Блок управления уровнем влажности
Блок управления уровнем влажности, как и система поворота барабана с лотками – является полностью автономной системой. Исполнение указанных систем в виде отдельных блоков, существенно облегчит представление читателей, не искушённых в области электроники о работе этих блоков. Позволит при наличии резервного блока, сменить вышедший из строя блок на работающий, с возможностью устранения неполадки в более спокойной обстановке. Блок управления уровнем влажности в камере инкубатора, может получать питание от общего блока питания, собранного в одном из трёх блоков. Но для большей наглядности рассмотрим вариант с собственным блоком питания. Для разработки блока управления уровнем влажности, выясним параметры и функции которые он должен контролировать. Уровень влажности в предварительной камере, подлежащий контролю = 48 – 60%. Исполнительным механизмом системы является соленоидный клапан СКН – 2 / 220В, водозаборник и вентилятор. Датчиком системы является ёмкость с дистиллированной водой (питатель) и термометр с регулируемой магнитной головкой ТПК – П (0 – 50 или 0 – 600 С), ртутный баллон которого увлажняется дистиллирован-ной водой с помощью фитиля из батиста или шифона. Термометр имеет следующие параметры; диаметр верхней части – 18мм, длина 355мм, диаметр нижней части 9мм, длина 83, 103, 163, 253, 403мм. Заказать термометр необходимо после того, как окончательно определились с местом установки и соответственно с длиной нижней части термометра.
Уровень влажности воздуха внутри инкубационной камеры регулируется автоматически, при помощи блока управления, а контролируется визуально, при помощи психрометра расположенного непосредственно за левым смотровым окном.
Датчик влажности состоит из ёмкости с дистиллированной водой, контактного термометра и защитного кожуха.
Ёмкость может быть как цилиндрической, так и прямоугольной, вместимостью 1,5 – 2л воды. Её можно изготовить из 150мм отрезка пластмассовой трубы, диаметром 40мм.
Отрезав от трубы требуемый отрезок, проделаем в ней два отверстия диаметром 20мм, на расстоянии 70мм друг от друга. Одно отверстие служит для заливания воды, другое для термометра. Другой отрезок трубы длиной 100мм разделим пополам и разогрев на слабом огне расправим в листы Рис 1.
Из получившихся двух заготовок вырежем две окружности и при помощи технического фена, заглушим ими трубу Рис 2.
Ёмкость для воды крепится на левой боковой панели каждой камеры. Для крепления ёмкости к стенке камеры, из листа оцинкованной стали, толщиной 1мм вырежем две полосы шириной 10 и длиной 120мм. В каждой полосе просверлим отверстия диаметром 4мм, для крепления хомутов к стенке инкубатора, и используя готовый сосуд в качестве опоры придадим полосе форму по Рис 3.
Под ёмкость для воды подойдёт любая другая посуда соответствующей ёмкости, как круглой формы, так и прямоугольной. Подойдут ёмкости от всевозможных аэрозолей, основное условие, чтобы она не касалась барабана с лотками.
Ёмкость с дистиллированной водой, для удобства обслуживания размещаем ближе к двери, а по высоте как можно ближе к валу поворотного механизма, что позволит получать более усреднённое значение влажности. Соответственно длину нижней части контактного термометра выбираем максимальной – 403мм.
В виду того, что контактный термометр очень хрупкий, приготовим для него защитный кожух. Материалом для верхней части кожуха, послужит отрезок тонкостенной трубы диаметром 3/4 дюйма и длиной 300мм, а для нижней части кожуха отрезок тонкостенной трубы диаметром 1/2 дюйма и длиной 350мм.
Получив отрезок трубы нужных размеров, на фрезерном станке или при помощи болгарки проделаем в ней смотровое окно, для считывания информации Рис 4.
К готовой заготовке эл. сваркой приварим нижнюю часть кожуха Рис 6.
Из стального листа толщиной 1,5мм, изготовим шайбу и эл. сваркой приварим её к кожуху. При помощи шайбы, кожух будет закреплён на потолке инкубационной камеры Рис 7.
Контактный термометр устанавливают в кожух, предварительно обмотав ватой, и соблюдая меры предосторожности, при работе с хрупкими изделиями вставляют на место так, чтобы градуированная шкала была видна в прорези верхней части кожуха.
1 – привод механизма поворота; 2 – блок управления; 3 – развод проводки по инкубатору; 4 – отверстия для подвода проводов к датчикам; 5 – панель потолка инкубатора; 6 – датчик влажности левой камеры; 7 – датчик влажности правой камеры.
Установить питатель с дистиллированной водой необходимо таким образом, чтобы от края открытого конца питателя до резервуара термометра оставалось не менее 20 мм, а фитиль не касался краёв отверстия питателя.
При снятии показаний или установке при помощи магнитной головки уровня влажности, глаз оператора должен находиться на уровне горизонтальной касательной к мениску жидкости, так, чтобы отметка шкалы в точке отсчёта была видима прямолинейно.
Питатель всегда должен быть заполнен дистиллированной водой. Воду дополняйте заблаговременно, не допускайте полного опорожнения питателя. При отсутствии дистиллированной, допускается применение кипячёной воды. Время кипячения не менее 15 минут. Питатель заполняйте водой, предварительно охлаждённой до температуры окружающего воздуха.
Фитиль на резервуаре контактного термометра должен быть всегда чистым, мягким и влажным. При запылённости воздуха до 5 мг/м3, фитиль меняйте 1 раз в две недели, при большей запылённости – по мере загрязнения фитиля.
