Защитный термочехол
Полезная модель относится к области приборостроения и может быть использована при конструировании блоков радиоэлектронной аппаратуры. Техническим результатом полезной модели является обеспечение надежности функционирования электро - и радиооборудования при низких температурах окружающей среды и существенном снижении энергопотребления при существенной радиопрозрачности термочехла. Технический результат полезной модели достигается тем, что защитный термочехол, выполненный с возможностью размещения в нем электро - и радиооборудования, содержащий нагревательный элемент, конструкции типа "сэндвич", реализованный в виде гибкого тканого электронагревателя по обеим сторонам которого размещены защитные экраны, выполненные из двух слоев, включающих теплозащитную ткань с различными оптическими характеристиками наружной и внутренней сторон и теплоизляционный материал, причем термодатчик установлен внутри электро - и радиооборудования с дополнительным введением визуальной индикации состояния работы электронагревателя. Технико-экономический эффект полезной модели обеспечивает надежность функционирования электро - и радиооборудования при низких температурах окружающей среды и существенном снижении энергопотребления термочехла, причем применение многослойного материала нагревателя при использовании электропроводящих сеток в предлагаемой конструкции изделия позволяет не только увеличить пропускание сверхвысокочастотных электромагнитных волн материала термочехла, но и уменьшить влияние поверхностных волн изделия.
Полезная модель относится к области приборостроения и может быть использована при конструировании блоков радиоэлектронной аппаратуры.
Как известно, при функционировании радиоэлектронных блоков могут иметь место следующие три формы передачи тепловой энергии:
конвекционная теплопередача, теплопроводность и тепловое излучение, причем наличие хорошей термической изоляции, позволяет одновременно снизить интенсивность всех этих трех форм переноса тепловой энергии.
Известен термоизолированный корпус (см. патент FR №2137316 МПК Н 05 К 05/00, от 29.12.72), предназначенный для термической изоляции генератора с кварцевой стабилизацией, при использовании материала, заполняющего полость термоизолирующего корпуса, имеющего неоднородную структуру со слабой удельной теплопроводностью и невысокой степенью термопоглощения, причем внутри корпуса поддерживается вакуум или внутренняя полость его заполнена газом, для которого характерна невысокая величина термической удельной проводимости, кроме того, термоизолирующий корпус имеет
герметическую крышку, а в качестве материала имеющего неоднородную, расчлененную структуру, используются шарики из материала, обладающие высоким коэффициентом преломления (например, изготовленные из стекла), а диаметр шариков приблизительно равен 0,1 самого близкого расстояния между устройством и стенкой корпуса.
Однако известное техническое решение дорогостоящее и трудно выполнимое.
Известен защитный экран (см. FAU installation Handbook Erisccon N LZT 123 55 50 R 18, от 10.11.99), выполненный с возможностью размещения в нем стационарного абонентского терминала FAU-200 фирмы Erisccon, содержащий нагревательный элемент и защитные экраны, изготовленные в виде конструкции типа "сэндвич ", причем антенный блок представляет собой полую тонкостенную трапецию из литьевого алюминиевого сплава, кроме того, на внутренней поверхности днища отлит совместно со стенкой днища полый короб, к торцевым поверхностям которого крепится приборная доска, прикрытая сверху защитными экранами в виде пластикового кожуха, закрывающего корпус антенного блока и внешнюю поверхность днища и нагревательного элемента.
Причем стационарный абонентский терминал FAU-200, выполняющий функции приемника, передатчика и антенны спутникового телефона, осуществляет защиту от воздействия окружающей среды в температурных пределах порядка от -30° до +50°С, путем создания теплового баланса для элементов антенного блока экранами и квазистационарной теплопередачи воздуха между ребрами днища и крышки.
Однако, работа при чрезвычайно низких температур окружающей среды крайнего Севера невозможна.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является защитный термочехол (см. патент RU №2246188 МПК7 Н 05 К 07/20, от 10.02.05), выполненный с возможностью размещения в нем стационарного радиоблока спутникового телефона, содержащий
нагревательный элемент, конструкции типа "сэндвич", реализованной в виде гибкого тканого электронагревателя по обеим сторонам которого размещены защитные экраны, выполненные из двух слоев, включающих теплозащитную ткань с различными оптическими характеристиками наружной и внутренней сторон и теплоизляционный материал, причем на гибком тканом электронагревателе установлено защитное реле, срабатывающее при температуры +60° +2°С, а коммутация гибкого тканого электронагревателя осуществляется блоком управления, установленным на корпусе радиоблока при температуре электронагревателя устанавливается на уровне - -23±1°С, а включение - -17±2°С.
Недостаток известного изобретения заключается в существенном энергопотребления термочехла.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение надежности функционирования электро - и радиооборудования при низких температурах окружающей среды и существенном снижении энергопотребления, при существенном радиопрозрачности термочехла.
Технический результат полезной модели достигается тем, что защитный термочехол, выполненный с возможностью размещения в нем электро - и радиооборудования, содержащий нагревательный элемент, конструкции типа "сэндвич", реализованной в виде гибкого тканого электронагревателя по обеим сторонам которого размещены защитные экраны, выполненные из двух слоев, включающих теплозащитную ткань с различными оптическими характеристиками наружной и внутренней сторон и теплоизляционный материал, причем термодатчик установлен внутри электро - и радиооборудования (например, точка заземления или в зоне ЧИПа) с дополнительным введением визуальной индикации состояния работы электронагревателя.
