CN113906835A - 温度预测装置以及温度预测方法 - Google Patents

Abstract

简化加热装置的内部的模型化，并且抑制加热装置内的温度预测的精度的降低。使用关系式以使特定时刻(ts)的测定部位的位置的空气的温度与在加热装置的设定温度分布(12)中同特定时刻(ts)的测定部位的位置对应的空气的温度之差消失的方式来确定热传递系数，该关系式使用热传递系数来定义测定部位的被加热物的温度与测定部位的周围的空气的温度的差以及伴随时间经过的测定部位的被加热物的温度差的关系。使用测量温度变化曲线(13)和该关系式来预测搬送过程中的空气的温度分布(14)。

Description

温度预测装置以及温度预测方法

技术领域

本公开涉及对在加热装置内移动的被加热部物的温度进行预测的温度预测装置以及温度预测方法。

背景技术

以往，已知有对在加热装置内移动的被加热部物的温度进行预测的温度预测装置以及温度预测方法。例如，在日本专利第4226855号公报(专利文献1)中公开了一种温度预测方法，在加热装置内移动的基板(被加热物)的搬送方向上，使用被加热物通过的测定位置处的加热温度和被加热物的测定温度来计算每个测定位置的加热特性值。在该温度预测方法中，使用每个测定位置的加热特性值，预测加热装置的加热条件发生了变更的情况下的被加热物的温度变化曲线。根据该温度预测方法，能够高效地发现用于按照符合预先设定的要求条件的温度变化曲线对被加热物进行加热的加热装置的加热条件。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4226855号公报

发明内容

发明要解决的课题

在加热装置的内部，除了基于热风循环的被加热物与空气之间的热传递之外，例如重叠地产生来自加热装置的内壁的辐射热、被加热物内的热传导等多个热力学现象。由于难以将加热装置的内部严格地模型化，因此在加热装置内的温度预测中需要一定程度地简化加热装置的内部的模型化。但是，根据简化的模型，加热装置内的温度预测的精度可能降低。

本公开是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于，简化加热装置的内部的模型化，并且抑制加热装置内的温度预测的精度的降低。

用于解决课题的方案

本公开的一技术方案所涉及的温度预测装置预测对被加热物进行加热的加热装置内的温度。加热装置按照表示被加热物移动的搬送过程的多个位置中的每一个位置与该位置处的空气的温度的关系的第一设定温度分布，将与该位置对应的设定温度的空气朝向搬送过程输送。温度预测装置具备控制部和存储部。在存储部保存有表示在加热装置内移动的被加热物的测定部位的测定温度与测定时刻的关系的第一测定温度变化曲线。控制部使用关系式，以使特定时刻的测定部位的位置的空气的温度与在第一设定温度分布中同特定时刻的测定部位的位置对应的空气的温度之差消失的方式来确定热传递系数，关系式使用热传递系数来定义测定部位处的被加热物的温度与测定部位的周围的空气的温度之差、以及伴随时间经过的测定部位处的被加热物的温度差的关系。控制部使用第一测定温度变化曲线及关系式来预测搬送过程中的空气的温度分布。

本公开的另一技术方案所涉及的温度预测方法预测对被加热物进行加热的加热装置内的温度。加热装置按照表示被加热物移动的搬送过程的多个位置中的每一个位置与该位置处的空气的温度的关系的第一设定温度分布，将与该位置对应的设定温度的空气朝向搬送过程输送。温度预测方法包括如下的步骤：生成表示在加热装置内移动的被加热物的测定部位的测定温度与测定时刻的关系的第一测定温度变化曲线的步骤；使用关系式，以使特定时刻的测定部位的位置的空气的温度与在第一设定温度分布中同特定时刻的测定部位的位置对应的空气的温度之差消失的方式来确定热传递系数的步骤，关系式使用热传递系数来定义测定部位处的被加热物的温度与测定部位的周围的空气的温度之差、以及伴随时间经过的测定部位处的被加热物的温度差的关系；以及使用第一测定温度变化曲线及关系式，预测搬送过程中的空气的温度分布的步骤。

发明的效果

本公开所涉及的温度预测装置以及温度预测方法通过使用利用热传递系数来定义测定部位处的被加热物的温度与测定部位的周围的空气的温度之差、以及伴随时间经过的测定部位处的被加热物的温度差的关系的关系式，以使特定时刻的测定部位的位置的空气的温度与在第一设定温度分布中同特定时刻的测定部位的位置对应的空气的温度之差消失的方式确定热传递系数，能够简化加热装置的内部的模型化，并且抑制加热装置内的温度预测的精度的降低。

