JPH0332016B2

JPH0332016B2 -

Info

Publication number: JPH0332016B2
Application number: JP56123462A
Authority: JP
Inventors: Toshio Arimatsu
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1981-08-05
Filing date: 1981-08-05
Publication date: 1991-05-09
Also published as: KR880000789B1; KR890004341B1; KR840000803A; KR880002011A; JPS5824847A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、化学反応量、例えばゴム加硫反応
または高分子物質硬化反応等の反応量を自動的に
測定すると共に制御する方法及び装置に関する。

一般に化学工業において反応工程を制御して反
応効率、製品の品質及び収率を高めることは極め
て重要である。そのため本出願人は特開昭55−
114953号において開示した通り反応工程の制御の
前提として作業現場において容易に反応量を測定
できる反応量測定装置を開発した。これは、化学
反応におけるアレニウスの反応速度式に基づき、
基準温度Toにおける単位時間当りの基準反応量
に対する反応系の温度Ｔにおけるｔ時間後の反応
量の比、すなわち相対反応量（等価反応量）を次
の(1)式またはその近似式である(2)式に基づき、マ
イクロコンピユータで計算し、温度測定と反応量
の経時変化を一見して読み取ることができるよう
にしたものである。

但し、Ｕ：等価反応量Ｅ：活性化エネルギＲ：気体常数Ｔ：温度 To：基準温度 α：温度係数ｔ：時間実際には上記の(1)式または(2)式による計算は、
例えば反応系に設けた温度検出器からの温度信号
により得た温度Ｔ、予め設定したＥ、Ｒ、To、
αに基づいて一定時間間隔ごとに行なわれる。

この反応量測定装置では、現場で即座に容易に
反応量を求めることができるにとどまり、測定値
に基づいて自動的に反応量を制御することはでき
なかつた。

この発明は、反応量を高精度に測定すると共に
制御をも併せてできる反応量測定制御方法及び装
置を提供することを目的とする。

以下、この発明を図示の２つの実施例に基づい
て説明する。第１の実施例を第１図乃至第３図に
示す。第１図において、２は温度検出器、例えば
熱電対で、反応系、例えば加硫するタイヤの肩部
の内部に挿入するか、肩部外表面または反応容器
例えば金型内部に接触させられる。この熱電対２
は挿入または接触位置の温度に対応した温度信号
を発生する。この温度信号はアンプリニアライザ
４に供給され、ここで増幅直線化された後、Ａ／
Ｄ変換器６でデイジタル温度信号に変換されて入
出力装置８を介してマイクロコンピユータ１０に
供給される。

マイクロコンピユータ１０には、デイジタル温
度信号の他に、基準温度設定器１２に設定されて
いる基準温度Toが入出力装置１４を介して供給
され、さらに活性エネルギ設定器１６に設定され
ている活性エネルギＥも入出力装置１８を介して
供給されている。

マイクロコンピユータ１０は、スタート信号発
生器２０が発生したスタート信号が入出力装置２
２を介して供給された後、タイマ２４が一定時間
間隔ごとに発生する指令信号が入出力装置２６を
介して供給されるたびに、そのときのデイジタル
温度信号、基準温度To、活性エネルギＥを用い
て(1)式または(2)式により等価反応量を演算するよ
うにプログラムされている。なお、スタート信号
発生器２０としては第２図に示すようなものが用
いられる。これは、抵抗器２８を介してコンデン
サ３０に充電されている電荷を、押釦スイツチ３
２または加硫されるゴムタイヤが収容されている
金型が閉じられたとき同時に閉成されるように構
成したリミツトスイツチ３３あるいは金型を閉じ
たとき同時にパルス信号を発生するパルス信号発
生器により放電されることによつて生じるコンデ
ンサ３０両端間の電圧変化をインバータ３４によ
つて反転させてスタート信号を発生するものであ
る。なお、このスタート信号が例えば押釦スイツ
チを押すことによつて反応量計算中に供給される
と、マイクロコンピユータ１０はそれまで測定し
てきたデータを全て消去し、新たに温度測定、計
算を開始するようにプログラムされている。

マイクロコンピユータ１０は、第１の反応量設
定器３６ａに設定され、入出力装置３８ａを介し
て供給された第１の設定反応量、例えば加硫90％
の際の反応量と、第２の反応量設定器３６ｂに設
定され、入出力装置３８ｂを介して供給された第
２の設定反応量、例えば加硫100％の際の反応量
と計算された各等価反応量とを等価反応量が計算
されるごとに比較し、加硫90％の際の反応量に一
致またはそれよりも大きくなつたとき出力信号を
入出力装置４０を介して予終了装置４２に、加硫
100％の際の反応量に一致またはそれよりも大き
くなつたとき入出力装置４４を介して終了装置４
６に、それぞれ出力信号を供給するようにプログ
ラムされている。即ち、マイクロコンピユータ１
０が第１の比較手段及び第２の比較手段として作
動する。予終了装置４２は例えばタイヤのように
金型開放後にも反応がかなり進行する反応量の場
合に、予め早目に金型を開放させるためのもので
ある。

