JP7070246B2 - Electric heating body type discrimination device, electric heating body type discrimination method, and program - Google Patents
Electric heating body type discrimination device, electric heating body type discrimination method, and program Download PDFInfo
- Publication number
- JP7070246B2 JP7070246B2 JP2018158516A JP2018158516A JP7070246B2 JP 7070246 B2 JP7070246 B2 JP 7070246B2 JP 2018158516 A JP2018158516 A JP 2018158516A JP 2018158516 A JP2018158516 A JP 2018158516A JP 7070246 B2 JP7070246 B2 JP 7070246B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistance
- temperature
- electric
- resistance value
- heater
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
- Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection
Description
この発明は電熱体種判別装置および電熱体種判別方法に関し、より詳しくは、電気抵抗ヒータに用いられている電熱体種を判別する電熱体種判別装置および電熱体種判別方法に関する。また、この発明は、そのような電熱体種判別方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。 The present invention relates to an electric heating body type discriminating device and a method for discriminating the electric heating body type, and more particularly to a heating body type discriminating device for discriminating the electric heating body type used in the electric resistance heater and a method for discriminating the electric heating body type. The present invention also relates to a program for causing a computer to execute such a method for determining an electric heating element.
一般的な電気抵抗ヒータであるシースヒータやカートリッジヒータのカタログや仕様書には、そのヒータを構成する電熱線または電熱帯自体の材質や寸法は記載されていないのが実情である。 The fact is that the catalogs and specifications of sheath heaters and cartridge heaters, which are general electric resistance heaters, do not describe the materials and dimensions of the heating wire or the electric tropics themselves that make up the heater.
このため、そのような電気抵抗ヒータと、電気抵抗ヒータに通電するコントローラとによって、対象物を加熱するための温度制御システムを構成しようとする場合、電熱線または電熱帯の温度上限仕様や電流上限仕様が分からないため、詳細な熱設計ができない、という問題が生ずる。なお、「電熱線」と「電熱帯」は、合わせて「電熱体」と称される。 Therefore, when trying to configure a temperature control system for heating an object by using such an electric resistance heater and a controller that energizes the electric resistance heater, the temperature upper limit specification or the current upper limit of the heating wire or electric tropical Since the specifications are unknown, there is a problem that detailed thermal design cannot be performed. In addition, "heating wire" and "electric tropical" are collectively referred to as "electric heating body".
そこで、この発明の課題は、電気抵抗ヒータを構成する電熱体種を判別できる電熱体種判別装置および電熱体種判別方法を提供することにある。また、この発明の課題は、そのような電熱体種判別方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an electric heating body type discriminating device capable of discriminating an electric heating body type constituting an electric resistance heater and a method for discriminating the electric heating body type. Further, an object of the present invention is to provide a program for causing a computer to execute such a method for determining an electric heating element.
本発明者は、例えば特許文献1(US 2017/0359857 A1)に記載されているように、代表的な電熱線であるニッケルクロム線1種の温度対抵抗値特性は、グラフ化されたとき、0℃(または常温)から温度上昇するにつれて増加し、400℃~600℃近傍で極大を示し、さらに温度上昇すると次第に減少して800℃近傍で極小を示し、さらに温度上昇すると再び上昇する、ということに着目した。鉄クロム線1種、鉄クロム線2種の場合は、そのような極大、極小を示さず、それぞれ温度上昇につれて単調に増加する。 The present inventor, for example, as described in Patent Document 1 (US 2017/0359857 A1), when the temperature vs. resistance value characteristic of one kind of nickel chromium wire, which is a typical heating wire, is graphed, It increases as the temperature rises from 0 ° C (or normal temperature), reaches a maximum near 400 ° C to 600 ° C, gradually decreases when the temperature rises, reaches a minimum near 800 ° C, and rises again when the temperature rises further. I paid attention to that. In the case of one type of iron-chromium wire and two types of iron-chromium wire, such maximum and minimum are not shown, and each increases monotonically as the temperature rises.
そこで、上記課題を解決するため、この開示の電熱体種判別装置は、
電気抵抗ヒータを構成する電熱体種を判別する電熱体種判別装置であって、
複数の電熱体種についてそれぞれ、予め定められた基準温度での抵抗値と上記基準温度よりも高い温度での抵抗値とによる既知の抵抗比を、予め定められた温度範囲にわたって温度特性データとして記憶している記憶部と、
上記電気抵抗ヒータが上記基準温度にあるとき、上記電気抵抗ヒータを構成する電熱体が示す抵抗値を基準温度抵抗値として測定する第1抵抗測定部と、
上記電熱体に通電して、上記電気抵抗ヒータを上記基準温度から予め定められた終了温度範囲へ向けて昇温させる昇温制御部と、
上記昇温制御部による上記電気抵抗ヒータの昇温中に、刻々、上記電熱体が示す抵抗値を昇温時抵抗値として測定する第2抵抗測定部と、
上記記憶部に記憶されている既知の抵抗比の温度特性データと、上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比が示す時系列変化との対応に基づいて、上記電気抵抗ヒータを構成する電熱体種を判別する体種判定部と、
を備え、
上記体種判定部は、
上記電気抵抗ヒータの昇温中に、上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比が極大または極小を示したとき、上記電気抵抗ヒータを構成する電熱体種は温度対抵抗特性が極大および極小を有する特定のニッケルクロム線または帯であると判定する一方、上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比が極大または極小を示さなかったとき、上記電気抵抗ヒータを構成する電熱体種は上記特定のニッケルクロム線または帯以外の体種であると判定する第1判定部と、
上記第1判定部による判定の後、上記記憶部に記憶されている上記終了温度範囲での既知の抵抗比と、上記電気抵抗ヒータが上記終了温度範囲に達した時点での上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比とを比較して、上記電熱体種をさらに区別して判定する第2判定部とを含む
ことを特徴とする。
Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the electric heating body type discriminating device of this disclosure is used.
It is an electric heating body type discriminating device that discriminates the electric heating body type constituting the electric resistance heater.
A known resistance ratio based on a resistance value at a predetermined reference temperature and a resistance value at a temperature higher than the above reference temperature is stored as temperature characteristic data for each of a plurality of electric heating element types over a predetermined temperature range. With the memory part
When the electric resistance heater is at the reference temperature, the first resistance measuring unit that measures the resistance value indicated by the electric heater constituting the electric resistance heater as the reference temperature resistance value, and the first resistance measuring unit.
A temperature rise control unit that energizes the electric heater to raise the temperature of the electric resistance heater from the reference temperature to a predetermined end temperature range.
During the temperature rise of the electric resistance heater by the temperature rise control unit, the second resistance measuring unit that measures the resistance value indicated by the electric heater as the resistance value at the time of temperature rise is used.
The electric resistance heater is based on the correspondence between the temperature characteristic data of the known resistance ratio stored in the storage unit and the time-series change indicated by the resistance ratio between the reference temperature resistance value and the resistance value at the time of temperature rise. A body type determination unit that determines the type of electric heating body that constitutes
Equipped with
The above body type determination unit
When the resistance ratio between the reference temperature resistance value and the resistance value at the time of temperature rise shows a maximum or a minimum during the temperature rise of the electric resistance heater, the electric heating element type constituting the electric resistance heater has a temperature-to-resistance characteristic. Is a specific nickel-chromium wire or band having a maximum and a minimum, while the resistance ratio between the reference temperature resistance value and the temperature rise resistance value does not show the maximum or minimum, the electric resistance heater. The first determination unit that determines that the electrothermal body species constituting the above-mentioned specific nickel-chromium wire or a body type other than the band,
After the determination by the first determination unit, the known resistance ratio in the end temperature range stored in the storage unit and the reference temperature resistance value when the electric resistance heater reaches the end temperature range. Includes a second determination unit that further distinguishes and determines the electric heater type by comparing the resistance ratio with the temperature rise resistance value.
