潛望鏡保護(hù)玻璃溫度控制器的設(shè)計(jì)

摘要： 采用AD590M作為溫度傳感器，通過(guò)控制繼電器工作模式的轉(zhuǎn)換來(lái)控制導(dǎo)電薄膜的通電加熱，實(shí)現(xiàn)潛望鏡窗口玻璃溫度的遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制，達(dá)到了為潛望鏡窗口保護(hù)玻璃去冰、去露或去霧的目的。

關(guān)鍵詞： 潛望鏡；溫度傳感器；保護(hù)玻璃；窗口比較器

概述

為了防止海水進(jìn)入潛望鏡內(nèi)部，在潛望鏡的光線(xiàn)人口處有一塊能承受一定海水靜壓力的保護(hù)玻璃。當(dāng)潛艇在寒冷的氣候條件下使用潛望鏡進(jìn)行觀(guān)察時(shí)，其頭部窗口會(huì)很快地被凝結(jié)的冰霜所覆蓋，過(guò)去唯一的解決辦法就是降下潛望鏡在海水中沖洗一下再升起觀(guān)察。然而這種辦法既不方便，效果也不理想，因?yàn)樯鸷蟛痪镁陀直幻缮狭?。在極冷的氣候下，如在北冰洋使用時(shí)，潛望鏡會(huì)受到嚴(yán)重的影響而失去效用。解決以上問(wèn)題的辦法是在潛望鏡中設(shè)置頭部保護(hù)玻璃加溫裝置，其作用就是為潛艇潛望鏡窗口保護(hù)玻璃提供除冰、化霜和去霧，保證潛望鏡的正常使用。

溫度控制系統(tǒng)

溫度控制系統(tǒng)由潛望鏡窗口保護(hù)玻璃上的加熱導(dǎo)電薄膜、溫度傳感器和控制電路組成。由窗口玻璃對(duì)角線(xiàn)上的兩支溫度傳感器AD590M測(cè)量窗口保護(hù)玻璃的平均溫度，經(jīng)過(guò)溫度檢測(cè)電路將傳感器輸出電流轉(zhuǎn)化為電壓，與雙限電壓比較器的閾值電壓比較，顯示保護(hù)玻璃的實(shí)際溫度范圍并控制繼電器的工作，通過(guò)各繼電器常閉、常開(kāi)觸點(diǎn)工作模式的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對(duì)窗口保護(hù)玻璃導(dǎo)電薄膜通電加熱的控制。

導(dǎo)電薄膜

在潛望鏡窗口保護(hù)玻璃上鍍有透明的導(dǎo)電薄膜，在導(dǎo)電薄膜的周邊鍍有金屬電極，在窗口保護(hù)玻璃的四個(gè)角上粘接有溫度傳感器，加熱溫控裝置經(jīng)過(guò)薄膜周邊的金屬電極向?qū)щ姳∧な┘与妷嚎煽氐慕涣麟娫?，?duì)潛望鏡窗口保護(hù)玻璃進(jìn)行加熱。由于導(dǎo)電薄膜總是暴露于空氣中，故存在膜層易受損傷和污塵的影響，通電后，加速了導(dǎo)電薄膜中自由電子的劇烈運(yùn)動(dòng)，使電能轉(zhuǎn)換為熱能，對(duì)保護(hù)玻璃起到加熱作用。如果通電加熱溫度過(guò)高，時(shí)間過(guò)久，就會(huì)出現(xiàn)斑點(diǎn)狀膜層脫落、短路甚至擊穿，當(dāng)潛望鏡降入水中時(shí)，還容易產(chǎn)生玻璃的炸裂等現(xiàn)象。如果通電加熱溫度過(guò)低，時(shí)間過(guò)短，則不能達(dá)到迅速除冰、化霜和去霧的目的。要解決這一矛盾，除合適選擇加熱裝置的功率外，加熱溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)和監(jiān)控是非常必要的，以適應(yīng)不同的外界溫度下加熱的要求。

溫度傳感器的選擇

半導(dǎo)體溫度傳感器主要有數(shù)字溫度傳感器和模擬溫度傳感器兩種主要類(lèi)型，并且每一種類(lèi)型都包括許多種產(chǎn)品。數(shù)字溫度傳感器具有監(jiān)視本地和遠(yuǎn)程溫度等功能，已經(jīng)在許多應(yīng)用中取代了模擬輸出溫度傳感器。然而模擬溫度傳感器能產(chǎn)生與溫度成呈線(xiàn)性比例關(guān)系的電壓或者電流信號(hào)，且無(wú)需附加線(xiàn)性化電路來(lái)校準(zhǔn)傳感器的非線(xiàn)性，因此模擬輸出溫度傳感器在那些無(wú)需數(shù)字化輸出的情況下也有廣泛的應(yīng)用，如AD590M電流輸出溫度傳感器。

AD590M是美國(guó)模擬器件公司生產(chǎn)的一種單片集成兩端電流輸出溫度傳感器，其工作電壓4~30V；測(cè)溫范圍-55~150℃；精度