Расчет гасящего резистора онлайн: Гасящий резистор — расчет онлайн

В схемах со светодиодами обязательно используются резисторы для ограничения. Они защищают от перегорания и преждевременного выхода из строя светодиодных элементов. Основная проблема заключается в точном подборе необходимых параметров, поэтому у специалистов широкой популярностью пользуется калькулятор расчета сопротивления для светодиодов. Для получения максимально точных результатов потребуются данные о напряжении источника питания, о прямом напряжении самого светодиода и его расчетном токе, а также схема подключения и количество элементов.

В самом простом случае, когда отсутствуют необходимые исходные данные, величину прямого напряжения светодиодов можно с высокой точностью установить по цвету свечения. Типовые данные об этом физическом явлении сведены в таблицу.

Многие светодиоды имеют расчетный ток 20 мА. Существуют и другие виды элементов, у которых этот параметр может достигать значения 150 мА и выше. Поэтому для того чтобы точно определить номинальный ток, понадобятся данные о технических характеристиках светодиода. Если же нужная информация полностью отсутствует, номинальный ток элемента условно принимается за 10 мА, а прямое напряжение – 1,5-2 вольта.

Количество токоограничивающих резисторов напрямую зависит от схемы подключения полупроводниковых элементов. Например, если используется последовательное соединение, можно вполне обойтись одним резистором, поскольку сила тока во всех точках будет одинаковой.

В случае параллельного соединения одного гасящего резистора будет уже недостаточно. Это связано с тем, что характеристики светодиодов не могут быть абсолютно одинаковыми. Все они обладают собственными сопротивлениями и такими же разными потребляемыми токами. То есть, элемент с минимальным сопротивлением потребляет большее количество тока и может преждевременно выйти из строя.

Следовательно, если выйдет из строя хотя-бы один светодиод из подключенных параллельно, это приведет к возникновению повышенного напряжения, на которое остальные элементы не рассчитаны. В результате, они тоже перестанут работать. Поэтому при параллельном соединении для каждого светодиода предусматривается собственный резистор.

Все эти особенности учтены в онлайн-калькуляторе. В основе расчетов лежит формула определения сопротивления: R = Uгасящее/Iсветодиода. В свою очередь Uгасящее = Uпитания – Uсветодиода.

Цветовая маркировка резисторов онлайн

Выключатель с подсветкой: установка, подключение, схема

Мультиметр: назначение, виды, обозначение, маркировка, что можно измерить мультиметром

Как понять Закон Ома: простое объяснение для чайников с формулой и понятиями

Закон Ома для переменного тока

Проверка светодиода мультиметром (тестером) на исправность

Как рассчитать и подключить светодиоды последовательно и параллельно

В этой статье вы узнаете, как рассчитать светодиоды последовательно и параллельно, используя простую формулу, и настроить свои собственные персонализированные светодиодные дисплеи, теперь вам не нужно просто задаваться вопросом, как проволочные светодиоды? но на самом деле может это сделать, подробности здесь.

Эти светильники известны не только своими ослепительными цветовыми эффектами, но и долговечностью и минимальным энергопотреблением.

Кроме того, светодиоды можно соединять группами, образуя большие буквенно-цифровые дисплеи, которые можно использовать в качестве индикаторов или рекламных объявлений.

Молодые любители электроники и энтузиасты часто задаются вопросом, как рассчитать светодиод и его резистор в цепи, поскольку им трудно оптимизировать напряжение и ток через группу светодиодов, необходимые для поддержания оптимальной яркости.

Почему нам нужно рассчитать светодиоды

Проектирование светодиодных дисплеев может быть забавным, но очень часто мы просто думаем, как подключить светодиодные светильники? Узнайте с помощью формулы, насколько просто создавать собственные светодиодные дисплеи.

Мы уже знаем, что для свечения светодиода требуется определенное прямое напряжение (FV). Например, для красного светодиода потребуется FV 1,2 В, для зеленого светодиода потребуется 1,6 В, а для желтого светодиода около 2 В.

Все современные светодиоды рассчитаны на прямое напряжение примерно 3,3 В независимо от их цвета.

Но поскольку заданное напряжение питания светодиода будет в основном выше, чем значение его прямого напряжения, добавление резистора ограничения тока со светодиодом становится обязательным.

Поэтому давайте узнаем, как можно рассчитать резистор ограничителя тока для выбранного светодиода или серии светодиодов. напряжение VS – прямое напряжение светодиода VF) / ток светодиода I

Здесь R – рассматриваемый резистор в омах

Vs – входное напряжение питания светодиода

VF – прямое напряжение светодиода, что на самом деле является минимальным требуемым напряжением питания светодиодом для освещения с оптимальной яркостью.