予終了装置４２は例えば第３図に示すように構
成されており、入出力装置４０から供給された出
力信号をインバータ４８で反転させ、この反転出
力でトランジスタ５０を導通させてリレー５２を
作動させて、接点５４を閉じて発光ダイオード５
６を点灯させると共に、接点５８を閉じて金型を
開くための信号を発生させる。また、この信号を
パルス発生装置（図示せず）に供給してパルスを
発生させてもよい。なお上記発光ダイオードが点
灯した後は、作業者が金型を開くようにすること
ができる。終了装置４６も予終了装置４２とほぼ
同様に発光ダイオードを点灯させたり、接点信号
を発生させたり、パルスを発生するように構成さ
れている。従つて、例えばゴム加硫反応の場合、
90％加硫の状態になつたことにより予終了装置４
２の接点５８が閉じられたことにより金型を自動
的にまたは手作用によつて開き、加硫100％の状
態になつたことにより終了装置４６の発光ダイオ
ードが点灯したことにより金型から取出せば、非
常に正確に反応量を制御できる。

なお、反応量が計算されるごとに反応量表示器
６０に反応量信号が入出力装置６２を介して供給
されて反応量が表示されるように、また反応量が
計算されるごとにそのときのデイジタル温度信号
が温度表示器６４に入出力装置６６を介して供給
されて温度表示されるように、さらに反応開始か
らの時間の経過を表わす信号が入出力装置６８を
介して時間表示器７０に供給されて、反応開始か
らの時間が表示されるようにマイクロコンピユー
タ１０はプログラムされている。なお、この表示
を表示ストツプ装置１００によつて停止させるこ
とができるようにもプログラムされている。表示
ストツプ装置１００は、第５図に示すように抵抗
器１０１を介してコンデンサ１０２に充電されて
いる電荷を、手動スイツチ１０３、金型が開くと
閉成するようにしたリミツトスイツチ１０４を閉
成することにより、または金型が開くとパルス信
号を発生するパルス信号発生器（図示せず）によ
り放電させ、これによつて発生したコンデンサ１
０２両端間の電圧変化をインバータ１０５によつ
て反転させ、これを入出力装置１０６を介してマ
イクロコンピユータ１０に供給するものである。
この表示ストツプ装置１００によつて表示がスト
ツプされていても、マイクロコンピユータ１０は
反応量の演算を行なつており、手動スイツチ１０
３、リミツトスイツチ１０４が開放されたとき、
またはパルス信号発生器からのパルスが停止した
とき、現在の反応量等が表示されることはいうま
でもない。反応量及び測定温度はプリンタ７２に
も入出力装置７３を介して印字されるように構成
されている。一般に温度測定及び計算の頻度は多
ければ、多いほど、精度は高くなるが、プリンタ
７２に出力されるデータは温度測定頻度及び反応
量の計算頻度ほど多く出力する必要が余りないの
で、印字回転数設定器７４に設定された回数、例
えば今「２」と設定してあるとすると、２回反応
量を計算するごとに１回データを印字するように
構成してある。なお、「１」を設定すると毎回印
字する。

また、マイクロコンピユータ１０には、下限温
度設定器７６に設定されている下限温度信号が入
出力装置７８を介して供給されており、マイクロ
コンピユータ１０は、反応量の計算をするごとに
デイジタル温度信号と下限温度信号とを比較し、
デイジタル温度信号が下限温度信号より低い場
合、その時点での反応量を０とするつまり反応量
の計算をしないようにプログラムされている。例
えばタイヤのようにカサの大きい反応量の場合、
温度上昇に比較的長い時間がかかり低温状態が長
い。比較的低温の場合、実際にはまだ反応が生じ
ていないにも拘らず、デイジタル温度信号が入力
され、上記の(1)式または(2)式での相対反応量の演
算が行なわれる。このときの相対反応量自体は小
さいが、時間で累計していくため、比較的低温の
時間が長い場合、かなり誤差が大きくなるので、
その誤差をなくするためデイジタル温度信号が下
限温度信号以下のときそのときの反応量を０とす
るのである。

