CN106595897A - 隧道效应超灵敏度电磁控制恒温*** - Google Patents
隧道效应超灵敏度电磁控制恒温*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***,主要由隧道电极(1),放大器(2),磁芯开关(3),电磁铁(4),弹簧(5),固定点(6),右滑杆(7),制热滑道(8),制热装置(9),制热电阻(10),调控电源(11),制冷电阻(12),调控开关(13),制冷装置(14),变频空调(15),左滑杆(16),制冷滑道(17),固定铁块(18),磁芯电源(19)组成。温度的变化会引起隧道电极(1)热胀冷缩,从而改变隧道电极(1)两极板间间距,使得通过这两极板间的电流大小发生变化。这种变化能带动电磁铁(4)左右水平移动从而自动调控制热装置(9)和制冷装置(14)的工作状况以补偿温度的变化。
Description
技术领域
本发明涉及超灵敏度恒温控制***,尤其涉及一种隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***,可用于补偿超精密加工中温度的细微变化,且补偿精度高。
背景技术
超精密加工技术直接影响着一个国家的尖端技术与国防工业的发展。在超精密加工中,热误差占总加工误差的40%-70%,严重影响着产品的质量和性能。目前,超精密加工都是设置在空调房里进行。然而,即便是变频空调的温度控制精度也不高,约在1°C左右。常温常压下,1m长的普通碳素钢温度上升1°C,将伸长约10μm。因此,设计一种超灵敏度的恒温控制***非常的必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种超灵敏度恒温控制***,其控制过程可包括升温和降温,能自动灵敏地控制***内温度的细微变化。本发明隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***的原理是利用隧道电极(1)的热胀冷缩特性来实现对温度灵敏控制的。隧道电极(1)两极板相互对着的这两面,其表面原子排列均匀有序,且能够导电,电阻系数小;其表面都经过超精密加工的相关技术处理使其平整光滑,个别排列杂乱的原子,还需要使用扫描隧道显微镜对其进行调整或迁移。在磁芯开关(3)闭合的状态下,由于温度的变化引起隧道电极(1)两极板热胀冷缩,从而改变隧道电极(1)两极板间的间距,同时使得流过隧道电极(1)两极板间电流的大小发生明显的变化。这种电流变化被放大器(2)放大,从而控制电磁铁(4)左右水平移动。电磁铁(4)上安装有左滑杆(16)和右滑杆(7)。当电磁铁(4)从平衡位置向左移动时,左滑杆(16)与制冷电阻(12)接通,右滑杆(7)与制冷滑道(17)接通,从而调控电源(11)、闭合的调控开关(13)、制冷装置(14)、制冷电阻(12)、左滑杆(16)、右滑杆(7)和制冷滑道(17)构成一个闭合电路,制冷装置(14)吹出冷气实现对整个***降温;当电磁铁(4)从平衡位置向右移动时,左滑杆(16)与制热电阻(10)接通,右滑杆(7)与制热滑道(8)接通,从而调控电源(11)、闭合的调控开关(13)、制热装置(9)、制热电阻(10)、左滑杆(16)、右滑杆(7)和制热滑道(8)构成一个闭合电路,制热装置(9)吹出热气实现对整个***升温。本发明隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***工作时,隧道电极(1)两极板间的间距在0至10-9米之间变化。固定铁块(18)被固定在电磁铁(4)的一侧,而弹簧(5)被固定点(6)固定在电磁铁(4)的另一侧。当隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***处于恒温状态时,固定铁块(18)和电磁铁(4)间的引力与弹簧(5)的弹力相互平衡,电磁铁(4)处于静止状态。
附图说明
图1是本发明隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***处于恒温状态时的结构示意图,同时作为第一实施例。
图2是本发明隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***制冷时的结构示意图。
图3是本发明隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***制热时的结构示意图。
图4是本发明隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***中隧道电极(1)两极板中的一块极板被改为扫描探针的结构示意图,同时作为第二实施例。
具体实施方式