Когда речь идет о последовательном соединении светодиодов, вам просто нужно заменить в формуле «прямое напряжение светодиодов» на «общее прямое напряжение», умножив FV каждого светодиода на общее количество светодиодов в серии. Предположим, что есть 3 светодиода последовательно, тогда это значение становится равным 3 x 3,3 = 9,9

Ток светодиода или I относится к номинальному току светодиода, он может варьироваться от 20 мА до 350 мА в зависимости от спецификации выбранного светодиода. Это должно быть преобразовано в ампер в формуле, поэтому 20 мА становится 0,02 А, 350 мА становится 0,35 А и так далее.

Как подключить светодиоды?

Чтобы понять это, давайте прочитаем следующее обсуждение:

Предположим, вы хотите разработать светодиодный дисплей, содержащий 90 светодиодов, с питанием 12 В для питания этого 90 светодиодного дисплея.

Для оптимального согласования и настройки светодиода 90 с питанием 12 В вам необходимо соединить светодиоды последовательно и параллельно.

Для этого расчета нам потребуется учитывать 3 параметра, а именно:

1. Общее количество светодиодов, равное 9.0 в нашем примере
2. Прямое напряжение светодиодов, здесь мы считаем его равным 3 В для простоты расчета, обычно это будет 3,3 В
3. Вход питания, который составляет 12 В для данного примера

Прежде всего мы должны рассмотреть параметр последовательного соединения и проверить, сколько светодиодов может быть размещено в пределах заданного напряжения питания

Мы делаем это, разделив напряжение питания на 3 вольта.

Очевидно, что ответ = 4. Это дает нам количество светодиодов, которые можно разместить в источнике питания 12 В.

Однако приведенное выше условие может быть нежелательным, поскольку это ограничивало бы оптимальную яркость строгим питанием 12 В, а в случае, если питание было уменьшено до некоторого более низкого значения, это привело бы к снижению свечения светодиода.

Таким образом, чтобы обеспечить более низкий запас по крайней мере 2 В, было бы целесообразно удалить один счетчик светодиодов из расчетов и сделать его равным 3. питание было снижено до 10 В, но светодиоды все равно могли светиться достаточно ярко.

Теперь мы хотели бы узнать, сколько таких цепочек из 3 светодиодов можно составить из имеющихся у нас 90 светодиодов? Следовательно, разделив общее количество светодиодов (90) на 3, мы получим ответ, равный 30. Это означает, что вам нужно будет припаять 30 рядов светодиодных цепочек или цепочек, по 3 светодиода в каждой цепочке. Это довольно легко, верно?

После того, как вы закончите сборку упомянутых 30 цепочек светодиодов, вы, естественно, обнаружите, что каждая цепочка имеет свои положительные и отрицательные свободные концы.

Затем подключите рассчитанное значение резисторов, как описано в предыдущем разделе, к любому из свободных концов каждой серии, вы можете подключить резистор к положительному или отрицательному концу цепочки, положение не имеет значения. поскольку резистор просто должен соответствовать серии, вы можете даже включить некоторые из них между сериями светодиодов. Используя более раннее значение, мы находим резистор для каждой цепочки светодиодов: напряжение VF) / ток светодиода

= 12 — (3 x 3) / 0,02 = 150 Ом

Предположим, мы подключаем этот резистор к каждому отрицательному концу светодиодной цепочки.

• После этого вы можете начать соединять общие положительные концы светодиодов вместе, а отрицательные концы или концы резисторов каждой серии вместе.
• Наконец, подайте 12 В на эти общие концы, соблюдая правильную полярность. Вы сразу обнаружите, что весь дизайн ярко светится с одинаковой интенсивностью.
• Вы можете выровнять и организовать эти цепочки светодиодов в соответствии с дизайном дисплея.

Нечетное количество светодиодов

Может возникнуть ситуация, когда светодиодный экран содержит нечетное количество светодиодов.

Например, предположим, что в приведенном выше случае вместо 90, если бы дисплей состоял из 101 светодиода, то, учитывая 12В в качестве питания, становится довольно неудобной задачей разделить 101 на 3.

Итак, мы находим ближайшее значение, которое делится на 3, что равно 99. Разделив 99 на 3, мы получим 33.

Таким образом, расчет для этих 33 цепочек светодиодов будет таким же, как описано выше, но как насчет оставшихся двух светодиодов? Не беспокойтесь, мы все еще можем сделать цепочку из этих двух светодиодов и соединить ее параллельно с оставшимися 33 цепочками.

Однако, чтобы убедиться, что цепочка из 2 светодиодов потребляет равномерный ток, как и остальные 3 цепочки светодиодов, мы соответствующим образом рассчитываем последовательный резистор.

