JP2015130458A - Drive control circuit and analyzer equipped with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、誘導性負荷の駆動を制御するための駆動制御回路及びこれを備えた分析装置に関するものである。 The present invention relates to a drive control circuit for controlling the driving of an inductive load and an analyzer equipped with the drive control circuit.
例えば全窒素全りん計、蛍光X線分析装置、分光光度計といった分析装置においては、モータ又は電磁弁などのアクチュエータの状態を保持するために誘導性負荷に通電が行われる場合がある(例えば、下記特許文献1参照)。誘導性負荷は、コイル又はソレノイドなどからなり、誘導性負荷への通電状態を変化させることにより、電磁エネルギーを機械運動に変換することができる。
For example, in an analyzer such as a total nitrogen total phosphorus meter, a fluorescent X-ray analyzer, and a spectrophotometer, an inductive load may be energized to maintain the state of an actuator such as a motor or a solenoid valve (for example, See
誘導性負荷への通電を行う場合には、誘導性負荷自体の電気抵抗により銅損が発生し発熱する。また、誘導性負荷への通電状態を変化させる場合には、磁束密度の変動に伴って鉄損(ヒステリシス損及び渦電流損)が発生し発熱する。このような発熱により、アクチュエータの各部の温度が上昇することとなるが、温度上昇が大きい場合には、誘導性負荷の焼損や、その他の構成部材(磁性材料や絶縁材料)の不可逆的な変性により、機能の劣化を招くおそれがある。 When energizing an inductive load, copper loss occurs due to the electrical resistance of the inductive load itself, and heat is generated. Further, when changing the energization state to the inductive load, iron loss (hysteresis loss and eddy current loss) is generated with the fluctuation of the magnetic flux density and heat is generated. Such heat generation causes the temperature of each part of the actuator to rise. However, if the temperature rise is large, inductive load burnout or irreversible modification of other components (magnetic material or insulating material) As a result, the function may be deteriorated.
そこで、上記のような問題を解決するために、例えばアクチュエータが発熱しにくい構造を採用したり、アクチュエータが発熱しにくい制御を行ったりする場合がある。アクチュエータが発熱しにくい構造としては、誘導性負荷を大型化することにより電流容量を大きくしたり、熱をアクチュエータの外部に逃がしやすい構造や熱伝導性が高い材料を採用するなどの熱設計を行ったり、アクチュエータを冷却ファンで空冷したりすることが考えられる。 Therefore, in order to solve the above problems, for example, a structure in which the actuator does not easily generate heat may be employed, or control in which the actuator does not generate heat may be performed. For the structure where the actuator does not generate heat easily, the thermal capacity is increased by increasing the current capacity by increasing the inductive load, adopting a structure that allows heat to escape to the outside of the actuator, or a material with high thermal conductivity. Or the actuator may be air-cooled with a cooling fan.
また、ソレノイドなどにおいては、例えばラッチ構造のように、通電を停止しても状態を保持することができるような構造を採用することにより、発熱量を低減することも可能である。この場合、例えばボール、圧縮ばね及びねじなどを用いたボールプランジャ機構を採用することが考えられる。 Further, in a solenoid or the like, it is also possible to reduce the amount of heat generated by adopting a structure that can maintain the state even when energization is stopped, such as a latch structure. In this case, it is conceivable to employ a ball plunger mechanism using, for example, a ball, a compression spring, and a screw.
一方、アクチュエータが発熱しにくい制御としては、例えば駆動信号を受けて充電が開始されるCR時定数回路により、誘導性負荷への通電時間を制限することが考えられる(例えば、下記特許文献2参照)。また、ソレノイドなどにおいては、吸引時には連続通電を行う一方で、状態を保持する際にはパルス電流に切り替えることも考えられる(例えば、下記特許文献3参照)。
On the other hand, as a control in which the actuator does not easily generate heat, for example, it is conceivable to limit the energization time to the inductive load by a CR time constant circuit that starts charging upon receiving a drive signal (see, for example,
しかしながら、アクチュエータが発熱しにくい構造を採用した場合には、以下のような問題が生じる場合がある。まず、誘導性負荷を大型化した場合には、製品の小型化が妨げられるという問題がある。また、アクチュエータの表面から熱が放出されるような構造の場合には、周囲の温度が上昇することにより、製品の構成部品からガスが放出されるおそれがある。 However, the following problems may occur when the actuator has a structure that does not easily generate heat. First, when the inductive load is increased in size, there is a problem that miniaturization of the product is hindered. Further, in the case of a structure in which heat is released from the surface of the actuator, there is a possibility that gas is released from the component parts of the product due to an increase in ambient temperature.
この場合、例えば上記特許文献1のように、分光光度計における光量調整用スリット機構にアクチュエータを用いた構成では、熱により製品の構成部品から放出されたガスが、分析結果に影響を与えるおそれがある。また、アクチュエータの表面が高温になることにより、製品の使用者が火傷するのを防止するための機構を設けるなど、安全面での配慮が必要となる場合もある。
In this case, for example, in the configuration using an actuator for the light amount adjusting slit mechanism in the spectrophotometer as in
一方、アクチュエータが発熱しにくい制御を行った場合には、以下のような問題が生じる場合がある。まず、CR時定数回路などを用いて誘導性負荷への通電時間を制限する場合には、設定された通電時間が経過して通電が停止された後、誘導性負荷の冷却に必要な時間が経過する前に通電指示を受ける可能性がある。 On the other hand, when the actuator is controlled so as not to generate heat, the following problems may occur. First, when the energization time to the inductive load is limited using a CR time constant circuit or the like, the time required for cooling the inductive load after the set energization time has elapsed and the energization was stopped. There is a possibility of receiving an energization instruction before it elapses.
この場合、誘導性負荷の焼損や過熱を防止することができないという問題がある。特に、設定された通電時間が経過した直後に通電指示を受けた場合には、誘導性負荷を冷却することができず、上記のような問題が生じやすい。また、アクチュエータを使用する製品の周囲温度が上昇した場合などには、設定された通電時間が適切ではなくなる場合もある。 In this case, there is a problem that burning and overheating of the inductive load cannot be prevented. In particular, when an energization instruction is received immediately after the set energization time has elapsed, the inductive load cannot be cooled, and the above-described problems are likely to occur. In addition, when the ambient temperature of a product using the actuator rises, the set energization time may not be appropriate.
