JPH0254570B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液温を一定温度に制御する液温制御
装置に関するものである。

従来、液体を加熱制御する液温制御装置として
は第１図に示したものが知られている。第１図に
おいて、１は液温を検出する検出部、２は差動増
幅器、３は基準電源、４は立上り用タイマ、５は
出力回路、６はヒータであり、検出部１とヒータ
６は液体により熱的に結合されている。

このように構成された従来例において、第２図
ａに示したように電源がオンにされると、第２図
ｂに示したように立上り用タイマ４が定められた
時間だけ動作するので、第２図ｃに示したように
出力回路５からヒータ６に印加する電圧は、立上
り用タイマ４の動作時間だけ高くされ、液体の温
度が熱的にオーバーシユートしないように制御し
ている。

しかしながら、この従来例では、液体の温度が
常温の場合に、立上り用タイマ４の設定時間を、
ヒータ６の温度の立上りが最適になるように設定
しているため、第３図の曲線Ｂのような液体温度
の立上り曲線が得られるが、環境温度が変化し、
極端な場合に液体の温度が目標温度に等しいとす
ると、立上り用タイマ４の動作時間に印加される
電力は余分なものであり、第３図の曲線Ａで示し
たように、液体の温度は目標値よりはるかに高い
ものとなり、自然の放熱によつて温度が下がるま
でに多大の時間を要する。即ち、この場合は立上
り用タイマ４の設定時間は零でよいものであり、
無駄な時間と無駄な電力を消費するという欠点が
ある。

また環境温度が低く、加熱する温度が低い場合
に、立上り用タイマ４を常温で最適になるように
設定しているため、第３図の曲線Ｃで示したよう
に、液体の温度の立上り時間は何も付加しない場
合より若干良くなるが、液体の温度が目標温度に
なるまでに時間がかかるという欠点があつた。

本発明は、上述のごとき欠点を解決するために
なされたもので、液体温度の立上り制御による熱
的オーバーシユートを生じないようにした液温制
御装置を提供することを目的としてなされたもの
である。

本発明は、上記目的を達成するために、液体を
加熱するヒータ１８と、該ヒータ１８から離して
設置された第１の温度検出手段７と、前記ヒータ
１８の近傍に設置された第２の温度検出手段８
と、予め定められた目標温度に対応する基準電圧
を発生する基準電圧発生手段１１と、前記第１の
温度検出手段７の出力電圧と前記基準電圧との差
電圧を発生させる第１の差電圧発生手段９と、前
記第２の温度検出手段８の出力電圧と前記基準電
圧との差電圧を発生させる第２の差電圧発生手段
１０と、前記第１及び第２の差電圧発生手段９，
１０からの差電圧を加算する電圧加算手段１２
と、少なくとも前記第２の温度検出手段８と前記
第２の差電圧発生手段１０とから構成されるとと
もに、前記第２の差電圧発生手段１０からの出力
電圧に応じた電力を前記ヒータ１８に供給する定
常制御手段８，１０，１１，１６，１７と、少な
くとも前記第１の温度検出手段７と前記第１の差
電圧発生手段９と前記電圧加算手段１２とから構
成されるとともに、立上り時に所定電力を前記電
圧加算手段１２からの出力電圧に応じた時間だけ
前記ヒータ１８に供給するヒータ立上制御手段
７，９，１１，１２，１３，１４，１５とを備え
たことを特徴としたものである。以下、図面によ
り実施例を詳細に説明する。

第４図は、本発明の実施例を示したもので、７
は第１の温度センサ（第１の温度検出手段）、８
は第２の温度センサ（第２の温度検出手段）、９
は第１の差動増幅器（第１の差電圧発生手段）、
１０は第２の差動増幅器（第２の差電圧発生手
段）、１１は基準設定電源（基準電圧発生手段）、
１２は加算回路（電圧加算手段）、１３はタイマ、
１４は第１の出力回路、１５は電源、１６は第２
の出力回路、１７は逆流防止ダイオード、１８は
ヒータであり、第１の温度センサ７はヒータ１８
より離して配置し、第２の温度センサ８はヒータ
１８の近傍に配置し、加熱された液体の温度を検
出するようにする。タイマ１３は加算回路１２か
らの出力電圧に比例した幅のパルスを発生し、第
１の出力回路１４はタイマ１３の出力によつてオ
ン・オフ制御され、第１の出力回路のオン時には
最低使用温度の時に、立上りに必要な電力をカバ
ーできる電圧を印加する。