附图说明

图1是作为实施方式1的加热装置的一例的反射炉以及作为温度预测装置的一例的反射炉的控制装置的外观立体图。

图2是表示图1的控制装置的结构的功能框图。

图3是表示图1的反射炉的内部结构的图。

图4是表示由图1的控制装置进行的温度预测的过程的一例的流程图。

图5是表示数据记录器经由热电偶与图3的印刷电路板连接的情形的图。

图6是用于说明测定温度变化曲线的平滑化处理的时序图。

图7是一并示出设定温度分布、平滑化后的测定温度变化曲线以及炉内温度分布的图。

图8是一并表示图7的设定温度分布、炉内温度分布以及校正后的设定温度分布的图。

图9是表示温度预测的模拟结果的图。

图10是表示由实施方式2的温度预测装置进行的温度预测的过程的一例的流程图。

图11是表示由实施方式2的温度预测装置进行的温度预测的过程的另一例的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的实施方式进行详细说明。另外，对图中相同或相当的部分标注相同的附图标记，原则上不重复其说明。

实施方式1

图1是作为实施方式1的加热装置的一例的反射炉100及作为温度预测装置的一例的反射炉100的控制装置30的外观立体图。在图1中，X轴、Y轴以及Z轴相互正交。在后面说明的图3和图5中也是同样的。

如图1所示，在反射炉100中设置有入口部110和出口部120。反射炉100是具有隧道型的搬送过程的加热装置。从入口部110向反射炉100内部的传送机投入被加热物。在反射炉100的内部，对在传送机上移动的被加热物进行加热。

控制装置30例如控制反射炉100内的温度、加热机构的送风量以及传送机的搬送速度。被加热物例如是通过焊膏配置有多个安装部件的印刷电路板。焊膏是指在焊料的粉末中加入助焊剂而形成为适当的粘度的膏剂，也被称为膏状焊料。作为焊接在印刷电路板上的安装部件，例如能够举出陶瓷电容器等无源元件部件、形成有晶体管等有源元件的半导体芯片、或者集成了它们的集成电路等。

图2是表示图1的控制装置30的结构的功能框图。如图2所示，控制装置30包括处理电路31(控制部)、存储器32(存储部)、输入输出部33以及显示部34。处理电路31包括低通滤波器310。处理电路31可以包括专用的硬件，也可以包括执行存储于存储器32的程序的CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)。在处理电路31包括专用的硬件的情况下，例如，单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circui：专用集成电路)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)、或者将它们组合而成的结构相当于处理电路31。在处理电路31包括CPU的情况下，控制装置30的功能通过软件、固件、或者软件与固件的组合来实现。此外，CPU也被称为中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微型计算机、处理器或DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)。

软件或固件被描述为程序，且被存储在存储器32中。在存储器32中存储有用于进行反射炉100内的温度控制、送风控制以及传送机的驱动速度控制的控制软件的程序以及温度预测软件的程序。处理电路31执行存储于存储器32的程序。存储器32包括非易失性或易失性的半导体存储器(例如RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(ReadOnly Memory：只读存储器)、闪存、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory：可擦除可编程只读存储器)、或EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read OnlyMemory：电可擦可编程只读存储器))及磁盘、软盘、光盘、压缩盘、迷你盘或DVD(DigitalVersatile Disc：数字多功能光盘)。

图3是表示图1的反射炉100的内部结构的图。如图3所示，反射炉100包括传送机2、加热机构41～47、51～57、温度传感器Sa1～Sa7、Sb1～Sb7和冷却机构61、62。

加热机构41～47及冷却机构61从入口部110朝向出口部120依次隔开间隔地排列。加热机构51～57及冷却机构62从入口部110朝向出口部120依次隔开间隔地排列。加热机构41～47在Z轴方向上与加热机构51～57分别相向。冷却机构61和62在Z轴方向上相向。

传送机2在加热机构41～47与加热机构51～57之间，沿着从入口部110向出口部120延伸的搬送过程而配置。传送机2的搬送方向是由箭头3表示的方向。加热机构41～47、51～57分别将空气加热至由控制装置30设定的温度，并朝向传送机2输送该空气。冷却机构61、62分别将空气冷却至由控制装置30设定的温度，并朝向传送机2输送该空气。从加热机构41～47、51～57输送的空气的温度由温度传感器Sa1～Sa7、Sb1～Sb7分别测定，并输出到控制装置30。

控制装置30控制加热机构41～47、51～57输送的空气的温度(设定温度)和每单位时间的送风量。控制装置30控制传送机2的搬送速度。控制装置30将在Z轴方向上相向的2个加热机构的设定温度设定为相同的温度。控制装置30将冷却机构61、62的设定温度设定为相同的温度。