ソレノイドなどにおいて状態を保持する際にパルス電流を用いる場合には、パルス電流のデューティ比を適切に設定することが難しいという問題がある。すなわち、ソレノイドの焼損を防止するためにパルス電流のデューティ比を下げ過ぎた場合には、要求される状態保持力が得られないおそれがある。一方、要求される状態保持力を発生させるためにパルス電流のデューティ比を上げ過ぎた場合には、ソレノイドの焼損を防止することができないおそれがある。 When a pulse current is used when maintaining a state in a solenoid or the like, there is a problem that it is difficult to set the duty ratio of the pulse current appropriately. In other words, if the duty ratio of the pulse current is excessively lowered to prevent the solenoid from burning, there is a possibility that the required state holding force cannot be obtained. On the other hand, if the duty ratio of the pulse current is increased too much to generate the required state holding force, the solenoid may not be burned out.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、誘導性負荷の焼損や過熱を良好に防止することができる駆動制御回路及びこれを備えた分析装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a drive control circuit that can satisfactorily prevent inductive load burning and overheating, and an analyzer equipped with the drive control circuit.
本発明に係る駆動制御回路は、誘導性負荷の駆動を制御するための駆動制御回路であって、前記誘導性負荷の温度又はその周囲温度を検知するための温度センサと、前記誘導性負荷への通電を制御するための通電制御部と、前記温度センサからの入力信号に基づいて、前記誘導性負荷への通電を許容する通電許容時間、及び、前記誘導性負荷への通電を禁止する通電禁止時間の少なくとも一方を設定する通電設定処理部とを備え、前記通電制御部は、前記誘導性負荷に通電しているときに、前記通電許容時間が経過した時点で前記誘導性負荷への通電を停止する処理、及び、前記誘導性負荷に通電していないときに、前記通電禁止時間が経過するまで前記誘導性負荷への通電を禁止する処理の少なくとも一方を行うことを特徴とする。 A drive control circuit according to the present invention is a drive control circuit for controlling driving of an inductive load, and includes a temperature sensor for detecting the temperature of the inductive load or an ambient temperature thereof, and the inductive load. An energization control unit for controlling energization of the power supply, an energization allowable time for allowing energization to the inductive load based on an input signal from the temperature sensor, and energization for prohibiting energization to the inductive load An energization setting processing unit that sets at least one of the prohibited times, and the energization control unit energizes the inductive load when the energization allowable time has elapsed when energizing the inductive load. And at least one of a process for prohibiting energization of the inductive load until the energization prohibit time elapses when the inductive load is not energized.
このような構成によれば、誘導性負荷の温度又はその周囲温度から設定される通電許容時間又は通電禁止時間に基づいて、誘導性負荷への通電を制御することができる。誘導性負荷に通電しているときに、通電許容時間が経過した時点で誘導性負荷への通電を停止すれば、誘導性負荷の焼損や過熱が生じる前に通電を停止することができる。一方、誘導性負荷に通電していないときに、通電禁止時間が経過するまで誘導性負荷への通電を禁止すれば、通電が停止された後、誘導性負荷の冷却に必要な時間が経過する前に通電が開始されることがないため、誘導性負荷の焼損や過熱を良好に防止することができる。 According to such a configuration, energization to the inductive load can be controlled based on the energization allowable time or the energization prohibition time set from the temperature of the inductive load or the ambient temperature. If energization of the inductive load is stopped when the inductive load is energized, the energization load can be stopped before the inductive load is burned or overheated if the energization load is stopped. On the other hand, if energization to the inductive load is prohibited until the energization prohibition time elapses when the inductive load is not energized, the time necessary for cooling the inductive load elapses after the energization is stopped. Since energization is not started before, burning and overheating of the inductive load can be satisfactorily prevented.
特に、通電許容時間又は通電禁止時間が、温度センサにより検知される誘導性負荷の温度又はその周囲温度に基づいて自動的に設定されるため、周囲温度が変化した場合であっても適切な通電時間を確保することができ、誘導性負荷の焼損や過熱を良好に防止することができる。 In particular, the energization allowable time or the energization prohibition time is automatically set based on the temperature of the inductive load detected by the temperature sensor or its ambient temperature, so that even if the ambient temperature changes Time can be secured, and inductive load burnout and overheating can be satisfactorily prevented.
前記駆動制御回路は、前記温度センサからの入力信号を所定の閾値と比較することにより、その差分を算出する差分算出処理部をさらに備えていてもよい。この場合、前記通電設定処理部は、前記差分算出処理部により算出された差分に基づいて、前記通電許容時間及び前記通電禁止時間の少なくとも一方を設定してもよい。 The drive control circuit may further include a difference calculation processing unit that calculates the difference by comparing an input signal from the temperature sensor with a predetermined threshold value. In this case, the energization setting processing unit may set at least one of the energization allowable time and the energization prohibition time based on the difference calculated by the difference calculation processing unit.
このような構成によれば、温度センサからの入力信号と所定の閾値との差分に基づいて、誘導性負荷の温度又はその周囲温度をより正確に検知することができるため、通電許容時間又は通電禁止時間を適切に設定することができる。 According to such a configuration, since the temperature of the inductive load or its ambient temperature can be detected more accurately based on the difference between the input signal from the temperature sensor and the predetermined threshold, the energization allowable time or energization Prohibition time can be set appropriately.
前記駆動制御回路は、前記温度センサからの入力信号を複数の閾値と比較する比較処理部をさらに備えていてもよい。この場合、前記通電設定処理部は、前記比較処理部による比較結果に基づいて、前記通電許容時間及び前記通電禁止時間の少なくとも一方を設定してもよい。 The drive control circuit may further include a comparison processing unit that compares an input signal from the temperature sensor with a plurality of threshold values. In this case, the energization setting processing unit may set at least one of the energization allowable time and the energization prohibition time based on a comparison result by the comparison processing unit.