В формуле мы просто меняем общее прямое напряжение, как показано ниже:

R = (напряжение питания VS – прямое напряжение светодиода VF) / ток светодиода

= 12 — (2 x 3) / 0,02 = 300 Ом

Это дает нам значение резистора специально для цепочки из 2 светодиодов.

Таким образом, у нас есть 150 Ом для всех цепочек из 3 светодиодов и 300 Ом для цепочки из 2 светодиодов.

Таким образом, вы можете отрегулировать цепочки светодиодов с несовпадающим количеством светодиодов, включив соответствующий компенсирующий резистор последовательно с соответствующими цепочками светодиодов.

Таким образом, проблема легко решается путем изменения номинала резистора для остальных меньших серий.

На этом мы завершаем наше руководство о том, как соединить светодиоды последовательно и параллельно для любого заданного количества светодиодов, используя указанное напряжение питания. Если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, используйте поле для комментариев, чтобы решить их.

Расчет последовательно-параллельных светодиодов на плате дисплея

До сих пор мы узнали, как светодиоды могут быть соединены или рассчитаны последовательно и параллельно.

В следующих параграфах мы рассмотрим, как спроектировать большой цифровой светодиодный дисплей, соединяя светодиоды последовательно и параллельно.

В качестве примера мы создадим цифровой дисплей «8» с помощью светодиодов и посмотрим, как он подключен.

Необходимые детали

Для сборки вам потребуются следующие электронные компоненты:
КРАСНЫЙ СВЕТОДИОД 5 мм. = 56 шт.
РЕЗИСТОР = 180 ОМ ¼ ВАТТ CFR,
ПЛАТА ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ = 6 НА 4 ДЮЙМА

Как рассчитать и сконструировать светодиодный дисплей?

Конструкция этой схемы отображения числа очень проста и выполняется следующим образом:

Вставьте все светодиоды в плату общего назначения; следуйте ориентациям, как показано на принципиальной схеме.

Сначала припаяйте только один вывод каждого светодиода.

Выполнив это, вы обнаружите, что светодиоды не выровнены прямо и на самом деле закреплены довольно криво.

Прикоснитесь жалом паяльника к месту пайки светодиода и одновременно надавите на этот светодиод, чтобы его основание плотно прижалось к плате. Сделайте это для всех светодиодов, чтобы они выровнялись прямо.

Теперь закончите припаивать остальные непаянные выводы каждого из светодиодов. Аккуратно обрежьте их провода кусачками. По принципиальной схеме объедините плюсы всех серий светодиодов.

Подключите резисторы 180 Ом к отрицательным разомкнутым концам каждой серии. Снова соедините все свободные концы резисторов.

На этом построение светодиодного индикатора №8 заканчивается. Чтобы проверить это, просто подключите 12-вольтовый источник питания к общему плюсу светодиода и общему минусу резистора.

Цифра «8» должна мгновенно загореться в виде большого цифрового дисплея и быть узнаваемой даже с большого расстояния.

Советы по функционированию схемы

Чтобы четко понять, как спроектировать большой цифровой светодиодный дисплей, важно детально знать принцип работы схемы.

Глядя на схему, можно заметить, что весь дисплей разделен на 7 светодиодных серий «полос».

Каждая серия содержит группу из 4 светодиодов. Если мы разделим входные 12 вольт на 4, мы обнаружим, что каждый светодиод получает 3 вольта, которых достаточно, чтобы они ярко светились.

Резисторы обеспечивают ограничение тока светодиодов, чтобы они могли работать долго.

Теперь, просто соединяя эти светодиоды параллельно, мы можем выровнять их в разные формы, чтобы получить огромное разнообразие различных буквенно-цифровых дисплеев.

Теперь читатели должны были легко понять, как рассчитать светодиод в различных режимах.

Нужно просто соединить светодиоды сначала последовательно, затем соединить их в параллельные соединения и подать напряжение на их общие плюсы и минусы.

Прибор для непрерывного контроля эффективности охлаждения при закалке

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение в целом относится к устройствам для измерения эффективности закалки при термообработке и, в частности, к датчику закалки в режиме реального времени, который можно использовать в качестве устройство контроля и обнаружения неисправностей, или как датчик в замкнутом контуре управления закалкой при термообработке или системой закалки.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Когда изготавливаются такие изделия, как металлические детали, иногда желательно упрочнить детали для улучшения износостойкости и износостойкости. Одним из способов упрочнения детали является погружение детали в закалку сразу после нагрева детали до нужной температуры. В системе закалки можно использовать множество различных типов сред, включая масло или воду, или водные растворы полимеров, в зависимости от множества факторов, включая материал, из которого изготовлена ​​деталь, и желаемую твердость и микроструктурные характеристики детали.

