Криостат. 
Теория тепломассопереноса в нефтегазовых и строительных технологиях

Криостат необходим для нагнетания и длительного поддержания температуры термостатирующей жидкости. Внутреннее пространство криостата разделено на два отсека — технический и рабочий. В техническом отсеке размещены компрессор, конденсатор с клапаном Шредера, осушительный патрон, помпа, микроконтроллер, выключатели и тумблеры. Пространство рабочего отсека занимает испаритель, окруженный слоем изоляционного материала. Криостат имеет возможности визуального наблюдения температуры термостатирующей жидкости, изменения температурного дифференциала, слива термостатирующей жидкости, а также подключения внешнего контура охлаждения как замкнутого, так и открытого типа. Корпус криостата выполнен из нержавеющей стали. Схема работы криостата изображена на рис. 4.7.

Рис. 4.7. Схема работы криостата

Мотор — компрессор 3 (рис. 4.7), холодопроизводительность которого до t = -15 °С составляет 284 Вт, до t = -23,3 °С — 182 Вт, откачивает газообразный фреон из испарителя 1, сжимает его и нагнетает в конденсатор 2. Здесь пары фреона охлаждаются, конденсируются и переходят в жидкую фазу. Далее жидкий фреон через фильтр-осушитель 4 и капиллярную трубку 5 направляется в испаритель 1. Попадая в каналы испарителя, жидкий фреон вскипает и начинает отбирать тепло с поверхности испарителя, тем самым, охлаждая внутренний объем камеры термостата и находящейся в нем термостатирующей жидкости. Пройдя через испаритель, жидкий фреон выкипает, превращаясь в пар, который опять откачивается мотором-компрессором 3. Этот процесс повторяется до достижения заданной электронным регулятором температуры стенок испарителя или всего объема камеры. При достижении заданной температуры электронный регулятор размыкает электрическую цепь и компрессор останавливается. Через некоторое время температура в ванне за счет тсплопотсрь начинает повышаться, контакты терморегулятора замыкаются, запускается мотор-компрессор и весь цикл повторяется сначала. Таким образом, внутри камеры криостата поддерживается в определенном интервале заданная температура. В составе криостата имеется помпа для слива жидкости, а также перекачивания по внешнему контуру. Микропроцессорный терморегулятор осуществляет контроль за состоянием и работой криостата и сигнализирует о наличии аварий при их появлении. Для мониторинга и удаленного управления криостатом с ПК, LX версия микроконтроллера может подключаться к системе Televis. Подсоединение к системе Televis реализовано через последовательный TTL порт посредством интерфейсного преобразователя шины TTL в RS485, которым является блок Bus Adapter 130 и интерфейсного модуля PCInterface 2150. Дистанционное управление криостатом с ПК осуществляется с помощью программы Televis 200.

Общий вид криостата представлен на рис. 4.8.

На рисунке не отображены соединительные трубопроводы и провода. При создании термостата использованы микроконтроллер Eliwell ID 974 LX, низкотемпературный компрессор Embraco Aspera NB 1116 Z, конденсатор Garcia Camara CV42, фреон марки R134A.

Рис. 4.8. Общий вид криостата: 1 — главный выключатель; 2 — микроконтроллер; 3 •— блок конденсатора; 4 — трубопроводы конденсатора; 5 — крышка технического отсека; 6 — крышка камеры испарителя;

7 — уплотнительная магнитная полоса; 8 — теплоизоляция камеры испарителя; 9 — испаритель; 10 — выключатель помпы; 11 — тумблер принудительного выключения компрессора; 12 — вентилятор; 13 — компрессор; 14 — навесы крышки камеры испарителя; 15 — штуцеры для подключения внешнего контура охлаждения.