JPH02140812A - 温度制御方式 - Google Patents

温度制御方式

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JPH02140812A
JPH02140812A JP63295403A JP29540388A JPH02140812A JP H02140812 A JPH02140812 A JP H02140812A JP 63295403 A JP63295403 A JP 63295403A JP 29540388 A JP29540388 A JP 29540388A JP H02140812 A JPH02140812 A JP H02140812A
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thermocouple
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Osamu Shimizu
修 清水
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、温度制御方式に関し、更に詳しくは物質の熱
処理等に使用される熱処理炉の温度をある値に制御する
ための温度制御方式に於いて、制御用熱電対の劣化を検
出し補正若しくは劣化警報の出力を行ってより良い制御
精度を得るのに適した温度制御方式に関する。
従来の技術 従来におけるこの種の温度制御方式は、熱電対で検出し
た温度をとり込み、任意の設定値と比較してその差が0
となる様に加熱若しくは冷却して温度制御行っている。
発明が解決しようとする課題 従来の温度制御では温度検出用の熱電対が劣化すると制
御温度は劣化の程度によりそのまま制御温度が変化する
欠点があった。即ち、熱電対の劣化が一5℃となると制
御温度が+5℃変化することとなる。一般に熱電対の劣
化は使用温度が高いはど又使用時間が長いほど劣化が大
きくなりR熱電対の例では1400℃で半年使用すると
一20℃、1600℃で半年使用すると一60℃の劣化
が生ずるとの報告例がある。
本発明は従来の上記実情に鑑みてなされたものであり、
従って本発明の目的は、従来の技術に内在する上記欠点
を解消し、制御用熱電対の劣化を検出して補正若しくは
劣化警報の出力を行ってより良い制a1M度を得ること
を可能とした新規な温度制御方式を提供することにある
課題を解決するための手段 上記目的を達成する為に、本発明に係る温度制御装置は
、主温度検出素子と副温度検出素子の出力信号をとり込
みこれらの温度検出素子の設置初期値の関連データを基
準として経時的に変化する同様の関連データから主温度
検出素子の劣化を求め主温度検出素子の補正信号若しく
はアラーム信号を出力するコントローラを備えて構成さ
れるか、あるいは熱処理炉の炉壁に固定され一部が炉外
に露出されたcA護管を有し外保護管の軸方向に所定の
間隔をおいて片側固定支持部を持つ少なくとも1個の主
温度検出素子及び少なくとも2個の副温度検出素子を密
封して構成された温度検出器と。
該温度検出器の前記主温度検出素子と副温度検出素子の
出力信号をとり込みこれらの温度検出素子の設置初期の
関連データを基準として経時的に変化する同様の関連デ
ータから主温度検出素子の補正信号若しくはアラーム信
号を出力するコントローラとを備えて構成される。
発明の原理 第2図のように熱電対を設置すると炉壁を境として炉内
と外で熱傾斜を持つ、この熱傾斜は熱流の流れによるも
ので熱電対が設置されれば決まるものである。
主熱電対14、側熱電対15、側熱電対16はこの熱傾
斜を測定するものであり、側熱電対15は外気温度と炉
内温度の中間温度が望ましい、側熱電対15が主熱電対
14に近い温度であると主熱電対14の劣化と同時に側
熱電対15も劣化して主熱電対14の劣化検出が出来な
い、逆に側熱電対15が側熱電対16と近い温度では主
熱電対14の劣化が検出出来ない。
側熱電対15は主熱電対14より低い温度の測定のため
に、熱的劣化が主熱電対14に比べて無視できる。
R熱電対の半年での経時劣化実験では1600℃で一6
0℃、1400℃で一20℃との報告があり、低い温度
では急速に劣化が少なくなる。
側熱電対15の温度を中間温度に調整するには熱電対の
支持部13を調整して熱電対保護管12の炉内挿入長さ
を変えれば良い。
実施例 次に本発明をその好ましい一実施例について図面を参照
しながら具体的に説明する。
第1図は本発明に係る温度制御方式の一実施例を示す概
略ブロック構成図である。
第1図を参照するに、参照番号1は物体の熱処理に使用
される熱処理炉(例えば電気炉)を示し、該熱処理炉の
炉壁11には一部が炉外(外気)に露出された保護管1
2が支持部13により固定されている。熱処理炉1内に
はまた炉加熱用ヒータ2が配置されている。保護管12
の端子部12aからは信号線3により例えば熱電対の如
き温度検出素子の検出出力が後述されるコントローラ4
に結合されている。ヒータ2には電源5の電圧をコント
ローラ4によって制御された電圧が供給されている。
第2図(a) 、(b)は保護管12の近傍の具体的な
構成図、測定温度曲線図である0図示された実施例は温
度検出素子として熱電対を用いた場合のものである。
第2図(a)を参照するに、参照番号11は物質の熱処
理に用いられる熱処理炉の炉壁を示し、該炉壁11測定
データの取出しをする端子部12aを有する保護管12
が支持部I3により支持固定されている。
保護管12は、端子部12aを含む一部が炉M11の外
部(外気)に露出されている。
保護管12内には、計測用主熱電対14と、熱電対使用
外気を測定する側熱電対16とそれらの中間に配置され
た側熱電対15が図示の如く配設されている。
熱電対の劣化の原因は種々考えられているが、主には使
用温度と使用時間に起因している。第2図(a) 、 
(b)からも判るように、主熱電対14は他の熱電対(
側熱電対15.副熱電対16)より高温にさらされてい
るためにその劣化は速い。
第3図は本発明に使用されるコントローラの一実施例を
示すブロック構成図である。
温度検出するための主熱電対14と主熱電対14の劣化
を補正するための複数の側熱電対(図示された本実施例
では15.16の2本)の出力はアナログマルチプレク