It is characterized by that .
本明細書で、「予め定められた基準温度」は、典型的には常温(例えば23℃、25℃など)であるが、それに限られるものではなく、例えば0℃であってもよい。また、「予め定められた基準温度」は、ニッケルクロム線1種の抵抗比が極大または極小を示す温度(既知)であってもよい。 In the present specification, the "predetermined reference temperature" is typically normal temperature (for example, 23 ° C., 25 ° C., etc.), but is not limited thereto, and may be, for example, 0 ° C. Further, the "predetermined reference temperature" may be a temperature (known) at which the resistivity of one type of nickel-chromium wire indicates a maximum or a minimum.
また、「予め定められた温度範囲」とは、400℃~600℃近傍(ニッケルクロム線1種の抵抗比が極大を示す)を含み、判別されるべき各電熱体が到達し得る温度範囲をカバーするのが望ましい。例えば、「予め定められた温度範囲」は、常温から900℃までの温度範囲であるのが望ましい。 Further, the "predetermined temperature range" includes the vicinity of 400 ° C. to 600 ° C. (the resistivity ratio of one nickel-chromium wire indicates the maximum), and the temperature range that can be reached by each electric heating element to be determined. It is desirable to cover it. For example, the "predetermined temperature range" is preferably a temperature range from room temperature to 900 ° C.
また、「予め定められた終了温度範囲」とは、電熱体種判別のためのデータ取得が終了する温度範囲を意味し、例えば800℃~900℃の範囲として設定される。 Further, the "predetermined end temperature range" means a temperature range at which data acquisition for determining the electric heating body type is completed, and is set as a range of, for example, 800 ° C to 900 ° C.
また、「既知の抵抗比」は、典型的には、(基準温度よりも高い温度での抵抗値)/(基準温度での抵抗値)として算出される。同様に、基準温度抵抗値と昇温時抵抗値とによる「抵抗比」は、典型的には、(昇温時抵抗値)/(基準温度抵抗値)として算出される。ただし、いずれも、逆数であってもよい。 Further, the "known resistance ratio" is typically calculated as (resistance value at a temperature higher than the reference temperature) / (resistance value at a reference temperature). Similarly, the "resistance ratio" between the reference temperature resistance value and the temperature rise resistance value is typically calculated as (heat temperature resistance value) / (reference temperature resistance value). However, both may be reciprocals.
また、電熱体についての抵抗値の「測定」および「通電」は、典型的には、上記電熱体をなす電熱線または電熱帯の長手方向に沿って行われる。
また、「温度対抵抗特性が極大および極小を有する特定のニッケルクロム線または帯」とは、例えば、日本工業規格(JISC2520)に規定された、電熱用ニッケルクロム線1種(略号NCHW1)または電熱用ニッケルクロム帯1種(略号NCHRW1)を指す。
Further, the "measurement" and "energization" of the resistance value of the electric heating body are typically performed along the longitudinal direction of the heating wire or the electric tropical body forming the electric heating body.
Further, the "specific nickel chromium wire or band having maximum and minimum temperature resistance characteristics" is, for example, one type of nickel chromium wire for electric heating (abbreviation NCHW1) or electric heating specified in the Japanese Industrial Standards (JISC2520). Nickel chrome band for 1 type (abbreviation NCHRW1).
この開示の電熱体種判別装置では、記憶部が、複数の電熱体種についてそれぞれ、予め定められた基準温度での抵抗値と上記基準温度よりも高い温度での抵抗値とによる既知の抵抗比を、予め定められた温度範囲にわたって温度特性データとして記憶している。第1抵抗測定部は、上記電気抵抗ヒータが上記基準温度にあるとき、上記電気抵抗ヒータを構成する電熱体が示す抵抗値を基準温度抵抗値として測定する。昇温制御部は、上記電熱体に通電して、上記電気抵抗ヒータを上記基準温度から予め定められた終了温度範囲へ向けて昇温させる。上記昇温制御部による上記電気抵抗ヒータの昇温中に、第2抵抗測定部は、刻々、上記電熱体が示す抵抗値を昇温時抵抗値として測定する。体種判定部は、上記記憶部に記憶されている既知の抵抗比の温度特性データと、上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比が示す時系列変化との対応に基づいて、上記電気抵抗ヒータを構成する電熱体種を判別する。例えば、上記昇温制御部によって上記電気抵抗ヒータが時間経過に伴って昇温される場合、上記記憶部に記憶されている既知の抵抗比の温度特性データと、上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比が示す時系列変化とは、グラフ化されたとき、互いに対応するグラフ形状を示す。したがって、両者の対応に基づいて、上記電気抵抗ヒータを構成する電熱体種が判別される。 In the electric thermal body type discriminating device of the present disclosure, the storage unit has a known resistance ratio based on the resistance value at a predetermined reference temperature and the resistance value at a temperature higher than the above-mentioned reference temperature for each of the plurality of electric thermal body types. Is stored as temperature characteristic data over a predetermined temperature range. When the electric resistance heater is at the reference temperature, the first resistance measuring unit measures the resistance value indicated by the electric heater constituting the electric resistance heater as the reference temperature resistance value. The temperature rise control unit energizes the electric heater to raise the temperature of the electric resistance heater from the reference temperature to a predetermined end temperature range. During the temperature rise of the electric resistance heater by the temperature rise control unit, the second resistance measuring unit measures the resistance value indicated by the electric heater as the resistance value at the time of temperature rise every moment. The body type determination unit is based on the correspondence between the temperature characteristic data of the known resistance ratio stored in the storage unit and the time-series change indicated by the resistance ratio between the reference temperature resistance value and the resistance value at the time of temperature rise. Then, the type of electric heating body constituting the electric resistance heater is determined. For example, when the temperature of the electric resistance heater is raised with the passage of time by the temperature rise control unit, the temperature characteristic data of the known resistance ratio stored in the storage unit, the reference temperature resistance value, and the rise The time-series change indicated by the resistance ratio with respect to the temperature resistivity value indicates graph shapes corresponding to each other when graphed. Therefore, the type of electric heater constituting the electric resistance heater is determined based on the correspondence between the two.
さらに、この電熱体種判別装置では、上記体種判定部に含まれた第1判定部は、上記電気抵抗ヒータの昇温中に、上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比が極大または極小を示したとき、上記電気抵抗ヒータを構成する電熱体種は温度対抵抗特性が極大および極小を有する特定のニッケルクロム線または帯であると判定する一方、上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比が極大または極小を示さなかったとき、上記電気抵抗ヒータを構成する電熱体種は上記特定のニッケルクロム線または帯以外の体種であると判定する。この理由は、特定のニッケルクロム線または帯の抵抗値の温度特性は、0℃(または常温)から温度上昇するにつれて増加し、400℃~600℃近傍で極大を示し、さらに温度上昇すると次第に減少して800℃近傍で極小を示し、さらに温度上昇すると再び上昇するからである。したがって、上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比の時系列変化は、温度特性の極大、極小に対応する極大、極小を示すからである。一方、特定のニッケルクロム線または帯以外の体種では、そのような極大、極小を含む時系列変化を示さない。したがって、上記第1判定部は、特定のニッケルクロム線または帯と、上記特定のニッケルクロム線または帯以外の体種とを、明確に判別できる。
Further, in this electric heating body type determination device, the first determination unit included in the body type determination unit is a resistance based on the reference temperature resistance value and the temperature rise resistance value during the temperature rise of the electric resistance heater. When the ratio shows maximum or minimum, the electric heating element species constituting the electric resistance heater is determined to be a specific nickel-chromium wire or band having maximum and minimum temperature-to-resistance characteristics, while the reference temperature resistance value. When the resistance ratio between the above and the resistance value at the time of temperature rise does not show the maximum or the minimum, it is determined that the electric heating body type constituting the electric resistance heater is a body type other than the specific nickel chrome wire or band. The reason for this is that the temperature characteristics of the resistance of a particular nickel-chromium wire or band increase as the temperature rises from 0 ° C (or room temperature), reach a maximum near 400 ° C to 600 ° C, and gradually decrease as the temperature rises. This is because it shows a minimum at around 800 ° C. and rises again when the temperature rises further. Therefore, the time-series change in the resistance ratio between the reference temperature resistance value and the temperature rise resistance value indicates the maximum and minimum corresponding to the maximum and minimum of the temperature characteristics. On the other hand, body species other than a specific nickel-chromium wire or band do not show such time-series changes including maximum and minimum. Therefore, the first determination unit can clearly discriminate between the specific nickel chromium wire or band and the body species other than the specific nickel chromium wire or band.
