專利名稱：自動(dòng)化霜多功能控溫器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及物理技術(shù)領(lǐng)域非電變量的控制或調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的溫度控制，具體地說，是以使用電的裝置為特征的、用于預(yù)定的溫度變化的，具有調(diào)整輔助加熱裝置作用的裝置。
制冷設(shè)備已經(jīng)在我國得到廣泛應(yīng)用，而溫度控制器則是制冷設(shè)備必不可少的重要配件。目前，國產(chǎn)的各種制冷設(shè)備上仍大多采用液壓機(jī)械式溫度控制器，這種已沿用幾十年的老式控溫器精度低、漂移大、故障率高，因此日本等發(fā)達(dá)國家已開始普遍采用全集成電路電子溫控器。無霜制冷設(shè)備還必須有除霜控制器。目前國內(nèi)市場上所能見到的除霜控制器基本上是采用進(jìn)口或國產(chǎn)的時(shí)間繼電器組裝而成，這種控制器可靠性差，成本高，維修困難。中國專利文獻(xiàn)中也公開了具有較好功能的控溫器，其中也有一些具有化霜、控溫等多功能的控溫器，如88209289.8、89216428.X等。但它們不是電路復(fù)雜、成本高，就是精度低、工作不可靠，并且化霜只是半自動(dòng)進(jìn)行的；不論化霜、控溫，還是可靠性和靈敏度均不夠理想，實(shí)用性差。
本實(shí)用新型的目的是提供一種具有高精度電子測溫控溫功能，直觀工作狀態(tài)顯示，可靠的化霜半自動(dòng)、全自動(dòng)控制的自動(dòng)化霜多功能控溫器。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種自動(dòng)化霜多功能控溫器，
A、有一個(gè)感受制冷設(shè)備內(nèi)溫度的測溫傳感器，測溫傳感器輸出信號(hào)至一個(gè)雙限比較器；雙限比較器將代表溫度的電壓信號(hào)與設(shè)定的停、開機(jī)標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)進(jìn)行比較，并輸出相應(yīng)信號(hào)至一個(gè)設(shè)備狀態(tài)判別電路；設(shè)備狀態(tài)判別電路根據(jù)制冷設(shè)備實(shí)時(shí)工作狀態(tài)及雙限比較器送入的信號(hào)，控制制冷設(shè)備制冷系統(tǒng)的開停執(zhí)行電路工作；B、有一個(gè)狀態(tài)顯示電路，其將測溫傳感器感受的制冷設(shè)備內(nèi)溫度實(shí)時(shí)顯示出來；C、有化霜檢測電路，其將檢測信號(hào)送入比較控制電路，與基準(zhǔn)信號(hào)比較，進(jìn)而控制化霜啟停執(zhí)行電路工作，化霜啟停電路在啟動(dòng)化霜時(shí)，切斷設(shè)備制冷系統(tǒng)的開停執(zhí)行電路；D、有一個(gè)高精度電源，為上述各電路部分提供相應(yīng)電源。
本實(shí)用新型中的制冷系統(tǒng)的開停執(zhí)行電路可包括壓縮機(jī)開停執(zhí)行電路，及風(fēng)機(jī)開停執(zhí)行電路。
本實(shí)用新型中的化霜檢測電路可包括通電運(yùn)行時(shí)間取樣電路和貼在制冷設(shè)備蒸發(fā)器表面的化霜熱傳感器；比較控制電路包括接受和處理時(shí)間取樣信號(hào)的由化霜周期電壓比較器、為化霜周期電壓比較器提供基準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)的時(shí)基電路、在化霜周期電壓比較器產(chǎn)生相應(yīng)信號(hào)時(shí)導(dǎo)通的可控硅、在可控硅導(dǎo)通后工作并產(chǎn)生化霜控制信號(hào)的化霜程控電路所組成的化霜時(shí)控電路，及接受和處理化霜熱傳感器信號(hào)的由化霜熱控電路、為化霜熱控電路提供基準(zhǔn)化霜終止溫度的基準(zhǔn)電壓電路所組成的化霜溫控電路。
本實(shí)用新型中的測溫傳感器可由兩只晶體管構(gòu)成，利用晶體管PN結(jié)有規(guī)律的溫度特性來測溫。
本實(shí)用新型中的制冷系統(tǒng)的開停執(zhí)行電路還可接受一個(gè)停電延時(shí)開機(jī)電路或過壓、欠壓保護(hù)電路或具有上述功能組合的保護(hù)電路的控制。