このような構成によれば、温度センサからの入力信号と複数の閾値との比較結果に基づいて、温度センサからの入力信号と近似する閾値を特定し、その閾値に基づいて誘導性負荷の温度又はその周囲温度をより正確に検知することができるため、通電許容時間又は通電禁止時間を適切に設定することができる。 According to such a configuration, based on the comparison result between the input signal from the temperature sensor and a plurality of threshold values, the threshold value that approximates the input signal from the temperature sensor is specified, and the temperature of the inductive load is determined based on the threshold value. Or since the ambient temperature can be detected more accurately, the energization allowable time or the energization prohibition time can be set appropriately.
前記温度センサが、前記誘導性負荷の周囲温度を検知するためのものである場合、前記通電設定処理部は、前記誘導性負荷への通電を開始する際に、前記温度センサからの入力信号、前記温度センサからの入力信号に基づいて前記誘導性負荷の温度を予測するためのパラメータテーブル、前回の前記誘導性負荷への通電継続時間、及び、前回の前記誘導性負荷への通電を停止してからの通電停止時間に基づいて、前記通電許容時間を設定してもよい。 When the temperature sensor is for detecting the ambient temperature of the inductive load, when the energization setting processing unit starts energizing the inductive load, an input signal from the temperature sensor, A parameter table for predicting the temperature of the inductive load based on an input signal from the temperature sensor, the previous energization duration to the inductive load, and the previous energization to the inductive load are stopped. The energization allowable time may be set based on the energization stop time afterwards.
このような構成によれば、誘導性負荷への通電を開始する際に、前回の誘導性負荷への通電継続時間、及び、前回の誘導性負荷への通電を停止してからの通電停止時間に基づいて、現在の誘導性負荷の温度を特定することができる。そして、特定した現在の誘導性負荷の温度と、温度センサにより検知される誘導性負荷の周囲温度と、パラメータテーブルとに基づいて、その後の誘導性負荷の温度を予測することができるため、通電許容時間を適切に設定することができる。このような構成は、誘導性負荷の周囲温度が変化しやすい環境である場合に適している。 According to such a configuration, when energization to the inductive load is started, the energization continuation time to the previous inductive load and the energization stop time after the energization to the previous inductive load is stopped. Based on the current inductive load temperature. Then, based on the specified current inductive load temperature, the ambient temperature of the inductive load detected by the temperature sensor, and the parameter table, the temperature of the subsequent inductive load can be predicted. The allowable time can be set appropriately. Such a configuration is suitable for an environment where the ambient temperature of the inductive load is likely to change.
本発明に係る分析装置は、前記駆動制御回路と、前記駆動制御回路により駆動が制御される誘導性負荷とを備えたことを特徴とする。 The analyzer according to the present invention includes the drive control circuit and an inductive load whose drive is controlled by the drive control circuit.
このような構成によれば、誘導性負荷からの熱により製品の構成部品からガスが放出されるのを防止することができるため、当該ガスが分析結果に影響を与えることがなく、良好に分析を行うことができる。 According to such a configuration, since it is possible to prevent the gas from being released from the component parts of the product due to heat from the inductive load, the gas does not affect the analysis result, and the analysis is performed well. It can be performed.
特に、屋外に設置される分析装置(例えば全窒素全りん計)や、屋内でも空調設備のない環境に設置される分析装置などのように、周囲温度が変化しやすい環境に設置される分析装置においては、上記のように、通電設定処理部が、温度センサからの入力信号、パラメータテーブル、前回の前記誘導性負荷への通電継続時間、及び、前回の前記誘導性負荷への通電を停止してからの通電停止時間に基づいて、通電許容時間を設定するような構成が適している。 In particular, analyzers installed in environments where the ambient temperature is likely to change, such as analyzers installed outdoors (for example, total nitrogen and total phosphorus meters) and analyzers installed indoors in an environment without air conditioning equipment. As described above, the energization setting processing unit stops the input signal from the temperature sensor, the parameter table, the previous energization duration to the inductive load, and the previous energization to the inductive load. A configuration in which the energization allowable time is set based on the energization stop time after that is suitable.
本発明によれば、誘導性負荷の温度又はその周囲温度から設定される通電許容時間又は通電禁止時間に基づいて、誘導性負荷への通電を制御することができるため、誘導性負荷の焼損や過熱を良好に防止することができる。 According to the present invention, since it is possible to control energization to the inductive load based on the energization allowable time or the energization prohibition time set from the temperature of the inductive load or its ambient temperature, Overheating can be prevented satisfactorily.