Команда на подачу питания для гибкого тканого электронагревателя или его отключения определяется термодатчиком, установленного в наиболее термочувствительном либо теплонагруженном месте электро - и
радиооборудования при автоматической фиксации критической температуры в зоне ЧИПа, причем контроль готовности электро - и радиооборудования к работе дополнительно осуществляется визуально: по двум индикаторным лампочкам: красная - недостаточность температурного режима на электро - и радиооборудовании и необходимость, подачи питания на блок управления питанием электронагревателя; зеленая -достигнут, необходимый температурный режим на электро - и радиооборудовании и готовность его к функционированию.
Причем, коэффициент радиопрозрачности термочехла в диапазоне сверхвысоких частот от 2,0 до 8,3 ГГц составляет порядка 0,95.
Предложен, гибкий всепогодный термочехол, обеспечивающий высокоэффективную изоляцию в диапазоне температур порядка от -70° до +60°С с минимальным энергопотреблением при существенной радиопрозрачности предложенной структуры термочехла.
Использование материала термочехла из электропроводящей ткани марки "БИКАРБОЛОН", представляющего собой однослойную электропроводящую ткань (сетку) с теплоизолирующим материалом и наружной оболочкой из материала типа "OXWORD".
Причем термодатчик позволяет контролировать температуру на подложке ЧИПа при работе его в оговоренных (заданных) температурных режимах для достижения надежной работы электро - и радиооборудования при чрезвычайно низкой температуре окружающей среды и при ее резких изменениях, а введение визуальной индикации позволяет увеличить срок службы электро - и радиооборудования.
Сравнение предлагаемого решения с известными техническими решениями показывает, что оно обладает новой совокупностью существенных признаков, которые позволяют успешно реализовать поставленную цель.
На фиг.1а, б приведен защитный термочехол, на фиг.2 - испытательный стенд.
Защитный термочехол 1, выполненный с возможностью размещения в нем электро - и радиооборудования 2, содержащий нагревательный элемент, конструкции типа "сэндвич", реализованный в виде гибкого тканого электронагревателя 3 по обеим сторонам которого размещены защитные экраны 4, 5, выполненные из двух слоев, включающих теплозащитную ткань с различными оптическими характеристиками наружной 4 и внутренней 5 сторон и теплоизляционный материал 6, причем термодатчик 7 установлен внутри радиоблока 2 (например, точка заземления или в зоне ЧИПа) с введением визуальной индикации 8 работы электронагревателя 3, а также блок генератора 9 качающейся частоты ГКЧ Я2Р - 75Б, индикаторный блок 10Я2Р - 70 и антенна 11 прибора П6 - 23А, металлический лист 12 блок питания 13, блок управления 14.
Оценки свойств материала термочехла 1 проводились на измерительной установке (см. фиг.2) на основе блока генератора 9 качающейся частоты ГКЧ Я2Р - 75Б, индикаторного блока 10 Я2Р - 70 и антенны 11 прибора П6 -23А.
Испытания радиопрозрачности изделия осуществлялись в ближней зоне антенны 11 в диапазоне частот 2,0-8,3 ГГц при отражении от металлического листа 12 и относительно свободного пространства.
Термочехол 1 помещался в зоне излучения антенны 11 прибора П6 - 23А перед свободным пространством или металлического листа 12, существенно превышающая раствор антенны.
Во всем диапазоне спектра сверхвысоких частот работы установки разница между пропусканием испытываемого термочехла 1 и отражением от испытываемого термочехла 1 и образца сравнения для обоих случаев не превышала 0,5 дб.
Включение-выключение блока питания 13 не вызывало изменение отраженного сигнала от термочехла 1 и от термочехла 1 на металлическом листе 12.
Принцип действия термочехла 1 основан в поэтапном задействовании термостабилизации при изменении климатических условий окружающей среды путем циклического включения гибкого тканого электронагревателя 3, определяемом режимами работы блока управления 14 при активном функционировании электро - и радиооборудования 2.
При высоких температурах воздействия на термочехол 1 на наружную 4 теплозащитную ткань, которая отражает лучистую энергию Солнца, а при проникновении тепла через теплоизоляционный материал 6, отражение осуществляет второй слой теплозащитной ткани 5, при не нарушении теплового баланса электро - и радиооборудования 2.
При низких температурах воздействия на термочехол 1 гибкий тканый электронагреватель 4 выделяет тепло, направленное на "выживание" электро - и радиооборудования 2 через теплоизоляционный материал 6 и теплозащитную ткань 4, и отраженное от внутренней стороны теплозащитной ткани 5, как от рефлектора, со степенью черноты поверхности порядка 0,92, тепло возвращается для электро - и радиооборудования 2.
При этом термодатчик 7, установленный на основании ЧИПа, позволяет полно контролировать жизнеспособность электро - и радиооборудования 2.
Технико-экономический эффект полезной модели обеспечивает надежность функционирования электро - и радиооборудования при низких температурах окружающей среды и существенном снижении энергопотребления термочехла, причем применение многослойного материала нагревателя при использовании электропроводящих сеток в предлагаемой конструкции позволяет не только увеличить пропускание сверхвысокочастотных электромагнитных волн материала термочехла, но и уменьшить влияние поверхностных волн (например, существенно уменьшить боковые лепестки диаграммы направленности антенны).
Защитный термочехол, выполненный с возможностью размещения в нем стационарного электро- и радиооборудования, содержащий нагревательный элемент, конструкции типа "сэндвич", реализованный в виде гибкого тканого электронагревателя по обеим сторонам которого размещены защитные экраны, выполненные из двух слоев, включающих теплозащитную ткань с различными оптическими характеристиками наружной и внутренней сторон и теплоизляционный материал, отличающийся тем, что термодатчик установлен внутри электро- и радиооборудования с дополнительным введением визуальной индикации состояния работы электронагревателя.