本實(shí)用新型中的狀態(tài)顯示電路可包括將測溫傳感器送入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)的A／D轉(zhuǎn)換器，及根據(jù)A／D轉(zhuǎn)換器輸出信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)數(shù)字顯示的液晶顯示器。
本實(shí)用新型中的啟停執(zhí)行電路在執(zhí)行停止化霜?jiǎng)幼鲿r(shí)，輸出信號(hào)至一個(gè)化霜后風(fēng)機(jī)鉗位延時(shí)電路，化霜后風(fēng)機(jī)鉗位延時(shí)電路再輸出相應(yīng)信號(hào)至風(fēng)機(jī)開停執(zhí)行電路，使風(fēng)機(jī)延時(shí)啟動(dòng)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、由于采用了晶體管PN結(jié)進(jìn)行測溫，并結(jié)合高精度電源，達(dá)到測溫控溫的高精度(±0.5℃)，綜合顯示誤差≤±1℃，比液壓機(jī)械式溫控器要高出許多(±2℃)。
2、由于PN結(jié)溫度特性穩(wěn)定，因此控溫測溫重復(fù)性好，經(jīng)多次循環(huán)工作試驗(yàn)，重復(fù)性漂移為0.3℃，而液壓機(jī)械式溫控器重復(fù)性漂移有時(shí)在4～5℃以上。
3、采用晶體管測溫傳感器，傳感線可以加長20米以上，內(nèi)電路作適當(dāng)補(bǔ)償校正即不會(huì)影響精度和可靠性，尤其適合中、大型的冷庫使用。而液壓機(jī)械式溫控器采用的毛細(xì)金屬管無法達(dá)到這么長的距離。
4、由于化霜電路時(shí)控系統(tǒng)工作可靠，尤其是還采用了化霜溫控電路作為附加控制，這種雙重工作方式確保了化霜的可靠性，解除了不少用戶擔(dān)心化霜不停造成冷庫庫溫過高的后顧之憂。使制冷設(shè)備能正常、穩(wěn)定、可靠地工作。
5、由于采用了液晶實(shí)時(shí)顯示、可隨時(shí)直觀地了解制冷設(shè)備內(nèi)的溫度，便于工作人員操作和根據(jù)使用情況進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)，一般溫控器做不到這些；還由于采用了化霜聲光顯示，也使得用戶可隨時(shí)了解化霜情況。
6、本實(shí)用新型組合功能多，不但可提供控溫、自動(dòng)化霜，還可提供停電延時(shí)開機(jī)、過壓、欠壓等附加保護(hù)功能，可有效地保護(hù)制冷設(shè)備不會(huì)因異常供電情況的影響而造成意外損壞。
7、本實(shí)用新型可采用國產(chǎn)元器件，采用電子程控、溫控取代了現(xiàn)在普遍采用的進(jìn)口時(shí)間繼電器，不但成本低，可靠性好，而且整體結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、功能多，無需象現(xiàn)有的制冷設(shè)備控制裝置那樣制成體積很大的控制柜，便于安裝和使用，調(diào)節(jié)也很方便，而且擴(kuò)大了使用范圍，增強(qiáng)了普通制冷設(shè)備的性能。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明

圖1為本實(shí)用新型的一種自動(dòng)化霜多功能控溫器的電路圖(主體)。
圖2為電源部分電路圖。
圖3為液晶顯示器示意圖。
圖4為化霜聲音顯示部分。
附圖描述了本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例。二只NPN型晶體管BG111，接成二極管的形式，利用晶體管PN結(jié)有規(guī)律的溫度特性，充分發(fā)揮了晶體管的恒流源特性作為測溫傳感器，利用CMOS四電壓比較器集成電路(LM339)IC6a、IC6b組成雙限比較器，電阻R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、電位器W1、W2、W3W4、W5、W15組成的分壓器作為測溫、控溫基準(zhǔn)電壓電路，由電位器W14、W15分別提供停機(jī)標(biāo)準(zhǔn)電壓和差動(dòng)開機(jī)標(biāo)準(zhǔn)電壓，上述標(biāo)準(zhǔn)電壓與測溫傳感器VR1輸出的代表所測溫度的電壓值在雙限比較器中進(jìn)行比較，用以鑒別制冷設(shè)備內(nèi)的溫度變化決定壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)啟動(dòng)或停止的工作