Желательно, чтобы система закалки обеспечивала равномерное охлаждение и повторяемость охлаждения. Неравномерное охлаждение может привести к различной степени твердости, закалочным трещинам, увеличению деформации и другим проблемам. Существует множество факторов, которые способствуют неравномерности охлаждения в системе закалки. Они могут включать форму и глубину резервуара, метод перемешивания (т. е. насосы, рабочие колеса, мешалки и т. д.), конструкцию и использование перегородок, направляющих поток, скорость потока в системе, конкретную используемую охлаждающую среду и примеси в системе. Как правило, для определения эффективности или охлаждающей способности конкретной системы закалки, а также для определения наличия одного или нескольких из вышеперечисленных условий неисправности необходимо было закалить одну или несколько деталей или образцов в различных зонах системы закалки, а затем разрезают эти детали на один, а иногда и на несколько участков для тщательного анализа твердости и микроструктуры. Однако эта процедура чрезвычайно трудоемка и разрушает то, что в противном случае можно было бы использовать. Более того, тест определяет эффективность только в один момент времени. Он не может активно контролировать эффективность системы подавления.

Было бы желательно иметь систему гашения, которая могла бы непрерывно контролировать эффективность и целостность системы гашения во время работы и подавать сигнал, если существуют условия, которые значительно снижают или повышают эффективность гашения. Также было бы желательно иметь монитор гашения, который можно было бы использовать в качестве входа в замкнутую систему обратной связи для поддержания эффективности системы гашения на желаемом уровне путем управления параметрами системы гашения.

Из уровня техники известен один тип устройства для повышения эффективности охлаждения. Этот тип устройства, как правило, раскрыт в патенте США No. № 4,563,097 (далее именуемый «патент 097»), озаглавленный «Способ оценки охлаждающей способности агента для термообработки и устройства для него». Патент ‘097 раскрывает устройство, имеющее один датчик температуры сопротивления («RTD»). Это устройство подает различные уровни тока на RTD, что приводит к нагреву RTD до разных температурных уровней. Поскольку для RTD известна зависимость температура/сопротивление, устройство может определить температуру RTD как функцию напряжения, приложенного к RTD, и измеренного тока через RTD.

В патенте ‘097 датчик RTD устанавливается в систему охлаждения, а температура RTD изменяется для получения кривой рассеянного тепла в зависимости от температуры для этой конкретной охлаждающей среды. Таким образом, можно анализировать эффективность различных охлаждающих сред в зависимости от температурной кривой. Как показано на фиг. 5 патента ‘097, гашение при сильном перемешивании будет иметь другую кривую охлаждения, чем кривая охлаждения при слабом перемешивании или его отсутствии.

Однако устройство, такое как раскрытое в ‘097 имеет несколько недостатков. Например, сам датчик многократно нагревается (до относительно высокой температуры около 750°С) и охлаждается для имитации охлаждения реальных деталей. Повторяющийся нагрев и охлаждение датчика приводит к тому, что срок службы датчика сокращается, что препятствует постоянному мониторингу системы охлаждения.

Существует еще один недостаток, связанный с устройством, раскрытым в патенте ‘097. Поскольку имеется только один датчик RTD, температура окружающей среды и температура нагрева (измеряемая датчиком) не измеряются одновременно, поэтому изменения температуры окружающей среды не обнаруживаются. Поскольку температура окружающей среды не измеряется, это устройство не может выполнять мгновенное условное измерение тепла и не может использоваться для мгновенного мониторинга.

Настоящее изобретение направлено на преодоление одного или нескольких недостатков, связанных с известными устройствами с высокой эффективностью охлаждения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном аспекте настоящего изобретения раскрыто устройство для измерения охлаждающей эффективности закалки. Устройство содержит первую и вторую теплопроводные оболочки с установленными в них датчиками температуры. Первая и вторая оболочки разделены теплостойкой оболочкой, которая теплоизолирует первую тепловую оболочку от второй тепловой оболочки.

В другом аспекте настоящего изобретения раскрыт способ работы устройства для контроля эффективности гашения. Способ включает в себя этапы измерения сопротивления первого и второго резистивных датчиков температуры, подачи известного электрического тока на первый датчик, расчета тепловой мощности первого датчика и расчета коэффициента конвекции указанного гашения.