反射炉100的内部沿着传送机2被分为多个区间Sc1～Sc9。区间Sc1是投入到入口部110的印刷电路板1(第一被加热物)最初通过的区间。在区间Sc1～Sc8(多个加热区间)分别配置有加热机构41～47，并且分别配置有加热机构51～57。在区间Sc9配置有冷却机构61、62。

印刷电路板1以传送机2的搬送速度从入口部110移动至出口部120。印刷电路板1通过在搬送过程中被加热而被焊接。在焊接的对象部位，需要升温至焊料的熔融温度以上。另外，构成电路的安装部件具有允许的耐热温度。因此，在超过安装部件的耐热温度而升温的情况下，有可能在安装部件产生不良情况。即，反射炉100内的温度需要满足焊料的熔解温度以上且耐热温度以下的条件。

例如，在焊料的熔融温度为217℃、安装部件的耐热温度为240℃的情况下，如果印刷电路板1的整体被均匀地升温至230℃，则满足该条件。但是，由于在印刷电路板1上不均匀地配置有由各种材料构成的安装部件，所以在容易升温的部位和难以升温的部位，温度的上升率不同。为了在实际的制造工序中满足该条件，要求预先高精度地预测反射炉100内的搬送过程中的印刷电路板1的温度。

在反射炉100的内部，除了利用热风循环的被加热物与空气之间的热传递以外，例如重叠地产生来自反射炉100的内壁的辐射热以及被加热物内的热传导等多个热力学现象。由于难以严格地对反射炉100的内部进行模型化，因此在反射炉100内的温度预测中需要一定程度地简化反射炉100的内部的模型化。但是，根据简化的模型，反射炉100内的温度预测的精度可能降低。

因此，在反射炉100中，预先测定在搬送过程中移动的印刷电路板1的温度变化曲线。控制装置30例如使用牛顿的冷却定律那样的比较简单的物理定律，根据该温度变化曲线算出反射炉100内的空气的温度分布，以某采样时间中的印刷电路板1的测定部位的位置的空气的温度接近与该位置对应的加热机构41～47、51～57的设定温度的方式确定该测定部位的热传递系数。控制装置30使用该热传递系数进行印刷电路板1的温度预测。根据控制装置30，能够简化反射炉100的内部的模型化，并且抑制反射炉100内的温度预测的精度的降低。

图4是表示由图1的控制装置30进行的温度预测的过程的一例的流程图。如图4所示，温度预测的过程按照S101～S107的顺序进行。在S101中进行被加热物的温度测定。在S101中测定出的温度变化曲线(测定数据)保存在控制装置30的存储器32中。在S102中，在温度预测软件中读入测定数据。在S103中，在S101中测定温度变化曲线时的加热机构41～47、51～57的设定温度分布(搬送过程的多个位置中的每一个与该位置处的空气的温度的关系)以及传送机2的搬送速度被输入到控制装置30。在S103中，也可以参照在进行S101时输入到反射炉100的操作部的设定温度分布以及搬送速度。在S104中预测反射炉100内的温度分布(炉内温度分布)。在S105中，计算被加热物的每个测定部位的热传递系数。在S106中校正设定温度分布。在S107中，对在S106中校正后的设定温度分布发生了变更的情况下的被加热物的测定部位的温度变化曲线进行预测(模拟)。以下，详细说明S101～S107的处理内容。

在反射炉100中，在加热机构41～47、51～57按照某个设定温度分布(第一设定温度分布)送风的状态下，预先测定被加热物的温度在搬送过程中如何变化。另外，反射炉100中的设定温度分布表示多个加热机构与多个设定温度的对应关系。例如，在某一设定温度分布中，加热机构41～47的设定温度分别设定为T1～T7，加热机构51～57的设定温度分别设定为T1～T7。另外，作为在被加热物的温度测定中使用的设定温度分布，能够使用过去对具有与该被加热物的形状类似的形状的其他被加热物进行加热时使用的设定温度分布。在被加热物的温度测定中，不需要对被加热物使用最佳的设定温度分布。

图5是表示数据记录器8经由热电偶71、72与图3的印刷电路板1连接的情形的图。在图4的S101中，在图5所示的状态下，印刷电路板1和数据记录器8在反射炉100的搬送过程中移动。如图5所示，在印刷电路板1配置有安装部件81～83。热电偶71、72各自的一端与数据记录器8连接。热电偶71的另一端与安装部件81的测定部位P1连接。热电偶72的另一端与印刷电路板1的测定部位P2连接。在数据记录器8中，针对每个采样时间将采样时刻(测定时刻)与测定部位P1、P2各自的测定温度建立关联并保存。数据记录器8制作测定部位P1的测定温度变化曲线(第一测定温度变化曲线)及测定部位P2的测定温度变化曲线(第一测定温度变化曲线)。

