В периодической печати двух последних десятилетий нет публикаций о терморегуляторах, построенных на основе ртутных термометров с подвижными рабочими контактами. Между тем, применение последних позволяет создавать простые, достаточно точные в небольших габаритах приборы, позволяющие стабилизировать температуру в широком диапазоне и управлять мощными нагревателями.
В статье рассматриваются терморегуляторы с ртутными термометрами (РТ) с подвижным рабочим контактом с магнитной перестановкой.
Конструкция РТ. Появившиеся в продаже РТ типа ТПК согласно ГОСТ-9871-75 допускают напряжение на ртутных контактах 220V и ток до 40 mА. При переменном токе мощность коммутируемой ртутным контактом цепи с индуктивной нагрузкой не должна превышать 1 VA, что, при напряжении 220V соответствует току 4,5 mА. РТ имеют две градуированные шкалы, нижнюю указательную, верхнюю настроечную, и изготовляются для разных диапазонов температур от -57°С до +350°С, что дает возможность их широкого применения. Верхняя шкала снабжена магнитным устройством, с помощью которого производится установка подвижного контакта на заданную температуру срабатывания. Рабочая часть РТ может быть прямой и угловой. Импортные РТ, например, фирмы "HEJU-SF" допускают ток до 30mA и напряжение 230 V, их конструкция аналогична ТПК.
Рис. 1А
Рассмотрим некоторые варианты схем терморегуляторов на базе РТ (ТРТ). Схема изображенная выше обеспечивает стабилизацию температуры в диапазоне 0-100°С с мощностью нагревателя до 4 kW. Через контакты SK1 РТ протекает постоянный ток до 8 mА при напряжении на контактах 180V. Схема включает реле К1, диодный мост VD1, ртутный термометр SK1, светодиод VD2 сигнала "нагрев", нагреватель ЕК1. Неоновая лампа HL1 сигнализирует о включении ТРТ. Автоматический выключатель QF1 и предохранитель FU1 защищают силовые цепи и цепи управления от перегрузок и коротких замыканий. Резистор R2 несколько снижает ток в цепи SK1, R3 ограничивает ток светодиода VD2, который не должен превышать 2,5mA. R4 уменьшает искрообразование на ртутном контакте.
Рис. 2
Указанные параметры элементов схемы обеспечивают надежную работу силового реле К1 переменного тока РП-21, ток втягивающей катушки которого 10-13 mА.
Рассмотрим работу схемы. При подаче напряжения -220V на ТРТ выключателем QF1, если температура в зоне регулирования ниже заданной, контакт SK1 в диагонали диодного моста VD1 разомкнут, реле К1 не включено, через его нормально-замкнутые контакты включен нагреватель ЕК1, светодиод VD2 светится. Когда температура достигает заданной, контакт SK1 замыкается, реле К1 включается и размыкает свои контакты выключая ЕК1. Светодиод гаснет. Как только температура понизится ниже заданной процесс снова повторится. В рассмотренной схеме силовой блок - 1-контактный.
На рисунке 1 А показан вариант схемы, в котором силовое реле К1 заменено симистором VS1. Особенность схемы в последовательном включении двух диодных мостов : 1VD1 включен на миниатюрное реле 1К1 типа РЭС-60, VD1 (рис. 1) - в блоке РТ, конденсатор С1 исключает вибрацию контактов 1К1 на частоте 100 Гц. При размыкании контакта SK1 -"нагрев" на диагонали 1VD1 (рис. 1А) напряжение становится близким нулю, реле 1К1 отключено; через контакты 1К1.1 -1К1.2 на управляющий электрод VS1 подано напряжение, VS1 открывается и включает нагреватель. После замыкания SK1 - окончание нагрева, напряжение на 1VD1, ограниченное резисторами R6, R7, станет равным 24-25V. Реле 1К1 включится, контакты 1К1.1-1К1.2 разомкнутся, симистор VS1 закроется и нагреватель ЕК1 выключится.
Если помещения, в которых предполагается установка РТ и нагревателя, относятся к категории повышенной опасности, а таковыми являются, например, овощехранилища в подвалах гаражей, то необходимо соблюдать требования электробезопасности: ограничение уровня напряжения, конструктивное исполнение электропроводки и электроаппаратов по степени защиты, зануление, заземление электрооборудования. Для любых подобных условий эксплуатации разработана и успешно эксплуатируется схема, приведенная на рис. 2. ТРТ обеспечивает стабилизацию температуры в интервале 0-50°С при возможной мощности нагревателя до 4 kW. Температура стабилизации устанавливается применительно к конкретному объекту с необходимой мощностью нагревателя.