図1は、本発明の一実施形態に係る分析装置の構成例を示したブロック図である。この分析装置は、例えば分光光度計であり、光源1、回折格子2、スリット機構3、試料室4、検出器5、アクチュエータ6及び駆動制御回路7などを備えている。ただし、本発明は、分光光度計に限らず、他のあらゆる分析装置に適用可能である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an analyzer according to an embodiment of the present invention. This analyzer is, for example, a spectrophotometer, and includes a
上記のような構成部品のうち、例えば光源1、回折格子2、スリット機構3、試料室4、検出器5及びアクチュエータ6は、暗箱8内に収容されている。暗箱8内には、外部からの光が入射しないように構成されている。
Among the components described above, for example, the
光源1から照射された光は、回折格子2において波長ごとの光に分光される。スリット機構3には、回折格子2からの光を通過させるためのスリットが形成されたスリット板31が備えられている。スリット板31は、回折格子2からの光の光軸に対して交差する方向に変位可能となっており、当該スリット板31を変位させることにより、スリットを通過する光の光量を調整することができる。スリット機構3を通過した光は、試料室4内の試料に照射され、試料からの透過光又は反射光が検出器5により検出される。
The light emitted from the
アクチュエータ6は、電磁エネルギーを機械運動に変換することにより、スリット機構3のスリット板31を変位させるためのものであり、誘導性負荷としてのソレノイド61を備えている。ソレノイド61は、円筒状に巻回されたコイルからなり、通電を行うことにより内部に磁場が発生する。ソレノイド61の内部には鉄芯(図示せず)が設けられており、ソレノイド61への通電状態を変化させることにより、鉄芯を磁力によって吸引することができる。ソレノイド61の駆動は、駆動制御回路7により制御される。
The actuator 6 is for displacing the
図2は、駆動制御回路7の構成例を示したブロック図である。この例では、駆動制御回路7が論理回路により構成されており、駆動回路71、通電制御回路72、差分回路73及び閾値電圧生成回路74などを備えている。ただし、駆動制御回路7は、論理回路により構成されるものに限らず、以下に説明するような処理をCPUが行うような構成であってもよい。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the
駆動回路71は、ソレノイド61に駆動電流を供給して駆動させるための回路である。通電制御回路72は、通電指示信号に基づいて駆動回路71に通電信号を入力することにより、駆動回路71からソレノイド61に駆動電流を供給させることができる。通電指示信号は、分析装置内の処理又は外部からの指示に基づいて通電制御回路72に入力される。
The
本実施形態では、ソレノイド61への通電を継続する時間の最大値(通電許容時間)、及び、ソレノイド61への通電を禁止する時間の最小値(通電禁止時間)を設定することができる。これにより、通電制御回路72は、通電指示信号、通電許容時間及び通電禁止時間に基づいて、駆動回路71への通電信号の入力を切り替えるようになっている。
In the present embodiment, it is possible to set a maximum value (energization allowable time) for which energization to the
具体的には、通電指示信号が入力された場合に、通電制御回路72は、通電禁止時間内でなければ駆動回路71に通電信号を入力する。その後、通電指示信号が入力されている間は、通電許容時間が経過しない限り、通電制御回路72から駆動回路71に通電信号が入力される。通電許容時間内であっても、通電指示信号の入力が停止されれば、通電制御回路72から駆動回路71への通電信号の入力は停止される。
Specifically, when an energization instruction signal is input, the
通電制御回路72は、差分回路73からの入力信号に基づいて、上記のような処理を行うことができる。差分回路73は、温度センサ9からの入力信号を所定の閾値(電圧値)と比較することにより、その差分を算出する差分算出処理部である。上記閾値は、予め定められた値として、差分回路73に対応付けられた閾値電圧生成回路74により生成される。
The
温度センサ9は、アクチュエータ6自体に備えられることにより、ソレノイド61の温度を直接検知することができるものであってもよいし、ソレノイド61の周囲(例えば暗箱8の内部又は外部)に設けられることにより、周囲温度を検知することができるものであってもよい。上記閾値は、温度センサ9がソレノイド61の温度を直接検知するものであるか、又は、ソレノイド61の周囲温度を検知するものであるかに応じて、異なる態様で設定することができる。
The temperature sensor 9 may be one that can directly detect the temperature of the
例えば、温度センサ9がソレノイド61の温度を直接検知するものである場合には、温度センサ9による検知温度とソレノイド61が許容される最高温度に到達するまでの時間との関係、並びに、温度センサ9による検知温度とソレノイド61の温度が元の温度まで低下する時間との関係が、それぞれ第1パラメータテーブルとして予め作成され、その第1パラメータテーブルに基づいて上記閾値が設定されてもよい。
For example, when the temperature sensor 9 directly detects the temperature of the
一方、温度センサ9がソレノイド61の周囲温度を検知するものである場合には、温度センサ9による検知温度とソレノイド61の単位時間当たりの温度上昇量との関係、並びに、温度センサ9による検知温度とソレノイド61の単位時間当たりの温度低下量との関係が、それぞれ第2パラメータテーブルとして予め作成され、第1パラメータテーブル及び第2パラメータテーブルに基づいて上記閾値が設定されてもよい。
On the other hand, when the temperature sensor 9 detects the ambient temperature of the
図3は、図2の通電制御回路72の構成例を示したブロック図である。通電制御回路72には、例えば通電許容時間選択回路72a、通電禁止時間選択回路72b、通電許容時間出力回路72c、通電禁止時間出力回路72d、通電許可判定回路72e及び通電信号生成回路72fが含まれている。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the
ここで、通電許可判定回路72e及び通電信号生成回路72fは、ソレノイド61への通電を制御するための通電制御部を構成している。また、通電許容時間選択回路72a、通電禁止時間選択回路72b、通電許容時間出力回路72c及び通電禁止時間出力回路72dは、温度センサ9からの入力信号に基づいて、通電許容時間及び通電禁止時間を設定する通電設定処理部を構成している。
Here, the energization
通電信号生成回路72fは、通電信号を生成して駆動回路71に入力することにより、駆動回路71からソレノイド61に駆動電流を供給させる。通電許可判定回路72eは、通電信号生成回路72fに通電信号を生成させてソレノイド61への通電を許可するか、又は、通電信号生成回路72fに通電信号を生成させずにソレノイド61への通電を禁止するかを判定する。
The energization
通電許容時間選択回路72a及び通電禁止時間選択回路72bには、温度センサ9からの入力信号と閾値電圧生成回路74により生成された閾値との差分が、差分回路73から入力される。通電許容時間出力回路72cには、それぞれ異なる通電許容時間を生成する複数の通電許容時間生成回路72gが含まれている。また、通電禁止時間出力回路72dには、それぞれ異なる通電禁止時間を生成する複数の通電禁止時間生成回路72hが含まれている。
The difference between the input signal from the temperature sensor 9 and the threshold generated by the threshold