本发明隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***,主要由隧道电极(1),放大器(2),磁芯开关(3),电磁铁(4),弹簧(5),固定点(6),右滑杆(7),制热滑道(8),制热装置(9),制热电阻(10),调控电源(11),制冷电阻(12),调控开关(13),制冷装置(14),变频空调(15),左滑杆(16),制冷滑道(17),固定铁块(18),磁芯电源(19)组成。使用本发明前,断开磁芯开关(3)和调控开关(13),并将由隧道电极(1),放大器(2),磁芯开关(3),电磁铁(4),弹簧(5),固定点(6),固定铁块(18),磁芯电源(19)组成的磁芯***放置在一个防振的装置中。使用本发明时,先将变频空调(15)设定在一个常用温度,并等***内温度基本稳定后,接通磁芯开关(3),电磁铁(4)在磁力作用下向左移动;待电磁铁(4)的位置稳定后,即***内温度稳定后,调节制冷电阻(12)和制热电阻(10)的位置,使得左滑杆(16)在制冷电阻(12)和制热电阻(10)的中间位置处;调节制冷滑道(17)和制热滑道(8)的位置,使得右滑杆(7)在制冷滑道(17)和制热滑道(8)的中间位置处,如图1所示。接通调控开关(13),当***温度升高时,隧道电极(1)两极板受热膨胀,其间距变近,通过其间的电流变大,使得电磁铁(4)的磁力变强,从而向固定铁块(18)一侧移动,如图2所示;当***温度降低时,隧道电极(1)两极板冷缩,其间距变远,通过其间的电流变小,使得电磁铁(4)的磁力变弱,从而向固定点(6)一侧移动,如图3所示。当隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***内的温度高于设定的常用温度越多,左滑杆(16)向左移动的位移就越大,串入制冷装置(14)闭合电路的制冷电阻(12)的有效电阻就越小,使得制冷的功率就越大;当此***内的温度低于设定的常用温度越多,左滑杆(16)向右移动的位移就越大,串入制热装置(9)闭合电路的制热电阻(10)的有效电阻就越小,使得制热的功率就越大;如果此***内温度出现上升和下降的交替变化,电磁铁(4)就会左右震荡,以便补偿***内温度的变化直至其恒定。
Claims (2)
1.一种隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***,其特征是:主要由隧道电极(1),放大器(2),磁芯开关(3),电磁铁(4),弹簧(5),固定点(6),右滑杆(7),制热滑道(8),制热装置(9),制热电阻(10),调控电源(11),制冷电阻(12),调控开关(13),制冷装置(14),变频空调(15),左滑杆(16),制冷滑道(17),固定铁块(18),磁芯电源(19)组成,利用隧道电极(1)的热胀冷缩特性来实现对温度自动灵敏地控制;隧道电极(1)两极板相互对着的这两面,其表面原子排列均匀有序,且能够导电,电阻系数小,工作时,这两面的间距在0至10-9米之间变化;在磁芯开关(3)闭合的状态下,由于温度的变化引起隧道电极(1)两极板热胀冷缩,从而改变隧道电极(1)两极板间的间距,同时使得通过隧道电极(1)两极板间电流的大小发生变化;固定铁块(18)被固定在电磁铁(4)的一侧,而弹簧(5)被固定点(6)固定在电磁铁(4)的另一侧;当***处于恒温状态时,固定铁块(18)和电磁铁(4)间的引力与弹簧(5)的弹力相互平衡,电磁铁(4)处于静止状态;电磁铁(4)上安装有左滑杆(16)和右滑杆(7);当本发明隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***内的温度升高时,隧道电极(1)两极板受热膨胀,其间距变近,通过其间的电流变大,使得电磁铁(4)的磁力变大,从而向固定铁块(18)一侧移动;当***内的温度降低时,隧道电极(1)两极板冷缩,其间距变远,通过其间的电流变小,使得电磁铁(4)的磁力变小,从而向固定点(6)一侧移动;当电磁铁(4)从平衡位置向左移动时,左滑杆(16)与制冷电阻(12)接通,右滑杆(7)与制冷滑道(17)接通,从而调控电源(11)、闭合的调控开关(13)、制冷装置(14)、制冷电阻(12)、左滑杆(16)、右滑杆(7)和制冷滑道(17)构成一个闭合电路,制冷装置(14)吹出冷气实现对整个***降温;当电磁铁(4)从平衡位置向右移动时,左滑杆(16)与制热电阻(10)接通,右滑杆(7)与制热滑道(8)接通,从而调控电源(11)、闭合的调控开关(13)、制热装置(9)、制热电阻(10)、左滑杆(16)、右滑杆(7)和制热滑道(8)构成一个闭合电路,制热装置(9)吹出热气实现对整个***升温;隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***内的温度高于变频空调(15)设定的常用温度越多,左滑杆(16)向左移动的位移就越大,串入制冷装置(14)闭合电路的制冷电阻(12)的有效电阻就越小,使得制冷的功率就越大;隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***内的温度低于变频空调(15)设定的常用温度越多,左滑杆(16)向右移动的位移就越大,串入制热装置(9)闭合电路的制热电阻(10)的有效电阻就越小,使得制热的功率就越大。
2.根据权利要求1所述的隧道效应超灵敏度电磁控制恒温***,其特征是:用工作端直径非常小,小到只有几个原子甚至一个原子大小的扫描探针代替隧道电极(1)两极板中的一块极板来检测***内温度的变化。
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