JP3261861B2 - 高低温ハンドラ用恒温槽内の温度制御方法 - Google Patents

高低温ハンドラ用恒温槽内の温度制御方法

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羊二 岩永
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高低温ハンドラ用の
恒温槽内の温度を制御する方法についてのものである。
【0002】
【従来の技術】次に、従来の高温槽の温度制御の構成を
図4により説明する。図4の6は高温槽、6Aと6Bは
温度センサ、6Cと6Dはシャッタ、6Eはヒータ、6
Fはファンである。図4では、ヒータ6Eは高温槽外に
配置される。シャッタ6C・6Dにより開閉する各開口
部とヒータ6Eは覆われ、通風路が形成される。ファン
6Fは高温槽内の空気を吸引し、ヒータ6Eに吹き付
け、温度制御された熱風を高温槽6に循環させる。
【0003】図4の高温槽6内には、シャッタ6Cの近
傍に温度センサ6Aが配置され、シャッタ6Dの近傍に
温度センサ6Bが配置される。温度センサ6Aの温度検
出によりシャッタ6Cが開閉制御され、温度センサ6B
の温度検出によりシャッタ6Dが開閉制御され、高温槽
6内の温度が制御される。
【0004】図4の構成では、温度センサ6A・6Bに
各々温度調節器が必要であり、温度制御回路が複雑とな
る。また、シャッタ6C・6Dの熱風吹出口で温度制御
されるので、温度検出器から離れた位置では、目的温度
に昇温し、安定するまで時間がかかるという問題があ
る。
【0005】図5は図4と異なる高温槽の温度制御の構
成を示したものである。図5では、ファン7Cは高温槽
7内の空気を吸引し、前記吸引空気をヒータ7Dに吹き
付け、熱風空気を循環させる。ファン7Cが取り付けら
れる吸入口71の近傍には温度センサ7Aが配置され、
ヒータ7Dが取り付けられる吹出口72の近傍には温度
センサ7Bが配置される。
【0006】図5では、温度センサ7Aと温度センサ7
Bの各検出温度の平均値を検出温度としてヒータ7Dが
オンオフ制御される。図5では、温度調節器は一つでよ
いので、温度制御回路は簡単となる。しかし、温度セン
サ7A・7Bから離れた位置の温度制御が困難となり、
目的温度に対して、高温槽7内の温度分布に幅のあるも
のとなる。
【0007】次に、高低温用ハンドラ用の従来の温度制
御の構成を図6により説明する。図6の1は恒温槽、1
Aはヒータ、1Bはファン、2Aは予熱部、2Bは測定
部、3Aは温度センサ、5Fは温度制御部15内の温度
調節器である。
【0008】図6では、恒温槽1はICを加熱する予熱
部2Aと測定部2Bを内蔵する。温度センサ3Aは測定
部2Bの近傍に配置され、温度センサ3Aの温度検出出
力は温度調節器5Fに入力される。
【0009】図6の高低温ハンドラでは、高温測定の場
合と低温測定の場合では予め、目的温度の発生源を切り
換えて使用する。すなわち、高温測定の場合は、ヒータ
1Aを加熱して、恒温槽1内を熱風循環させる。より具
体的には、ヒータ1Aは例えば、ゼロクロスリレーなど
の半導体スイッチ1Cに接続され、半導体スイッチ1C
が温度調節器5Fの制御信号でオンオフ制御され、槽内
が目的温度に温度制御される。なお、図6のヒータ1A
は槽内を低温から高温に切り換えるとき、槽内を乾燥さ
せる機能ももつ。
【0010】恒温槽1内を低温にする場合は、液体窒素
を槽内に流入させ、ファン1Bで槽内を冷風循環させ
る。より具体的には、液体窒素源12の液体窒素は切換
弁1Dを介して吹出口11から槽内に流入する。吹出口
11の液体窒素は冷却気体となり、ファン1Bで槽内を
冷風循環させる。切換弁1Dは温度調節器5Fの制御信
号で液体窒素の流量を制御する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】図6では、測定部2B
を目的温度にするため、温度センサ3Aを測定部2B近
傍に配置している。一方、構造上から目的温度の発生源
は制御対象から離れた場所に配置されている。したがっ
て、図6の装置では目的温度に槽内が昇温し、安定する
のに時間がかかるという問題がある。また、単に温度セ
ンサを2つ配置するだけでは、図4と図5で説明された
問題が解消できない。
【0012】この発明は、目的温度の発生源から離れた
位置に第1の温度センサを配置し、目的温度の発生源の
近傍に第2の温度センサを配置し、第1の温度センサで
高速に温度制御し、目的温度に達したとき、温度検出を
第2の温度センサに切り換え、安定した温度制御を実現