作为测定部位，优选选定在印刷电路板1中需要精密地控制温度的部位。作为该部位，例如能够举出耐热温度最低最容易加热的部件、或者最难以加热的焊接部。作为测定部位，适当的部位能够根据安装部件的材料或者印刷电路板1的配线图案的配置来选定。在难以将测定部位限定为1个的情况下，优选选定多个测定部位(例如5～6处)。例如，树脂制的连接器的体热温度、或者铝电解电容器的耐热温度较低的情况较多，因此优选在这些部件的主体部安装热电偶，确认由加热引起的到达温度是否为耐热温度以下。或者，比较接近于传送机2的部件的焊接部有时来自加热机构的受热不充分，优选在该焊接部安装热电偶，确认是否达到焊接所需的熔融温度以及熔融时间。另外，测定部位并不限定于上述的部位，能够将印刷电路板1的任意的部位作为测定部位。另外，测定部位无需为多个，也可以将被加热物的最具有特征性的1个部位选定为测定部位。

由数据记录器8测定的测定温度变化曲线保存于图1的控制装置30的存储器32。另外，向控制装置30输入制作测定温度变化曲线时的设定温度分布及传送机2的搬送速度。处理电路31对测定温度变化曲线进行平滑处理。

通常，在数据记录器8中，测定温度按照温度测定的分辨率，针对每个采样时间被变换为离散的值，记录在测定温度变化曲线(离散温度变化曲线)中。作为采样时间的间隔，优选为0.1s～1s的值。另外，作为测定温度的分辨率，优选0.1℃～1℃的值。另外，在一般的反射炉的本体内，等间隔地设置加热机构的吹出口而断续地改变向印刷电路板的风量。因此，每单位时间的温度偏差大，相邻的测定温度的温度变化率按时间大幅变动。在测定温度为离散的值的情况下以及加热机构的加热能力存在变动的情况下，存在由测定温度变化曲线算出的反射炉的本体内的温度的偏差被放大的倾向。因此，在反射炉100中，在反射炉100的温度的计算之前，对测定温度变化曲线进行平滑处理。具体而言，处理电路31使用低通滤波器310对在测定温度变化曲线中采样时间相邻的2个测定温度的温度变化率进行平滑化。

图6是用于说明测定温度变化曲线的平滑化处理的时序图。在图6中，曲线9表示测定部位的实际的温度变化曲线。曲线10表示所测定的离散温度变化曲线。曲线11表示平滑化后的测定温度变化曲线。时刻st1～st14表示采样时间。另外，在图6中，示出了每个采样时间的采样值以及基于低通滤波器310的滤波处理值的对应。另外，为了便于说明，将图6中的温度测定的分辨率设为10℃。即，在图6中，测定温度是10的倍数的温度。

如图6所示，每个采样时间的实际的温度变化曲线9的温度被测定为最接近该温度的10的倍数的温度。例如，取样时间st3时的测定部位的实际温度为22℃左右，但测定温度被测定为20℃。处理电路31通过利用低通滤波器对离散温度变化曲线10进行平滑化来生成测定温度变化曲线11。

在测定温度变化曲线中连续的2个采样时间之间的温度差ΔT使用测定部位周边的空气的温度Ta(反射炉100内的温度)与测定部位的温度Tb的温度差、以及测定部位的热传递系数α，如以下的关系式(1)(牛顿的冷却定律的式子)那样表示。在式(1)中，C为常数。另外，在测定部位包括多个材料的情况下，视为由具有将该多个材料均质化的密度的假想的物质构成该测定部位。以下，将该假想的物质的热传递系数也称为假想的热传递系数。

[数学式1]

ΔT＝C·α·(Ta-Tb) …(1)

根据式(1)，反射炉100内的温度Ta如以下的式(2)那样表示。

[数学式2]

根据印刷电路板1的搬送速度(传送机2的速度)，求出采样时间时的测定部位的搬送过程中的位置。因此，通过使用测定温度变化曲线11以及式(2)，求出表示测定部位的搬送过程中的位置与该位置处的空气的温度的关系的炉内温度分布。