さらに、上記体種判定部に含まれた第2判定部は、上記第1判定部による判定の後、上記記憶部に記憶されている上記終了温度範囲での既知の抵抗比と、上記電気抵抗ヒータが上記終了温度範囲に達した時点での上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比とを比較して、上記電熱体種をさらに区別して判定する。この理由は、上記特定のニッケルクロム線または帯以外の体種の場合、例えば鉄クロム線1種、鉄クロム線2種の場合は、上記終了温度範囲では、それぞれ体種(線種)固有の抵抗比を示すからである。なお、「鉄クロム線1種」、「鉄クロム線2種」とは、それぞれ日本工業規格(JISC2520)に規定された、電熱用鉄クロム線1種(略号FCHW1)、電熱用鉄クロム線2種(略号FCHW2)を指す。
Further, the second determination unit included in the body type determination unit has a known resistance ratio in the end temperature range stored in the storage unit after the determination by the first determination unit, and the electrical resistance. The electric heater type is further distinguished and determined by comparing the resistance ratio between the reference temperature resistance value at the time when the heater reaches the end temperature range and the resistance value at the time of temperature rise. The reason for this is that in the case of a body type other than the above-mentioned specific nickel-chromium wire or band, for example, in the case of one type of iron-chromium wire and two types of iron-chromium wire, each body type (wire type) is unique in the above end temperature range. This is because it shows the resistance ratio. In addition, "1 type of iron chrome wire" and "2 types of iron chrome wire" are 1 type of iron chrome wire for electric heating (abbreviation FCHW1) and 2 types of iron chrome wire for electric heating specified in Japanese Industrial Standards (JISC2520), respectively. Refers to a species (abbreviation FCHW2).
一実施形態の電熱体種判別装置では、
上記第2抵抗測定部は、上記昇温制御部による上記電熱体への通電電流または通電のための操作量が減少した時点で、上記昇温時抵抗値の測定を終了し、
上記第2判定部は、上記第2抵抗測定部が測定を終了した時点での上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比を、上記終了温度範囲に達した時点での上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比として取り扱うことを特徴とする。
In the electric heating body type discriminating device of one embodiment,
The second resistance measuring unit ends the measurement of the resistance value at the time of raising the temperature when the current energizing current to the electric heating body or the operation amount for energizing the heating element by the temperature raising control unit decreases.
The second determination unit sets the resistance ratio between the reference temperature resistance value at the time when the second resistance measurement unit finishes the measurement and the resistance value at the time of temperature rise to the resistance ratio when the end temperature range is reached. It is characterized in that it is treated as a resistance ratio based on the reference temperature resistance value and the above-mentioned resistance value at the time of temperature rise.
この一実施形態の電熱体種判別装置では、上記第2抵抗測定部は、上記昇温制御部による上記電熱体への通電電流または通電のための操作量が減少した時点で、上記昇温時抵抗値の測定を終了する。この理由は、上記昇温制御部による上記電熱体への通電電流または通電のための操作量が減少した時点では、上記終了温度範囲に達していると推定されるからである。そこで、上記第2判定部は、上記第2抵抗測定部が測定を終了した時点での上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比を、上記終了温度範囲に達した時点での上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比として取り扱う。このようにした場合、上記電気抵抗ヒータ自体のケース内部に温度センサを設ける必要を無くすことができる。 In the electric heating body type discriminating device of this one embodiment, the second resistance measuring unit is at the time of the temperature rise when the energization current or the operation amount for energization of the electric heating body by the temperature rise control unit is reduced. Finish the measurement of resistance value. The reason for this is that it is presumed that the end temperature range has been reached when the energization current to the electric heating body or the operation amount for energization by the temperature rise control unit decreases. Therefore, the second determination unit reaches the end temperature range when the resistance ratio between the reference temperature resistance value and the temperature rise resistance value at the time when the second resistance measurement unit finishes the measurement reaches the end temperature range. It is treated as a resistance ratio based on the above-mentioned reference temperature resistance value and the above-mentioned resistance value at the time of temperature rise. In this case, it is possible to eliminate the need to provide a temperature sensor inside the case of the electric resistance heater itself.
別の局面では、この開示の電熱体種判別方法は、
電気抵抗ヒータを構成する電熱体種を判別する電熱体種判別方法であって、
複数の電熱体種についてそれぞれ、予め定められた基準温度での抵抗値と上記基準温度よりも高い温度での抵抗値とによる既知の抵抗比を、予め定められた温度範囲にわたって温度特性データとして記憶部に記憶させるステップと、
上記電気抵抗ヒータが上記基準温度にあるとき、上記電気抵抗ヒータを構成する電熱体が示す抵抗値を基準温度抵抗値として測定するステップと、
上記電熱体に通電して、上記電気抵抗ヒータを上記基準温度から予め定められた終了温度範囲へ向けて昇温させながら、上記電気抵抗ヒータの昇温中に、刻々、上記電熱体が示す抵抗値を昇温時抵抗値として測定するステップと、
上記記憶部に記憶されている既知の抵抗比の温度特性データと、上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比が示す時系列変化とに基づいて、上記電気抵抗ヒータを構成する電熱体種を判別するステップとを有し、
上記電熱体種を判別するステップでは、
上記電気抵抗ヒータの昇温中に、上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比が極大または極小を示したとき、上記電気抵抗ヒータを構成する電熱体種は温度対抵抗特性が極大および極小を有する特定のニッケルクロム線または帯であると判定する一方、上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比が極大または極小を示さなかったとき、上記電気抵抗ヒータを構成する電熱体種は上記特定のニッケルクロム線または帯以外の体種であると判定し、
上記判定の後、上記記憶部に記憶されている上記終了温度範囲での既知の抵抗比と、上記電気抵抗ヒータが上記終了温度範囲に達した時点での上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比とを比較して、上記電熱体種をさらに区別して判定する
ことを特徴とする。
In another aspect, the method for determining the type of electric heater in this disclosure is:
It is an electric heating body type discrimination method for discriminating the electric heating body type constituting the electric resistance heater.
A known resistance ratio based on a resistance value at a predetermined reference temperature and a resistance value at a temperature higher than the above reference temperature is stored as temperature characteristic data for each of a plurality of electric heating element types over a predetermined temperature range. Steps to memorize in the department and
When the electric resistance heater is at the reference temperature, the step of measuring the resistance value indicated by the electric heater constituting the electric resistance heater as the reference temperature resistance value, and
While energizing the electric heating element and raising the temperature of the electric resistance heater from the reference temperature toward a predetermined end temperature range, the resistance indicated by the electric heating element is momentarily increased during the temperature rise of the electric resistance heater. The step of measuring the value as the resistance value at the time of temperature rise, and
The electric resistance heater is configured based on the temperature characteristic data of the known resistance ratio stored in the storage unit and the time-series change indicated by the resistance ratio between the reference temperature resistance value and the resistance value at the time of temperature rise. It has a step to determine the type of electric heating element to be used.