サ41、へ/Dコンバー、夕43、I10インタフェイ
ス回路44を介してマイクロプロセッサ(μP)45に
入力され、熱電対設置時の初期関連データが設定されて
それらはメモリRAM47上に格納される。このストア
された初期関連データを基準として経時的に得られる主
熱電対14と2組の側熱電対15.16の現関連データ
からμP45の演算により熱電対の劣化補正演算を行う
、熱電対劣化の補正演算結果にもとすく劣化信号8はI
10インタフェイス回路44を介して出力される。
又、熱電対劣化補正された温度と設定値からPID制御
系の演算された制御出力りはD/Aコンバータ48を介
して出力される。尚、l110M46にはプログラム等
が格納されている。
第3図では主熱電対14と側熱電対15.16の冷接点
補正回路は省略されている。
操作スイッチ42は熱電対設置時の初期指令信号あるい
は温度制御に必要な設置値、PID演算定数等を設定す
るための入力用スイッチである。
第3図に示されたコントローラでは主熱電対14と側熱
電対15.16の3組の入力をとり込んでいるが、制御
は主熱電対14で行い、側熱電対15.16は主熱電対
14の劣化補正用として用いられる。即ち新品の熱電対
設置時の主熱電対14と側熱電対、15.16の関連を
RAM47上に記憶しておく。熱電対を高温下で長時間
使用し主熱電対14が劣化すると主熱電対14と側熱電
対15、l−6の温度バランスが新品時(又は熱電対設
置初期時)と変化してくる。これらのソフトウェア処理
の一例を第4図に示す。
ここで主熱電対14と2つの側熱電対15.16の初期
関連データと高温度で長時間使用した現関連データの処
理の一例として比例関係で補正すると次のようになる。
1■シ、主電対14、側熱電対15、側熱電対16の初
期値をT、、 T2. T、とし、劣化後の値をT、、
 T、、 T3とする。ここで主熱電対14の劣化骨を
αとし、側熱電対15.16の劣化は無視出来るものと
すると、初期値における(1重−T2):(T2−73
)の関係を劣化後の値T、、 T2. T、と劣化骨α
で示すと、((’f’、+α)−’I°21 : (T
2−Ts)となる、即ち、(1)式の関係が得られる。
(T+ −T2 ): (T2−’rq )・((I’
+ + a ) −1’21 : (’h−Ts)・−
(1)この式より となる。
第4図に表示された補正データとは劣化骨αを示す、α
は上記比例部分で求める方法と実験的に劣化データをも
とにウェイト付、例えばある常数を乗算して求め、より
劣化データの精度をあげる方法も可能である。
又、本実施例では側熱電対を2本にした例であるが側熱
電対の本数を変えて同等以上の精度を上げる効果を演算
で求めることも出来る。
更に又、本発明に係る熱電対としては第2図のように同
一保護管内に主熱電対と側熱電対を封入したもので説明
したが、別々の熱電対で熱的に同等の関連を得る形に設
置した温度検出器で同様の効果を売ることも可能である
本発明は主熱電対と側熱電対の信号をとり込みその初期
データを基準に経時的に得られる現データから主熱電対
の劣化を判定する機能を持った調節計が容易に得られる
劣化データの利用方法として本発明では熱電対の劣化補
正と熱電対の劣化アラームの例を示しているがこれに関
してはいずれか一方のみを利用してもよい。
以上説明した実施例においては温度検出素子として熱電
対が使用されているが、熱電対の代わりに測温抵抗体ま
たはサーミスタ等を使用することができる。
発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、熱処理炉内に配置
された温度検出素子の劣化を容易にしかも的確に検出で
きる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る温度制御方式の一実施例の全体を
示すブ1コック構成図、第2図(a) 、 (b)は熱
処理炉に固定された保護管近傍の拡大部分構成図、第3
図はコントローラの一実施例を示すブロック構成図、第
4図は本発明の動作フローチャートである。 l・・・熱処理炉、2・・・ヒータ、3・・・信号線、
4・・・コントローラ、6・・・電源線、11・・・炉
壁、12・・・保護管、13・・・支持部、14・・・
主熱電対、15.16・・・側熱電対、41・・・アナ
ログマルチプレクサ、42・・・操作スイッチ、43・
・・A/Dコンバータ、44.49・・・I10インク
フェイス回路、45・・・μP、46・・・ROM、4
7・・・RAM、48・・・D/八へンバータ、50・
・・表示パネル 特許出頭人  大倉電気株式会社 代 理 人  弁理士熊谷雄太部 第 ?A1日即土力h

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)、主温度検出素子と副温度検出素子の出力信号を
    とり込み、これらの温度検出素子の設置初期値の関連デ
    ータを基準として経時的に変化する同様の関連データか
    ら主温度検出素子の劣化分を求め、温度制御は補正され
    た温度をもとに行うことを特徴とした温度制御方式。
  2. (2)、主温度検出素子と副温度検出素子の出力信号を
    とり込み、これらの温度検出素子の設置初期値の関連デ
    ータを基準として経時的に変化する同様の関連データか
    ら主温度検出素子の劣化分を求め、温度制御は主温度検
    出素子の出力で制御し、劣化分については劣化信号とし
    て出力するこを特徴とした温度制御方式。
JP63295403A 1988-11-22 1988-11-22 温度制御方式 Expired - Lifetime JP2732270B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10509818A (ja) * 1994-10-13 1998-09-22 アボツト・ラボラトリーズ 熱制御装置および方法

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JPH10509818A (ja) * 1994-10-13 1998-09-22 アボツト・ラボラトリーズ 熱制御装置および方法

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