Устройство для измерения глубины охлаждения термоэлектрических холодильников пельтье

Устройство для измерения глубины охлаждения термоэлектрических холодильников пельтье

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИ ГЛУБИНЫОХЛАЖДЕНИЯ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХОЛОДИЛЬНИКОВ ПЕЛЬТЬЕ, содержащее блок измерения и держатель для фиксации холодильников, расположен СЕСОКШйЗ i ВЛШГТЙО- . I .|д (.. «««ЛМОШд ных холодным спаем к блоку измерения , о.т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения погрешности и времени измерения, оно содержит дополнительно изотермический экран , в котором размещен, деря атель, выполненный в виде диска с расположенными по окружности гнездами для фиксации измеряемых и эталонного холодильников, и блок измерения, содержащий компаратор с датчиком отри цательных лучистых.тепловых потоков и электромагнитный шаговый искатель , при этом компаратор прикреплен к оси шагового искателя с возможностью позиционной установки напротив холодных спаев каждого из sa-jg фиксированных в гнездах холодиль

„„SU„„991809

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

I х3 „ рЯ ДЯя д (Г 4ИНТщ "ммвб

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГГИЙ (21) 3254400f18-25 (22) 04.03.81 (46) 15.06.83. Вюл Р 22 (72) A.A. Ащеулов, И.Н. Глемба, В.Г. Горбатюк, Ю.И. Зозуля, Р,И.Плашенков, Л.И. Простеби и В-.Я. Шевченко(53) 536 . 532(088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 446772, кл, С 01 J 5/25, 07.05.72.

2; ОСТ 410.296.001. Микрохолодильники элементарные. 1977, л. -27-34,.технические условия, ред. 1-47 (прототип1. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ГЛУБИНЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХОЛОДИЛЬНИКОВ ПЕЛЬТЪЕ, содержащее блок измерения и держатель для фиксации холодильников, расположен (5р С 01 К 7/02; Н 01 L 35/02 ных холодным спаем к блоку измерения, о т л и ч а ю.щ е е с я тем, что, с целью уменьшения погрешности и времени измерения, оно содержит дополнительно изотермический эк- ран, в котором размещен.дерщатель, выполненный в виде диска с расположенными по -окружности гнездами для фиксации измеряемых и эталонного холодильников, и блок измерения, содержащий компаратор с датчиком отрицательных лучистых, тепловых потоков и электромагнитный шаговый искатель, при этом компаратор прикреплен к оси шагового искателя с возможностью позиционной установки на«О против холодных спаев каждого из за- ц фиксированных в гнездах холодильников.

991809

2. Устройство по и. 1, от л и ч а ю щ е е с я reM, что в качестве датчика компаратора для измере1

Изобретение относится к области термометрии и может быть использова. но для экспрессного бесконтактного измерения глубины охлаждения термоэлектрических холодильников

Пельтье (ТХП l в производственных и лабораторных условиях.

В настоящее время не существует установок и приборов, пригодных для высокочастотного и высокопроизводительного измерения глубины охлаждения ТХП в условиях серийного производства.

Применение существующих установок, приборов и методов для бесконтактного измерения глубины охлажде" ния ТХП не приводит к положительным результатам.

Известно использование термочувствительных красок для бесконтактного измерения глубины охлаждения ТХП 1 .

Однако измерения, проведенные указанным способом, ограничиваются малой точностью (3-4 С, а также нижним пределом температуры минус 40 С;

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения глубины охлаждения термоэлектрических холодильников Пельтье, содержащее блок измерения и держатель для фиксации холодильников, расположенных холодным спаем к блоку измерения (2 ). Держатель с одиночным ТХП помещается в тЕрмоактивирующую камеру. К охлаждаемым спаям TXII прикреплена металлическая термопара с имитатором тепловой нагрузки. Блок измерения содержит выпрямитель и милливольтметр. Максимальная глубина охлаждения и соответствующий ей оп-. тимальный ток ТХП определяются по максимальному значению; величины ЭДС термопары.

Однако применяемая установка обла дает очень малой производительностью, при этом точность определения глубины охлаждения невелика (1,52 С ). Кроме того, в процессе креп-, ления термопары с тепловым имитатором и охлаждении спаями ТХП, последние вследствие теплового удара и перегрева частот выходят иэ строя, что,вызывает понижение процента выхода годных на 30-35%. ния отрицательных тепловых потоков использован„. анизотропный термоэлемент.

Целью изобретения является уме-. ньшение погрешности и времени измерения глубины охлаждения ТХП.

Это достигается тем, что устрой5 ство, содержащее блок измерения и держатель для фиксации холодильников, расположенных холодным спаем к блоку измерения, содержит до. — . полнительно-иэотермический экран, в 0 к этором размещен держатель, выполненный в виде диска с расположенными по окружности гнездами для фиксации измеряемых и эталонного холодильников, и блок иэМерения, содержащий компаратор отрицательных лучистых тепловых потоков и электромагнитный шаговый искатель, при этом компаратор прикреплен к оси шагового искателя с возможностью позиционной установки напротив

20 холодных спаев каждого из зафиксированных в гнездах холодильников.

