JP3119350B2 - 断線警報器 - Google Patents

断線警報器

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JP3119350B2
JP3119350B2 JP09245288A JP24528897A JP3119350B2 JP 3119350 B2 JP3119350 B2 JP 3119350B2 JP 09245288 A JP09245288 A JP 09245288A JP 24528897 A JP24528897 A JP 24528897A JP 3119350 B2 JP3119350 B2 JP 3119350B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、警報器、特に恒温
槽に設けられたヒータが断線したときに警報を発生する
断線警報器に関連する。
【0002】
【従来の技術】図4に示すように、従来の断線警報器が
使用される恒温槽2内の温度を制御する温度制御装置1
は、恒温槽2内の温度に対応するレベルの出力を発生す
る温度センサ3と、恒温槽2内に設けられたヒータ4
と、導線5を介してヒータ4に接続されたAC200V
の交流電源6と、ヒータ4と交流電源6との間で導線5
に設けられたブレーカ7と、ヒータ4とブレーカ7との
間に設けられたSSR(ソリッドステートリレー)、ト
ライアック、SBS、SSS等の双方向性スイッチ10
と、ブレーカ7と双方向性スイッチ10との間に設けら
れた即断ヒューズ9と、双方向性スイッチ10に制御信
号を付与し且つ温度センサ3の出力を受信する制御回路
11とを備えている。ヒータ4と双方向性スイッチ10
との間の導線5に設けられた断線警報器8の変流器12
の両端は、整流回路13を介して可変抵抗14に接続さ
れる。整流回路13の出力にはノイズ除去用のコンデン
サ18が可変抵抗14に並列に接続される。比較器15
の非反転入力端子には基準電源16が接続され、比較器
15の反転入力端子には可変抵抗14のタップが接続さ
れる。比較器15の出力はアンド回路22の一方の入力
端子に接続され、アンド回路22の他方の入力端子は制
御回路11に接続される。アンド回路22の出力端子は
R-S F.Fにより構成されたラッチ回路23のセット
端子に接続され、ラッチ回路23のリセット端子には、
手動操作スイッチ27が接続される。ラッチ回路23の
出力は警報器17に接続され、ラッチ回路23の出力に
より警報器17が作動されるとき、手動操作スイッチ2
7の作動によりラッチ回路23をリセットして警報器1
7の作動を停止することができる。
【0003】次に、図4に示す温度制御装置1の動作に
ついて説明する。温度制御装置1の作動の際に、制御回
路11の出力により双方向性スイッチ10をオンにする
と、交流電源6からヒータ4に交流電流が流れ、図6の
初期加熱領域Aで示すように、恒温槽2はほぼ一定の加
熱速度で加熱される。この場合、双方向性スイッチ10
は常時オン状態に保持され、交流電流の位相による電流
制御は行われない。
【0004】恒温槽2内の温度が設定温度に近づく図6
の過渡加熱領域Bでは、位相による電流制御が行われ
る。例えば、交流電源6から供給される交流電流の1サ
イクルのうち90゜〜180゜の期間及び270゜〜3
60゜の期間において、制御回路11から双方向性スイ
ッチ10に制御信号が付与され、双方向性スイッチ10
はオン状態にされて、ヒータ4への交流電流が制御され
る。恒温槽2内の温度が設定温度に達する図6の定常加
熱領域Cでは、制御回路11は温度センサ3の出力レベ
ルから恒温槽2内の温度を検出して、双方向性スイッチ
10への制御信号を位相制御してヒータ電流を零にする
か、僅かにヒータ電流を流し、恒温槽2内の温度が設定
温度になるようにヒータ4への交流電流を制御する。ヒ
ータ4に流れる交流電流は変流器12によって検出さ
れ、整流回路13を通じて可変抵抗14には交流電流に
対応するレベルの電圧が印加される。
【0005】例えば、ヒータ4の断線、導線5又は即断
ヒューズ9の断線、ブレーカ7の作動、双方向性スイッ
チ10の不良が発生したとき、比較器15の非反転入力
端子に印加される基準電圧より低い電圧が比較器15の
反転入力端子に印加され、比較器15はアンド回路22
及びラッチ回路23を通じて警報器17に出力を送出す
る。図5(1)はこの様子を示した各部の波形図であ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の断線
警報器8では、ヒータ電流が一時的に零のとき、図5
(2)に示すようにそれが双方向性スイッチの導通角零
の位相制御によるものであるか又は断線によるものであ
るかを検知することができなかった。本発明は、断線に
よってヒータ電流が零になったことを確実に検出できる
断線警報器を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を達成するための手段】本発明による断線警報器
は、負荷(4)に交流電流を供給する交流電源(6)