點(diǎn)；IC9a、ICb是四雙輸入與非門集成電路(CD4011)構(gòu)成R－S觸發(fā)器，用以存儲(chǔ)制冷設(shè)備的工作狀態(tài)，提供工作狀態(tài)判別；R－S觸發(fā)器信號(hào)經(jīng)二極管D7分別送入由電阻R21、R23、二極管D8、D9、發(fā)光二極管LED2，晶體管BG1，繼電器J1組成的壓縮機(jī)開停執(zhí)行電路和由電阻R22、R24，二極管D10，發(fā)光二極管LED3，晶體管BG2，繼電器J2組成的風(fēng)機(jī)開停執(zhí)行電路，進(jìn)而控制壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)的開停。電位器W14可以使停機(jī)溫度在－50℃－＋30℃之間設(shè)置，電位器W3、W4為上、下限補(bǔ)償調(diào)節(jié)元件，開機(jī)溫度隨停機(jī)溫度可調(diào)，且通過改變W15有0.5℃～6℃的差動(dòng)量。
本實(shí)施例中采用了A／D數(shù)模轉(zhuǎn)換大規(guī)模集成電路(ICC7216)IC3和LCD液晶顯示器構(gòu)成狀態(tài)顯示電路，實(shí)際上是組成了一個(gè)3 1/2 位數(shù)字電壓表，通過簡單的接口電路和數(shù)顯轉(zhuǎn)換開關(guān)K1能直觀地讀出被控設(shè)備內(nèi)的實(shí)際溫度和預(yù)置的停機(jī)溫度、開機(jī)溫度。
由于晶體管PN結(jié)溫度系數(shù)只有2.1mV／℃，因此本實(shí)施例設(shè)置了由IC1(AN7812)、IC2(AN7809)兩級(jí)穩(wěn)壓，再利用IC37126內(nèi)部精密基準(zhǔn)作為接口電路電源以達(dá)到高精度的目的。它和模擬地之間通過電容C10、C11、C12交流共地。
本實(shí)施例中將集成電路IC8a(LM339)作為化霜周期電壓比較器，由電位器W16提供在2－10小時(shí)內(nèi)可調(diào)的時(shí)間基準(zhǔn)電壓，由電阻R50、電容C18、晶體管BG6組成設(shè)備通電運(yùn)行時(shí)間取樣電路，電容C18正端的取樣電壓和電位器W16設(shè)置的基準(zhǔn)電壓在化霜周期電壓比較器中比較，用比較結(jié)果去控制可控硅MCR的導(dǎo)通，向化霜電路提供工作電源。晶體管BG6和電容C18組成了電容倍增電路，有效地增加了RC充電電路的時(shí)間常數(shù)，解決了簡單的RC定時(shí)元件和長延時(shí)之間的矛盾，同時(shí)也改變了RC充電電路特性曲線，有利于化霜周期的設(shè)置和精度的提高，集成電路IC8b及其外圍元件組成化霜程控終止控制電路，由晶體管BG9和繼電器J3等組成化霜啟停執(zhí)行電路，電位器W17提供在5－35分鐘內(nèi)可調(diào)的化霜時(shí)間指令電壓，由電阻R57、電容C22、晶體管BG7組成化霜時(shí)間取樣電路，化霜時(shí)間一到，電壓比較器IC8b翻轉(zhuǎn)，第14腳輸出低電位，晶體管BG9截止，化霜終止。集成電路IC8C以及化霜熱傳感器VR2及外圍元件構(gòu)成化霜熱控控制電路，由電位器W18提供化霜熱控終止溫度標(biāo)準(zhǔn)電壓，具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻緊貼制冷設(shè)備蒸發(fā)器表面；化霜時(shí)隨蒸發(fā)器表面溫度的升高，比較器IC8C第11腳電位上升，當(dāng)蒸發(fā)器表面溫度升高到預(yù)定的終止溫度時(shí)，電壓比較器IC8C翻轉(zhuǎn)，第13腳輸出高電位，晶體管BG8飽和導(dǎo)通對晶體管BG9基極鉗位，使化霜終止。本實(shí)施例還設(shè)置了手動(dòng)化霜和手動(dòng)化霜終止按鈕AN1、AN2，使用戶可根據(jù)需要隨時(shí)進(jìn)行化霜或終止化霜?；獣r(shí)還有由LED4和集成電路IC5等組成的聲光顯示電路提供聲光顯示，由D22和LED4所提供的二極管勢壘電壓使音樂集成電路IC5發(fā)出悅耳的音樂聲。
為了使可控硅MCR在化霜的下一個(gè)周期正常工作，必須在化霜時(shí)使其阻斷，同時(shí)由集成電路IC8a組成的化霜周期控制電路必須“清零”，因此，化霜控制執(zhí)行電路中的繼電器J3采用了小型中功率雙觸點(diǎn)繼電器，其中一組作為化霜觸發(fā)開始后自鎖供電，同時(shí)切斷制冷系統(tǒng)和化霜周期控制系統(tǒng)的電源。
