Изобретения в сфере сельского хозяйства, животноводства, рыболовства

 
Изобретения в сельском хозяйстве Обработка почвы в сельском и лесном хозяйствах Посадка, посев, удобрение Уборка урожая, жатва Обработка и хранение продуктов полеводства и садоводства Садоводство, разведение овощей, цветов, риса, фруктов, винограда, лесное хозяйство Новые виды растений или способы их выращивания Производство молочных продуктов Животноводство, разведение и содержание птицы, рыбы, насекомых, рыбоводство, рыболовство Поимка, отлов или отпугивание животных Консервирование туш животных, или растений или их частей Биоцидная, репеллентная, аттрактантная или регулирующая рост растений активность химических соединений или препаратов Хлебопекарные печи, машины и прочее оборудование для хлебопечения Машины или оборудование для приготовления или обработки теста Обработка муки или теста для выпечки, способы выпечки, мучные изделия

Устройство для определения тепловых потерь теплицы

 
Международная патентная классификация:       A01G

Патент на изобретение №:      2252528

Автор:      Антонов Д.Н. (RU), Ташкинов Ю.А. (RU), Изаков Ф.Я. (RU), Попова С.А. (RU), Ждан А.Б. (RU)

Патентообладатель:      Челябинский государственный агроинженерный университет (ЧГАУ) (RU)

Дата публикации:      27 Мая, 2005

Начало действия патента:      5 Ноября, 2003

Адрес для переписки:      454017, г.Челябинск, ул. Коммунистическая, 5, кв.12, Д.Н.Антонову


Изображения





Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, более конкретно к устройствам, связанным с управлением микроклиматом в теплицах. Устройство представляет собой замкнутое пространство теплицы, ограниченное с одной стороны фрагментом ограждения, с остальных сторон - теплоизоляцией. Внутри расположены нагревательный и измерительный элементы. Для защиты измерительного элемента от прямого солнечного излучения предназначен экран. Для автоматического управления нагревательным элементом датчика и для формирования на его (датчика) выходе электрического сигнала постоянного тока, соответствующего величине тепловых потерь, предусмотрен блок управления. Работа устройства основана на измерении мощности нагревателя, помещенного в замкнутое пространство, ограниченное с одной стороны фрагментом ограждения, а с других сторон - теплоизоляцией. При этом нагревательный элемент с помощью системы автоматического управления, размещенной в отдельном блоке, поддерживает в нагреваемом объеме постоянную температуру, равную температуре, поддерживаемой в зоне расположения растений. Такое выполнение обеспечивает упрощение конструкции устройства. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, более конкретно к устройствам, связанным с управлением микроклиматом в теплицах. Известно устройство для определения теплопотерь и регулирования температурного режима теплицы (А.С. 990134, кл. A 01 G 9/26, 1983 г.), содержащее потенциометрический датчик, движок которого снабжен гибкой лентой для связи с растением, а теплообменная камера модели теплицы снабжена электроприводом ее перемещения, причем потенциометрический датчик соединен с электроприводом перемещения теплообменной камеры посредством электрической цепи синхронизации. Недостатками данного устройства является сложность функционирования, большое количество исполнительных устройств и механических связей.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является выбранное в качестве прототипа “Устройство для определения теплопотерь теплиц” (А.С. 403382, кл. A 01 G 9/26, БИ №43, 1973 г.), выполненное в виде модели теплицы, размеры которой определены по теории подобия для тепловых процессов. Модель оборудована электрическими нагревателями и питающим устройством, обеспечивающим подачу и счет за равные промежутки времени калиброванных по мощности импульсов.

Указанное выше устройство отличается сложностью конструкции, необходимостью дополнительных площадей для его установки. К недостаткам данного устройства можно также отнести сложность обработки его выходного сигнала и невозможность использования этого устройства в современных системах автоматической оптимизации микроклимата теплиц.