In the step of determining the electric heating body type,
When the resistance ratio between the reference temperature resistance value and the resistance value at the time of temperature rise shows a maximum or a minimum during the temperature rise of the electric resistance heater, the electric heating element type constituting the electric resistance heater has a temperature-to-resistance characteristic. Is a specific nickel-chromium wire or band having a maximum and a minimum, while the resistance ratio between the reference temperature resistance value and the temperature rise resistance value does not show the maximum or minimum, the electric resistance heater. It is determined that the electric heating body type constituting the above is a body type other than the above-mentioned specific nickel-chromium wire or band.
After the above determination, the known resistance ratio in the end temperature range stored in the storage unit, the reference temperature resistance value at the time when the electric resistance heater reaches the end temperature range, and the temperature rise By comparing the resistance ratio with the resistance value, the above-mentioned electric heating element type is further distinguished and judged.
It is characterized by that.
この開示の電熱体種判別方法によれば、上記電気抵抗ヒータを構成する電熱体種を判別できる。 According to the electric heating body type discrimination method of the present disclosure, it is possible to discriminate the electric heating body type constituting the electric resistance heater.
さらに別の局面では、この開示のプログラムは、上記電熱体種判別方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。 In yet another aspect, the program of this disclosure is a program for causing a computer to execute the above-mentioned electric heating body type determination method.
この開示のプログラムをコンピュータに実行させることによって、上記電熱体種判別方法を実施することができる。 By having a computer execute the program of this disclosure, the above-mentioned electric heating body type determination method can be carried out.
以上より明らかなように、この開示の電熱体種判別装置および電熱体種判別方法によれば、電気抵抗ヒータを構成する電熱体種を判別できる。また、この開示のプログラムをコンピュータに実行させることによって、上記電熱体種判別方法を実施することができる。 As is clear from the above, according to the electric heating body type discriminating device and the electric heating body type discriminating method of the present disclosure, it is possible to discriminate the electric heating body type constituting the electric resistance heater. Further, by causing a computer to execute the program of this disclosure, the above-mentioned electric heating body type discrimination method can be carried out.
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、この発明の電熱体種判別装置の一実施形態としての電熱線種判別装置10が適用される、電気抵抗ヒータによって加熱対象物を加熱する温度制御システム200の構成を模式的に示している。この温度制御システム200は、加熱対象物90の筐体(1点鎖線で示す。)に収容または搭載された電気抵抗ヒータ(以下、単に「ヒータ」という。)20および温度センサ30と、この温度センサ30の出力に基づいてヒータ20への通電電流をオンオフ制御するための温度コントローラ100とを備えている。
FIG. 1 schematically shows a configuration of a
ヒータ20は、この例では、このヒータの外壁をなす細長い円筒状の鋼管からなるケース20aと、ケース20a内部に配置された、通電されて発熱する電熱体の一例としての、或る線種の電熱線20xとを有している(最初は、その線種は不明であるものとする。)。ヒータ20は、一対の配線121,122によって、この例では単相200ボルトの商用電源120に接続されている。一方の配線121には、スイッチング素子としてのソリッドステートリレー(SSR)110が介挿されている。他方の配線122には、変流器(CT)からなる電流計71が取り付けられている。また、ヒータ20の両側の配線121,122にまたがって、計器用変圧器(VT)からなる電圧計70が接続されている。
In this example, the
ソリッドステートリレー110は、温度コントローラ100からのオンオフ制御信号Ctlによってオンオフ制御される。オンオフ制御信号Ctlは、この例では、1秒間ないし2秒間周期の矩形波になっている。オンオフ制御信号Ctlのデューティ(すなわち、1周期中のオン期間の割合)は、温度コントローラ100が作成する操作量(これをMVとする。)に従って設定される。これにより、ソリッドステートリレー110のオン期間の間、商用電源120によってヒータ20が通電(電熱線20xの通電と同義。本明細書を通して同様。)される。
The
温度コントローラ100は、この例では市販品(例えば、オムロン株式会社製温度調節器(デジタル調節計)サーマックシリーズE5GCなど)からなり、PID制御(Proportional, Integral and Differential Control)を行う。制御動作中、温度コントローラ100は、刻々、温度センサ30の出力(温度信号TO)によって加熱対象物90の温度(これを温度信号と同じ符号TOで表す。)を入力し、加熱対象物90の温度TOが予め定められた目標温度(これをTtargetとする。)になるように、PID制御に従った操作量MV(単位%)を作成して設定する。その操作量MVに応じたオンオフ制御信号Ctlがソリッドステートリレー110へ出力されて、上述のようにソリッドステートリレー110がオンオフ制御され、それにより、ヒータ20が通電される。
In this example, the
例えば図5に示すように、目標温度Ttarget=200℃に設定されている場合、温度コントローラ100の操作量MVは、温度制御開始から2~3秒間で、ほぼステップ状に100%まで上昇している。これに応じて、ヒータ20の温度THは、温度制御開始から数秒間は時間に比例して急速に上昇し、その後、次第に上昇速度が緩くなり、この例では温度制御開始から約13秒後に800℃に達している。温度制御開始から約30秒後に、ヒータ20の温度THが200℃に近づくと、操作量MVは減少されている(この図5の例では、温度制御開始から約38秒後に加熱が停止されている。)。なお、この図5中のヒータ20の温度THは、ヒータ20のケース20a内部に特別に温度センサを設けて測定されたものである(図1の例では、ヒータ20のケース20a内部には温度センサは設けられていない。)。
For example, as shown in FIG. 5, when the target temperature Ttarget = 200 ° C. is set, the operation amount MV of the
図1中に示す電流計71は、ヒータ20への通電電流の電流値Iを検出する。電圧計70は、ヒータ20への印加電圧の電圧値Vを検出する。電流計71が検出する電流値Iと、電圧計70が検出する電圧値Vは、電熱線種判別装置10に入力される。