と、負荷(4)に流れる交流電流を制御する双方向性ス
イッチ(10)と、双方向性スイッチ(10)に制御信
号を付与する制御回路(11)と、負荷(4)に流れる
交流電流を検出する変流器(12)と、変流器(12)
に発生する電流に対応する電圧が基準電圧を超えたとき
出力を発生する比較器(15)と、比較器(15)の出
力に基づいて作動される警報器(17)とを備えてい
る。この断線警報器は、比較器(15)の出力端子に接
続された再トリガ単安定マルチバイブレータ(21)
と、再トリガ単安定マルチバイブレータ(21)の出力
と制御回路(11)の位相制御信号とに基づいて、警報
器(17)に駆動信号を付与する論理回路(28)とを
具備し、再トリガ単安定マルチバイブレータ(21)の
タイマー動作時間は負荷(4)に供給される交流電流の
半サイクルより長い。
【0008】変流器(12)は、負荷(4)に流れる交
流電流に対応する出力を発生し、変流器(12)の出力
が所定レベルの電圧を超えたとき、比較器(15)は出
力を発生する。再トリガ単安定マルチバイブレータ(2
1)は、比較器(15)の出力を受信したときにタイマ
ー出力を発生するので、論理回路(28)は警報器(1
7)への出力を発生しない。
【0009】断線によってヒータ電流が零になると、負
荷(4)に電流が流れないから、再トリガ単安定マルチ
バイブレータ(21)はタイマー動作経過後に出力を停
止する。論理回路(28)は、制御回路(11)から位
相制御信号を受信したときに、再トリガ単安定マルチバ
イブレータ(21)の出力を受信しなければ、警報器
(17)への出力を発生する。零位相制御によってヒー
タ電流が零になるとき、ヒータ回路中に配線によるサー
ジ電流が流れるが、再トリガ単安定マルチバイブレータ
(21)のタイマー動作時間は負荷(4)に供給される
交流電流の半サイクルより長いので、比較器(15)に
より再トリガ単安定マルチバイブレータ(21)が動作
し、論理回路(28)は警報器(17)への出力を発生
しない。このように、再トリガ単安定マルチバイブレー
タ(21)のタイマー動作中に負荷(4)に流れる電流
が一時的に零になっても、論理回路(28)は警報器
(17)に出力を発生せず、再トリガ単安定マルチバイ
ブレータ(21)のタイマー動作経過後に負荷(4)に
流れる電流(サージ電流)の有無を検出することによっ
て、制御回路(11)からの位相制御信号に同期して断
線の有無を確実に検出することができる。
【0010】本発明の実施の形態では、論理回路(2
8)は再トリガ単安定マルチバイブレータ(21)及び
制御回路(11)の位相制御信号を受信するアンド回路
(22)と、アンド回路(22)の出力により警報器
(17)に出力を発生するラッチ回路(23)とを備え
ている。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、ヒータを負荷とする本発明
による断線警報器の実施の形態を図1〜図3について説
明する。図1〜図3では図4に示す箇所と同一の部分に
は同一の符号を付し説明を省略する。図1に示すよう
に、本発明による断線警報器20では、従来使用された
図4に示すノイズ除去用のコンデンサ18が省かれてい
る。比較器15の出力端子は、再トリガ単安定マルチバ
イブレータ(「リトリガー回路」という)21を介して
アンド回路22の一方のインバータ入力端子に接続され
る。ラッチ回路23の出力端子はバッファ回路24の入
力端子に接続され、バッファ回路24の2つの出力端子
には、警報器17を構成する発光ダイオード25とブザ
ー26がそれぞれ接続される。アンド回路22及びラッ
チ回路23は論理回路28を構成する。
【0012】前記の構成において、制御回路11から双
方向性スイッチ10に制御信号が付与されると、初期加
熱領域Aでは、図2(1)に示すように、交流電源6か
らヒータ4にヒータ電流が流れる。整流回路13及び可
変抵抗14を介して変流器12の出力が比較器15に付
与されると、比較器15は図2(4)に示す矩形パルス
の出力を発生する。リトリガー回路21は比較器15の
出力信号の立ち下がり時に所定のパルス幅の出力を発生
し、出力が発生しているリトリガー回路21のタイマー
動作時間中に比較器15から次の立ち下がり信号を再び
受信すると、リトリガー回路21はその時点からタイマ
ー動作時間を再スタートする。従って、リトリガー回路
21は、タイマー動作時間より短い周期で比較器15の
出力が加わり続けると、タイマー動作を継続し、比較器
15の最後の信号立ち下がり時点からタイマー動作時間
を経過した後に動作を完了する。図2(5)に示すよう
に、リトリガー回路21のタイマー動作時間中に、制御
回路11の制御信号がアンド回路22の入力端子に付与
されても、ラッチ回路23は出力を発生しない。
【0013】初期加熱領域Aにおいて、図2(1)の時
点Eにて断線が発生すると、リトリガー回路21は、比
較器15から発生する最後の信号立ち下がりの時点Fか
らタイマー動作時間経過後に出力を停止する。このた
め、時点Gでは既にリトリガー回路21の出力が停止し
た状態で制御回路11の制御信号がアンド回路21に付