Целью изобретения является упрощение конструкции устройства, получение на его выходе электрического унифицированного сигнала, пропорционального величине тепловых потерь. На фиг.1 изображена конструкция устройства для определения тепловых потерь теплицы. фиг.2 - структурная схема устройства, где 1 - измерительный элемент (ИЭ), 2 - нагревательный элемент (НЭ), 3 - датчик тока НЭ, 4 - стабилизатор температуры, 5 - нормирующий преобразователь выходного сигнала, 6 - стабилизатор напряжения НЭ, 7 - источник питания схем устройства. фиг.3 - структурная схема стабилизатора температуры нагревательного элемента устройства, где 1 - измерительный элемент, 2 - нагревательный элемент, 3 - датчик тока НЭ, 4 - задатчик температуры ИЭ, 5 - ПИ-регулятор температуры, 6 - усилитель согласующий (к=1-10), 7 - датчик температуры ИЭ, 8 - согласующий усилитель (к=100), 9 - усилитель индикатора температуры ИЭ. фиг.4 - структурная схема нормирующего преобразователя выходного сигнала устройства, где 1 - усилитель сигнала датчика тока, 2 - согласующий усилитель, 3 - фильтр низких частот, 4 - согласующий усилитель выходного сигнала. фиг.5 - электрическая схема нормирующего преобразователя выходного сигнала устройства, где DA41 - операционный усилитель (ОУ) типа 140УD24 (К=50), DA42 - ОУ 140YD17A (К=2), DA43 - ОУ 140УD17А (К=1), RxCx=10-100с. Фиг.6 - электрическая схема стабилизатора температуры нагревательного элемента устройства, где DA51 - ОУ 140УD24А (К=100), DA52 - ОУ 140УD17A (K=1) - схема ПИ-регулятора, DA53 - ОУ 140YD17A (K=2) схема стрелочного индикатора температуры, DA54 - ОУ 140YD17A (К=10) схема ПИ-регулятора, DA55 - ОУ 140УD177 схема интегратора ПИ-регулятора, Rдт - датчик тока HЭ (R=0.10 ОМ), DA56 - ОУ 140YD17A (К=1-10) схема ПИ-регулятора, ВК - датчик t° ИЭ германиевый диод, R512 - задатчик t° ИЭ, Vтнэ - транзистор - нагревательный элемент. фиг.7 - стабилизатор напряжения питания устройства, где DA61 - ОУ 140YD17A, VT61 - транзистор (hэ=1000-1500, Ikmin=5 A). Конструктивно устройство для определения тепловых потерь теплицы представляет собой замкнутое пространство теплицы (фиг.1), ограниченное с одной стороны фрагментом ограждения 1, а с остальных сторон - теплоизоляцией 2. Внутри расположены нагревательный элемент 4, измерительный элемент 3. Для защиты измерительного элемента от прямого солнечного излучения предназначен экран 5. Корпус устройства 7 окрашивается с внешней стороны алюминиевой краской (серебрянкой) и защищается пленочным экраном от воздействия воздушных потоков. Для автоматического управления нагревательным элементом устройства и формирования на выходе устройства электрического сигнала постоянного тока, соответствующего величине тепловых потерь, предусмотрен блок управления, включающий в себя три основных узла: стабилизатор напряжения (фиг.7), нормирующий преобразователь (структурная схема - фиг.4, электрическая - фиг.5), стабилизатор температуры (структурная схема - фиг.3, электрическая - фиг.6). Блок управления может располагаться и вне устройства. Это целесообразно потому, что система автоматического управления работает в условиях изменяющегося задания температуры, которое определяется специализированным вычислителем большой системы. Поэтому целесообразно все элементы системы управления располагать конструктивно в станции управления. Точность устройства для определения тепловых потерь зависит от выбора толщины теплоизоляции, которая подсчитывается из условия

к(tв-tн)F/qS,

где q - плотность мощности потерь через рабочее ограждение;

S - площадь рабочей поверхности;

F - площадь поверхности теплоизоляции;

к - коэффициент теплоотдачи изоляции;

tв - температура, поддерживаемая в рабочем пространстве устройства, равная температуре в теплице;

tн - наружная температура;

- допустимая погрешность.