图7是一并示出设定温度分布12、平滑化后的测定温度变化曲线13以及炉内温度分布14的图。由于印刷电路板1的搬送速度是已知的，因此时刻与该时刻的测定部位的搬送过程中的位置对应。也一并参照图3，到时刻tm1为止的时间段对应于图3的区间Sc1。时刻tm1～tm2的时间段对应于区间Sc2。时刻tm2～tm3的时间段对应于区间Sc3。时刻tm3～tm4的时间段对应于区间Sc4。时刻tm4～tm5的时间段对应于区间Sc5。时刻tm5～tm6的时间段对应于区间Sc6。时刻tm6～tm7的时间段对应于区间Sc7。时刻tm7～tm8的时间段对应于区间Sc8。时刻tm8以后的时间段对应于区间Sc9。即，与时刻tm1～tm8分别对应的虚线表示被加热物通过相邻的区间的交界的时刻。时刻ts(特定时刻)是设定温度分布12的温度成为最大的时刻以及炉内温度分布14成为最大的时刻，包括在时刻tm6～tm7的时间段中。

在实际的反射炉100内，除了空气与测定部位之间的热传递以外，还产生来自反射炉100的内壁的热辐射、印刷电路板1内的热传导这样的物理现象。但是，同空气与测定部位之间的热传递相比，其他物理现象对温度Ta造成的影响较小。因此，通过在式(2)中适当地设定热传递系数α，能够在温度Ta的预测中得到充分的精度。

热传递系数α以使在炉内温度分布14中与时刻ts对应的温度与在设定温度分布12中与时刻ts对应的温度之差消失(或者收纳于允许范围内)的方式被确定。在图7中，在时刻ts，炉内温度分布14的温度与设定温度分布12的温度大致一致。作为特定时刻，如时刻ts那样，优选包括在使焊料熔融的时间段(区间)中，炉内温度分布14的温度成为最大的时刻。但是，最接近出口部120的区间的温度容易受到出口部120侧的区间的影响，在该区间中，反射炉100内的搬送过程的宽度方向的温度的偏差有可能较大。在这样的区间中包括最大温度的情况下，优选避开与该区间对应的时间段的时刻。因此，特定时刻并不限定于炉内温度分布14的温度成为最大的时刻。针对各测定部位的测定温度变化曲线，生成炉内温度分布，并且以该炉内温度分布的特定时刻的温度与该特定时刻的设定温度分布的温度大致一致的方式，对每个测定部位确定假想的热传递系数。

设定温度分布12能够在与各区间对应的时间段中表现为温度恒定的变化曲线。炉内温度分布14优选根据设定温度分布12而变化。即，优选在炉内温度分布14的各区间中，保持在设定温度分布12的各区间(时间段)中设定的温度。但是，在实际的反射炉100内，各区间的温度不是恒定的，受到与各区间相邻的区间的影响而产生温度的偏差。相邻的区间的设定温度之差越大，则设定温度与实际的反射炉100内的温度之差可能越大。特别是在入口部110以及出口部120，反射炉100内的暖风沿着搬送过程流出到外部，因此设定温度与实际的反射炉100内的温度之差可能显著变大。

与测定部位的不同无关，在设定温度分布12与炉内温度分布14存在差异的情况下，该差能够认为是基于反射炉100的基本的构造或者加热机构的温度控制方法而产生的。在针对每个测定部位计算出的炉内温度分布14存在差异的情况下，能够推测为其是依存于与搬送方向垂直的方向的测定部位的位置的反射炉100内的温度的偏差等所引起的差异与被加热物的每个测定部位的热传导率等热特性的不同所引起的差异组合而成的差异。

在反射炉100中，通过使用牛顿的冷却定律简易地对包括反射炉100对被加热物造成的热影响以及反射炉100内的温度的偏差等在内的反射炉100内的复杂的热力学现象进行模型化，能够计算炉内温度分布14。另外，用于使反射炉100内部的热力学现象简易地模型化的物理定律并不限定于牛顿的冷却定律。该物理定律只要是对使用热传递系数定义被加热物的测定部位的温度与该测定部位的周围的空气的温度之差、以及伴随时间经过的该测定部位的被加热物的温度差的关系的关系式进行推导的物理定律即可，可以是任意的物理定律。

图8是一并示出图7的设定温度分布12、炉内温度分布14以及校正后的设定温度分布15的图。如图8所示，在设定温度分布12与炉内温度分布14的差异比较少的区间Sc4～Sc8中，将设定温度分布12视为炉内温度分布，能够使用以下的式(3)来预测该测定部位的温度变化曲线。作为反射炉100内的某个位置的温度Ta，使用设定温度分布12中的与该位置对应的温度。

[数学式3]