通電許容時間選択回路72aは、差分回路73から入力される差分をAD変換し、その差分に応じた通電許容時間生成回路72gを選択する。これにより、選択された通電許容時間生成回路72gにより生成される通電許容時間が、通電許容時間出力回路72cから通電許可判定回路72eに入力(設定)される。
The energization allowable time selection circuit 72a AD-converts the difference input from the
このとき、温度センサ9からの入力信号と閾値電圧生成回路74により生成された閾値との差分が大きいほど、すなわち閾値よりもソレノイド61の温度が高いほど、通電許容時間が短い時間に設定される。通電許容時間出力回路72cからの通電許容時間の出力には、例えばCR時定数回路又はタイマカウンタ回路を用いることができる。
At this time, the larger the difference between the input signal from the temperature sensor 9 and the threshold value generated by the threshold
通電許容時間生成回路72gは、通電指示信号が入力された場合に通電許容時間を生成する。通電許可判定回路72eは、通電指示信号が入力されている間、通電許容時間が経過していなければ、通電信号生成回路72fに通電信号を生成させてソレノイド61への通電を許可する。また、通電許容時間が経過した場合には、通電許可判定回路72eが通電信号生成回路72fに通電信号を生成させずにソレノイド61への通電を禁止する。
The energization allowable
通電禁止時間選択回路72bは、差分回路73から入力される差分をAD変換し、その差分に応じた通電禁止時間生成回路72hを選択する。これにより、選択された通電禁止時間生成回路72hにより生成される通電禁止時間が、通電禁止時間出力回路72dから通電許可判定回路72eに入力(設定)される。
The energization prohibition
このとき、温度センサ9からの入力信号と閾値電圧生成回路74により生成された閾値との差分が大きいほど、すなわち閾値よりもソレノイド61の温度が高いほど、通電禁止時間が長い時間に設定される。通電禁止時間出力回路72dからの通電禁止時間の出力には、例えばCR時定数回路又はタイマカウンタ回路を用いることができる。
At this time, the larger the difference between the input signal from the temperature sensor 9 and the threshold value generated by the threshold
通電禁止時間生成回路72hは、通電指示信号の入力が停止された場合に通電禁止時間を生成する。通電許可判定回路72eは、通電指示信号が入力されたときに、通電禁止時間が経過していなければ、通電信号生成回路72fに通電信号を生成させずにソレノイド61への通電を禁止する。また、通電禁止時間が経過している場合には、通電許可判定回路72eが通電信号生成回路72fに通電信号を生成させてソレノイド61への通電を許可する。
The energization prohibition
このように、通電設定処理部としての通電許容時間選択回路72a、通電禁止時間選択回路72b、通電許容時間出力回路72c及び通電禁止時間出力回路72dは、差分回路73により算出された差分に基づいて、通電許容時間及び通電禁止時間を設定する。そして、設定された通電許容時間及び通電禁止時間に基づいて、通電制御部としての通電許可判定回路72e及び通電信号生成回路72fが、ソレノイド61への通電を制御する。
Thus, the energization allowable time selection circuit 72a, the energization prohibition
具体的には、ソレノイド61に通電しているときには、通電許容時間が経過した時点でソレノイド61への通電を停止する処理が行われる。一方、ソレノイド61に通電していないときには、通電禁止時間が経過するまでソレノイド61への通電を禁止する処理が行われる。
Specifically, when the
図4は、ソレノイド61に通電しているときに通電制御回路72により行われる処理の流れを示したフローチャートである。また、図5は、ソレノイド61に通電していないときに通電制御回路72により行われる処理の流れを示したフローチャートである。図4及び図5に示すように、通電制御回路72は、ソレノイド61に通電しているときと、ソレノイド61に通電していないときとで、それぞれ異なる処理を行うようになっている。
FIG. 4 is a flowchart showing the flow of processing performed by the
すなわち、ソレノイド61に通電しているときには、通電指示信号がオフとなるか否か、及び、通電許容時間が経過するか否かが監視される(図4のステップS101,S102)。一方、ソレノイド61に通電していないときには、通電指示信号がオンとなるか否か、及び、通電禁止時間が経過するか否かが監視される(図5のステップS201,S202)。
That is, when the
図4に示すように、ソレノイド61に通電しているときには、通電指示信号がオフとなった場合や(ステップS101でYes)、通電指示信号がオフとなる前に通電許容時間が経過した場合に(ステップS102でYes)、その時点でソレノイド61への通電を停止する処理が行われる(ステップS103)。このとき、温度センサ9からの入力信号に基づいて通電禁止時間が設定され(ステップS104)、その後は図5のステップS201以降の処理が行われる。
As shown in FIG. 4, when the
図5に示すように、ソレノイド61に通電していないときには、通電指示信号がオンとなり(ステップS201でYes)、かつ、通電禁止時間が経過している場合に(ステップS202でYes)、その時点でソレノイド61への通電を開始する処理が行われる(ステップS203)。このとき、温度センサ9からの入力信号に基づいて通電許容時間が設定され(ステップS204)、その後は図4のステップS101以降の処理が行われる。
As shown in FIG. 5, when the
このように、本実施形態では、ソレノイド61の温度又はその周囲温度から設定される通電許容時間及び通電禁止時間に基づいて、ソレノイド61への通電を制御することができる。ソレノイド61に通電しているときに、通電許容時間が経過した時点でソレノイド61への通電を停止すれば、ソレノイド61の焼損や過熱が生じる前に通電を停止することができる。一方、ソレノイド61に通電していないときに、通電禁止時間が経過するまでソレノイド61への通電を禁止すれば、通電が停止された後、ソレノイド61の冷却に必要な時間が経過する前に通電が開始されることがないため、ソレノイド61の焼損や過熱を良好に防止することができる。
Thus, in this embodiment, the energization to the
特に、通電許容時間及び通電禁止時間が、温度センサ9により検知されるソレノイド61の温度又はその周囲温度に基づいて自動的に設定されるため、周囲温度が変化した場合であっても適切な通電時間を確保することができ、ソレノイド61の焼損や過熱を良好に防止することができる。
In particular, the energization allowable time and the energization prohibition time are automatically set based on the temperature of the
また、本実施形態では、温度センサ9からの入力信号と所定の閾値との差分に基づいて、ソレノイド61の温度又はその周囲温度をより正確に検知することができるため、通電許容時間及び通電禁止時間を適切に設定することができる。
In the present embodiment, the temperature of the
本実施形態のような駆動制御回路7が分析装置に適用された場合には、ソレノイド61からの熱により製品の構成部品からガスが放出されるのを防止することができるため、当該ガスが分析結果に影響を与えることがなく、良好に分析を行うことができる。例えば本実施形態のように、暗箱8内に各種光学部品とともにアクチュエータ6が収容されている場合には、暗箱8内にガスが発生して分析結果に影響を与えるのを効果的に防止することができる。
When the
図6は、別の実施形態に係る駆動制御回路7の構成例を示したブロック図である。この例では、駆動制御回路7が論理回路により構成されており、駆動回路171、通電制御回路172、複数の比較回路173及び複数の閾値電圧生成回路174などを備えている。ただし、駆動制御回路7は、論理回路により構成されるものに限らず、以下に説明するような処理をCPUが行うような構成であってもよい。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of the
駆動回路171は、ソレノイド61に駆動電流を供給して駆動させるための回路である。通電制御回路172は、通電指示信号に基づいて駆動回路71に通電信号を入力することにより、駆動回路171からソレノイド61に駆動電流を供給させることができる。通電指示信号は、分析装置内の処理又は外部からの指示に基づいて通電制御回路172に入力される。