Другие аспекты и преимущества настоящего изобретения станут очевидны специалистам в данной области техники после прочтения подробного описания предпочтительного варианта осуществления в сочетании с чертежами и прилагаемой формулой изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На всех чертежах и в описании изобретения, где это уместно, одинаковые ссылочные позиции используются для обозначения одинаковых частей. На чертежах:

РИС. 1 в целом показана схема поперечного сечения предпочтительного варианта зонда эффективности гашения согласно настоящему изобретению;

РИС. 2 в целом показана принципиальная схема предпочтительного варианта осуществления схемы контроля и управления охлаждением при термообработке, включенной в аспект настоящего изобретения; и

РИС. 3 в целом показана блок-схема предпочтительного варианта программного управления, используемого в связи с аспектом настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ВОПЛОЩЕНИЯ

На фиг. 1 показан общий вид в разрезе предпочтительного варианта осуществления зонда гашения 10 по настоящему изобретению. Зонд 10 гашения предпочтительно включает в себя два датчика температуры, электрическое сопротивление которых изменяется в зависимости от температуры датчиков 85, 30. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения датчики 85, 30 содержат резистивные датчики температуры (датчики RTD). ), но датчики 85, 30 RTD могут быть легко и просто заменены другими аналогичными чувствительными устройствами без отклонения от объема настоящего изобретения, определенного прилагаемой формулой изобретения. Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения включает в себя два термосопротивления 85, 30, которые термически изолированы друг от друга с помощью термостойкой оболочки 50. За счет термической изоляции двух термосопротивлений 85, 30 второй термосопротивление 85 может измерять температуру охлаждения окружающей среды, которая относительно не зависит от нагретого первого термометра сопротивления 30. Таким образом, датчик 10 может измерять разность температур между первым датчиком сопротивления 30 и вторым датчиком сопротивления 85 и определять относительный коэффициент теплопередачи для гашения в области нагревателя. зонд 10. Зонд 10 гашения предпочтительно включает в себя первую теплопроводную оболочку 20, имеющую полость 25. В предпочтительном варианте осуществления первая проводящая тепловая оболочка изготовлена ​​из нержавеющей стали. Однако, как будет понятно специалистам в данной области техники, другие материалы могут быть легко и просто заменены и, тем не менее, остаются в пределах объема настоящего изобретения, как определено прилагаемой формулой изобретения. Как показано на фигуре, полость 25 предпочтительно включает в себя продольное отверстие вдоль продольной оси 26 первой теплопроводной оболочки 20. Внутри полости 25 установлен первый резистивный датчик температуры («RTD») 30, который изменяет свое сопротивление как функция температуры. В предпочтительном варианте осуществления в качестве первого датчика RTD используется платиновый датчик RTD с сопротивлением 50 Ом. Однако другие аналогичные датчики, имеющие другие значения сопротивления или изготовленные из других материалов, могут быть легко и легко заменены. Первый датчик RTD 30 предпочтительно устанавливается с использованием теплопроводной эпоксидной смолы 35, а затем полость 25 герметизируется с использованием теплоизолирующей эпоксидной смолы 40. Провода 45 проходят от первого датчика RTD 30 через теплопроводную эпоксидную смолу 25 и теплоизолирующую эпоксидную смолу 40. Как будет более подробно описано ниже, подводящие провода 45 подсоединены к первому термометру сопротивления 30, проходят через другие компоненты и выходят из зонда через теплоизоляционную оболочку.

Первый конец 55 теплостойкой оболочки 50 прикреплен к первой теплопроводной оболочке 20. В предпочтительном варианте первая теплопроводная оболочка 20 включает в себя часть 46 с наружной резьбой и присоединяется к указанной теплостойкой оболочке 50 путем соединения резьбовую часть 46 к ответной внутренней резьбовой части 47. Как показано на фиг. 1, термостойкая оболочка 50 имеет отверстие 60, проходящее через продольную ось 26. Через отверстие 60 продеты провода 45 от первого термометра сопротивления 30. Второй конец 65 термостойкой оболочки 50 включает в себя часть 66 с наружной резьбой. , Второй конец термостойкой оболочки 50 присоединяется ко второй теплопроводной оболочке 70 и предпочтительно прикрепляется с помощью части 66 с наружной резьбой и ответной части с внутренней резьбой 75.