但是，例如如区间Sc1～Sc3那样，根据区间不同，设定温度分布12与炉内温度分布14可能偏离，因此若将设定温度分布12直接用于温度预测，则温度预测的精度可能降低。因此，以设定温度分布12接近炉内温度分布14的方式对每个区间校正设定温度分布12。校正值既可以按每个区间设定为常数，也可以设定为与每个区间的设定温度成比例的值。在图8中，对在被加热物的温度测定中实际使用的设定温度分布12进行校正，得到设定温度分布15(第二设定温度分布)。设定温度分布15是比设定温度分布12接近炉内温度分布14的温度分布。设定温度分布15是对炉内温度分布14进行近似的设定温度分布，在温度预测的模拟中使用。

实际的设定温度分布12与在温度预测的模拟中使用的设定温度分布15相比，偏移了校正值的量。通过实际使用通过对在温度预测的模拟中使用的设定温度分布加上使符号反转后的校正值而得到的设定温度分布，能够在实际的反射炉100内再现温度预测的模拟的结果。

图9是表示温度预测的模拟结果的图。在图9中，设定温度分布15与图8的校正后的设定温度分布15相同。设定温度分布16是变更了设定温度分布15的设定温度分布。测定部位的温度变化曲线17、18是分别基于设定温度分布15、16的模拟结果。如图9所示，温度变化曲线18根据设定温度分布16相对于设定温度分布15的变化而相对于温度变化曲线17变化。通过实际使用通过将使设定温度分布15的校正值的符号反转后的值加上设定温度分布16而得到的设定温度分布，能够在实际的反射炉100内再现温度变化曲线18。

通过在入口部110及出口部120分别设定假想的区间并将该区间施加于设定温度分布，能够校正入口部110及出口部120的设定温度。另外，关于相邻的2个区间(第一区间以及第二区间)，在第一区间包括被设定为第一温度的第一温度区域，且第二区间包括被设定为第二温度的第二温度区域的情况下，也可以在第一区间与第二区间之间设定空气的温度从第一温度向第二温度变化的温度过渡区域。通过设定温度过渡区域，能够使设定温度分布12成为更接近炉内温度分布14的形状。设定温度分布12在具备时间轴和温度轴的曲线图上，能够通过直线的组合来表现。进而，也能够通过平滑处理使设定温度分布12接近炉内温度分布14。

再次参照图8，以使设定温度分布12与炉内温度分布14之差的绝对值成为基准值(例如5℃)以下的方式设定各区间的校正值，并使用校正后的设定温度分布15，由此能够提高温度预测的精度。也可以对被加热物的各测定部位设定个别的校正值。在简便的用途或在各测定部位算出的炉内温度分布14的差异比较小的情况下，也可以对各测定部位使用相同的校正值。另外，在将传送机2的搬送速度变更为更快的速度的情况下，设定温度分布能够表示为通过各区间的时间变得更短。在将搬送速度变更为更慢的速度的情况下，能够表示为通过各区间的时间变长。即使在搬送速度被变更的情况下，也能够不再次进行被加热物的温度测定，而通过使用校正后的设定温度分布及假想的热传递系数来进行温度预测。

另外，在实施方式1中，对具有隧道型的搬送过程的反射炉进行了说明。实施方式的加热装置也可以是能够使设定温度阶段性地变化的程序式加热炉。另外，在实施方式1中，对在加热装置的控制装置中进行被加热物的温度测定以及被加热物的温度预测这两者的情况进行了说明。被加热物的温度测定以及被加热物的温度预测不需要在同一装置中进行。例如，也可以通过与如通用PC(Personal Computer：个人计算机)那样的进行了被加热物的温度测定的装置不同的装置进行被加热物的温度预测。

以上，根据实施方式1的温度预测装置，能够简化加热装置的内部的模型化，并且抑制加热装置内的温度预测的精度的降低。

实施方式2

在实施方式2中，对如下结构进行说明：通过将针对设定温度分布的校正值登记于数据库，能够不进行基于炉内温度分布和设定温度分布的比较的校正值的计算地进行被加热物的温度预测。

在实施方式2中参照的数据库中，与加热装置的识别信息相关联地登记有测定部位的材质等被加热物(第一被加热物)的信息、基于过去实施的该被加热物的温度测定而校正的设定温度分布、基于加热机构的配置的各区间的长度、温度过渡区域的长度以及与各区间对应的校正值等信息。以下，将数据库中与加热装置的识别信息相关联的信息简称为加热装置的信息。在数据库中，将加热装置的识别信息作为检索关键字，能够检索加热装置的信息。该数据库既可以形成于图2的存储器32，也可以形成于外部的服务器。通过参照该数据库，能够基于本次使用的被加热物的构造(例如印刷电路板上的测定部位的材质)，确定与该构造对应的校正值。