The
本実施形態では、上記実施形態と同様に通電許容時間及び通電禁止時間を設定することができ、通電制御回路172が、通電指示信号、通電許容時間及び通電禁止時間に基づいて、駆動回路171への通電信号の入力を切り替えるようになっている。
In the present embodiment, the energization allowable time and the energization prohibition time can be set similarly to the above embodiment, and the
具体的には、通電指示信号が入力された場合に、通電制御回路172は、通電禁止時間内でなければ駆動回路171に通電信号を入力する。その後、通電指示信号が入力されている間は、通電許容時間が経過しない限り、通電制御回路172から駆動回路171に通電信号が入力される。通電許容時間内であっても、通電指示信号の入力が停止されれば、通電制御回路172から駆動回路171への通電信号の入力は停止される。
Specifically, when an energization instruction signal is input, the
通電制御回路172は、複数の比較回路173からの入力信号に基づいて、上記のような処理を行うことができる。複数の比較回路173は、温度センサ9からの入力信号をそれぞれ異なる閾値(電圧値)と比較する比較処理部である。上記閾値は、予め定められた値として、各比較回路173に対応付けられた閾値電圧生成回路174により生成される。また、上記実施形態と同様に、上記閾値は、温度センサ9がソレノイド61の温度を直接検知するものであるか、又は、ソレノイド61の周囲温度を検知するものであるかに応じて、異なる態様で設定することができる。
The
図7は、図6の通電制御回路172の構成例を示したブロック図である。通電制御回路172には、例えば通電許容時間選択回路172a、通電禁止時間選択回路172b、通電許可判定回路172c及び通電信号生成回路172dが含まれている。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of the
ここで、通電許可判定回路172c及び通電信号生成回路172dは、ソレノイド61への通電を制御するための通電制御部を構成している。また、通電許容時間選択回路172a及び通電禁止時間選択回路172bは、温度センサ9からの入力信号に基づいて、通電許容時間及び通電禁止時間を設定する通電設定処理部を構成している。
Here, the energization
通電信号生成回路172dは、通電信号を生成して駆動回路171に入力することにより、駆動回路171からソレノイド61に駆動電流を供給させる。通電許可判定回路172cは、通電信号生成回路172dに通電信号を生成させてソレノイド61への通電を許可するか、又は、通電信号生成回路172dに通電信号を生成させずにソレノイド61への通電を禁止するかを判定する。
The energization
通電許容時間選択回路172a及び通電禁止時間選択回路172bには、複数の比較回路173からの比較結果が入力される。通電許容時間選択回路172aには、通電許容時間選択インタフェース172eと、それぞれ異なる通電許容時間を生成する複数の通電許容時間生成回路172fとが含まれている。また、通電禁止時間選択回路172bには、通電禁止時間選択インタフェース172gと、それぞれ異なる通電禁止時間を生成する複数の通電禁止時間生成回路172hとが含まれている。
The comparison results from the plurality of
通電許容時間選択回路172aは、複数の比較回路173による比較結果に基づいて、温度センサ9からの入力信号に近似する閾値を特定し、その閾値に応じた通電許容時間生成回路172fを選択する。これにより、選択された通電許容時間生成回路172fにより生成される通電許容時間が、通電許容時間選択回路172aから通電許可判定回路172cに入力(設定)される。
The energization allowable
このとき、温度センサ9からの入力信号に近似する値として特定された閾値が大きいほど、すなわちソレノイド61の温度が高いほど、通電許容時間が短い時間に設定される。通電許容時間選択回路172aからの通電許容時間の出力には、例えばCR時定数回路又はタイマカウンタ回路を用いることができる。
At this time, the energization allowable time is set to be shorter as the threshold specified as a value approximate to the input signal from the temperature sensor 9 is larger, that is, as the temperature of the
通電許容時間生成回路172fは、通電指示信号が入力された場合に通電許容時間を生成する。通電許可判定回路172cは、通電指示信号が入力されている間、通電許容時間が経過していなければ、通電信号生成回路172dに通電信号を生成させてソレノイド61への通電を許可する。また、通電許容時間が経過した場合には、通電許可判定回路172cが通電信号生成回路172dに通電信号を生成させずにソレノイド61への通電を禁止する。
The energization allowable
通電禁止時間選択回路172bは、複数の比較回路173による比較結果に基づいて、温度センサ9からの入力信号に近似する閾値を特定し、その閾値に応じた通電禁止時間生成回路172hを選択する。これにより、選択された通電禁止時間生成回路172hにより生成される通電禁止時間が、通電禁止時間選択回路172bから通電許可判定回路172cに入力(設定)される。
The energization prohibition
このとき、温度センサ9からの入力信号に近似する値として特定された閾値が大きいほど、すなわちソレノイド61の温度が高いほど、通電禁止時間が長い時間に設定される。通電禁止時間選択回路172bからの通電禁止時間の出力には、例えばCR時定数回路又はタイマカウンタ回路を用いることができる。
At this time, the energization prohibition time is set to be longer as the threshold value specified as a value approximate to the input signal from the temperature sensor 9 is larger, that is, as the temperature of the
通電禁止時間生成回路172hは、通電指示信号の入力が停止された場合に通電禁止時間を生成する。通電許可判定回路172cは、通電指示信号が入力されたときに、通電禁止時間が経過していなければ、通電信号生成回路172dに通電信号を生成させずにソレノイド61への通電を禁止する。また、通電禁止時間が経過している場合には、通電許可判定回路172cが通電信号生成回路172dに通電信号を生成させてソレノイド61への通電を許可する。
The energization prohibition
このように、通電設定処理部としての通電許容時間選択回路172a及び通電禁止時間選択回路172bは、複数の比較回路173による比較結果に基づいて、通電許容時間及び通電禁止時間を設定する。そして、設定された通電許容時間及び通電禁止時間に基づいて、通電制御部としての通電許可判定回路172c及び通電信号生成回路172dが、ソレノイド61への通電を制御する。
In this way, the energization allowable
具体的には、ソレノイド61に通電しているときには、通電許容時間が経過した時点でソレノイド61への通電を停止する処理が行われる。一方、ソレノイド61に通電していないときには、通電禁止時間が経過するまでソレノイド61への通電を禁止する処理が行われる。
Specifically, when the
このように、本実施形態においても、ソレノイド61の温度又はその周囲温度から設定される通電許容時間及び通電禁止時間に基づいて、ソレノイド61への通電を制御することができるため、ソレノイド61の焼損や過熱を良好に防止することができる。
As described above, also in the present embodiment, the energization to the
特に、本実施形態では、温度センサ9からの入力信号と複数の閾値との比較結果に基づいて、温度センサ9からの入力信号と近似する閾値を特定し、その閾値に基づいてソレノイド61の温度又はその周囲温度をより正確に検知することができるため、通電許容時間及び通電禁止時間を適切に設定することができる。