本實(shí)施例還設(shè)計(jì)了由集成電路IC6C、電阻R46、電容C17及其外圍元件組成的化霜后風(fēng)機(jī)鉗位延時(shí)電路。由于正常制冷時(shí)，風(fēng)機(jī)必須和壓縮機(jī)同步，唯有化霜后，壓縮機(jī)要立即啟動(dòng)，而風(fēng)機(jī)要延時(shí)啟動(dòng)。本設(shè)計(jì)利用化霜 電源經(jīng)二極管D17、電阻R47向電容C17充電，化霜結(jié)束電容C17經(jīng)電阻R46放電，當(dāng)化霜?jiǎng)偨Y(jié)束時(shí)，由于集成電路IC6C的第9腳電位高于第8腳電位，晶體管BG5飽和導(dǎo)通，其集電極對晶體管BG2基極鉗位，切斷風(fēng)機(jī)電源，經(jīng)過約5分鐘時(shí)間，晶體管BG3鉗位作用消失，風(fēng)機(jī)電源接通運(yùn)轉(zhuǎn)。
本實(shí)施例還利用電壓比較器IC7a、IC7b，IC7C及其外圍元件完成電源停電智能延時(shí)開機(jī)和過壓、欠壓保護(hù)停機(jī)功能。集成電路IC7a、IC7b組成窗口比較器，當(dāng)電源欠壓超過規(guī)定值時(shí)，集成電路IC7a第1腳輸出高電位，此時(shí)電源經(jīng)電阻R33、二極管D12向電容C16充電；當(dāng)電源過壓超過規(guī)定值時(shí)，集成電路IC7b的第2腳輸出高電位，電源經(jīng)電阻R34、二極管D11向電容C16充電；當(dāng)電源瞬時(shí)停電或設(shè)備斷電時(shí)，由于電容的作用，集成電路IC7a的第7腳能殘留瞬時(shí)高電位，使其第1腳輸出瞬時(shí)高電位，電源瞬時(shí)經(jīng)過R33、D12向電容C16充電；由集成電路IC7C、電容C16、電阻R36及其外圍元件組成的單限比較器在上述情況下，其第14腳輸出高電位，晶體管BG4飽和導(dǎo)通，其集電極對晶體管BG1、BG2基極鉗位，切斷壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)電源，達(dá)到保護(hù)停機(jī)的目的。由于電容對電壓的記憶作用，又使設(shè)備瞬時(shí)停電、斷電后延時(shí)開機(jī)保護(hù)具有智能性。
本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于采用冷風(fēng)強(qiáng)制對流的各種制冷設(shè)備，如裝配式冷庫，低溫冷風(fēng)機(jī)、無霜冷藏柜、冷藏箱等。
圖2描述了本實(shí)用新型的一種電源電路，其輸出接圖1中相應(yīng)電源輸入點(diǎn)。
圖3描述了液晶顯示器示意圖，其各接點(diǎn)與圖1中集成電路IC3各相應(yīng)接點(diǎn)連接。
圖4描述了化霜聲音顯示部分，其A、B接點(diǎn)與圖1中A、B點(diǎn)相連接。
權(quán)利要求1.一種自動(dòng)化霜多功能控溫器，其特征在于A、有一個(gè)感受制冷設(shè)備內(nèi)溫度的測溫傳感器，測溫傳感器輸出信號(hào)至一個(gè)雙限比較器；雙限比較器將代表溫度的電壓信號(hào)與設(shè)定的停、開機(jī)標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)進(jìn)行比較，并輸出相應(yīng)信號(hào)至一個(gè)設(shè)備狀態(tài)判別電路；設(shè)備狀態(tài)判別電路根據(jù)設(shè)備實(shí)時(shí)工作狀態(tài)及雙限比較器送入的信號(hào)，控制設(shè)備制冷系統(tǒng)的開停執(zhí)行電路工作；B、有一個(gè)狀態(tài)顯示電路，其將測溫傳感器感受的制冷設(shè)備內(nèi)溫度實(shí)時(shí)顯示出來；C、有化霜檢測電路，其將檢測信號(hào)送入化霜比較控制電路，與化霜基準(zhǔn)信號(hào)比較，進(jìn)而控制化霜啟停執(zhí)行電路工作；化霜啟停電路在啟動(dòng)化霜時(shí)，切斷設(shè)備制冷系統(tǒng)的開停執(zhí)行電路；D、有一個(gè)高精度電源，為上述各電路部分提供相應(yīng)電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化霜多功能控溫器，其特征在于制冷系統(tǒng)的開停執(zhí)行電路包括壓縮機(jī)開停執(zhí)行電路，及風(fēng)機(jī)開停執(zhí)行電