次に、本実施例の動作を説明する。まず、ヒー
タ１８から離して設置された第１の温度センサ
と、ヒータ１８の近傍に設置された第２の温度セ
ンサでそれぞれ液体温度（環境温度）が検出さ
れ、第１，第２の温度センサ７，８の出力電圧は
第１，第２の差動増幅器９，１０で基準設定電源
１１からの目標温度に対応する基準電圧と比較さ
れ、これらの出力は加算回路１２で入力される。
すなわち、この加算回路１２は、ヒータ１８から
離して設置された第１の温度センサ７に基づく信
号と、ヒータ１８の近傍に設置された第２の温度
センサ８に基づく信号を、各々差動増幅器９，１
０を介して加算するものである。また差動増幅器
１０の出力は第２の出力回路１６に入力される。
また第２の出力回路１６の出力はダイオード１７
を通つてヒータ１８に入力され、通常の制御が行
なわれる。前記加算回路を設ける点は、以下のよ
うな理由による。すなわち、ヒータ１８から離し
て設置された第１の温度センサ７に基づく信号の
みでヒータ立上制御をすると、液体の温度が目標
温度に達したのちに電源をオフし、その後すぐに
電源をオンして使用するような場合には、第１の
温度センサ７がヒータ１８から離れて設置されて
いるため、ヒータ１８の近傍の液温よりも低下し
た液温を検出することになる。そのため、必要以
上にヒータ１８に電力を供給することとなり、オ
ーバーシユートを生じてしまう。その点を解決す
るためにヒータ１８の近傍に第２の温度センサ８
を設け、ヒータ１８の近傍の液体の温度を検出
し、第２の温度センサ８に基づく信号を前記第１
の温度センサ７に基づく信号に加算することによ
り、第１の温度センサ７に基づく信号のみによる
影響を回避でき、オーバーシユートの発生を防ぐ
ことができる。

ここで、加算回路１２の出力によりタイマの出
力が制御されるが、液体の温度が目標温度よりや
や低い場合は、第５図のａに示されたように電
源がオンになつた時、加算回路１２の出力電圧
は、第５図のｂで示したように低いので、第５
図のｃに示したようにタイマ１３の出力パルス
の幅は狭く、従つて第５図のｄに示したように
第１の出力回路１４から出力される立上りに要す
る電力は少ない。次に、液体の温度が目標温度よ
り低い場合は、第５図のａに示したように電源
がオンになつた時、第５図のｂに示したように
加算回路１２の出力電圧は高いので、第５図の
ｃに示したようにタイマ１３の出力パルス幅は長
くなり、第５図のｄに示したように第１の出力
回路１４の出力である立上りに要する電力は大き
くなる。また液体の温度が目標温度と等しいか、
それより高い場合には、第５図のａに示したよ
うに電源がオンにされた時、第５図のｂ，ｃ，
ｄに示したように、加算回路１２の出力は零であ
り、従つて、タイマ１３の出力も零になり、第１
の出力回路１４から出力が出ず、ヒータは第２の
出力回路１６からの出力で通常の温度制御が行な
われる。

なお、上記の実施例の動作は温度センサが１つ
であつても同じ動作を行なうことができるが、一
旦加熱して電源を切り、すぐに電源をオンにした
ような時に、ヒータ１８と離れた場所に温度セン
サが位置されている場合は、液体温度のオーバー
シユートが生じる。この欠点を避けるために本発
明においては、第１の温度センサ７をヒータ１８
から離して設け、第２の温度センサ８をヒータ１
８の近傍に設けることにより、この欠点を解消し
ている。また立上り制御の時に第１の出力回路１
４の出力電圧が非常に高く、第２の出力回路１６
の出力が低い場合に、第１の出力回路１４から第
２の出力回路１６に電流が流れ込まないように逆
流防止ダイオード１７を設けている。