In particular, in this embodiment, a threshold value that approximates the input signal from the temperature sensor 9 is specified based on the comparison result between the input signal from the temperature sensor 9 and a plurality of threshold values, and the temperature of the
図8は、さらに別の実施形態に係る駆動制御回路7の構成例を示したブロック図である。この例では、駆動制御回路7が駆動回路271及び通電制御回路272などを備えている。本実施形態において、温度センサ9は、ソレノイド61の周囲温度を検知するためのものである。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of the
駆動回路271は、ソレノイド61に駆動電流を供給して駆動させるための回路である。通電制御回路272は、通電指示信号に基づいて駆動回路271に通電信号を入力することにより、駆動回路271からソレノイド61に駆動電流を供給させることができる。通電指示信号は、分析装置内の処理又は外部からの指示に基づいて通電制御回路272に入力される。
The
本実施形態では、通電許容時間を設定することができ、通電制御回路272が、通電指示信号及び通電許容時間に基づいて、駆動回路271への通電信号の入力を切り替えるようになっている。
In this embodiment, the energization allowable time can be set, and the
具体的には、通電指示信号が入力された場合に、通電制御回路272は駆動回路271に通電信号を入力し、その後、通電指示信号が入力されている間は、通電許容時間が経過しない限り、通電制御回路272から駆動回路271に通電信号が入力される。通電許容時間内であっても、通電指示信号の入力が停止されれば、通電制御回路272から駆動回路271への通電信号の入力は停止される。
Specifically, when an energization instruction signal is input, the
通電制御回路272には、例えば通電制御部272a、演算部272b、記憶部272c及び外部入力インタフェース272dが含まれる。通電指示信号及び温度センサ9からの入力信号は、外部入力インタフェース272dを介して通電制御回路272に入力される。通電制御部272a及び演算部272bは、CPUにより構成することができる。
The
演算部272bは、通電許容時間を算出するための通電許容時間算出部272eを備えている。記憶部272cには、温度センサ9からの入力信号に基づいてソレノイド61の温度を予測するためのパラメータテーブル272f、前回のソレノイド61への通電継続時間272g、及び、前回のソレノイド61への通電を停止してからの通電停止時間272hが記憶される。
The
パラメータテーブル272fとしては、上述の第2パラメータテーブルを用いることができる。通電継続時間272gは、ソレノイド61への通電を開始してからの時間をカウンタでカウントすることにより得ることができる。一方、通電停止時間272hは、ソレノイド61への通電を停止してからの時間をカウンタでカウントすることにより得ることができる。
As the parameter table 272f, the above-described second parameter table can be used. The
演算部272bは、ソレノイド61への通電を開始する際に、温度センサ9からの入力信号、上記パラメータテーブル272f、通電継続時間272g及び通電停止時間272hに基づいて、通電許容時間を設定するための通電設定処理部を構成している。通電制御部272aは、演算部272bにより設定された通電許容時間に基づいて、ソレノイド61への通電を制御する。
When the energization to the
図9は、演算部272bが通電許容時間を算出する際の態様について説明するための図であり、ソレノイド61の温度と時間との関係を示している。この図9に示すように、ソレノイド61への通電を開始する際に、前回のソレノイド61への通電継続時間272g、及び、前回のソレノイド61への通電を停止してからの通電停止時間272hが分かれば、現在のソレノイド61の温度を特定することができる。
FIG. 9 is a diagram for explaining an aspect when the
ソレノイド61への通電が開始されると、ソレノイド61の温度は上昇することとなるが、周囲温度に応じてソレノイド61の単位時間当たりの温度上昇量が異なるため、通電許容時間も変化することとなる。例えば図9に示すように、ソレノイド61の周囲温度がT1の場合には、周囲温度がT2の場合よりもソレノイド61の単位時間当たりの温度上昇量が大きく、最大許容温度に到達する時間も短くなっている。
When energization of the
そこで、本実施形態では、温度センサ9による検知温度とソレノイド61の単位時間当たりの温度上昇量との関係を表すパラメータテーブル(第2パラメータテーブル)272fを用いることにより、温度センサ9からの入力信号に基づいてソレノイド61の温度を予測し、通電許容時間を設定することができるようになっている。
Therefore, in this embodiment, an input signal from the temperature sensor 9 is obtained by using a parameter table (second parameter table) 272f that represents the relationship between the temperature detected by the temperature sensor 9 and the amount of temperature increase of the
このように、本実施形態では、ソレノイド61への通電を開始する際に、前回のソレノイド61への通電継続時間272g、及び、前回のソレノイド61への通電を停止してからの通電停止時間272hに基づいて、現在のソレノイド61の温度を特定することができる。そして、特定した現在のソレノイド61の温度と、温度センサ9により検知されるソレノイド61の周囲温度と、パラメータテーブル272fとに基づいて、その後のソレノイド61の温度を予測することができるため、通電許容時間を適切に設定することができる。
As described above, in this embodiment, when energization of the
本実施形態のような構成は、ソレノイド61の周囲温度が変化しやすい環境である場合に適している。例えば、全窒素全りん計などの屋外に設置される分析装置や、屋内でも空調設備のない環境に設置される分析装置などのように、周囲温度が変化しやすい環境に設置される分析装置においては、本実施形態のような構成を好適に採用することができる。
The configuration as in the present embodiment is suitable for an environment where the ambient temperature of the
以上の実施形態において、ソレノイド61の周囲温度を検知する温度センサ9としては、分析装置にもともと備えられている温度センサ9を用いることができる。例えば、全窒素全りん計では、室温センサとしての温度センサ9を用いて周囲温度を測定し、性能保証温度を外れた場合に、その記録を分析データに残す場合がある。また、蛍光X線分析装置では、室温センサとしての温度センサ9を用いて周囲温度を測定し、周囲温度が閾値を超えた場合に冷却ファンの回転数を上げる処理を行う場合がある。このように、分析装置にもともと備えられている温度センサ9を用いてソレノイド61の駆動を制御すれば、コストを抑えることができる。
In the above embodiment, as the temperature sensor 9 for detecting the ambient temperature of the
ただし、誘導性負荷はソレノイド61に限らず、コイルなどの他の誘導性負荷を備えたアクチュエータ6の駆動を制御する場合にも、本発明を適用することができる。また、温度センサ9からの入力信号に基づいて、通電許容時間及び通電禁止時間の少なくとも一方を設定するような構成であれば、上記実施形態のような構成に限られるものではなく、例えば通電許容時間又は通電禁止時間のいずれか一方のみを設定するような構成であってもよい。
However, the inductive load is not limited to the
以上の実施形態では、本発明に係る駆動制御回路7が分析装置に適用された場合について説明したが、本発明は、分析装置に限らず、分析装置以外の装置にも適用することができる。特に、本発明は、アクチュエータ6の作動間隔に自動的に制約が設けられることが許容される用途において有効である。
In the above embodiment, the case where the
1 光源
2 回折格子
3 スリット機構
4 試料室
5 検出器
6 アクチュエータ