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)化霜多功能控溫器，其特征在于化霜啟停執(zhí)行電路在執(zhí)行停止化霜?jiǎng)幼鲿r(shí)，輸出信號(hào)至一個(gè)化霜后風(fēng)機(jī)鉗位延時(shí)電路，化霜后風(fēng)機(jī)鉗位延時(shí)電路再輸出相應(yīng)信號(hào)至風(fēng)機(jī)開停執(zhí)行電路，使風(fēng)機(jī)延時(shí)啟動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1－3所述的自動(dòng)化霜多功能控溫器，其特征在于化霜檢測電路包括通電運(yùn)行時(shí)間取樣電路和貼在制冷設(shè)備蒸發(fā)器表面的化霜熱傳感器；比較控制電路包括接受和處理時(shí)間取樣信號(hào)的由化霜周期電壓比較器、為化霜周期電壓比較器提供基準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)的時(shí)基電路、在化霜周期電壓比較器產(chǎn)生相應(yīng)信號(hào)時(shí)導(dǎo)通的可控硅、在可控硅導(dǎo)通后工作并產(chǎn)生化霜控制信號(hào)的化霜程控電路所組成的化霜時(shí)控電路，及接受和處理化霜熱傳感器信號(hào)的由化霜熱控電路、為化霜熱控電路提供基準(zhǔn)化霜終止溫度的基準(zhǔn)電壓電路所組成的化霜溫控電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1－3所述的自動(dòng)化霜多功能控溫器，其特征在于測溫傳感器由兩只晶體管構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)化霜多功能控溫器，其特征在于測溫傳感器由兩只晶體管構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1－3所述的自動(dòng)化霜多功能控溫器，其特征在于制冷系統(tǒng)的開停執(zhí)行電路還受一個(gè)停電延時(shí)開機(jī)電路或過壓、欠壓保護(hù)電路或具有上述功能組合的保護(hù)電路的控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動(dòng)化霜多功能控溫器，其特征在于制冷系統(tǒng)的開停執(zhí)行電路還受一個(gè)停電延時(shí)開機(jī)電路或過壓、欠壓保護(hù)電路或上述功能組合保護(hù)電路的控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求1－3所述的自動(dòng)化霜多功能控溫器，其特征在于狀態(tài)顯示電路包括將測溫傳感器送入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)的A／D轉(zhuǎn)換器，及根據(jù)A／D轉(zhuǎn)換器輸出信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)數(shù)字顯示的液晶顯示器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1－3所述的自動(dòng)化霜多功能控溫器，其特征在于化霜啟停執(zhí)行電路還輸出信號(hào)至一個(gè)化霜聲光顯示電路，化霜聲光顯示電路提供與化霜工作狀態(tài)相應(yīng)的聲光顯示信號(hào)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于制冷設(shè)備的自動(dòng)化霜多功能控溫器，其由測溫傳感器、雙限比較器、設(shè)備狀態(tài)判別電路、制冷系統(tǒng)開停執(zhí)行電路、狀態(tài)顯示電路、化霜檢測電路、化霜比較控制電路、化霜啟停電路、及高精度電源組成。還加有化霜后風(fēng)機(jī)鉗位延時(shí)電路，自動(dòng)化霜電路采用雙重工作方式，測溫傳感器由晶體管構(gòu)成，并帶有多功能保護(hù)電路，工作可靠，性能穩(wěn)定，并能直觀了解制冷設(shè)備內(nèi)溫度等情況，體積小、功能多、成本低、安裝調(diào)節(jié)方便。
文檔編號(hào)G05D23/20GK2099996SQ9122013
公開日1992年3月25日 申請日期1991年7月25日 優(yōu)先權(quán)日1991年7月25日
發(fā)明者康視田 申請人:康視田