[發明專利]一種基于水與冰電導率差異的溫控保溫電路

有效

• 申請號: 201911049180.1
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110794896B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 崔麗琴;杜超;鄧霄;張麗;程鵬;賈斌;田鵬;秦建敏
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G05D23/32
• 分類號: G05D23/32
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

本發明公開一種基于水與冰電導率差異的溫控保溫電路，包括直流穩壓電源電路，比較器電路，輸出電路。在比較器電路正向端接入一個長度為50毫米，內徑為10毫米，外徑為12毫米的聚碳酸酯管，并將其兩端通過密封蓋密封。管內裝8/9體積的水，密封蓋底端平行于管截面方向固定兩個直徑為10毫米的圓形薄銅片電級，并通過導線將兩個銅電極分別接入溫控保溫電路。當管內介質狀態為水或冰時，由于兩種介質的電導率差異導致比較器輸出端輸出不同的電平。從而影響輸出電路中加熱片是否工作，達到溫控保溫的目的。本發明適用于冬季低溫環境下儀器儀表的保溫。

技術領域

本發明屬于電路設計技術領域，具體涉及一種基于水與冰電導率差異的溫控保溫電路。

背景技術

信號的穩定傳輸是自動化儀器儀表正常工作的前提，在我國冬季高緯度地區氣溫不斷降低，當環境溫度降低到超出儀器正常工作范圍時，易造成信號傳輸不準確，直接影響到儀器儀表測量顯示的準確性。所以做好儀器儀表的防凍工作，對于儀器儀表的正常工作來說非常重要。

目前自動化領域采用的保溫技術主要分為三類：一是通過保溫材料進行保溫，即用保溫材料將儀器儀表易凍或怕凍的部位包裹起來。其不足之處在于保溫材料隨溫度降低易破損，保溫效果有限，需要時常更換，給工作人員造成不便。二是蒸汽加熱措施，即使用管蒸汽暖氣保溫，常用于室內儀器儀表、設備的保溫。三是電加熱措施，通過給儀器內部加熱實現保溫。常見的方法有利用保溫箱保溫以及利用電加熱帶加熱保溫，在實際工程應用中最常用的方式是利用保溫箱保溫，保溫箱保溫需要220V供電，這對于野外無220V供電的儀器設備造成一定限制；利用加熱帶加熱保溫，需首先測得儀器內部環境溫度后，再根據設定好的溫度上下限值，開啟加熱帶加熱實現保溫，該裝置功耗比較大。

發明內容

針對現有保溫技術存在的不足，本發明提供一種依據水在不同溫度下的不同狀態決定是否開啟加熱功能的溫控保溫電路，適用于低溫環境下儀器儀表的保溫。

本發明的技術方案是：一種基于水與冰電導率差異的溫控保溫電路，包括直流穩壓電源電路，比較器電路，輸出電路。

直流穩壓電源電路包括直流穩壓芯片U1，電容C1，電容C2，電感L1，肖特基二極管D1，短路帽JP1，電阻R1，發光二極管D2；直流穩壓芯片U1的第1腳與12V蓄電池電源正極、電容C1的正極連接，直流穩壓芯片U1的第2腳與電感L1一端和肖特基二極管D1的公共端連接，直流穩壓芯片U1的第4腳與電感L1的另一端、電容C2正極和短路帽JP1的第1腳的公共端連接；短路帽JP1的第2腳與電阻R1的一端連接，R1的另一端與發光二極管D2的正極連接；電容C1的負極，肖特基二極管D1的正極，電容C2的負極以及發光二級管D2的負極與直流穩壓芯片U1的第3腳連接后接地；直流穩壓芯片U1的第5腳懸空；

所述比較器電路包括比較器U2，電阻R2，電阻R3，電阻R4，電阻R5以及聚碳酸酯管內水或冰的等效電阻RX；經過直流穩壓芯片U1電壓轉換之后，電感L1與電容C2的公共端將會輸出5V電壓VCC，VCC通過短路帽JP1短接后為比較器電路和輸出電路提供電源，與電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R5以及比較器U2的第8腳的公共端連接；比較器U2的第2腳與電阻R3和電阻R4的公共端連接；比較器U2的第3腳與電阻R2和聚碳酸酯管內水或冰的等效電阻RX的公共端連接；等效電阻RX的另一端、電阻R4的另一端與比較器U2的第4腳均接地；

所述輸出電路包括光電耦合器U3，加熱片J1、發光二極管D3、電阻R6以及短路帽JP2；光電耦合器U3的第1腳與比較器U2的第1腳和電阻R5的公共端連接；光電耦合器U3的第5腳與加熱片J1和發光二極管D3負極的公共端連接；發光二極管D3的正極與電阻R6的一端連接，電阻R6的另一端與短路帽JP2的第2腳連接，短路帽JP2的第1腳與熱片J1的另一端連接后接入短路帽JP1的第2腳；光電耦合器U3的第2腳與第4腳連接后接地。所述光電耦合器U3的型號為4N32。