与されるから、アンド回路21はラッチ回路23に出力
を発生(図2(7))させ、バッファ回路24を介して
発光ダイオード25及びブザー26を作動させる。その
後、手動操作スイッチ27の作動によりラッチ回路23
をリセットして警報器17の作動を停止(図2(8))
する。このようにして、制御回路11からの制御信号に
同期してヒータ回路が断線しているか否かを確認するこ
とができる。過渡加熱領域Bにおいてもほぼ同様の動作
である。
【0014】次に、恒温槽2内の温度が設定温度に達す
る定常加熱領域Cでは、ヒータ電流を零にするため、双
方向性スイッチ10の導通角を零にすることがある。図
3はこのときの波形であり、図3(1)に示すように、
配線のインダクタンスと容量により、ヒータ4を含む回
路にサージ電流30が発生する。このサージ電流30を
検出することによって比較器15から図3(4)の出力
を発生し、リトリガー回路21の動作時間を一定時間延
長する。従って、図3(5)のタイムチャートで示すリ
トリガー回路21のタイマー動作時間中に、制御回路1
1の位相制御信号がアンド回路22の入力端子に付与さ
れても、ラッチ回路23は出力を発生せず、タイマー動
作が継続している間、警報器17は出力しない。リトリ
ガー回路21のタイマー動作時間はヒータ4に供給され
る交流電流の半サイクルより長く設定される。
【0015】図3(1)の時点Eにて断線が発生する
と、リトリガー回路21は、比較器15から発生する最
後の信号立ち下がりの時点Fからタイマー動作時間経過
後に出力を停止する。このため、時点Gでは既にリトリ
ガー回路21の出力が停止した状態で制御回路11の位
相制御信号がアンド回路21に付与されるから、アンド
回路21はラッチ回路23に出力を発生(図3(7))
させ、バッファ回路24を介して発光ダイオード25及
びブザー26を作動させる。このようにして、ヒータ4
への電流を位相制御により零にしてもヒータ4に流れる
サージ電流を検出して断線の有無を確実に検出すること
ができる。図4に示す従来の断線警報器1では、ヒータ
電流が零のとき、それがサイリスタの電流位相制御に起
因するのか断線に起因するのかを検知することができな
い。
【0016】本発明の実施の形態は種々の変更が可能で
ある。負荷はヒータ4以外でもよい。ラッチ回路23
は、R-S F.F以外にシフトレジスタ等の他の素子に
よって構成してもよい。
【0017】
【発明の効果】前記のように、本発明による断線警報器
では、位相制御によって負荷への電流が零になっても負
荷に流れるサージ電流を検出することによって制御回路
からの位相制御信号に同期して断線の有無を確実に検出
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による断線警報器の回路図
【図2】 初期加熱領域での図1に示す断線警報器の各
部の出力のタイムチャート
【図3】 定常加熱領域での図1に示す断線警報器の各
部の出力のタイムチャート
【図4】 従来の断線警報器の回路図
【図5】 図4に示す従来の断線警報器の各部の出力の
タイムチャート
【図6】 図4に示す断線警報器のヒータの温度の変化
を示すグラフ
【符号の説明】
4・・ヒータ、 6・・交流電源、 10・・双方向性
スイッチ、 11・・制御回路、 12・・変流器、
15・・比較器、 17・・断線警報器、 21・・再
トリガ単安定マルチバイブレータ、 22・・アンド回
路、 23・・ラッチ回路、 28・・論理回路、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 31/02 H05B 3/00 320

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 負荷に交流電流を供給する交流電源と、
    前記負荷に流れる交流電流を制御する双方向性スイッチ
    と、該双方向性スイッチに制御信号を付与する制御回路
    と、前記負荷に流れる交流電流を検出する変流器と、該
    変流器に発生する電流に対応する電圧が基準電圧を超え
    たとき出力を発生する比較器と、該比較器の出力に基づ
    いて作動される警報器とを備えた断線警報器において、 前記比較器の出力端子に接続された再トリガ単安定マル
    チバイブレータと、 該再トリガ単安定マルチバイブレータの出力と前記制御
    回路の位相制御信号とに基づいて、前記警報器に駆動信
    号を付与する論理回路とを具備し、 前記再トリガ単安定マルチバイブレータのタイマー動作
    時間は前記負荷に供給される交流電流の半サイクルより
    長いことを特徴とする断線警報器。
  2. 【請求項2】 前記論理回路は前記再トリガ単安定マル
    チバイブレータ及び前記制御回路の位相制御信号を受信
    するアンド回路と、該アンド回路の出力により前記警報
    器に出力を発生するラッチ回路とを備えた請求項1に記
    載の断線警報器。
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