Поскольку теплица сложная конструкция, состоящая из поверхностей, имеющих разную ориентацию в пространстве, для оценки общих тепловых потерь надо иметь несколько таких устройств. Их количество определяется конструкцией теплицы и может колебаться от двух до шести. При этом для определения суммарной мощности показания устройств следует складывать с весовыми коэффициентами, учитывающими долю площади соответствующих ограждений.

Принцип работы предлагаемого устройства тепловых потерь основан на измерении мощности нагревателя 4 (фиг.1), помещенного в замкнутое пространство, ограниченное с одной стороны фрагментом ограждения 1, а с других сторон - теплоизоляцией 2. При этом нагревательный элемент с помощью системы автоматического управления, помещенной в отдельный блок, поддерживает в нагреваемом объеме постоянную температуру, равную температуре, поддерживаемой в зоне расположения растений. Контроль температуры в нагреваемом объеме ведется измерительным элементом 3 (медь с покрытием черного цвета), на котором установлен германиевый диод (в режиме стабильного тока), используемый в качестве датчика температуры.

Принципиальная электрическая схема стабилизатора температуры измерительного элемента (ИЭ) устройства тепловых потерь представлена на фиг.6. Здесь операционные усилители DA52, DA54, DA55 выполняют функцию ПИ-регулятора. Контроль величины температуры ИЭ осуществляется стрелочным прибором ИП. В качестве нагревательного элемента (НЭ) используется транзистор VТнэ с большим hэ (1000-1500). Для питания НЭ устройства постоянным стабильным напряжением предусмотрен стабилизатор напряжения (принципиальная электрическая схема - фиг.7). Для получения высокой стабильности напряжения Uп используется двухкаскадный параметрический стабилизатор (VD61, VD62 и прецизионный операционный усилитель с установкой 0). В качестве регулирующего транзистора используется транзистор средней мощности с высоким hэ, установленный на охлаждающем радиаторе.

Электрическая схема нормирующего преобразователя (фиг.5) осуществляет преобразование величины электрической мощности, потребляемой устройством для определения тепловых потерь и пропорциональной их величине, в электрический сигнал постоянного тока с напряжением 0-10 В. Выходное напряжение определяется величиной электрической мощности, потребляемой устройством при воздействии суммарных физических параметров метеофакторов. Оно равно 10 В при максимальной величине тепловых потерь технологического помещения. Технико-экономический эффект достигается за счет упрощения конструкции устройства и повышения точности измерения.

Формула изобретения

1. Устройство для определения тепловых потерь теплицы, включающее элемент поверхности ее ограждения, теплоизоляцию, нагревательный элемент, датчик температуры и систему автоматического управления мощностью, необходимой для обеспечения заданной температуры, отличающееся тем, что оно представляет собой фрагмент теплицы, отделенный от пространства теплицы слоем теплоизоляции и имеющий на выходе нормирующий преобразователь, осуществляющий преобразование величины электрической мощности, потребляемой нагревательным элементом устройства, пропорционально величине тепловых потерь в электрический сигнал постоянного тока.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диапазон изменения выходного сигнала составляет 0-10В.

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 06.11.2005

Извещение опубликовано: 27.07.2007        БИ: 21/2007





Популярные патенты:

2400960 Ориентирующее устройство для корнеплодов конической формы

... вид; б - вид сверху.Ориентирующее устройство для корнеплодов конической формы (фиг.1) представляет собой две боковины 1 плоской прямоугольной формы, изготовленные из листового материала. Боковины 1 установлены шарнирно на параллельных осях 2. Оси расположены выше горизонтальной оси симметрии боковин таким образом, что позволяет им самопроизвольно открываться в противоположные стороны. Симметричный V-образный желоб, открытый сверху и снизу, образуется за счет пружин 3 и упоров 4. Пружины 3 установлены посредине верхней части боковин, удерживающих их от самопроизвольного открывания. Упоры 4 служат для предотвращения от полного закрывания боковин желоба. Боковины установлены ...