Площадь поверхности диска выбирается иэ условия

25 Sî t где 5 — площадь поверхности диска;

5 — площадь поверхности, зани- . маемой эталонным холодильником

30 число гне зд.

При этом в качестве датчика ком-. паратора для измерения отрицательных тепловых потоков использован . анизотропный термоэлемент.

Предлагаемое устройство изобра-жено на чертеже.

Устройство состоит из металлического диска-радиатора 1, в котором по окружности через разные углы в гнездах с помощью фиксаторов 2 в позициях 1-XlrI закреплены ТХПЭ 12 штук измеряемых и один эталонный.

Площадь поверхности диска при этом в 13 раэ больше площади поверхности рассеивающего радиатора 3, на котором калибровался эталонный холодильник. Термический компаратор лучистой энергии 4 на основе анизотропного термодатчика вместе с индикатором 5 типа INHI ГОСТ 909б-73

50 закреплен через металлический рычаг б к оси шагового искателя 7 типа

ШИВ-25/3. Электрические выводы ТХПЗ располагаются на контактах 8, расположенных на колодке 9, выполнен55 ной в виде диска иэ электроизоляци991809

Составитель Н.Грабчак

Редактор О. Юркова Техред С.Мигунова Корректор С. Шекмар

Заказ 6466/2 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Ужгород, ул. Проектная, 4

Филиал ППП "Патент", r. онного материала. Диск 1 и колодка 9 прикреплены к металлическому основанию через стойку 10. Шаговый искатель 7 крепится к основанию через металлическую стойку 11 соосно с диском 1. Подвижные контакты. шагового искателя 7 используются

I для вывода электрического сигнала, компаратора 4, а также для позиционной индикации его над гнездами с ТХПЗ.

:Индикация местонахождения компаратора 4 осуществляется с помощью цифровых ламп, находящихся в блоке управления. Электрическая колодка 12 марки РП042П предназначена для выставления всех ТХП относительно компаратора 4 на одинаковое ðañстояние. Шаговый искатель 7 осуществляет позиционное перемещение компаратора 4 и -его угловую фиксацию относительно охлаждаемых спаев

ТХП. Для предотвращения конвективных потоков, повышения точности измерения все устройство защищено изотермическим экраном, выполненным из металла большой теплопроводности и теплоемкости. Внутренняя поверхность экрана чернится.

Устройство работает следующим образом.

В гнезда диска-радиатора 1 с помощью фиксаторов вставляются ТХПЗ- . измеряемые и эталонный и с помощью индикатора 5 осуществляют их выставленные на одинаковое расстояние 1,5-5 мм от компаратора 4.

После этого устройство накрывается экраном и помещается в термостат, где оно прогревается до температуры T=Tв, определяемой техническими условиями. Затем через эталонный ТХП, находящийся в позиции I пропускается оптимальный ток

3. „г Этот ток вызывает понижение температуры холодного спая эта .. лонного холодильника до Т=Т (То. ,Излучающая грань компаратора 4, находящегося также в позиции 1, расположена на определенном расстоянии от холодного спая эталонного .холодильника и имеет температуру

Т2= Т . За счет теплообмена темт ература излучающей грани компаратора

4 понижается до Т3(ТО. Это приводит к возникновению термоэдс, однозначно определяющей температуры Т2

50 и T . После проведения калибровки компаратора 4 через все поверяемые холодильники., соединенные электрически последовательно, пропускают такой же оптимальный ток. На шаговый искатель 7 из блока управле-. ния подается переключающий импульс тока, который переводит компаратор

4 из позиции 1 в позицию II где находится поверяемый холодильник под номером 11. Вследствие теплообмена компаратор выдает электрический сигнал Е . В случае равенства

Е2 и Е„ глубйны охлаждения поверяемого и эталонного ТХП равны, если

Е>(E„, то глубина охлаждения поверяемого ТХП меньше глубины охлаждения эталонного ТХП, если Е> > Е . У то наоборот.

Аналогичным образом осуществляются разбраковка ТХП, находящихся в остальных позициях.

Чувствительность опытного образца предлагаемого устройства, вы- . полненного на основе анизотропного термодатчика из антомонида кадмия составляет 600-800 мкВ/град при расстоянии между компаратором и ТХП

3-5 мм, что дает возможность оценить глубину охлаждения в диапазоне термостатируемых температур 100-150 С с точностью не хуже 0,02ОС. Производительность разработанного устройства составляет 160-180 штук TXG в смену при 100Ъ-ном выходе годных.

Предлагаемое устройство наряду с разбраковкой позволяет осуществлять также .и поиск оптимального тока TXII по максимуму величины тер- . моздс анизотропного датчика компаратора.

Предлагаемое изобретение, при внедрении дает экономический эффект, заключающийся в уменьшении себестоимости ТХП за счет исключения брака, возникающего в процессе измерения, высокой производительности и экономии заработной плаФът.

Кроме этого, устройство позволяет проводить снятие характеристик ТХП в режимах управляемой тепловой нагрузки, что дает возмож ность получить динамическую характеристику холодопроизводительности в широком токовом и температурном интервале.