The
図2に示すように、電熱線種判別装置10は、この例では、演算部11と、表示器12と、操作部13と、記憶部14と、データ入力部15と、通信部16とを備えている。
As shown in FIG. 2, in this example, the heating wire
演算部11は、ソフトウェア(コンピュータプログラム)によって動作するCPU(中央演算処理ユニット)を含み、後述の電熱線種判別方法に従う処理や、その他の各種処理を実行する。
The
表示器12は、この例では、LCD(液晶表示素子)からなり、演算部11からの制御信号に従って、表示画面に画像表示を行う。この例では、表示器12は、電熱線種の判別結果を表示するために用いられる。
In this example, the display 12 is composed of an LCD (liquid crystal display element), and displays an image on the display screen according to a control signal from the
操作部13は、この例では、キーボードとマウスからなり、ユーザ(操作者)からの指示およびデータなどを入力するために用いられる。
In this example, the
記憶部14は、この例では、非一時的にデータを記憶し得るEEPROM(電気的に書き換え可能な不揮発性メモリ)、および、一時的にデータを記憶し得るRAM(ランダム・アクセス・メモリ)を含んでいる。この記憶部14には、演算部11を制御するためのソフトウェア(コンピュータプログラム)が格納されている。また、この例では、記憶部14には、ヒータ20を構成している可能性がある複数の電熱線種についてそれぞれ、予め定められた基準温度での抵抗値とその基準温度よりも高い温度での抵抗値とによる既知の抵抗比が、温度特性データとして記憶される。さらに、記憶部14には、ヒータ20を実測して得られた昇温開始前、昇温中、および終了時の抵抗比が記憶される。これらの記憶内容については、後に詳述する。
In this example, the storage unit 14 has an EEPROM (electrically rewritable non-volatile memory) capable of storing data non-temporarily and a RAM (random access memory) capable of temporarily storing data. Includes. Software (computer program) for controlling the
データ入力部15は、この例では、AD(アナログ・ツー・デジタル)変換器を含んでいる。データ入力部15は、電流計71からの電流値Iと、電圧計70からの電圧値Vとを表す信号を受けて、AD変換を行って、演算部11に入力する。
The
通信部16は、演算部11によって制御されて所定の情報を外部の装置に送信したり、また、外部の装置からの情報を受信して演算部11に受け渡したりする。この例では、通信部16は、演算部11からの指示(コマンド信号CM)を温度コントローラ100へ送信する。
The
図4A~図4Bは、ヒータ20を構成する電熱線種を判別するために、電熱線種判別装置10が実行する電熱体種判別方法の一例としての電熱線種判別方法の処理フローを示している。なお、この処理フローの開始直前には、ヒータ20は、予め定められた基準温度、この例では常温23℃にあるものとする。
4A to 4B show a processing flow of a heating wire type discriminating method as an example of a heating element type discriminating method executed by the heating wire
まず、図4AのステップS1に示すように、ユーザの操作部13を通した指示に応じて、演算部11は、例えば通信部16を介して外部から、ヒータ20を構成している可能性がある複数の電熱線種についてそれぞれ、予め定められた基準温度23℃での抵抗値と、その基準温度23℃よりも高い温度での抵抗値との既知の抵抗比を、温度特性データとして読み込む。演算部11は、読み込んだ温度特性データを、記憶部14に記憶させる。記憶部14は、少なくともこの処理フローの終了まで、この温度特性データを保持する。
First, as shown in step S1 of FIG. 4A, the
この例では、温度特性データは、図3(B)の表に示すように、電熱線種としての「ニッケルクロム線1種」、「鉄クロム線1種」、「鉄クロム線2種」ついてそれぞれ、基準温度を常温23℃としたときの、100℃~900℃の温度範囲にわたる、既知の抵抗比、すなわち、(基準温度よりも高い温度での抵抗値)/(基準温度での抵抗値)のデータを含んでいる。「ニッケルクロム線1種」は、温度対抵抗特性が極大および極小を有する特定のニッケルクロム線の一例である。つまり、「ニッケルクロム線1種」の抵抗比は、図3(A)中のグラフC1によって分かるように、常温23℃から温度上昇するにつれて増加し、400℃~600℃近傍で極大P1を示し、さらに温度上昇すると次第に減少して800℃近傍で極小P2を示し、さらに温度上昇すると再び上昇している。「鉄クロム線1種」、「鉄クロム線2種」は、上記特定のニッケルクロム線以外の線種の例である。つまり、「鉄クロム線1種」の抵抗比は、図3(A)中のグラフC2によって分かるように、そのような極大、極小を示さず、温度上昇につれて単調に増加している。同様に、「鉄クロム線2種」の抵抗比も、図3(A)中のグラフC3によって分かるように、そのような極大、極小を示さず、温度上昇につれて単調に増加している。ただし、「鉄クロム線1種」の抵抗比の増加よりも、「鉄クロム線2種」の抵抗比の増加が大きく、それは、特に800℃~900℃のような高温で顕著になっている。これらの温度特性データは、後述のように、ヒータ20の電熱線種を判別するための資料として用いられる。なお、記憶部14に上記温度特性データが予め格納されている場合は、このステップS1を省略してもよい。
In this example, as shown in the table of FIG. 3B, the temperature characteristic data is about "
次に、図4AのステップS2に示すように、ユーザの操作部13を通した指示に応じて、演算部11は、「ニッケルクロム線1種」以外の線種、この例では、「鉄クロム線1種」(略号FCHW1)、「鉄クロム線2種」(略号FCHW2)について、終了温度範囲(後述する昇温制御の終了時のヒータ20の温度が含まれる。)での抵抗比の下限と上限を設定する。
Next, as shown in step S2 of FIG. 4A, in response to an instruction through the
この例では、図5の知見に基づいて、終了温度範囲は800℃~900℃の範囲であるものとする。そこで、図3(B)の表のうち、終了温度範囲800℃~900℃に相当する部分の抵抗比のデータに基づいて、次の表1のように、電熱線種がそれぞれ「鉄クロム線1種」(略号FCHW1)、「鉄クロム線2種」(略号FCHW2)であると同定されるための抵抗比の下限と上限を設定する。この例では、表1中の抵抗比の下限、上限は、それぞれ図3(B)の表における800℃での抵抗比、900℃での抵抗比に一致している。
(表1)
In this example, based on the findings of FIG. 5, the end temperature range is assumed to be in the range of 800 ° C to 900 ° C. Therefore, based on the data of the resistivity of the portion corresponding to the end temperature range of 800 ° C. to 900 ° C. in the table of FIG. 3 (B), as shown in Table 1 below, the heating wire types are "iron chromium wire". The lower limit and the upper limit of the resistance ratio for being identified as "1st class" (abbreviated as FCHW1) and "2nd class of iron chromium wire" (abbreviated as FCHW2) are set. In this example, the lower limit and the upper limit of the resistance ratio in Table 1 correspond to the resistance ratio at 800 ° C. and the resistance ratio at 900 ° C. in the table of FIG. 3B, respectively.
(Table 1)
次に、図4AのステップS3に示すように、ユーザの操作部13を通した指示に応じて、演算部11は第1抵抗測定部として働いて、ヒータ20を構成する電熱線20xが示す抵抗値を基準温度抵抗値(これをR0とする。)として測定する。具体的には、演算部11は、通信部16を介してコマンド信号CMを送信して温度コントローラ100に電熱線20xへのミリ秒オーダの通電(温度上昇が無視できる程度の通電)を行わせる。さらに、演算部11は、その通電に伴う電流計71からの電流値(これをI0とする。)、電圧計70からの電圧値(これをV0とする。)を、データ入力部15を介して入力する。そして、基準温度抵抗値R0を
R0=V0/I0 …(Eq.1)
によって求める。
Next, as shown in step S3 of FIG. 4A, the
Asked by.