Вторая теплопроводная оболочка 70 предпочтительно изготовлена ​​из нержавеющей стали. Однако нержавеющую сталь можно легко и просто заменить другими подходящими теплопроводными материалами, оставаясь при этом в рамках сущности и объема настоящего изобретения, как определено прилагаемой формулой изобретения. Вторая теплопроводная оболочка 70 предпочтительно включает продольное отверстие 80 вдоль продольной оси 26 оболочки 70. Второй термометр сопротивления 85 предпочтительно устанавливается внутри продольного отверстия 80 с использованием теплопроводной эпоксидной смолы 9.0, хотя можно использовать и другие теплопроводные крепежные материалы. В предпочтительном варианте второй датчик RTD содержит платиновый RTD на 100 Ом. Однако другие подобные датчики, имеющие другие значения сопротивления или изготовленные из других материалов, могут быть легко и просто использованы без отклонения от объема настоящего изобретения, определенного прилагаемой формулой изобретения. Провода 45 от первого датчика RTD 30 пропущены через продольное отверстие 80 и вокруг второго датчика RTD 85. Второй комплект проводов 95, отходят от второго термометра сопротивления 85. Вторая теплопроводная оболочка 70 прикреплена ко второй теплостойкой оболочке 100. Вторая теплопроводная оболочка 70 предпочтительно включает участок 105 с наружной резьбой на конце 110 оболочки 70. 70 предпочтительно прикрепляется ко второй термостойкой оболочке 100 с помощью части 105 с наружной резьбой и ответной части 115 с внутренней резьбой на конце 120 указанной жаропрочной оболочки 100. к продольной оси указанной оболочки 100. Провода 45 и второй набор проводов 95, продеваются через указанное отверстие 125 и выходят за второй конец 130 указанной второй термостойкой оболочки 100.

Как более подробно описано ниже, в этой предпочтительной конфигурации второй термометр сопротивления 85 измеряет температуру окружающей среды в месте закалки. Первый датчик 30 RTD производит известное количество тепла, поэтому эффективность охлаждения можно измерить путем считывания температур первого и второго RTD, чтобы определить величину повышения температуры, вызванного известным количеством тепла и теплопередачей жидкости. .

Обратимся теперь к фиг. 2 показан предпочтительный вариант осуществления схемы 200 контроля, используемой в связи с предпочтительным вариантом осуществления гасящего зонда 10. Схема 200 контроля включает в себя микропроцессор 210, электрически соединенный каналами 220 связи с монитором 225 или другим подобным устройством ввода и отображения. Микропроцессор, используемый в предпочтительном варианте, представляет собой модель Little Giant MKT1-LG-X производства компании Z-World Engineering, расположенной в Дэвисе, Калифорния. Однако другие микропроцессоры или микрокомпьютеры с аналогичными возможностями могут быть легко и просто заменены без отклонения от духа. и объем настоящего изобретения, определенный в прилагаемой формуле изобретения.

Микропроцессор 210 включает по меньшей мере два аналоговых входа, обозначенных на фигуре как аналоговые входы 1 и 2. Микропроцессор также предпочтительно включает в себя трехбитную адресную шину A0-A2. Кроме того, микропроцессор 210 подключен к источнику питания, обозначенному на фигуре как B+. Микропроцессор 210 контролирует источник питания B+, чтобы определить, имеет ли он достаточный уровень напряжения для питания схемы 200. Если уровень напряжения источника питания B+ падает ниже заданного уровня, в предпочтительном варианте 23,5 вольт, то микропроцессор выдает предупреждение по линиям 220 на монитор 225. Как известно специалистам в данной области техники, другие схемы преобразования сигналов и мощности обычно связаны с микропроцессором и источником питания B+. Однако, поскольку такая схема хорошо известна в данной области техники и легко реализуется, она не показана на фиг. 2.

Аналоговый вход 2 микропроцессора 210 соединен с выходом первого буфера 240. Вход первого буфера 240 соединен с выходом первого мультиплексора 235. Три бита адреса A0-A2 соединены с адресом входы 236 мультиплексора 235. Восьмиканальный мультиплексор показан на фиг. 2, и может использоваться одновременно с восемью зондами гашения типа, показанного на фиг. 1. Однако другие мультиплексоры, имеющие большее или меньшее количество каналов, могут быть легко заменены. Как известно специалистам в данной области техники, выход мультиплексора зависит от канала, который выбран по битам адреса A0-A2. Таким образом, микропроцессор 210 выбирает канал, который он желает считать, на аналоговом входе 2, отправляя соответствующую битовую комбинацию по адресным линиям A0-A2.

Аналогично, аналоговый вход 1 микропроцессора 210 соединен с выходом второго буфера 230. Входом второго буфера 230 является выход второго мультиплексора 245. Работа второго мультиплексора 245 аналогична описанной выше и здесь повторяться не будут.