なお、定常制御手段は、例えば第４図におい
て、温度センサ８、差動増幅器１０、基準設定電
源１１、出力回路１６、逆流防止ダイオード１７
から成る回路で、第５図ｄ及び第５図ｄの立
上り時以後のヒータ電力を供給する回路を意味す
るものである。また、ヒータ立上制御手段は、例
えば、第４図において、温度センサ７、差動増幅
器９、基準設定電源１１、加算回路１２、電力増
幅器１３、出力回路１４、タイマ１５から成る回
路で、第５図ｄ及び第５図ｄの立上り時のヒ
ータ電力を供給する回路を意味するものである。

次に、第６図は、本発明の他の実施例の液温制
御装置のブロツク図を示したもので、第４図と同
一符合の部分は同一のものを示しており、また第
１，第２の出力回路１４，１６とヒータ１８の間
に電流制限回路１９が設けられている。

本実施例では、液体の温度と目標温度との差が
大きすぎて第１，第２の出力回路１４，１６から
の出力がそれぞれ大きすぎる場合、ヒータ１８に
加わるヒータ電力が設計値よりも高くなつて、ヒ
ータ１８が損傷されないようにするために、電流
制限回路１９が設けられている。

以上説明したように、本発明によれば、２つの
温度センサの温度検出電圧と目標温度に対応する
基準電圧との差電圧の和の出力電圧によつてタイ
マを動作するようにしたので、液体の温度に応じ
て立上り加熱時間が決められるので、立上り時間
が短縮され、無駄な電力を消費しないという利点
があり、第１の温度センサと第２の温度センサの
間に温度差がある場合の誤差を防ぐことができる
という利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の液温制御装置のブロツク図、
第２図は、第１図の装置の電源、タイマ、出力回
路の出力波形図、第３図は、夫々の液体温度に対
する第１図の装置の動作説明図、第４図は、本発
明の温度制御装置のブロツク図、第５図は、夫々
の液体温度における電源、加算回路、タイマ、第
１の出力回路の出力波形図、第６図は、本発明の
他の実施例の液温制御装置のブロツク図である。 ７…第１の温度センサ、８…第２の温度セン
サ、９…第１の差動増幅器、１０…第２の差動増
幅器、１１…基準設定電源、１２…加算回路、１
３…タイマ、１４…第１の出力回路、１５…電
源、１６…第２の出力回路、１７…逆流防止ダイ
オード、１８…ヒータ、１９…電流制限回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 液体を加熱するヒータと、該ヒータから離し
   て設置された第１の温度検出手段と、前記ヒータ
   の近傍に設置された第２の温度検出手段と、予め
   定められた目標温度に対応する基準電圧を発生す
   る基準電圧発生手段と、前記第１の温度検出手段
   の出力電圧と前記基準電圧との差電圧を発生させ
   る第１の差電圧発生手段と、前記第２の温度検出
   手段の出力電圧と前記基準電圧との差電圧を発生
   させる第２の差電圧発生手段と、前記第１及び第
   ２の差電圧発生手段からの差電圧を加算する電圧
   加算手段と、少なくとも前記第２の温度検出手段
   と前記第２の差電圧発生手段とから構成されると
   ともに、前記第２の差電圧発生手段からの出力電
   圧に応じた電力を前記ヒータに供給する定常制御
   手段と、少なくとも前記第１の温度検出手段と前
   記第１の差電圧発生手段と前記電圧加算手段とか
   ら構成されるとともに、立上り時に所定電力を前
   記電圧加算手段からの出力電圧に応じた時間だけ
   前記ヒータに供給するヒータ立上制御手段とを備
   えたことを特徴とする液温制御装置。