する高低温ハンドラ用恒温槽内の温度制御方法の提供を
目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、この発明は、恒温槽1はICを加熱する予熱部2A
と測定部2Bを内蔵し、恒温槽1内を高温にする場合は
ヒータ1Aを加熱してファン1Bで槽内を熱風循環さ
せ、恒温槽1内を低温にする場合は液体窒素を槽内に流
入させファン1Bで槽内を冷風循環させる高低温ハンド
ラ用恒温槽において、温度センサ3Aを目的温度の発生
源から離れ、目的温度に平衡させる位置に配置し、温度
センサ3Bを目的温度の発生源近傍に配置し、メモリ4
に前記目的温度を書き込み、温度制御部5を比較演算手
段5Aと比較演算手段5Bとパラメータ入力手段5Cと
パラメータ入力手段5Dと切換手段5Eと温度調整手段
5FとCPU5Gとで構成し、比較演算手段5Aは温度
センサ3Aの第1の検出値とメモリ4の目的温度を読み
込み比較し、パラメータ入力手段5Cに目的温度に対す
る応答の速い第1のパラメータを演算し、比較演算手段
5Bは温度センサ3Bの第2の検出値とメモリ4の目的
温度を読み込み比較し、パラメータ入力手段5Dに目的
温度に対する応答の速い第2のパラメータを演算し、パ
ラメータ入力手段5Cとパラメータ入力手段5Dは切換
手段5Eに前記第1のパラメータと前記第2のパラメー
タを入力し、切換手段5Eは前記第1のパラメータと前
記第2のパラメータのいずれかを温度調整手段5Fに入
力し、CPU5Gは比較演算手段5Aが前記目的温度に
達したとき、前記第2のパラメータを温度調整手段5F
に入力切り換え指令する。
【0014】
【作用】前記方法によれば、目的温度の発生源から離れ
た第1の温度センサで高速に温度制御し、目的温度に達
したとき、目的温度の発生源近くの第2の温度センサに
切り換え、正確な温度制御することにより、高速で安定
した温度制御ができる。
【0015】
【実施例】次に、この発明による高低温用ハンドラ用の
温度制御の構成を図1の実施例により説明する。図1の
3Bは温度センサ、4はメモリ、5は温度制御部であ
り、その他は図6と同じものである。すなわち、図1は
図6に温度センサ3Bとメモリ4を追加し、CPUで指
令制御される温度制御部に置き換えたものである。
【0016】図1では温度センサ3Bは目的温度の発生
源近傍に配置される。メモリ4は目的温度Tn が予め書
き込まれる。温度制御部5は比較演算手段5Aと比較演
算手段5Bとパラメータ入力手段5Cとパラメータ入力
手段5Dと切換手段5Eと温度調節器である温度調整手
段5FとCPU5Gとで構成される。
【0017】前述のメモリ4には、例えばRAMなどを
使用する。目的温度の設定データはメモリ4のアドレス
に予め書き込まれており、CPU5Gの指令により前記
特定アドレスが読みだされて、温度制御部5を制御す
る。
【0018】比較演算手段5Aは温度センサ3Aの第1
の検出値とメモリ4の目的温度を読み込み比較し、パラ
メータ入力手段5Cに目的温度に対する応答の速い第1
のパラメータを演算する。
【0019】比較演算手段5Bは温度センサ3Bの第2
の検出値とメモリ4の目的温度を読み込み比較し、パラ
メータ入力手段5Dに目的温度に対する応答の速い第2
のパラメータを演算する。
【0020】パラメータ入力手段5Cとパラメータ入力
手段5Dは切換手段5Eに前記第1のパラメータと前記
第2のパラメータを入力し、切換手段5Eは前記第1の
パラメータと前記第2のパラメータのいずれかを温度調
整手段5Fに入力し、CPU5Gは比較演算手段5Aが
前記目的温度に達したとき、前記第2のパラメータを温
度調整手段5Fに入力切り換え指令する。
【0021】次に、図1の構成による動作を図2のフロ
ーチャートにより説明する。図2のステップ101で
は、温度センサ3Aで槽内の温度が検出される。ステッ
プ102では、比較演算手段5Aは温度センサ3Aの検
出温度とメモリ4の目的温度を比較演算し、パラメータ
入力手段5Cは温度調節手段5Fに第1のパラメータを
入力し、槽内を温度制御する。
【0022】ステップ103では、温度センサ3Aの検
出温度とメモリ4の目的温度が比較され、前記検出温度
が目的温度に達したときはステップ104に進み、達し
ていないときはステップ101の前段に戻る。ステップ
104では、CPU5Gはパラメータ入力手段5Cをパ
ラメータ入力手段5Dに切り換える。
【0023】ステップ105では、温度センサ3Bで槽
内の温度が検出される。ステップ106では、比較演算
手段5Bは温度センサ3Bの検出温度とメモリ4の目的