Второй мультиплексор 245 подключен ко второй цепи 250 датчика RTD, связанной со вторым датчиком 85 RTD. Значение сопротивления второго датчика 85 RTD обозначено на фиг. 2 как R2. Вторая схема 250 датчика RTD включает в себя сопротивление R2 второго датчика 85 RTD, схему 255 преобразователя RTD (хорошо известную специалистам в данной области техники), положительное напряжение питания B+ и измерительный резистор R4. Как известно специалистам в данной области техники, сопротивление датчика RTD зависит от температуры; при повышении температуры датчика его сопротивление также увеличивается. Во второй цепи датчика RTD 250 напряжение V ₂ на измерительном резисторе R4 прямо пропорциональна сопротивлению второго термометра сопротивления 85. Таким образом, измеряя напряжение V ₂ на резисторе R4, микропроцессор 210 может рассчитать температуру второго термометра сопротивления 85. микропроцессор 210 вводит напряжение V ₂ через измерительный резистор R4, через второй мультиплексор 245, буфер 230 и в аналоговый канал 1. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения второй датчик RTD 85 используется для измерения температуры окружающей среды. температура закалки. Таким образом, уровень напряжения V ₂ , считанное с аналогового входа 1, будет представлять температуру охлаждения окружающей среды.

Схема 260 дифференциальной температуры подключена к входу первого мультиплексора 235. Схема 260 дифференциальной температуры включает в себя регулятор 265 напряжения, который подключен к источнику питания B+. Регулятор 265 напряжения выдает постоянный ток К на электрический разъем 270, который соединен с резистором R3. Ток K является функцией значения сопротивления R3 и выходного напряжения регулятора 265 напряжения. Возврат 275 с высоким импедансом также подключен к резистору R3. Сопротивление первого датчика RTD 30 обозначено как R1. Первый датчик 30 RTD подключен к резистору R3, к высокоимпедансному обратному проводу 275 и к земле 276. Падение напряжения на первом датчике 30 RTD определяется сопротивлением R1 датчика. Поскольку ток, протекающий через резистор R1, является постоянным K, падение напряжения V ₁ на резисторе R1 пропорционально сопротивлению. Таким образом, температура первого RTD 30 является функцией падения напряжения V ₁ .

Как известно специалистам в данной области техники, датчик RTD можно нагреть, подав на него электрический ток. Таким образом, первый датчик RTD 30 будет производить фиксированное количество тепла в результате приложенного постоянного тока K. Затем температура первого датчика 30 RTD является функцией нескольких известных факторов: температуры окружающей среды в месте гашения, тепла, выделяемого первым RTD, сопротивления первого RTD и коэффициента проводимости зонда. Зная эти значения, можно легко и просто рассчитать эффективность охлаждения закалки.

В другом аспекте предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения предусмотрена схема 280 защитного отключения для предотвращения перегрева первого датчика 30. Количество тепла, генерируемого первым датчиком 30, зависит от приложенного постоянного электрического тока К, сопротивления датчика R1, теплоемкости жидкости и расхода жидкости системы охлаждения. Охлаждающая среда, обладающая высоким потенциалом конвекции жидкости, будет более эффективно отводить тепло от датчика и, следовательно, снизит максимальную температуру, которую может достичь первый датчик 30. Чтобы сделать возможными измерения эффективности охлаждения таких сред с высокой степенью подавления конвекции, тепло, выделяемое первым датчиком 30, должно быть относительно большим. Если такой датчик был случайно помещен в среду с низкой конвекцией, такую ​​как воздух, или был случайно удален из системы охлаждения, генерируемое тепло могло бы повредить или разрушить первый датчик 30. Следовательно, схема автоматического отключения 280 предпочтительно должна быть включена, чтобы помочь обеспечить постоянную целостность датчика и разрешить измерения в средах с высокой степенью подавления конвекции.

Измерительная система по настоящему изобретению может использоваться с системами гашения, имеющими широкий диапазон различных возможностей конвекции, путем простой замены резистора R3 с другим номиналом, который регулирует максимальную тепловую мощность первого датчика 30. Как будет очевидно для тех, кто специалисту в данной области техники, резистор R3 с более высоким сопротивлением заставит первый датчик выделять меньше тепла, чем более низкое значение сопротивления. Хотя резистор R3, показанный на фиг. 3 имеет фиксированное значение, специалистам в данной области техники очевидно, что можно было бы заменить устройство с переменным сопротивлением, чтобы сопротивление R3 можно было легко изменить, а систему 200 можно было бы легче модифицировать для различных охлаждающих сред.

Схема отключения 280 отслеживает напряжение V1 на первом датчике 30 и отправляет сигнал на микропроцессор 210, если V1 превышает заданный предел напряжения. Поскольку V1 прямо пропорционален температуре первого датчика 30, ограничение V1 преобразуется в ограничение температуры нагретого датчика.