第４図は第２の実施例のブロツク図で、第１の
実施例では温度検出器２が１個であつたのに対
し、第２の実施例では複数個の、例えば６個の温
度検出器２ａ乃至２ｆが設けられており、これら
温度検出器２ａ乃至２ｆは反応系、例えば加硫す
るタイヤの肩部の周方向に沿つてそれぞれ異なる
位置の内部に挿入するか、上記異なる位置の外表
面または上記異なる位置に対応する金型内部に接
触させてある点で異なる。温度検出器２ａ乃至２
ｆの各温度信号はマルチプレツクサ８０を介して
順にアンプリニアライザ４で直線増幅された後、
Ａ／Ｄ変換器６でデイジタル温度信号に変換さ
れ、入出力装置８を介してマイクロコンピユータ
１０に供給される。マイクロコンピユータ１０
は、チヤンネル数セレクタスイツチ８２から入出
力装置８４を介して供給されたチヤンネル数セレ
クタ信号によつて選択された温度検出器、例えば
２ａ，２ｃ，２ｅの温度信号に対応するデイジタ
ル温度信号が供給されるごとにそれを読み込み、
デイジタル温度信号基準温度信号、活性エネルギ
信号に基づいて温度検出器２ａ，２ｃ，２ｅが設
けられている位置の等価反応量を計算していくよ
うにプログラムされている。温度検出器２ａ乃至
２ｆの組合せは（2⁶−１）個ある。またこの計算
はスタート信号が既に発生した後であつて、タイ
マー２４が指令信号を発しているときに行なわれ
る。

またマイクロコンピユータ１０は、チヤンネル
数セレクタが選択した温度検出器例えば温度検出
器２ａ，２ｃ，２ｅが設けられている位置の各等
価反応量の算術平均を求められるように、また上
記各等価反応量のうち最大のもの及び最小のもの
または指定されたチヤンネルの反応量を選択でき
るようにプログラムされている。これら算術平均
を求めるか、最大または最小のものを選択するか
は、セレクタスイツチ８６から入出力装置８８を
介してマイクロコンピユータ１０に供給されたセ
レクタ信号によつて決定される。

算術平均値、最大値、最小値またはセレクタス
イツチ８６で選択した測定点の反応量は第１の実
施例と同様に反応量設定器３６ａ，３６ｂの第１
及び第２の設定反応量と比較され、第１の設定反
応量である90％加硫状態に一致またはそれを超え
たとき予終了装置４２に出力信号を、第２の設定
反応量、例えば100％加硫状態に一致またはそれ
を超えたとき終了装置４６に出力信号をそれぞれ
供給するようにマイクロコンピユータ１０はプロ
グラムされている。この実施例でも、マイクロコ
ンピユータ１０が第１及び第２の比較手段として
作動する。他は第１の実施例と同様に構成されて
いる。なお９０はチヤンネル数表示器で、チヤン
ネル数セレクタ８２によつて選択されているセン
サーを表示するためのもので、９２はそれの入出
力装置である。

この反応量測定制御方法及び装置によれば、相
対反応量が第１の設定反応量（実施例では90％）
に一致または超えたとき、出力信号を発生し、第
２の設定反応量（実施例では100％）に一致また
は超えたとき、出力信号を発生している。一般
に、反応系においては、所定の反応量まで反応し
たときに、反応を停止させても、余熱によつて反
応が継続され、実際に反応系から反応物質を取り
出すときには、予定よりも反応が進行しているこ
とが多い。しかし、本発明によれば、目標とする
反応量、即ち第２の設定反応量よりも小さな第１
の設定反応量に反応がなつた時点で反応を中止さ
せ、余熱により第２の設定反応量になつたときに
反応物質を取り出すことができるので、非常に正
確に反応量を制御することができる。

さらに、この反応量測定制御方法及び装置は、
下限温度設定器７６に設定した下限温度信号とデ
イジタル温度信号とを相対反応量を計算するごと
に比較し、デイジタル温度信号が下限温度信号よ
りも小さいとき、そのときの反応量を０として扱
つているので誤差をなくすることができる。すな
わち、デイジタル温度信号が比較的小さい場合、
実際には反応が生じていないにも拘らず、アレニ
ウスの反応速度式またはその近似式によつて相対
反応量が演算されてしまう。この相対反応量自体
は小さな値であるが、時間で累計していくために
反応時間ｔが長い場合、計算した相対反応量は温
度が低かつたときの実際には生じていない相対反
応量に基づく誤差をかなり含んでいるので、その
誤差をなくするためデイジタル温度信号が下限温
度信号以下のとき、そのときの等価反応量を０と
するのである。よつて、高精度に反応量を計算す
ることができるので、反応量の制御精度も高めら
れる。