7 駆動制御回路
8 暗箱
9 温度センサ
31 スリット板
61 ソレノイド
71 駆動回路
72 通電制御回路
72a 通電許容時間選択回路
72b 通電禁止時間選択回路
72c 通電許容時間出力回路
72d 通電禁止時間出力回路
72e 通電許可判定回路
72f 通電信号生成回路
72g 通電許容時間生成回路
72h 通電禁止時間生成回路
73 差分回路
74 閾値電圧生成回路
171 駆動回路
172 通電制御回路
172a 通電許容時間選択回路
172b 通電禁止時間選択回路
172c 通電許可判定回路
172d 通電信号生成回路
172e 通電許容時間選択インタフェース
172f 通電許容時間生成回路
172g 通電禁止時間選択インタフェース
172h 通電禁止時間生成回路
173 比較回路
174 閾値電圧生成回路
271 駆動回路
272 通電制御回路
272a 通電制御部
272b 演算部
272c 記憶部
272d 外部入力インタフェース
272e 通電許容時間算出部
272f パラメータテーブル
272g 通電継続時間
272h 通電停止時間
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記誘導性負荷の温度又はその周囲温度を検知するための温度センサと、
前記誘導性負荷への通電を制御するための通電制御部と、
前記温度センサからの入力信号に基づいて、前記誘導性負荷への通電を許容する通電許容時間、及び、前記誘導性負荷への通電を禁止する通電禁止時間の少なくとも一方を設定する通電設定処理部とを備え、
前記通電制御部は、前記誘導性負荷に通電しているときに、前記通電許容時間が経過した時点で前記誘導性負荷への通電を停止する処理、及び、前記誘導性負荷に通電していないときに、前記通電禁止時間が経過するまで前記誘導性負荷への通電を禁止する処理の少なくとも一方を行うことを特徴とする駆動制御回路。 A drive control circuit for controlling driving of an inductive load,
A temperature sensor for detecting the temperature of the inductive load or its ambient temperature;
An energization control unit for controlling energization to the inductive load;
An energization setting processing unit that sets at least one of an energization allowable time for allowing energization to the inductive load and an energization prohibition time for prohibiting energization to the inductive load based on an input signal from the temperature sensor. And
The energization control unit is configured to stop energizing the inductive load when the energization allowable time has elapsed when energizing the inductive load, and not energizing the inductive load. Sometimes, at least one of the processes for prohibiting energization of the inductive load is performed until the energization prohibit time elapses.
前記通電設定処理部は、前記差分算出処理部により算出された差分に基づいて、前記通電許容時間及び前記通電禁止時間の少なくとも一方を設定することを特徴とする請求項1に記載の駆動制御回路。 A difference calculation processing unit for calculating the difference by comparing the input signal from the temperature sensor with a predetermined threshold;
The drive control circuit according to claim 1, wherein the energization setting processing unit sets at least one of the energization allowable time and the energization prohibition time based on the difference calculated by the difference calculation processing unit. .
前記通電設定処理部は、前記比較処理部による比較結果に基づいて、前記通電許容時間及び前記通電禁止時間の少なくとも一方を設定することを特徴とする請求項1に記載の駆動制御回路。 A comparison processing unit that compares an input signal from the temperature sensor with a plurality of threshold values;
The drive control circuit according to claim 1, wherein the energization setting processing unit sets at least one of the energization allowable time and the energization prohibition time based on a comparison result by the comparison processing unit.
前記通電設定処理部は、前記誘導性負荷への通電を開始する際に、前記温度センサからの入力信号、前記温度センサからの入力信号に基づいて前記誘導性負荷の温度を予測するためのパラメータテーブル、前回の前記誘導性負荷への通電継続時間、及び、前回の前記誘導性負荷への通電を停止してからの通電停止時間に基づいて、前記通電許容時間を設定することを特徴とする請求項1に記載の駆動制御回路。 The temperature sensor is for detecting the ambient temperature of the inductive load,
The energization setting processing unit, when starting energization to the inductive load, a parameter for predicting the temperature of the inductive load based on the input signal from the temperature sensor and the input signal from the temperature sensor The energization permissible time is set based on a table, the energization continuation time for the previous inductive load, and the energization stop time after the previous energization of the inductive load is stopped. The drive control circuit according to claim 1.
前記駆動制御回路により駆動が制御される誘導性負荷とを備えたことを特徴とする分析装置。 The drive control circuit according to any one of claims 1 to 4,
And an inductive load whose drive is controlled by the drive control circuit.
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JPWO2017072960A1 (en) * | 2015-10-30 | 2018-04-05 | 三菱電機株式会社 | Motor control device, vacuum cleaner and hand dryer |
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2014
- 2014-01-09 JP JP2014002135A patent/JP2015130458A/en active Pending
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