潜望镜保护玻璃温度控制器的设计

摘要： 采用AD590M作为温度传感器，通过控制继电器工作模式的转换来控制导电薄膜的通电加热，实现潜望镜窗口玻璃温度的远程监视与控制，达到了为潜望镜窗口保护玻璃去冰、去露或去雾的目的。

关键词： 潜望镜；温度传感器；保护玻璃；窗口比较器

概述

为了防止海水进入潜望镜内部，在潜望镜的光线人口处有一块能承受一定海水静压力的保护玻璃。当潜艇在寒冷的气候条件下使用潜望镜进行观察时，其头部窗口会很快地被凝结的冰霜所覆盖，过去唯一的解决办法就是降下潜望镜在海水中冲洗一下再升起观察。然而这种办法既不方便，效果也不理想，因为升起后不久就又被蒙上了。在极冷的气候下，如在北冰洋使用时，潜望镜会受到严重的影响而失去效用。解决以上问题的办法是在潜望镜中设置头部保护玻璃加温装置，其作用就是为潜艇潜望镜窗口保护玻璃提供除冰、化霜和去雾，保证潜望镜的正常使用。

温度控制系统

温度控制系统由潜望镜窗口保护玻璃上的加热导电薄膜、温度传感器和控制电路组成。由窗口玻璃对角线上的两支温度传感器AD590M测量窗口保护玻璃的平均温度，经过温度检测电路将传感器输出电流转化为电压，与双限电压比较器的阈值电压比较，显示保护玻璃的实际温度范围并控制继电器的工作，通过各继电器常闭、常开触点工作模式的转换，实现对窗口保护玻璃导电薄膜通电加热的控制。

导电薄膜

在潜望镜窗口保护玻璃上镀有透明的导电薄膜，在导电薄膜的周边镀有金属电极，在窗口保护玻璃的四个角上粘接有温度传感器，加热温控装置经过薄膜周边的金属电极向导电薄膜施加电压可控的交流电源，对潜望镜窗口保护玻璃进行加热。由于导电薄膜总是暴露于空气中，故存在膜层易受损伤和污尘的影响，通电后，加速了导电薄膜中自由电子的剧烈运动，使电能转换为热能，对保护玻璃起到加热作用。如果通电加热温度过高，时间过久，就会出现斑点状膜层脱落、短路甚至击穿，当潜望镜降入水中时，还容易产生玻璃的炸裂等现象。如果通电加热温度过低，时间过短，则不能达到迅速除冰、化霜和去雾的目的。要解决这一矛盾，除合适选择加热装置的功率外，加热温度的自动调节和监控是非常必要的，以适应不同的外界温度下加热的要求。

温度传感器的选择

半导体温度传感器主要有数字温度传感器和模拟温度传感器两种主要类型，并且每一种类型都包括许多种产品。数字温度传感器具有监视本地和远程温度等功能，已经在许多应用中取代了模拟输出温度传感器。然而模拟温度传感器能产生与温度成呈线性比例关系的电压或者电流信号，且无需附加线性化电路来校准传感器的非线性，因此模拟输出温度传感器在那些无需数字化输出的情况下也有广泛的应用，如AD590M电流输出温度传感器。

AD590M是美国模拟器件公司生产的一种单片集成两端电流输出温度传感器，其工作电压4~30V；测温范围-55~150℃；精度