2162635 Устройство для аэрозольного распыления (варианты)

... аэрозольного распыления. Соответственно, количество, распыленное за 5 секунд или за 10 секунд, было взято в качестве стандарта. Средства, обеспечивающие такое интенсивное распыление, включают выбор диаметра клапана или тарелки таким образом, чтобы обеспечить нужное распыление, а также регулировку давления распыления. Может быть выбрано любое средство, обеспечивающее вышеописанное интенсивное распыление. Влияние объемного газа-вытеснителя к основному раствору, количества распыленного раствора и типа устройства для распыления (т.е. интенсивное распыление или нет) на вышеописанную эффективность 5-го варианта устройства по изобретению продемонстрированы ниже со ссылкой на конкретные ...


2201910 Устройство для ферментационной обработки жидкого навоза

... Над указанной тарелкой закреплено средство аэрации, подключенное к побудителю расхода воздуха. В качестве побудителя расхода воздуха могут быть использованы, в частности, вентилятор или компрессор. Предпочтительно средство аэрации представляет собой набор перфорированных труб предпочтительно с заглушенными концами, соединенных с побудителем расхода воздуха, или набор колпачковых элементов, также соединенных с побудителем расхода воздуха. Однако возможно использование набора сопел и/или штуцеров, подключенных любым известным способом к побудителю расхода воздуха. В нижней части устройства установлены средство ввода жидкого навоза в устройство, на конце которого предпочтительно ...


2108013 Рабочий орган культиватора

... материалов; носок S-образной подпружиненной стойки снабжен нишей для установки упругого элемента; ниша носка стойки выполнена в виде Л-образного выступа, выполненного парой параллельных прорезей и деформацией основного материала в направлении от нижней грани стойки; фронтальная часть носка S-образной стойки снабжена режущей кромкой на лезвии; лезвие носка образовано прокаткой нагретой торцевой части S-образной стойки; упругий элемент выполнен плоским, а его фронтальная часть снабжена режущей кромкой на одностороннем лезвии; торцевые участки упругого элемента выполнены скошенными назад и снабжены лезвиями; упругий элемент снабжен технологическими отверстиями; лезвия упругого ...


2384988 Способ и устройство для управления сельскохозяйственной машиной

... и эта система маршрутизации подразделяет территорию, по меньшей мере, на обработанную территорию и, по меньшей мере, на территорию оставшейся площади. Система маршрутизации находится во взаимодействии, по меньшей мере, с одним вычислительно-управляющим устройством. Это вычислительно-управляющее устройство выполнено с возможностью генерирования управляющих сигналов (Y) для регулирования, по меньшей мере, одного параметра сельскохозяйственной машины в зависимости от разработанных маршрутов. Этот, по меньшей мере, один параметр сельскохозяйственной машины вырабатывается в зависимости от конфигурации обработанной территории и/или территории оставшейся площади. Уменьшается время на ...


Еще из этого раздела:

2061349 Рама универсальной навесной сельскохозяйственной машины

2259028 Устройство для безотвальной обработки почвы

2028763 Измельчитель древесной поросли

2295848 Способ дезинсекции и дезинфекции материалов зернового происхождения и устройство для его осуществления

2282965 Разбрасыватель минеральных удобрений

2054235 Лесопосадочная машина

2025945 Способ выращивания насаждений сосны

2127256 Замещенные простые оксимовые эфиры и фунгицидное, инсектицидное, арахноицидное средство

2132610 Устройство обогрева сельскохозяйственных животных и птицы

2177226 Способ защиты растений от болезней, регулирования их роста и защитно-стимулирующий комплекс для его осуществления