图10是表示由实施方式2的温度预测装置进行的温度预测的过程的一例的流程图。图10所示的流程图是将图4所示的流程图的S104～S106置换为S204～S206的流程图。如图10所示，在实施方式2中温度预测的过程按照S101～S103、S204～S206、S107的顺序进行。与实施方式1同样地进行了S101～S103之后，在S204中，使用在S101中使用的加热装置的识别信息，在数据库中检索该加热装置的信息。在S205中，使用在S204中检索出的信息来校正S101中的设定温度分布，基于校正后的设定温度分布来预测温度变化曲线。在S206中，以在S205中生成的温度变化曲线接近在S101中测定出的测定温度变化曲线的方式，修正在S205中使用的热传递系数。在S107中，使用变更后的设定温度分布及修正后的热传递系数进行测定部位的温度预测。

在实施方式2中，根据数据库中登记的信息，生成校正后的设定温度分布。使用该设定温度分布，进行对进行了温度测定的被加热物(第二被加热物)的温度预测。以预测的温度变化曲线接近测定出的温度变化曲线的方式修正在温度预测中使用的测定部位的假想的热传递系数。

作为修正热传递系数的方法，例如能够举出以使测定温度变化曲线的最高温度与预测出的温度变化曲线的最高温度之差消失(或者收纳于允许范围内)的方式修正在温度预测中使用的测定部位的热传递系数的方法。通过着眼于温度变化曲线的最高温度，不需要最高温度以外的测定数据，因此不需要将被加热物的全部测定数据输入到温度预测软件。例如，通过将在某个位置测定出的温度变化曲线的最高温度传递到其他位置，并将该最高温度输入到温度预测软件，能够以所预测的温度变化曲线的最高温度与从远程地点传递来的最高温度一致的方式计算热传递系数。根据该方法，在远程地点之间，例如通过电话联系来传达测定温度变化曲线的最高温度，由此能够进行被加热物的温度预测。

图11是表示由实施方式2的温度预测装置进行的温度预测的过程的另一例的流程图。图11所示的流程图是从图10所示的流程图中除去了S102，并且在S205之后追加了S215，S206被置换为S216的流程图。图11所示的温度预测的过程按照S101、S103、S204、S205、S215、S216、S107的顺序进行。在进行了S101、S103、S204、S205之后，在S215中，在S101中生成的测定温度变化曲线的最高温度被输入到温度预测软件。在S216中，以使在S215中输入的最高温度与在S205中预测出的温度变化曲线的最高温度之差消失的方式修正在S205中使用的热传递系数。在S107中，进行基于变更后的设定温度分布的测定部位的温度预测。

在实施方式2中参照的数据库大多能够在构造相同的加热装置之间共用。即使在数据库中未登记基于某个加热装置的被加热物的测定数据的校正值等数据的情况下，只要在数据库中登记了具有与该加热装置同样的构造的加热装置的数据，就能够通过利用该数据来进行温度预测。另外，通过将配置于多个位置的加热装置的信息汇总于1个数据库，能够统一管理多个加热装置的设定温度分布以及搬送速度等条件。

在数据库中也可以登记炉内温度变化曲线。通过对按互不相同的加热装置制作的炉内温度变化曲线进行比较，能够根据炉内温度变化曲线的形状容易地确认每个加热装置的特征。另外，定期地(例如每隔1个月)，在某一加热装置中生成炉内温度变化曲线，将本次的炉内温度变化曲线与过去生成的炉内温度变化曲线进行比较，由此能够检查该加热装置的安全性。同样地，通过对根据被加热物的多个测定部位的测定数据计算出的炉内温度变化曲线进行比较，能够检测出加热装置内的温度的偏差、或者加热装置内的风路的一部分堵塞这样的局部的不良情况。

以上，根据实施方式2的温度预测装置，能够简化加热装置的内部的模型化，并且抑制加热装置内的温度预测的精度的降低。

本次公开的各实施方式也预定在不矛盾的范围内适当组合来实施。应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示而不是限制性的。本公开的范围不是由上述的说明而是由权利要求书示出，意在包括与权利要求书等同的意思以及范围内的所有变更。

附图标记的说明

1印刷电路板、2传送机、8数据记录器、30控制装置、31处理电路、32存储器、33输入输出部、34显示部、41～47、51～57加热机构、61、62冷却机构、71、72热电偶、81～83安装部件、100反射炉、110入口部、120出口部、310低通滤波器、Sa1～Sa7、Sb1～Sb7温度传感器。

Claims (9)

