БАГАТОЦІЛЬОВИЙ ПРОГРАМАТОР ТЕМПЕРАТУРИ ДЛЯ ІДЕНТИФІКУВАННЯ І ХАРАКТЕРИСТИКИ ЧИСТОТИ РЕЧОВИН ЕКСПРЕС-МЕТОДАМИ

автор **Admin** Пн Бер 23, 2015 1:52 pm

Стороженко Д.О., к.х.н, доц.; Дрючко О.Г., к.х.н, доц.;
Бунякіна Н.В., к.х.н, доц.; Нікіфорова Л.І.;
Семибаламут Р.О.; Голубятніков Д.В.
Полтавський національний технічний університет
імені Юрія Кондратюка, м. Полтава

Для вирішення низки наукових і виробничих завдань по створенню нових й удосконаленню існуючих технологічних регламентів сучасних виробництв; одержанню досконалих матеріалів різного призначення із заданою однорідністю, комплексом функціональних можливостей і набором стабільних відтворюваних характеристик виникає нагальна потреба у використанні дієвих багатоцільових термоаналітичних комплексів для ідентифікування і характеристики чистоти речовин експрес-методами.
Авторами простими технічними засобами створено багатоцільовий комплекс програмного формування лінійного з часом закону зміни температури у робочій зоні легкорозбірного касетного нагрівника з можливістю візуального спостереження за зразком й хорошим відтворенням умов і режиму його дослідження для оснащення лабораторних, наукових і виробничих термоаналітичних комплексів. Формування закону здійснюється прецизійною системою фазового керування подачею середньої теплової енергії у зону нагрівання програмним задаванням пропорційного із часом закону «розгортки» величини опорної напруги задатчика.
Робочий температурний інтервал комплексу визначається областю значень використання хромель-алюмелевих (ХА) перетворювачів, а його високі метрологічні характеристики забезпечуються встановленням ХА термопари у негативному зворотному зв’язку (н. з. з.) пристрою регулювання температури, рядом схемних і конструкторських рішень його реалізації. Швидкість зміни нагрівання варіюється в межах 2 – 20 град./хв..
Спосіб функціонування комплексу запатентований [1].
Запропонована розробка є одним із можливих простих варіантів її реалізації, результатом тривалого творчого пошуку можливості поєднання ефективності й переваг принципів, що лежать в основі побудови сучасних систем регулювання в блоці керування програмуванням температури в дериватографі [2] і підвищеної стійкості та надійності роботи прецизійних систем керування тепловими процесами, організованих із застосуванням лінійних елементів у головному контурі негативного зворотного зв’язку [3, 4]. Можливі й інші варіанти, наприклад, – з поєднанням з електронним дискретним задаванням опорної напруги, що особливо важливо при автоматизації експерименту і для підвищення його надійності.
Вказаний спосіб технічно реалізовано у пристрої формування лінійного закону зміни температури для спеціально розробленого багатоцільового термоаналітичного комплексу, що використовує комбінований диференціально-термічний метод дослідження зразка й індиферентної речовини і призначений для ідентифікації речовин за температурами фазових перетворень (плавлення, кипіння, кристалізації, поліморфних переходів), термічного розкладання; вивчення природи і температурних меж протікання низки теплових ефектів – ступінчастих; близько розташованим за температурним значенням; таких, що накладаються (зумовлені зміною просторової модифікації, дегідратації, розкладання та ін.); функціональних залежностей фізичних властивостей речовин; якісного, а в деяких випадках і кількісного аналізу механічних сумішей речовин; вимірювання температур фазових переходів індивідуальних речовин і систем, побудови на їх основі діаграм стану. Вітчизняна промисловість подібних комплексів не виготовляє. Залежно від цілей втілюваних завдань даний спосіб може бути реалізований самостійно в локальних системах чи у комплексі засобів під час проведення термоаналітичних досліджень.
Програмний регулятор температури складається із задатчика температури, первинного перетворювача (датчика температури - хромель-алюмелевої термопари, ТХА), вузла віднімання, порогового пристрою, генератора з лінійним законом зміни напруги для синхронізування роботи пристрою з частотою напруги живлення, вузла електричної розв’язки, силового блока, схеми індикації режимів роботи пристрою, схеми індикації пориву кола термоперетворювача, параметричного стабілізатора двополярної напруги живлення.
Пристрій з таким лінійним додатковим ланцюгом н.з.з. виявляє слабку залежність від нестабільності вихідних компонентів і при великій глибині негативного зворотного зв’язку за потужністю забезпечує не тільки високу лінійність коефіцієнта передачі, але й слабку залежність вихідної потужності від коливань напруги живлення.
Перевагою даного способу при технічній його реалізації у системі керування нагрівником за відхиленням температурного параметра при вирішенні поставленої задачі - є використання у системі задатчика параметра й лінійного негативного зворотного зв’язку природної лінійної залежності термо-ЕРС хромель-алюмелевих сплавів від різниці температури їх гарячого і холодного спаїв, яка сьогодні не використовується у жодному подібному аналітичному засобі. Він являє інтерес за схемним і конструкційним шляхами вирішення проблеми формування закону регулювання температури об’єкта - простий, з високою чутливістю і хорошою розрізнювальною здатністю.
Розробка може бути використана для аналогічних наукових досліджень; у виробничих лабораторіях для проведення експрес-аналізу фазового складу вхідної сировини і готової продукції, її випробуваннях, тестуванні, оцінюванні надійності й визначенні ресурсу напрацювання; сертифікації; при встановленні функціональних зв’язків досліджуваних об’єктів тощо.

Список використаних джерел:
1. Пат. 43549 Україна. МПК G 05 D 23/00. Спосіб програмного формування лінійного закону зміни температури нагрівника / О.Г. Дрючко,Д.О. Стороженко, Н.В. Бунякіна, І.О. Іваницька – u 2009 01783; Заявлено 02.03.2009; Опубл. 25.08.2009, Бюл. № 16. – 10 с. 2. Дериватограф Q-1500 D. Руководство по эксплуатации. МОМ, Завод оптических приборов. - Будапешт. - 1990. - 102 с.
3. Каталог промышленного контроля компании CETAPAM. Научно-исследовательские инструменты и приборы. - Калюир. - 1991. 4. Заметин В.И. Линейный тиристорный усилитель для регуляторов температуры. - Приборы и техника эксперимента. - 1996. - №2. - С.113.