潛望鏡保護玻璃溫度控制器的設計

摘  要： 本文介紹了潛望鏡窗口保護玻璃溫度控制系統的組成及工作原理。采用AD590M作為溫度傳感器，通過(guò)控制繼電器工作模式的轉換來(lái)控制導電薄膜的通電加熱，實(shí)現潛望鏡窗口玻璃溫度的遠程監視與控制，達到了為潛望鏡窗口保護玻璃去冰、去露或去霧的目的。

關(guān)鍵詞：潛望鏡；溫度傳感器；保護玻璃；窗口比較器

引言

為了防止海水進(jìn)入潛望鏡內部，在潛望鏡的光線(xiàn)入口處有一塊能承受一定海水靜壓力的保護玻璃。當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，因為升起后不久就又被蒙上了。在極冷的氣候下，如在北冰洋使用時(shí)，潛望鏡會(huì )受到嚴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置頭部保護玻璃加溫裝置，其作用就是為潛艇潛望鏡窗口保護玻璃除冰、化霜和去霧，保證潛望鏡的正常使用。

溫度控制系統的組成及

工作原理

溫度控制系統由潛望鏡窗口保護玻璃上的加熱導電薄膜、溫度傳感器和控制電路組成。由窗口玻璃對角線(xiàn)上的兩個(gè)溫度傳感器AD590M測量窗口保護玻璃的平均溫度，經(jīng)過(guò)溫度檢測電路將傳感器輸出電流轉化為電壓，與雙限電壓比較器的閾值電壓比較，顯示保護玻璃的實(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)工作模式的轉換，實(shí)現對窗口保護玻璃導電薄膜通電加熱的控制。

導電薄膜

在潛望鏡窗口保護玻璃上鍍有透明的導電薄膜，在導電薄膜的周邊鍍有金屬電極，在窗口保護玻璃的四個(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導電薄膜施加電壓可控的交流電，對潛望鏡窗口保護玻璃進(jìn)行加熱。由于導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，加速了導電薄膜中自由電子的劇烈運動(dòng)，使電能轉換為熱能，對保護玻璃起到加熱作用。如果通電加熱溫度過(guò)高，時(shí)間過(guò)久，就會(huì )出現斑點(diǎn)狀膜層脫落、短路甚至擊穿，當潛望鏡降入水中時(shí)，還容易產(chǎn)生玻璃的炸裂等現象。如果通電加熱溫度過(guò)低，時(shí)間過(guò)短，則不能達到迅速除冰、化霜和去霧的目的。要解決這一矛盾，除合理選擇加熱裝置的功率外，加熱溫度的自動(dòng)調節和監控是非常必要的，以適應不同的外界溫度下加熱的要求。

溫度傳感器的選擇

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

AD590M是一種單片集成兩端電流輸出溫度傳感器，其工作電壓為4V~30V；測溫范圍-55℃~150℃；精度