温度を比較演算し、パラメータ入力手段5Dは温度調節
手段5Fに第2のパラメータを入力し、槽内を温度制御
し、一連の動作を終了する。
【0024】図3は、恒温槽1内の温度変化をグラフに
したものである。図3の横軸は経過時間であり、縦軸は
槽内温度である。図3は、室温25℃から目的温度Tn を
100℃に温度制御した場合を示している。
【0025】図3の30は図6の温度制御方法による温
度上昇曲線を示している。温度上昇曲線30はオーバー
シュートやハンチングは生じていないが、目的温度Tn
に平衡するポイントP3 まで約120 分要している。
【0026】図3の31は図1の温度センサ3Aの検出
温度曲線であり、32は図1の温度センサ3Bの検出温
度曲線である。温度曲線31は高速に槽内を温度上昇制
御し、目的温度P1 に達したとき、槽内温度は温度セン
サ3Bに切り換わり、槽内が制御される。温度曲線32
は、目的温度Tn に平衡するポイントP2 まで約70分要
している。
【0027】なお、実施例では恒温槽1内を加熱する場
合を説明したが、冷却する場合もこれまで述べた方法で
冷却時間を短縮することができる。
【0028】
【発明の効果】この発明は、目的温度の発生源から離れ
た位置に第1の温度センサを配置し、目的温度の発生源
の近傍に第2の温度センサを配置し、第1の温度センサ
で恒温槽内を高速に温度制御し、目的温度に達したと
き、温度検出を第2の温度センサに切り換え、恒温槽内
を安定した温度制御するので、簡易な構成で恒温槽内を
高速安定に温度制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による高低温用ハンドラ用の温度制御
の構成図である。
【図2】図1の動作を説明するフローチャートである。
【図3】恒温槽内の温度変化図である。
【図4】従来の高温槽の温度制御の構成図である。
【図5】図4と異なる高温槽の温度制御の構成図であ
る。
【図6】高低温用ハンドラ用の従来の温度制御の構成図
である。
【符号の説明】
1 恒温槽 1A ヒータ 1B ファン 2A 予熱部 2B 測定部 3A 温度センサ 3B 温度センサ 4 メモリ 5 温度制御部 5A 比較演算手段 5B 比較演算手段 5C パラメータ入力手段 5D パラメータ入力手段 5E 切換手段 5F 温度調節器 5G CPU

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 恒温槽(1) はICを加熱する予熱部(2A)
    と測定部(2B)を内蔵し、恒温槽(1) 内を高温にする場合
    はヒータ(1A)を加熱してファン(1B)で槽内を熱風循環さ
    せ、恒温槽(1) 内を低温にする場合は液体窒素を槽内に
    流入させファン(1B)で槽内を冷風循環させる高低温ハン
    ドラ用恒温槽において、 第1の温度センサ(3A)を目的温度の発生源から離れ、目
    的温度に平衡させる位置に配置し、 第2の温度センサ(3B)を目的温度の発生源近傍に配置
    し、 メモリ(4) に前記目的温度を書き込み、 温度制御部(5) を第1の比較演算手段(5A)と第2の比較
    演算手段(5B)と第1のパラメータ入力手段(5C)と第2の
    パラメータ入力手段(5D)と切換手段(5E)と温度調整手段
    (5F)とCPU(5G)とで構成し、 第1の比較演算手段(5A)は第1の温度センサ(3A)の第1
    の検出値とメモリ(4)の目的温度を読み込み比較し、第
    1のパラメータ入力手段(5C)に目的温度に対する応答の
    速い第1のパラメータを演算し、 第2の比較演算手段(5B)は第2の温度センサ(3B)の第2
    の検出値とメモリ(4)の目的温度を読み込み比較し、第
    2のパラメータ入力手段(5D)に目的温度に対する応答の
    速い第2のパラメータを演算し、 第1のパラメータ入力手段(5C)と第2のパラメータ入力
    手段(5D)は切換手段(5E)に前記第1のパラメータと前記
    第2のパラメータを入力し、 切換手段(5E)は前記第1のパラメータと前記第2のパラ
    メータのいずれかを温度調整手段(5F)に入力し、 CPU(5G)は第1の比較演算手段(5A)が前記目的温度に
    達したとき、前記第2のパラメータを温度調整手段(5F)
    に入力切り換え指令することを特徴とする高低温ハンド
    ラ用恒温槽内の温度制御方法。
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