Перед заменой удалите загрязнённый фитиль с резервуара термометра. Протрите резервуар тампоном ваты, смоченным тёплой водой. Для изготовления нового фитиля применяйте шифон хлопчатобумажный, отбеленный, неокрашенный или батист отбеленный. Фитиль сшейте по диаметру резервуара термометра простым машинным швом. После обрезки шов по высоте должен быть не более 1,5 мм. Длина готового фитиля должна быть не менее 60 мм. Смочите фитиль в дистиллированной или кипячёной воде и натяните его на резервуар термометра так, чтобы была возможность завязать его ниткой над резервуаром. Конец завязанного фитиля над резервуаром должен быть не менее 7 мм.
Автоматика
Термометры ТПК.
Допускаемая электрическая нагрузка на контактах ТПК не более 1Вт при напряжении до 220В или при силе тока не более 0,04А.
Принцип работы термометра основан на изменении объёма термометрической жидкости ( ртути ) в зависимости от температуры измеряемой среды и на способности ртути служить проводником электрического тока при замыкании контактов. Термометры могут работать в цепях постоянного и переменного тока частотой ( 50 +/- 1) Гц. При включении термометров в цепь постоянного тока « минус » источника тока должен быть подсоединён к соединительному контакту термометра. Контакты имеют маркировку « + » и « — ». Термометры должны работать в без искровом режиме.
При покупке контактного термометра ТПК – П, в комплект поставки входит схема подключения, разработанная заводом изготовителем в соответствии с техническими характеристиками термометра, и рекомендуемая заводом для подключения контактного термометра к схеме.
С1 – конденсатор К 50-6 100мкф х 25В; С2 – конденсатор МБМ 0,1мкф х 160В; R1 – резистор МЛТ-0,5Вт 82ком; R2,R3 – резистор МЛТ-0,5Вт 470ом; R4 – резистор МЛТ-0,5Вт 5,6ком; R5 – резистор МЛТ-0,5Вт 100ом; R6,R7 – резистор МЛТ-0,5Вт 68ком; R8 – резистор МЛТ-2Вт 20ком; V1 – тиристор КУ202Н; V2-V5 – диод Д246А; V6 – диод Д226Б; V7 – стабилитрон Д814Д; V8 – Транзистор МП41; V9 – транзистор однопереходной КТ – 117Б; Н1, Н2 – индикатор ТНИ – 1,5Д.
Принцип работы схемы.
В схему подключения термометра заложен тиристорный выключатель, управляемый генератором на ОПТ и транзисторным ключом. Схема работает следующим образом: после подачи питания на схему при разомкнутых контактах термометра транзистор V8 открыт отрицательным потенциалом, подаваемым на его базу через резистор R1. Генератор на ОПТ, состоящий из однопереходного транзистора V9, резисторов R2, R4, R5 и конденсатора С2 включается в работу и генерирует ряд узких импульсов с частотой около 7,5 кГц. Эти импульсы открывают тиристор, осуществляя тем самым подключение нагрузки к цепи переменного тока. Контакты термометра при этом находятся под напряжением, не превышающем величины падения напряжения на переходе открытого транзистора V8 ( не более 0,5В ). При замыкании контактов термометра транзистор V8 закрывается, базовая цепь однопереходного транзистора обесточивается, генератор на ОПТ прекращает свою работу и транзистор отключает нагрузку от цепи переменного тока.
Питание схемы управления осуществляется от сети переменного тока через выпрямитель на диоде V6, стабилизатор на резисторе R8, стабилитроне V7 и сглаживающем конденсаторе С1. Информация взята от завода изготовителя.
Предлагаемая на Рис 1 схема, собрана на более доступной и современной базе деталей. Она тоже полностью автономна, но из-за малого количества деталей может быть собрана на общей плате блока управления температурой (рассмотрим позже ).
Работает схема следующим образом. При подаче питания на схему, при разомкнутых контактах ТПК транзистор Т1 закрыт, соответственно к базе Т2 через резистор R3 прикладывается положительное напряжение и транзистор Т2 открываясь, включает реле, которое контактами Р11/1 подводит питание к электромагнитному клапану. При первичном пуске инкубатора, пока температура в камере не достигла рабочего уровня и процесс испарения замедлён, переключатель SВ2 держат в выключенном состоянии. По достижении температуры в камере необходимого уровня ( 37,60 С ), достаточного для быстрого испарения поступающей в камеру воды, включают переключатель SВ2 и вода начинает поступать в камеру инкубатора. Под действием высокой температуры и работе вентилятора, вода испаряясь повышает общую влажность внутри инкубационной камеры и замыкает контакты термометра ТПК. К базе транзистора Т1 через резистор R2 прикла-дывается напряжение смещения и он открываясь, закрывает транзистор Т2. Транзистор Т2 в свою очередь отключает реле Р1, которое контактами Р11/1 размыкает цепь питания соленоидного клапана, прекращая поступление воды в камеру. Так как процесс испарения имеет некоторую инерционность, уровень влажности может несколько превысить заданное значение, что никак не отражается на процессе инкубации. Уровень влажности, оставаясь некоторое время на пиковом значении, благодаря активной вентиляции начинает снижаться, до момента размыкания контактов термометра. Далее процесс повторяется. При замыкании контактов термометра, ток протекающий через него равен 5 mA. Напряжение на разомкнутых контактах термометра равно 4,5 вольтам.
