彩色相片冲洗恒温器

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当广大摄影爱好者试图动手自洗彩色相片时,往往遭到失败。为什么呢?这是由于彩色相片的冲洗远较黑白相片的冲洗为难。除了操作技术上的因素之外,它对冲洗液的温度及冲洗时间要求是相当严格的。一般购到的彩色相纸均标有冲洗液的温度(如上海牌为20℃±0.5℃,柯达 EP-2为32.8℃±0.3℃),而这么精确的温度是很难以在整个操作过程中保持的。其产生的后果轻的是相片色彩不鲜艳,重的则是灰蒙蒙的一片。应摄影爱好者的要求,本文介绍一种彩色相片冲洗恒温控制器,其温度控制范围为+15℃~45℃(实际使用为18℃、20℃、33℃、38℃几个常用温度),控温精度不劣于±0.3℃。

恒温控制器

图1是恒温控制器的电原理图,其中R\(_{t}\)是一只负温度系数热敏电阻MF-51。16V电压经整流滤波后供给以热敏电阻Rt为主的测温电桥AD。B点和C点分别为电桥两臂对角线的中点,而运算放大器F007是用来比较B、C两点间的电位差的。它决定了是否加热。显然,对于上述电桥,当 R\(_{AB}\)×RCD=R\(_{AC}\)×RBD时电桥平衡,这时U\(_{BC}\)=0。在理想状态下,运放的输出电压处于中点电压。但是实际上这是不存在的,由于F007的放大倍数很大,故它的输出不是电源电压就是地电压。在这里假定它输出的电压为电源电压,则使继电器J1、J\(_{2}\)接通,开始加热升温。Rt由于受热而使阻值减小,电桥失去平衡,U\(_{BC}\)>0,运放输出地电压,继电器释放,停止加温,使液体逐渐冷却。这时Rt的阻值变大直至U\(_{BC}\)<0运放再次驱动继电器。这样周而复始就把液体控制在某一设定温度范围内了。

图1
图1 🔍原图 (1266×466)

在图1中发光二极管LED\(_{1}\)是作为电源指示用的,它是一只发光的半导体二极管。当外电网电压波动时,由于2CW19的稳压作用,使得流过LED1上的电流变化将更为明显。我们可以根据它的亮度来估计外电网电压的大小。

由热敏电阻R\(_{t}\)等组成的测温电桥AD具有下列特点:

(1)由于电桥桥臂是在平衡点工作,且上下桥臂具有相同的阻值,故使电桥本身的温度系数可以相互抵消,以消除冬天和夏天温度刻度不一致的问题,并且对电桥电源的要求也大为放宽。

(2)电桥A、D间的电压是通过680Ω及390Ω电阻分压而得到的,这是因为F007一般是双电源工作的,在这里为简化线路而采用单电源工作,故必须对F007的输入端加上适当的偏置。实践证明采用上述偏置方法既简单又可靠,而线路变得十分简单。同时由于分压的结果,减小了R\(_{t}\)上的工作电压,在满足感温灵敏度的基础上,防止因Rt的自身发热而影响到控制精度。

(3)上述电桥能获得线性化刻度。可以分析如下:由于热敏电阻的阻值与温度关系近似指数关系,且离散性较大(参见图2),为了使刻度具有线性,我们必须在R\(_{t}\)上并联和串联R1\(^{*}\)、R\(_{2}\)*、200Ω\(^{*}\),且反复调整R1*、R\(_{2}\)\(^{*}\)、200Ω*使在15℃、30℃、45℃三点上能满足线性关系。实践证明,只要在始端、终端及中端电桥阻值满足理论定义值,则上述电桥的刻度也可以认为是线性的,它在其余点的误差也是很小的(大约为0.3~0.4℃)。

图2
图2 🔍原图 (555×447)

一般来说,由于热敏电阻的离散性很大,R\(_{1}\)\(^{*}\)、R2*、200Ω\(^{*}\)对每台仪器阻值都不相同。作为工厂批量生产,上述R\(_{1}\)*、R2\(^{*}\)、200Ω*都是通过计算机求解三元方程组而获得的,调试亦很方便。为便于业余制作,读者在仿制时也可以把电位器W\(_{1}\)改成指数式电位器,省去R1\(^{*}\)、R\(_{2}\)*,配合温度计进行自由刻度。可以选取一只热敏电阻,测出其阻值R45℃和R15℃,用一只等于R45℃的电阻来替换3K\(^{*}\)电阻,选用Rw=R15℃-R45℃。这种方法能保证仪器控温范围为15℃~45℃,但刻度一般是不均匀的。如发觉控温灵敏度不够,可适当增加200Ω*的阻值。

图1中F007上的一只10MΩ电阻是正反馈电阻,它使运放变成一只施密特触发器,有适当的回差,以使继电器吸放不致过于频繁。

W\(_{2}\)为调零电位器,其调整方法如下:短路B、C两点,在6脚和BC间接一微安表,调整W2使微安表的指针回零,再断开B、C两点,拆除微安表即成。

LED\(_{2}\)是为使继电器J1可靠地释放不致产生误动作而设置的,同时它还是一只加温指示灯,可以明确地指示加温还是降温。

冲洗装置

冲洗装置是由热得快(加热用)、搅拌机、不锈钢槽、加温缸、精密水银温度计及恒温控制器组成,参见图3。

图3
图3 🔍原图 (605×573)

先把不锈钢薄板制成一只长方形的槽,其具体尺寸视冲洗的相片大小而定。一般它的高度及宽度要求12英寸长,而厚度仅为1~2厘米,这是由于冲洗药液很贵,在业余条件下尽量做得小些。加温缸实际上是一只保温缸,里面灌水用来使冲洗药液保温。为了防止热量散失,加温缸应盖上盖子。热得快为加热元件,而搅拌机是用来搅拌热水的。如果不用搅拌机槽内液体与外面水的温度相差可达2~3℃,这是不行的。精密水银温度计是作为溶液的温度绝对标定而设置的。

使用

把热得快通过10A保险丝、继电器J\(_{2}\)的常开触点J2-1接入220V电网。调W\(_{1}\)设定控制温度,开启搅拌机,开启控温仪,使水恒温在某一温度。读取精密水银温度计读数,看其是否控制在所需温度,如不是则调整W1以至符合。然后把装有药液的不锈钢槽放入加温缸,等内外温度恒定后再行冲洗。应该指出的是,由于彩色相片冲洗包括显影、坚膜、定影及稳定等一系列过程,上述不锈钢槽应该多准备几只,由于本文的中心内容是谈温度控制器,其它问题不再赘述,图3也只是一张示意图。

热敏电阻的引出电极一般是个防水的,正规的方法是用不锈钢管护套加以密封,考虑到业余制作的具体情况,可以取一段长约20厘米的塑料套管,一端使其热合,从另一端放入热敏电阻及引出线后再使其热合防水。塑料套管直径不能过大,以防热敏电阻不能贴紧套管而引起导热不良。(王骏康)