1.一种温度预测装置，其预测对第一被加热物进行加热的加热装置内的温度，其中，

所述加热装置按照表示所述第一被加热物移动的搬送过程的多个位置中的每一个位置与该位置处的空气的温度的关系的第一设定温度分布，将与该位置对应的设定温度的空气朝向所述搬送过程输送，

所述温度预测装置具备：

控制部；以及

存储部，保存有表示在所述加热装置内移动的所述第一被加热物的测定部位的测定温度与测定时刻的关系的第一测定温度变化曲线，

所述控制部

使用关系式，以使特定时刻的所述测定部位的位置的空气的温度与在所述第一设定温度分布中同所述特定时刻的所述测定部位的位置对应的空气的温度之差消失的方式来确定热传递系数，所述关系式使用所述热传递系数来定义所述测定部位处的所述第一被加热物的温度与所述测定部位的周围的空气的温度之差、以及伴随时间经过的所述测定部位处的所述第一被加热物的温度差的关系，

使用所述第一测定温度变化曲线及所述关系式来预测所述搬送过程中的空气的温度分布。

2.根据权利要求1所述的温度预测装置，其中，

在所述搬送过程中的空气的温度分布中，所述特定时刻的所述测定部位的位置的空气的温度为最大。

3.根据权利要求1或2所述的温度预测装置，其中，

所述控制部

以接近所述搬送过程中的空气的温度分布的方式校正所述第一设定温度分布而生成第二设定温度分布，

通过使在所述第二设定温度分布中与所述多个位置中的每一个位置对应的温度变化来生成第三设定温度分布，

使用所述第三设定温度分布及所述关系式来预测所述测定部位的温度变化曲线。

4.根据权利要求3所述的温度预测装置，其中，

在所述第二设定温度分布中与所述多个位置中的每一个位置对应的温度同在所述搬送过程中的空气的温度分布中与该位置对应的温度之差的绝对值小于基准值。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的温度预测装置，其中，

所述加热装置具备实现所述第一设定温度分布的多个加热机构，

所述多个加热机构沿着所述搬送过程配置，

所述加热机构沿着所述第一被加热物的搬送方向被分为多个加热区间，

在所述多个加热区间分别配置有所述多个加热机构，

所述温度预测装置还具备显示部，

所述控制部将表示所述第一被加热物通过所述多个加热区间中相邻的区间的交界的时刻的直线与所述测定部位的温度变化曲线重叠地显示于所述显示部。

6.根据权利要求3或4所述的温度预测装置，其中，

所述控制部参照登记有所述第一设定温度分布和用于校正所述第一设定温度分布的校正值的数据库来生成所述第二设定温度分布，

在所述存储部中还保存有表示在所述加热装置内移动的第二被加热物的测定部位的测定温度与测定时刻的关系的第二测定温度变化曲线，

所述控制部使用所述第二设定温度分布及所述关系式来预测所述第二被加热物的测定部位的第二温度变化曲线，以使所述第二温度变化曲线的最高温度与所述第二测定温度变化曲线的最高温度之差消失的方式来修正所述热传递系数。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的温度预测装置，其中，

在所述第一设定温度分布中，按照空气的温度被设定为第一温度的第一温度区域、空气的温度从所述第一温度向第二温度变化的温度过渡区域、空气的温度被设定为所述第二温度的第二温度区域的顺序设定有温度区域。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的温度预测装置，其中，

所述控制部通过对表示针对每个采样时间测定出的所述测定部位的温度与该采样时间的关系的离散温度变化曲线进行基于低通滤波器的平滑化处理来生成所述第一测定温度变化曲线。

9.一种温度预测方法，其预测对被加热物进行加热的加热装置内的温度，其中，

所述加热装置按照表示所述被加热物移动的搬送过程的多个位置中的每一个位置与该位置处的空气的温度的关系的第一设定温度分布，将与该位置对应的设定温度的空气朝向所述搬送过程输送，

所述温度预测方法包括如下的步骤：

生成表示在所述加热装置内移动的所述被加热物的测定部位的测定温度与测定时刻的关系的第一测定温度变化曲线的步骤；

使用关系式，以使特定时刻的所述测定部位的位置的空气的温度与在所述第一设定温度分布中同所述特定时刻的所述测定部位的位置对应的空气的温度之差消失的方式来确定热传递系数的步骤，所述关系式使用所述热传递系数来定义所述测定部位处的所述被加热物的温度与所述测定部位的周围的空气的温度之差、以及伴随时间经过的所述测定部位处的所述被加热物的温度差的关系；以及

使用所述第一测定温度变化曲线及所述关系式，预测所述搬送过程中的空气的温度分布的步骤。

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