Терморегулятор на базе ртутного градусника

Оставлен Evgenij Bortnik Втр, 12/29/2015 - 11:24
Аватар пользователя Evgenij Bortnik

Применение в термостабилизаторе ртутного термометра

Для пчелиного зимовника могу рекомендовать применение термостата, построенного на основе ртутного электроконтактного термометра. Термометр стеклянный ртутный электроконтактный со вложенной внутрь оболочки шкальной пластиной из стекла молочного цвета, с магнитной регулировкой положения контакта в пределах шкалы, с погружаемой нижней частью. Здесь показана типовая схема подключения. Можно применить любую другую. Однопереходный транзистор вовсе не обязателен. Контакты термометры нужно включить в цепь базы биполярного или в цепь затвора полевого транзистора, чтобы ток был минимально возможный. Желательно оперировать микроамперами, тогда термометр прослужит долго.

Термометры изготавливаются следующих исполнений: П — прямые код ОКП 43 2127 2100. У — угловые код ОКП 43 2127 2500. ТУ допускаемая электрическая нагрузка на контактах ТПК не более 1 ВА при напряжении до 220 В или при силе тока не белее 0,04 А. Но это чрезмерно большая нагрука, вредная для ртути термометра. Крайне не рекомендую такие режимы эксплуатации.

ПРИНЦИП РАБОТЫ   Принцип работы термометра основан на изменении объема термометрической жидкости (ртути) в зависимости от температуры измеряемой среды и на способности ртути служить проводником электрического тока при замыкании встроенных вовнутрь контактов.

  Термометры могут работать в цепях постоянного и переменного тока. При включении термометров в цепь постоянного тока «минус» источника тока должен быть подсоединен к соединительному контакту термометра. Контакты термометра имеют маркировку « + » и « – ». Термометры должны работать в безискровом режиме.

  В схему подключения термометра заложен тиристорный выключатель, управляемый генератором на ОПТ и транзисторным ключом. Схема работает следующим образом: после подачи питания на схему при разомкнутых контактах термометра транзистор V 8 открыт отрицательным потенциалом, подаваемым на его базу через резистор R1. Генератор на ОПТ, состоящий из однопереходного транзистора V 9, резисторов R2, R4, R5 и конденсатора C2, включается в работу и генерирует ряд узких импульсов с частотой около 7,5 кГц. Эти импульсы открывают тиристор, осуществляя тем самым подключение нагрузки к цепи переменного тока. Контакты термометра при этом находятся под напряжением, не превышающем величины падения напряжения на переходе открытого транзистора V 8 (не более 0,5 В). При замыкании контактов термометра транзистор V 8 закрывается, базовая цепь однопереходного транзистора обеспечивается, генератор на ОПТ прекращает свою работу и транзистор отключает нагрузку от цепи переменного тока. Ток, проходящий через замкнутые контакты термометра, при этом определяется напряжением питания схемы управления и величиной суммы сопротивлений RI + R2 (около 0,2 mA). Питание схемы управления осуществляется от сети переменного тока через выпрямитель на диоде V 6, стабилизатор на резистор R8, стабилитроне V 7 и сглаживающем конденсаторе C1.

МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ.   Контактные выводы термометра должны быть надежно изолированы от корпусов приборов или аппаратов, так как на контактных выводах возможно появление напряжения до 220 В относительно земли.  Термометрическая жидкость для наполнения термометров электроконтактных является ртуть. Пары ртути ядовиты. В случае боя термометров рассыпанную ртуть следует собрать медной лопаточкой, обработанной в азотной кислоте. Для устранения испарения ртути хранить ее нужно под слоем воды и в дальнейшем сдавать ее в установленном порядке.

ПОДГОТОВКА ИЗДЕЛИЯ К РАБОТЕ.   Термометры электроконтактные погружайте в измеряемую среду нижней частью — до плечиков, угловые — до изгиба угла. Настройку термометров на требуемую температуру контактирования производите с помощью магнитного приспособления, которое вращайте в ту или другую стороны, тем самым поднимая или опуская конец вольфрамовой нити, устанавливая его на отметке заданной температуры контактирования. Предварительную настройку производите по верхней шкале, следя, чтобы овальная гайка нижним обрезом была установлена на отметке заданной температуры контактирования. После этого проверьте положение конца подвижного контакта относительно температурной отметки по нижней шкале и проведите дополнительную регулировку магнитным приспособлением.

ХАРАКТЕРНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ.   Термометры перед включением в электрическую схему следует проверить внешним осмотром на отсутствие разрывов ртутного столбика. Если при транспортировании или в процессе эксплуатации произойдет разрыв ртутного столбика, то его можно соединить, восстановив работоспособность прибора.  Устранение разрывов ртутного столбика в термометрах можно производить путем осторожного подогревания резервуара со ртутью до тех пор, пока ртуть не поднимется в расширенную часть капилляра и не соединится в нем. Во избежание вскипания и выброса ртути из капилляра нагрев следует производить осторожно. Подвижный контакт — вольфрамовую нить надо поднять до предела вверх. Допускается комбинирование приемов: охлаждение резервуара, подогрев, встряхивание термометра, постукивание на оболочке. Во всех случаях термометр следует держать ртутным резервуаром вниз и следить, чтобы ртуть не замерзла (температура замерзания ртути -38,8°C).

  Примечание:   В случае подключения к схеме нагрузки более 800 Вт в схему подключается промежуточный коммутирующий аппарат (например, магнитный пускатель типа ПМЕ-200). При использовании в качестве нагрузки магнитных пускателей переменного тока напряжением 220 В с установившимся значением тока 0,1-0,16 А параллельно управляющей катушке необходимо включить цепочку КС с параметрами: емкость С=1 мкф ± 10%, сопротивление R=1 ком ±10%. Отличительной особенностью применения трутного термометра является высокая надежность, а кроме того высокая точность и стабильность. Эта штуковина на порядок лучше термочувствительных электронных регуляторов. Проверено на практике за 30 лет. 

                                  Евгений Бортник, Красноярск, Россия, декабрь 2015