Схема отключения 280 подключена к цифровому входу D3 микропроцессора 210. Схема 280 включает в себя компаратор 281 напряжения, который сравнивает напряжение на первом датчике V1 с напряжением V3 на стабилитроне D1. Как известно специалистам, номинал стабилитрона D1 устанавливает уровень напряжения V3, который, в свою очередь, является входом компаратора 281. Выход 283 компаратора подключен к входу многовходового Логический элемент ИЛИ 282. Когда выход 283 компаратора 281 переходит в ВЫСОКИЙ уровень, это указывает, что уровень напряжения V1 превышает заданный уровень напряжения V3, установленный стабилитроном D1. В предпочтительном варианте показанный логический элемент ИЛИ 282 может вмещать до восьми пробников, при этом любые неиспользуемые входы подключаются к земле 285. Если какой-либо из входов вентиля 282 имеет ВЫСОКИЙ уровень, выход вентиля 282 также имеет ВЫСОКИЙ уровень. Когда выходной сигнал 283 компаратора 282 становится ВЫСОКИМ, это приводит к тому, что выход логического элемента ИЛИ 282 становится ВЫСОКИМ, тем самым указывая микропроцессору 280 на состояние перегрева. Когда микропроцессор 210 получает ВЫСОКИЙ сигнал от логического элемента ИЛИ 282, он создает сигнал перегрева 286 на цифровом выходе D4. Сигнал перегрева включает реле 287, и первый датчик 30 отключается от источника 287 постоянного тока, защищая его от перегрева. Как только на реле 287 подается питание, микропроцессор 210 ожидает ввода данных пользователем на мониторе и устройстве 255 ввода перед сбросом реле 287 и повторным подключением первого датчика 30 к источнику постоянного тока.

Обратимся теперь к фиг. 3 показана блок-схема, иллюстрирующая компьютерную программу для реализации предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения. Программа, изображенная на этой блок-схеме, особенно хорошо адаптирована для использования с микропроцессором Little Giant и связанными с ним компонентами, описанными выше, хотя любой подходящий микропроцессор может быть использован при практическом осуществлении настоящего изобретения. Эти блок-схемы представляют собой полную и работоспособную схему предпочтительной программы, и они были сведены к практике на этой микропроцессорной системе. Программное обеспечение может быть легко закодировано из этих подробных блок-схем с использованием набора команд, связанных с этой системой, или может быть закодировано с помощью инструкций любых других подходящих обычных микропроцессоров. Процесс написания программного кода из таких блок-схем, как эти, является простым механическим шагом для специалиста в данной области техники.

В блоке 300 начинается программная процедура. Программное управление переходит к блоку 310, где микропроцессор 210 считывает уровень напряжения V ₂ на резисторе R4, который пропорционален сопротивлению R2 второго термометра сопротивления 85. Затем программное управление переходит к блоку 320, где микропроцессор 210 вычисляет температура окружающей среды закалки. Температура окружающей среды при закалке пропорциональна напряжению V ₂ . В предпочтительном варианте уровень напряжения масштабируется в соответствии со следующим уравнением: ##EQU1##

, где T _амб — температура окружающей среды при закалке.

Программное управление переходит от блока 320 к блоку 330. В блоке 330 микропроцессор 210 считывает уровень напряжения V ₁ на резисторе R1 первого термометра сопротивления 30. Затем программное управление переходит к блоку 340. В блоке 340, микропроцессор 210 вычисляет значение сопротивления R1 в соответствии со следующим уравнением: R ₁ =V ₁ /K

, где K — постоянный ток на выходе регулятора напряжения 265.

Управление программой переходит к блоку 350, где микропроцессор вычисляет температуру первого датчика RTD 30. Используя значения масштабирования конкретного датчика RTD, предпочтительный вариант осуществления использует следующее уравнение: ##EQU2##

, где T _HTR представляет собой температуру первого датчика RTD 30.

Программное управление затем переходит к блоку 360, где микропроцессор вычисляет электрическую мощность, которая потребляется и, следовательно, преобразуется в тепло первым датчиком RTD 30. Следующее хорошо известное уравнение определяет потребляемая мощность РДТ: q=K(V ₁ )

где K — постоянный ток на выходе регулятора напряжения 265, а V ₁ — измеренное падение напряжения на резисторе R1.

Затем управление программой переходит к блоку 370, где микропроцессор 210 вычисляет коэффициент конвекции охлаждения. В предпочтительном варианте осуществления микропроцессор 210 использует следующее уравнение: ##EQU3##

, где А — площадь поверхности первой теплопроводной оболочки 20 по длине первого термометра сопротивления 30; и 1,4932, является коэффициентом теплопроводности для учета потерь тепла между поверхностью первого термометра сопротивления 30 и поверхностью первой теплопроводной оболочки 20. заданное значение или значения. Затем управление программой переходит к блоку 390.