次に、図4AのステップS4に示すように、演算部11は温度コントローラ100へコマンド信号CMを送って温度コントローラ100を昇温制御部として動作させる。この例では、温度コントローラ100は、加熱対象物90の目標温度Ttarget=200℃という設定条件下で、加熱対象物90の昇温制御を開始する。すると、図5に示したように、ヒータ20は、基準温度23℃から、終了温度範囲800℃~900℃へ向かって昇温される。なお、ヒータ20のケース20a内部での温度分布は、無視するものとする。
Next, as shown in step S4 of FIG. 4A, the
次に、図4AのステップS5~S8に示すように、演算部11は第2抵抗測定部として働いて、ヒータ20の昇温中に、刻々、ヒータ20を構成する電熱線20xが示す抵抗値を昇温時抵抗値(これをRiとする。)として測定し、基準温度抵抗値R0と昇温時抵抗値Riとによる抵抗比(これをRrとする。)を算出する。詳しくは、この例では、ステップS5で電流計71からの電流値Iiを入力し、ステップS6で、前回のターン時の電流値Ipに対して今回のターンでの電流値Iiが減少していないか否かを判断する。前回のターン時の電流値Ipに対して今回のターンでの電流値Iiが減少していなければ(ステップS6でNO)、昇温中であると判断して、ステップS7に進んで電圧計70からの電圧値Viを入力する。これにより、ステップS8で、今回のターンでの昇温時抵抗値Ri=Vi/Iiを求める。さらに、基準温度抵抗値R0と昇温時抵抗値Riとによる抵抗比Rrを
Rr=Ri/R0 …(Eq.2)
によって求める。このようにして、演算部11は、ヒータ20の昇温中に、刻々、抵抗比Rrを求める。刻々求められた抵抗比Rrは、時系列で記憶部14に記憶される。
Next, as shown in steps S5 to S8 of FIG. 4A, the
Asked by. In this way, the
図4AのステップS6で、前回のターン時の電流値Ipに対して今回のターンでの電流値Irが減少していれば(ステップS6でYES)、演算部11は、温度コントローラ100による昇温制御が終了した、すなわち、図5の知見に基づいてヒータ20が終了温度範囲(800℃~900℃の範囲)に達したと判断して、この時点で昇温時抵抗値Riの測定を終了する。ステップS9に示すように、演算部11は、この時点での抵抗比Rrを終了時における抵抗比(これをRrEとする。)として求める。求められた抵抗比RrEは、記憶部14に記憶される。
In step S6 of FIG. 4A, if the current value Ir in this turn is smaller than the current value Ip in the previous turn (YES in step S6), the
次に、図4BのステップS11で、演算部11は線種判定部、特に第1判定部として働いて、記憶部14に記憶されている抵抗比Rrの時系列変化を参照して、抵抗比Rrが極大または極小のピークを示したか否かを判断する。ここで、抵抗比Rrが極大または極小のピークを示したときは(ステップS11でYES)、ヒータ20を構成する電熱線種は「ニッケルクロム線1種」であると判定する(ステップS12)。一方、抵抗比Rrが極大または極小のピークを示さなかったときは(ステップS11でNO)、ヒータ20を構成する電熱線種は「ニッケルクロム線1種」以外の線種であると判定する。
Next, in step S11 of FIG. 4B, the
このように判定する理由は、第1に、ヒータ20が時間経過に伴って昇温される場合、記憶部14に記憶されている既知の抵抗比の温度特性データと、基準温度抵抗値R0と昇温時抵抗値Riとによる抵抗比Rrが示す時系列変化とは、グラフ化されたとき、互いに対応するグラフ形状を示すからである。したがって、両者の対応に基づいて、ヒータ20を構成する電熱線種が判別され得る、と言える。
The reason for making such a determination is firstly, when the temperature of the
第2に、例えば図3(A)のグラフに示したように、「ニッケルクロム線1種」の抵抗比Rr(抵抗値も同様)の温度特性は、0℃(または常温)から温度上昇するにつれて増加し、400℃~600℃近傍で極大P1を示し、さらに温度上昇すると次第に減少して800℃近傍で極小P2を示し、さらに温度上昇すると再び上昇するからである。例えば、図6は、ヒータ20を構成する電熱線20xが「ニッケルクロム線1種」であると分かっている場合の、昇温制御開始からの電熱線20xの抵抗値Riの時系列変化を、グラフ化して例示している。この抵抗値Riの時系列変化は、図3(A)のグラフ中の極大P1、極小P2に対応する極大Q1、極小Q2を示している。一方、「ニッケルクロム線1種」以外の線種では、そのような極大、極小を含む時系列変化を示さない。したがって、演算部11は、「ニッケルクロム線1種」と、「ニッケルクロム線1種」以外の線種とを、明確に判別できる。
Second, for example, as shown in the graph of FIG. 3A, the temperature characteristic of the resistance ratio Rr (same for the resistance value) of "nickel
次に、図4BのステップS13~S16で、演算部11は線種判定部、特に第2判定部として働いて、記憶部14に記憶されている終了温度範囲での既知の抵抗比(すなわち、表1中に示した抵抗比の下限、上限)と、図4AのステップS9で求めた終了時(ヒータ20が終了温度範囲に達した時点と推定される)における抵抗比RrEとを比較して、「ニッケルクロム線1種」以外の線種をさらに区別して判定する。具体的には、まず、終了時における抵抗比RrEが「鉄クロム線1種」(FCHW1)についての下限1.098と上限1.101との間の範囲内にあれば(ステップS13でYES)、ヒータ20を構成する電熱線種は「鉄クロム線1種」であると判定する(ステップS14)。次に、終了時における抵抗比RrEが「鉄クロム線2種」(FCHW2)についての下限1.170と上限1.180との間の範囲内にあれば(ステップS15でYES)、ヒータ20を構成する電熱線種は「鉄クロム線2種」であると判定する(ステップS16)。
Next, in steps S13 to S16 of FIG. 4B, the
このように判定する理由は、「ニッケルクロム線1種」以外の線種の場合、この例では「鉄クロム線1種」、「鉄クロム線2種」の場合は、終了温度範囲では、それぞれ線種固有の抵抗比を示すからである。例えば、終了時における抵抗比RrE=1.100であれば、ヒータ20を構成する電熱線種は「鉄クロム線1種」であると判定することができる。また、終了時における抵抗比RrE=1.175であれば、ヒータ20を構成する電熱線種は「鉄クロム線2種」であると判定することができる。
The reason for this determination is that in the case of wire types other than "nickel
終了時における抵抗比RrEが「鉄クロム線1種」(FCHW1)についての下限と上限との間の範囲内になく(ステップS13でNO)、かつ、「鉄クロム線2種」(FCHW2)についての下限と上限との間の範囲内にもなければ(ステップS15でNO)、演算部11は、ヒータ20を構成する電熱線種はその他の材料である、すなわち、「ニッケルクロム線1種」、「鉄クロム線1種」、「鉄クロム線2種」以外の材料であると判定する(ステップS17)。
The resistance ratio RrE at the end is not within the range between the lower limit and the upper limit for "iron
このようにして、図4A~図4Bの処理フローによれば、ヒータ20を構成する電熱線種を判別できる。電熱線種の判別結果は、表示器12の表示画面に表示される。これにより、ユーザは、ヒータ20を構成する電熱線種を知ることができる。
In this way, according to the processing flow of FIGS. 4A to 4B, the heating wire type constituting the
また、上の例では、図4AのステップS6で通電電流(電流値Ir)が減少したとき(ステップS6でYES)、昇温時抵抗値の測定を終了し、その終了時における抵抗比RrEを、終了温度範囲に達した時点での抵抗比として取り扱っている。このようにした場合、ヒータ20自体のケース20a内部に温度センサを設ける必要を無くすことができる。
Further, in the above example, when the energization current (current value Ir) decreases in step S6 of FIG. 4A (YES in step S6), the measurement of the resistance value at the time of temperature rise is completed, and the resistance ratio RrE at the end is calculated. , It is treated as the resistance ratio when the end temperature range is reached. In this case, it is possible to eliminate the need to provide a temperature sensor inside the
なお、昇温時抵抗値の測定を終了するタイミングは、通電電流が減少したときに限られるものではない。例えば、演算部11は、通信部16を介して、温度コントローラ100から操作量MVを表す情報を入力する構成とし、図4AのステップS4で昇温制御を開始した後、操作量MVが減少したときに昇温時抵抗値の測定を終了してもよい。この場合も、図5の知見に基づいて、その終了時における抵抗比RrEを、終了温度範囲に達した時点での抵抗比として取り扱うことができる。これにより、ヒータ20自体のケース20a内部に温度センサを設ける必要を無くすことができる。
The timing at which the measurement of the resistance value at the time of temperature rise is finished is not limited to the time when the energizing current decreases. For example, the
上述の電熱線種判別方法を、ソフトウェア(コンピュータプログラム)として、CD(コンパクトディスク)、DVD(デジタル万能ディスク)、フラッシュメモリなどの非一時的(non-transitory)にデータを記憶可能な記録媒体に記録してもよい。このような記録媒体に記録されたソフトウェアを、パーソナルコンピュータ、PDA(パーソナル・デジタル・アシスタンツ)、スマートフォンなどの実質的なコンピュータ装置にインストールすることによって、それらのコンピュータ装置に、上述の電熱線種判別方法を実行させることができる。 The above-mentioned heating wire type determination method is used as software (computer program) on a recording medium that can store data non-transitory such as a CD (compact disc), DVD (digital universal disc), and flash memory. You may record it. By installing the software recorded on such a recording medium on a substantial computer device such as a personal computer, a PDA (Personal Digital Assistance), or a smartphone, the above-mentioned heating wire type determination can be performed on those computer devices. The method can be executed.
