курсовая работа / Терморегулятор для инкубатора

СОДЕРЖАНИЕ

1. Заявление о выдаче патента на изобретение

2. Описание изобретения

3. Формула изобретения

4. Реферат

Список литературы

1. ЗАЯВЛЕНИЕ О ВЫДАЧЕ ПАТЕНТА НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

МПК G05 D23/02

2. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Терморегулятор для инкубатора используется в отрасли сельского хозяйства, в частности для регулирования заданной температуре в инкубаторе.

За аналог можно принять бытовой терморегулятор заявка №95102579/09 опубликованная 1998.04.20 по МПК G05D23/02 . Устройство для автоматического поддержания заданной температуры в помещениях или хранилищах - содержит цепь управления из последовательно соединенных резистора, диода, датчика температуры - термоконтактора и нормально замкнутого тумблера контроля, датчика температуры, а также цепь исполнения из последовательно соединенных с нагрузкой нагревательными элементами и между собой электрического ключа-тиристора и сигнальной лампочки (или звукового прибора). Управление исполнительной цепью осуществляется путем подачи на управляющий вывод тиристора сигнала с точки соединения диода и термоконтактора. При разрыве цепи управления термоконтактором из-за понижения температуры в хранилище ниже пороговой или имитации такой ситуации путем выключения контрольного тумблера ключ-тиристор открывается и на нагрузку подается сетевое напряжение, о чем свидетельствует загорающаяся лампочка (или звуковой сигнал).

Недостатками данного терморегулятора является его маленький диапазон питающих напряжений и большое потребление энергии.

Я предлагаю создать новый улучшенный терморегулятор. Условно терморегулятор состоит из следующих узлов:

стабилизированного блока питания;

формирователя импульсов разрешения работы;

мультивибратора;

компаратора на ОУ;

силового ключа.

Принципиальная схема устройства изображена на фиг. 1.

Блок питания выполнен по бестрансформаторной схеме. Гасящий конденсатор шунтирован резистором МЛТ-1 сопротивлением 100 кОм для его разряда в выключенном состоянии устройства и добавки небольшого тока в нагрузку. Индуктивность и резистор МЛТ-1 сопротивлением 12 Ом – токогасящие. Их введение в схему сильно увеличило «живучесть» прибора при плохом контакте вилки и розетки сети питания. Выпрямитель – однополупериодный, собран на диодах VD1-VD2. Данное решение сильно увеличило тепловую мощность стабилизатора и дало возможность использовать малогабаритные стабилитроны на 12…14 В. Теплоотводом служит алюминиевая полоска размером 20х72 мм. На расстоянии 10 мм выполнен продольный разрез на глубину 20 мм. Верхний лепесток отгибается на угол 90⁰ и обрезается на 15…17 мм от линии сгиба.

Формирователя импульсов разрешения работы состоит из двух транзисторов КТ502 и делителя напряжения из резистора на 240 кОм, включенного в цепь эмиттера левого по схеме транзистора и R1. Как только напряжение сети питания начинает увеличивается, на резисторе R1 создается достаточное падение напряжения и один из транзисторов открывается, блокируя работу мультивибратора. При появлении достаточного положительного напряжения на верхней по схеме клемме питания, ток течет по цепи.

Мультивибратор собран на транзисторах КТ3107 и КТ815. При снижении потенциала на базе транзистор КТ3107 открывается, и протекающий через R3, КТ3107, R4 ток открывает КТ815. На коллекторе появляется напряжение, близкое к напряжению на эмиттере. Как только конденсатор разрядится, транзистор КТ815 закроется и будет закрыт до тех пор, пока конденсатор не зарядится через резистор R4 до напряжения, достаточного для открытия транзистора КТ3107. Время протекания этих процессов определяется сопротивлением резисторов R3, R4 и емкостью С1, следовательно, частота работы мультивибратора зависит от номиналов этих элементов и коэффициента усиления транзисторов.

Компаратор выполнен на ОУ из-за наличия большого количества возможных замен, что в свою очередь облегчает повторяемость схемы. ОУ можно использовать практически любой, лишь бы его напряжение питания было выше 10 В. Подстроечным резистором регулируется диапазон температур (34…42С), переменным – температура.

Расположение деталей приведено на фиг.2.

В качестве нагревательного элемента лучше использовать нихромовую спираль мощностью 300…400 Вт.

В качестве силового ключа можно использовать любой симистор серии ТС.

Терморезистор установлен в корпусе инкубатора и соединен с платой экранированным, изолированным проводом. Конструктивно терморегулятор выполнен в пластмассовом корпусе и имеет пластмассовую ручку на регуляторе температуры, так как все детали регулятора имеют гальваническую связь с сетью. На корпусе имеется розетка для подключения нагрузки и светодиод АЛ307, индицирующий о подаче в нагрузку напряжения питания.

Таким образом, предложенный терморегулятор имеет повышенную тепловую мощность, но при этом потребляет меньше энергии, чем обычный терморегулятор.

3. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Терморегулятор для инкубатора, содержащий нагревательные элементы, датчик температуры и сигнальную лампочку, отличающийся тем, что он содержит однополупериодный выпрямитель, а индуктивность и резистор – токогасящие.

Терморегулятор для инкубатора

Фиг. 1. Принципиальная схема устройства

Фиг. 2. Расположение деталей

4. РЕФЕРАТ

Терморегулятор для инкубатора

Терморегулятор для инкубатора используется в отрасли сельского хозяйства, в частности для регулирования заданной температуры в инкубаторе.

Принцип действия терморегулятора состоит в следующем. Если температура воздуха выше, чем температура, установленная ручкой терморегулятора, то цепь питания нагревательных элементов разомкнута, и происходит остывание воздуха в инкубаторе. Как только температура воздуха становится ниже заданной, тиристор терморегулятора переходит во включенное состояние, и происходит подогрев. Правильное расположение нагревательных элементов в инкубаторе без вентилятора крайне важно для увеличения процента вывода цыплят.

Распространение тепла вниз происходит с достаточно низкой скоростью, при которой температура воздуха успевает выровняться в горизонтальном направлении. Самая большая неравномерность распределения температуры по площади лотка получается, когда яйца подогреваются снизу. В этом случае теплопередача осуществляется за счет конвекции, то есть путем перемещения с высокой скоростью теплого воздуха снизу вверх.

Для задания требуемой температуры в инкубаторе поступают следующим образом. Ручку регулировки температуры устанавливают по часовой стрелке в крайнее положение, соответствующее максимальной температуре, и выжидают, когда показание термометра достигнет желаемого значения. Терморегулятор позволяет поддерживать заданную температуру с точностью 0,1 градуса.

Как видно из выше сказанного, терморегулятор имеет достаточно хорошие параметры: повышенная тепловая мощность, малое потребление энергии, расширение диапазона питающих напряжений.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. www.dian.ru

2. www.fips.ru

3. www.yandex.ru

G05 D23/02

G - Физика

G05 - Управление; регулирование.

G05 D - Системы управления или регулирования неэлектрических величин.

G05 D23/00 - Регулирование температуры (автоматические выключающие устройства для электронагревательных приборов).

G 05 D23/02 - с помощью термочувствительных элементов, расширяющихся и сжимающихся при изменении температуры.

13