また上記の両実施例では、スタート信号発生装
置２０を設けてあるので、加硫プレスが閉じられ
ると自動的に測定、計算及び制御を開始でき、ス
タート信号発生装置２０の押釦スイツチ３２を閉
成することによりそれまで測定してきたデータ類
を全て消去し、新たに温度測定、計算及び制御を
開始できる。さらに両実施例では、印字回数設定
器７４を設けてあるので、測定、計算が行なわれ
たうち設定回数おきに測定温度、反応量が印字さ
れる。

上記の両実施例では、センサーとして熱電対を
用いたが、他の白金抵抗体等も使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による反応量測定制御装置の
第１の実施例のブロツク図、第２図は第１の実施
例に用いるスタート装置の回路図、第３図は第１
の実施例に用いる予終了装置の回路図、第４図は
第２の実施例のブロツク図、第５図は第１の実施
例に用いる表示ストツプ装置の回路図である。２，２ａ乃至２ｆ……温度検出器、１０……マ
イクロコンピユータ、２４……タイマー、７２…
…プリンタ、７６……下限温度設定器。

Claims

【特許請求の範囲】１反応系の内部、この反応系の外表面または上
記反応系の容器に設けた少なくとも１個の温度検
出器からの温度信号を所定時間ごとに得る段階
と、上記温度信号が得られるごとにこの温度信号
と予め定めた基準温度及び活性化エネルギとに基
づいて積分演算を行ない、相対反応量を得る段階
と、反応を停止させるために上記相対反応量が予
め定めた第１の設定反応量に一致または第１の設
定反応量を超えたとき、出力信号を発生する段階
と、上記反応系より反応物質を取り出すために上
記相対反応量が第１の設定反応量よりも大きな値
に予め定めた第２の設定反応量に一致または第２
の設定反応量を超えたとき、出力信号を発生する
段階とを、具備する反応量測定制御方法。２反応系の内部、この反応系の外表面または上
記反応系の容器に設けた少なくとも１個の温度検
出器からの温度信号を所定時間ごとに得る段階
と、上記温度信号が得られるごとにこの温度信号
と予め定めた基準温度及び活性化エネルギとに基
づいて積分演算を行ない、相対反応量を得る段階
と、反応を停止させるために上記相対反応量が予
め定めた第１の設定反応量に一致または第１の設
定反応量を超えたとき、出力信号を発生する段階
と、上記反応系より反応物質を取り出すために上
記相対反応量が第１の設定反応量よりも大きな値
に予め定めた第２の設定反応量に一致または第２
の設定反応量を超えたとき、出力信号を発生する
段階とを、具備し、上記相対反応量を得る段階
は、上記温度信号が予め定めた下限温度信号以下
のとき上記積分演算を停止させる段階を備えてい
ることを特徴とする反応量測定制御方法。３反応系の内部、この反応系の外表面または上
記反応系の容器に設けた少なくとも１個の温度検
出器と、この温度検出器の温度信号と予め定めた
基準温度及び活性化エネルギとに基づいて所定時
間の経過ごとに積分演算を行ない、相対反応量を
演算する手段と、反応を停止させるために上記相
対反応量が予め定めた第１の設定反応量に一致ま
たは第１の設定反応量を超えたとき、出力信号を
発生する第１の比較手段と、上記反応系より反応
物質を取り出すために上記相対反応量が第１の設
定反応量よりも大きな値に予め定めた第２の設定
反応量に一致または第２の設定反応量を超えたと
き、出力信号を発生する第２の比較手段とを、具
備する反応量測定制御装置。４反応系の内部、この反応系の外表面または上
記反応系の容器に設けた少なくとも１個の温度検
出器と、この温度検出器の温度信号と予め定めた
基準温度及び活性化エネルギとに基づいて所定時
間の経過ごとに積分演算を行ない、相対反応量を
演算する手段と、反応を停止させるために上記相
対反応量が予め定めた第１の設定反応量に一致ま
たは第１の設定反応量を超えたとき、出力信号を
発生する第１の比較手段と、上記反応系より反応
物質を取り出すために上記相対反応量が第１の設
定反応量よりも大きな値に予め定めた第２の設定
反応量に一致または第２の設定反応量を超えたと
き、出力信号を発生する第２の比較手段とを、具
備し、上記相対反応量を演算する手段は、上記温
度信号が予め定めた下限温度信号以下のとき上記
積分演算を停止させる演算停止手段を備えている
ことを特徴とする反応量測定制御装置。