また、上述の実施形態では、温度コントローラ100とは別に設けられた電熱線種判別装置10が温度コントローラ100を昇温制御部として用いて電熱線種判別を行う例について説明した。しかしながら、これに限られるものではない。温度コントローラ100に上述の電熱線種判別方法に係るソフトウェアを組み込み、温度コントローラ100の動作モードの一つ(電熱線種判別モード)として、上述の電熱線種判別方法を実行させてもよい。
Further, in the above-described embodiment, an example in which the heating wire
また、上述の実施形態では、ヒータ20を構成している可能性がある複数の電熱線種として「ニッケルクロム線1種」、「鉄クロム線1種」、「鉄クロム線2種」の3種類を判別する場合について述べたが、これに限られるものではない。例えば、記憶部14に、4種類以上の電熱線種についてそれぞれ、予め定められた基準温度での抵抗値と上記基準温度よりも高い温度での抵抗値とによる既知の抵抗比を、予め定められた温度範囲にわたって温度特性データとして記憶させておき、これにより、4種類以上の電熱線種を判別してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the plurality of heating wire types that may constitute the
特に、上述の実施形態では、温度対抵抗特性が極大および極小を有する特定のニッケルクロム線の例として、「ニッケルクロム線1種」のみを挙げたが、これに限られるものではない。上記特定のニッケルクロム線の例として、「ニッケルクロム線1種」以外のニッケルクロム線が含まれていてもよい。上述の電熱線種判別方法の処理フロー(図4A~図4B)では、抵抗比Rrが極大または極小のピークを示したときは(図4BのステップS11でYES)、ヒータ20を構成する電熱線種は「ニッケルクロム線1種」であると直ちに判定した(図4BのステップS12)が、その場合、それに代えて次のような処理を行う。
In particular, in the above-described embodiment, as an example of a specific nickel chromium wire having maximum and minimum temperature resistance characteristics, only "one kind of nickel chromium wire" is mentioned, but the present invention is not limited thereto. As an example of the above-mentioned specific nickel chromium wire, a nickel chromium wire other than "Nickel
すなわち、予め上記特定のニッケルクロム線(複数種を含む。)について、記憶部14の表1に、それぞれ終了温度範囲での既知の抵抗比(抵抗比の下限、上限)を追加して記憶させておく。抵抗比Rrが極大または極小のピークを示したときは(図4BのステップS11でYES)、演算部11は線種判定部、特に第1判定部として働いて、ヒータ20を構成する電熱線種は、まず「特定のニッケルクロム線(複数種を含む。)」であると判定する。続いて、演算部11は線種判定部、特に第2判定部として働いて、記憶部14に記憶されている終了温度範囲での既知の抵抗比(抵抗比の下限、上限)と、図4AのステップS9で求めた終了時(ヒータ20が終了温度範囲に達した時点と推定される)における抵抗比RrEとを比較して、上記特定のニッケルクロム線(複数種を含む。)」を互いに区別して判定する。これにより、上記特定のニッケルクロム線として、「ニッケルクロム線1種」以外のニッケルクロム線が含まれている場合であっても、それらを互いに区別して判定できる。
That is, for the specific nickel chromium wire (including a plurality of types), the known resistance ratios (lower limit and upper limit of the resistance ratio) in the end temperature range are added and stored in Table 1 of the storage unit 14 in advance. Keep it. When the resistivity ratio Rr shows a peak of maximum or minimum (YES in step S11 of FIG. 4B), the
上述の実施形態では、ヒータ20を構成する電熱体は電熱線20xであるとしたが、これに限られるものではない。ヒータ20を構成する電熱体は、電熱線および/または電熱帯であってもよい。これにより、電熱線種判別装置、電熱線種判別方法の概念は、それぞれ電熱体種判別装置、電熱体種判別方法に拡張され得る。
In the above-described embodiment, the heating element constituting the
以上の実施形態は例示であり、この発明の範囲から離れることなく様々な変形が可能である。上述した複数の実施の形態は、それぞれ単独で成立し得るものであるが、実施の形態同士の組みあわせも可能である。また、異なる実施の形態の中の種々の特徴も、それぞれ単独で成立し得るものであるが、異なる実施の形態の中の特徴同士の組みあわせも可能である。 The above embodiment is an example, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. The plurality of embodiments described above can be established independently, but combinations of the embodiments are also possible. Further, although various features in different embodiments can be established independently, it is also possible to combine features in different embodiments.
10 電熱線種判別装置
11 演算部
14 記憶部
20 ヒータ
70 電圧計
71 電流計
100 温度コントローラ
10 Heating
Claims (4)
複数の電熱体種についてそれぞれ、予め定められた基準温度での抵抗値と上記基準温度よりも高い温度での抵抗値とによる既知の抵抗比を、予め定められた温度範囲にわたって温度特性データとして記憶している記憶部と、
上記電気抵抗ヒータが上記基準温度にあるとき、上記電気抵抗ヒータを構成する電熱体が示す抵抗値を基準温度抵抗値として測定する第1抵抗測定部と、
上記電熱体に通電して、上記電気抵抗ヒータを上記基準温度から予め定められた終了温度範囲へ向けて昇温させる昇温制御部と、
上記昇温制御部による上記電気抵抗ヒータの昇温中に、刻々、上記電熱体が示す抵抗値を昇温時抵抗値として測定する第2抵抗測定部と、
上記記憶部に記憶されている既知の抵抗比の温度特性データと、上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比が示す時系列変化との対応に基づいて、上記電気抵抗ヒータを構成する電熱体種を判別する体種判定部と、
を備え、
上記体種判定部は、
上記電気抵抗ヒータの昇温中に、上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比が極大または極小を示したとき、上記電気抵抗ヒータを構成する電熱体種は温度対抵抗特性が極大および極小を有する特定のニッケルクロム線または帯であると判定する一方、上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比が極大または極小を示さなかったとき、上記電気抵抗ヒータを構成する電熱体種は上記特定のニッケルクロム線または帯以外の体種であると判定する第1判定部と、
上記第1判定部による判定の後、上記記憶部に記憶されている上記終了温度範囲での既知の抵抗比と、上記電気抵抗ヒータが上記終了温度範囲に達した時点での上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比とを比較して、上記電熱体種をさらに区別して判定する第2判定部とを含む
ことを特徴とする電熱体種判別装置。 It is an electric heating body type discriminating device that discriminates the electric heating body type constituting the electric resistance heater.
A known resistance ratio based on a resistance value at a predetermined reference temperature and a resistance value at a temperature higher than the above reference temperature is stored as temperature characteristic data for each of a plurality of electric heating element types over a predetermined temperature range. With the memory part
When the electric resistance heater is at the reference temperature, the first resistance measuring unit that measures the resistance value indicated by the electric heater constituting the electric resistance heater as the reference temperature resistance value, and the first resistance measuring unit.
A temperature rise control unit that energizes the electric heater to raise the temperature of the electric resistance heater from the reference temperature to a predetermined end temperature range.
During the temperature rise of the electric resistance heater by the temperature rise control unit, the second resistance measuring unit that measures the resistance value indicated by the electric heater as the resistance value at the time of temperature rise is used.
The electric resistance heater is based on the correspondence between the temperature characteristic data of the known resistance ratio stored in the storage unit and the time-series change indicated by the resistance ratio between the reference temperature resistance value and the resistance value at the time of temperature rise. A body type determination unit that determines the type of electric heating body that constitutes
Equipped with
The above body type determination unit
When the resistance ratio between the reference temperature resistance value and the resistance value at the time of temperature rise shows a maximum or a minimum during the temperature rise of the electric resistance heater, the electric heating element type constituting the electric resistance heater has a temperature-to-resistance characteristic. Is a specific nickel-chromium wire or band having a maximum and a minimum, while the resistance ratio between the reference temperature resistance value and the temperature rise resistance value does not show the maximum or minimum, the electric resistance heater. The first determination unit that determines that the electrothermal body species constituting the above-mentioned specific nickel-chromium wire or a body type other than the band,
After the determination by the first determination unit, the known resistance ratio in the end temperature range stored in the storage unit and the reference temperature resistance value when the electric resistance heater reaches the end temperature range. Includes a second determination unit that further distinguishes and determines the electric heater type by comparing the resistance ratio with the temperature rise resistance value.
