ВИМИ.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 527839, кл. H 05 В 1 02, 1976.