An electric heating body type discriminating device characterized by this .
上記第2抵抗測定部は、上記昇温制御部による上記電熱体への通電電流または通電のための操作量が減少した時点で、上記昇温時抵抗値の測定を終了し、
上記第2判定部は、上記第2抵抗測定部が測定を終了した時点での上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比を、上記終了温度範囲に達した時点での上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比として取り扱うことを特徴とする電熱体種判別装置。 In the electric heating body type discriminating device according to claim 1 ,
The second resistance measuring unit ends the measurement of the resistance value at the time of raising the temperature when the current energizing current to the electric heating body or the operation amount for energizing the heating element by the temperature raising control unit decreases.
The second determination unit sets the resistance ratio between the reference temperature resistance value at the time when the second resistance measurement unit finishes the measurement and the resistance value at the time of temperature rise to the resistance ratio when the end temperature range is reached. An electrothermal body type discriminating device characterized in that it is treated as a resistance ratio based on a reference temperature resistance value and the above-mentioned resistance value at the time of temperature rise.
複数の電熱体種についてそれぞれ、予め定められた基準温度での抵抗値と上記基準温度よりも高い温度での抵抗値とによる既知の抵抗比を、予め定められた温度範囲にわたって温度特性データとして記憶部に記憶させるステップと、
上記電気抵抗ヒータが上記基準温度にあるとき、上記電気抵抗ヒータを構成する電熱体が示す抵抗値を基準温度抵抗値として測定するステップと、
上記電熱体に通電して、上記電気抵抗ヒータを上記基準温度から予め定められた終了温度範囲へ向けて昇温させながら、上記電気抵抗ヒータの昇温中に、刻々、上記電熱体が示す抵抗値を昇温時抵抗値として測定するステップと、
上記記憶部に記憶されている既知の抵抗比の温度特性データと、上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比が示す時系列変化とに基づいて、上記電気抵抗ヒータを構成する電熱体種を判別するステップとを有し、
上記電熱体種を判別するステップでは、
上記電気抵抗ヒータの昇温中に、上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比が極大または極小を示したとき、上記電気抵抗ヒータを構成する電熱体種は温度対抵抗特性が極大および極小を有する特定のニッケルクロム線または帯であると判定する一方、上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比が極大または極小を示さなかったとき、上記電気抵抗ヒータを構成する電熱体種は上記特定のニッケルクロム線または帯以外の体種であると判定し、
上記判定の後、上記記憶部に記憶されている上記終了温度範囲での既知の抵抗比と、上記電気抵抗ヒータが上記終了温度範囲に達した時点での上記基準温度抵抗値と上記昇温時抵抗値とによる抵抗比とを比較して、上記電熱体種をさらに区別して判定する
ことを特徴とする電熱体種判別方法。 It is an electric heating body type discrimination method for discriminating the electric heating body type constituting the electric resistance heater.
A known resistance ratio based on a resistance value at a predetermined reference temperature and a resistance value at a temperature higher than the above reference temperature is stored as temperature characteristic data for each of a plurality of electric heating element types over a predetermined temperature range. Steps to memorize in the department and
When the electric resistance heater is at the reference temperature, the step of measuring the resistance value indicated by the electric heater constituting the electric resistance heater as the reference temperature resistance value, and
While energizing the electric heating element and raising the temperature of the electric resistance heater from the reference temperature toward a predetermined end temperature range, the resistance indicated by the electric heating element is momentarily increased during the temperature rise of the electric resistance heater. The step of measuring the value as the resistance value at the time of temperature rise, and
The electric resistance heater is configured based on the temperature characteristic data of the known resistance ratio stored in the storage unit and the time-series change indicated by the resistance ratio between the reference temperature resistance value and the resistance value at the time of temperature rise. It has a step to determine the type of electric heating element to be used.
In the step of determining the electric heating body type,
When the resistance ratio between the reference temperature resistance value and the resistance value at the time of temperature rise shows a maximum or a minimum during the temperature rise of the electric resistance heater, the electric heating element type constituting the electric resistance heater has a temperature-to-resistance characteristic. Is a specific nickel-chromium wire or band having a maximum and a minimum, while the resistance ratio between the reference temperature resistance value and the temperature rise resistance value does not show the maximum or minimum, the electric resistance heater. It is determined that the electric heating body type constituting the above is a body type other than the above-mentioned specific nickel-chromium wire or band.
After the above determination, the known resistance ratio in the end temperature range stored in the storage unit, the reference temperature resistance value at the time when the electric resistance heater reaches the end temperature range, and the temperature rise By comparing the resistance ratio with the resistance value, the above-mentioned electric heating element type is further distinguished and judged.
A method for discriminating an electric heating body, which is characterized in that.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018158516A JP7070246B2 (en) | 2018-08-27 | 2018-08-27 | Electric heating body type discrimination device, electric heating body type discrimination method, and program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018158516A JP7070246B2 (en) | 2018-08-27 | 2018-08-27 | Electric heating body type discrimination device, electric heating body type discrimination method, and program |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020035534A JP2020035534A (en) | 2020-03-05 |
JP7070246B2 true JP7070246B2 (en) | 2022-05-18 |
Family
ID=69668372
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018158516A Active JP7070246B2 (en) | 2018-08-27 | 2018-08-27 | Electric heating body type discrimination device, electric heating body type discrimination method, and program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7070246B2 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011096605A (en) | 2009-11-02 | 2011-05-12 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Heater drive device and image forming apparatus |
US20170359857A1 (en) | 2016-03-02 | 2017-12-14 | Watlow Electric Manufacturing Company | Heater element as sensor for temperature control in transient systems |
-
2018
- 2018-08-27 JP JP2018158516A patent/JP7070246B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011096605A (en) | 2009-11-02 | 2011-05-12 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Heater drive device and image forming apparatus |
US20170359857A1 (en) | 2016-03-02 | 2017-12-14 | Watlow Electric Manufacturing Company | Heater element as sensor for temperature control in transient systems |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020035534A (en) | 2020-03-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107750328B (en) | Method and apparatus for measuring temperature within a given temperature range using selected temperature sensors | |
US6792694B2 (en) | Control system for an automatic clothes dryer | |
JP6852420B2 (en) | Temperature measuring unit and temperature controller | |
JP7070246B2 (en) | Electric heating body type discrimination device, electric heating body type discrimination method, and program | |
US11903096B2 (en) | Method for operating a heating element | |
JP2019102117A5 (en) | ||
EP3893691B1 (en) | Hair styling device | |
JP6996452B2 (en) | Electric heating body temperature estimation system, electric heating body temperature estimation method, and program | |
JP7081392B2 (en) | Temperature warning system, temperature warning method, and program | |
KR102142406B1 (en) | Cooker and operating method thereof | |
JP6988744B2 (en) | Temperature control systems, temperature control methods, and programs | |
WO2020044681A1 (en) | Temperature control system, temperature control method, and program | |
JPS62172680A (en) | Detection of performance degradation of heater, circuit and temperature sensor in hot-melting heater and inspection of channel connection | |
JP2020160701A (en) | Temperature control device, temperature control method and program | |
JP6874719B2 (en) | Heating device and abnormality detection method for heating device | |
US9303897B2 (en) | Compensating for sensor thermal lag | |
WO2022186006A1 (en) | Abnormality determining device | |
JP4932672B2 (en) | Heating device for shape memory alloy member | |
JP2017187893A (en) | Manipulation sensing device | |
KR102123332B1 (en) | Method for controlling heater of car seat | |
JP5257100B2 (en) | Electric pressure cooker | |
JP2007307415A (en) | Rice cooker | |
JP4063196B2 (en) | rice cooker | |
JPS6143618B2 (en) | ||
JPS6029522A (en) | Electronic range |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201214 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211122 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211207 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211221 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220405 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220418 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7070246 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |