JPH1130202A - バルブ装置の制御方法および回路 - Google Patents
バルブ装置の制御方法および回路Info
- Publication number
- JPH1130202A JPH1130202A JP9183905A JP18390597A JPH1130202A JP H1130202 A JPH1130202 A JP H1130202A JP 9183905 A JP9183905 A JP 9183905A JP 18390597 A JP18390597 A JP 18390597A JP H1130202 A JPH1130202 A JP H1130202A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- signal
- heating element
- valve device
- flow rate
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/025—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic actuated by thermo-electric means
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D7/00—Control of flow
- G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
- G05D7/0617—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
- G05D7/0629—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means
- G05D7/0635—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/0318—Processes
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
- Y10T137/7758—Pilot or servo controlled
- Y10T137/7759—Responsive to change in rate of fluid flow
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】駆動素子の消費電力を小さくしてエネルギー効
率を向上させ、バルブ装置の流量特性を安定して制御す
ることのできるバルブ装置の制御方法および回路を提供
する。 【解決手段】指令信号発生部１２２から発生したアナロ
グ電圧信号ＶA は変換器１２４によってＰＷＭ信号ＶB
に変換され、駆動用トランジスタ１２６はこのＰＷＭ信
号ＶB によってオン／オフ制御されてヒータ４０に電流
が通電される。ヒータ４０が発熱すると、バルブ装置１
０に導入される圧縮空気の流量が制限される。
率を向上させ、バルブ装置の流量特性を安定して制御す
ることのできるバルブ装置の制御方法および回路を提供
する。 【解決手段】指令信号発生部１２２から発生したアナロ
グ電圧信号ＶA は変換器１２４によってＰＷＭ信号ＶB
に変換され、駆動用トランジスタ１２６はこのＰＷＭ信
号ＶB によってオン／オフ制御されてヒータ４０に電流
が通電される。ヒータ４０が発熱すると、バルブ装置１
０に導入される圧縮空気の流量が制限される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、室に充填された流
体を発熱体によって膨張あるいは収縮させ、前記室を構
成する薄膜を変位させることにより圧力流体の流量を制
御するバルブ装置の制御方法および回路に関する。
体を発熱体によって膨張あるいは収縮させ、前記室を構
成する薄膜を変位させることにより圧力流体の流量を制
御するバルブ装置の制御方法および回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、電気信号−空気圧変換装置等に
おいて、圧縮空気等の圧力流体の流量を制御するために
使用されるバルブ装置１０を示す。このバルブ装置１０
は、基板１２上に固着されたケーシング１４の内部に、
単結晶のシリコン、またはこれに類似するガラス等の部
材で形成された第１のウエハ１６が設けられ、該第１の
ウエハ１６の下部には導入管路２０に連通する孔部１８
が画成される。前記孔部１８の上部にはノズル２２が形
成され、該ノズル２２に小径な排気孔２４が画成され
る。このノズル２２の周囲には排気室２６が画成され
る。
おいて、圧縮空気等の圧力流体の流量を制御するために
使用されるバルブ装置１０を示す。このバルブ装置１０
は、基板１２上に固着されたケーシング１４の内部に、
単結晶のシリコン、またはこれに類似するガラス等の部
材で形成された第１のウエハ１６が設けられ、該第１の
ウエハ１６の下部には導入管路２０に連通する孔部１８
が画成される。前記孔部１８の上部にはノズル２２が形
成され、該ノズル２２に小径な排気孔２４が画成され
る。このノズル２２の周囲には排気室２６が画成され
る。
【０００３】前記第１のウエハ１６の上面には第２のウ
エハ３０が固着される。該第２のウエハ３０には加熱さ
れることによって膨張する、例えば、シリコン液のよう
な流体３２が充填された室３４が画成される。前記室３
４の底部には薄膜３６が形成され、この薄膜３６は前記
ノズル２２の先端から所定間隔離間して配置される。
エハ３０が固着される。該第２のウエハ３０には加熱さ
れることによって膨張する、例えば、シリコン液のよう
な流体３２が充填された室３４が画成される。前記室３
４の底部には薄膜３６が形成され、この薄膜３６は前記
ノズル２２の先端から所定間隔離間して配置される。
【０００４】前記第２のウエハ３０の上面に耐熱ガラス
で形成されたガラスウエハ３８が固着されることによっ
て前記室３４は密封される。前記室３４の上面を構成す
るガラスウエハ３８の下部には発熱体であるパターン化
されたヒータ４０が設けられ、該ヒータ４０は図示しな
い電極およびリード線を介して前記基板１２上の回路素
子に接続される。前記第２のウエハ３０とガラスウエハ
３８には前記排気室２６に連通する通路４２が画成さ
れ、該通路４２の上部は前記ケーシング１４に設けられ
た排気管路４４に連通する。
で形成されたガラスウエハ３８が固着されることによっ
て前記室３４は密封される。前記室３４の上面を構成す
るガラスウエハ３８の下部には発熱体であるパターン化
されたヒータ４０が設けられ、該ヒータ４０は図示しな
い電極およびリード線を介して前記基板１２上の回路素
子に接続される。前記第２のウエハ３０とガラスウエハ
３８には前記排気室２６に連通する通路４２が画成さ
れ、該通路４２の上部は前記ケーシング１４に設けられ
た排気管路４４に連通する。
【０００５】このように形成されるバルブ装置１０を制
御する制御回路４６は、基板１２上に設けられており、
図５に示すように、ヒータ４０と抵抗４８、５０、５２
とによりブリッジ回路５４が形成され、ヒータ４０と抵
抗４８との接続点６０、および抵抗５０と５２の接続点
６２は図示しない温度補償回路に接続される。前記ブリ
ッジ回路５４には駆動用トランジスタ５６が接続され、
該駆動用トランジスタ５６のベースには指令信号発生部
５８が接続される。
御する制御回路４６は、基板１２上に設けられており、
図５に示すように、ヒータ４０と抵抗４８、５０、５２
とによりブリッジ回路５４が形成され、ヒータ４０と抵
抗４８との接続点６０、および抵抗５０と５２の接続点
６２は図示しない温度補償回路に接続される。前記ブリ
ッジ回路５４には駆動用トランジスタ５６が接続され、
該駆動用トランジスタ５６のベースには指令信号発生部
５８が接続される。
【０００６】このバルブ装置１０の制御方法について説
明する。指令信号発生部５８から指令信号として所望の
圧縮空気の流量に対応するアナログ電圧信号が駆動用ト
ランジスタ５６のベースに入力されると、該駆動用トラ
ンジスタ５６のコレクタからバルブ装置１０のヒータ４
０に前記アナログ電圧信号に対応した電流が流れる。こ
のため、ヒータ４０によって流体３２が加熱されて該流
体３２が熱膨張し、薄膜３６が膨張した流体３２によっ
て押圧されてノズル２２に接近する。従って、排気孔２
４から排気室２６に導出される圧縮空気の流れが制限さ
れ、その流量が減少する。
明する。指令信号発生部５８から指令信号として所望の
圧縮空気の流量に対応するアナログ電圧信号が駆動用ト
ランジスタ５６のベースに入力されると、該駆動用トラ
ンジスタ５６のコレクタからバルブ装置１０のヒータ４
０に前記アナログ電圧信号に対応した電流が流れる。こ
のため、ヒータ４０によって流体３２が加熱されて該流
体３２が熱膨張し、薄膜３６が膨張した流体３２によっ
て押圧されてノズル２２に接近する。従って、排気孔２
４から排気室２６に導出される圧縮空気の流れが制限さ
れ、その流量が減少する。
【０００７】前記アナログ電圧信号が変化して前記ヒー
タ４０に流れる電流が減少すると、流体３２の温度が低
下して該流体３２が収縮し、薄膜３６がノズル２２から
離間する。このため、排気孔２４から排気室２６に導出
される圧縮空気の流量が増加する。
タ４０に流れる電流が減少すると、流体３２の温度が低
下して該流体３２が収縮し、薄膜３６がノズル２２から
離間する。このため、排気孔２４から排気室２６に導出
される圧縮空気の流量が増加する。
【０００８】ヒータ４０の温度が高くなり、流体が過剰
に膨張すると、バルブ装置１０が破損する懸念がある。
そこで、ヒータ４０の抵抗値の変化をブリッジ回路５４
の接続点６０と接続点６２との電圧差として図示しない
温度補償回路に出力する。該温度補償回路では指令信号
発生部５８から出力される指令信号を制御してヒータ４
０に通電される電流を制限し、該ヒータ４０の温度を下
げる。このようにしてバルブ装置１０の破損を阻止して
いる。
に膨張すると、バルブ装置１０が破損する懸念がある。
そこで、ヒータ４０の抵抗値の変化をブリッジ回路５４
の接続点６０と接続点６２との電圧差として図示しない
温度補償回路に出力する。該温度補償回路では指令信号
発生部５８から出力される指令信号を制御してヒータ４
０に通電される電流を制限し、該ヒータ４０の温度を下
げる。このようにしてバルブ装置１０の破損を阻止して
いる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術に係るバルブ装置の制御方法および回路では、駆
動用トランジスタ５６をアナログ信号によって駆動させ
るため、該駆動用トランジスタ５６によって消費される
電力が大きく、また、駆動用トランジスタ５６の発熱が
大きいため、この熱がバルブ装置１０に伝達されると流
体３２が加熱されて熱膨張してしまい、圧縮空気の流量
特性が変化してしまうという問題があった。
来技術に係るバルブ装置の制御方法および回路では、駆
動用トランジスタ５６をアナログ信号によって駆動させ
るため、該駆動用トランジスタ５６によって消費される
電力が大きく、また、駆動用トランジスタ５６の発熱が
大きいため、この熱がバルブ装置１０に伝達されると流
体３２が加熱されて熱膨張してしまい、圧縮空気の流量
特性が変化してしまうという問題があった。
【００１０】本発明は前記の課題を解決すべくなされた
ものであって、駆動素子の消費電力を小さくしてエネル
ギー効率を向上させ、バルブ装置の流量特性を安定して
制御することのできるバルブ装置の制御方法および回路
を提供することを目的とする。
ものであって、駆動素子の消費電力を小さくしてエネル
ギー効率を向上させ、バルブ装置の流量特性を安定して
制御することのできるバルブ装置の制御方法および回路
を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、室に充填された流体を発熱体によって
膨張あるいは収縮させ、前記室を構成する薄膜を変位さ
せることにより圧力流体の流量を制御するバルブ装置の
制御方法であって、前記圧力流体の所望の流量に対応す
る指令信号をＰＷＭ信号として駆動素子に供給し、前記
駆動素子をオン／オフ制御することにより前記発熱体に
駆動電流を通電し、前記発熱体の発熱作用下に前記流体
を膨張あるいは収縮させることを特徴とする。
めに、本発明は、室に充填された流体を発熱体によって
膨張あるいは収縮させ、前記室を構成する薄膜を変位さ
せることにより圧力流体の流量を制御するバルブ装置の
制御方法であって、前記圧力流体の所望の流量に対応す
る指令信号をＰＷＭ信号として駆動素子に供給し、前記
駆動素子をオン／オフ制御することにより前記発熱体に
駆動電流を通電し、前記発熱体の発熱作用下に前記流体
を膨張あるいは収縮させることを特徴とする。
【００１２】また、本発明は、室に充填された流体を発
熱体によって膨張あるいは収縮させ、前記室を構成する
薄膜を変位させることにより圧力流体の流量を制御する
バルブ装置の制御回路において、前記圧力流体の所望の
流量に対応する指令信号を発生する指令信号発生部と、
前記指令信号をＰＷＭ信号に変換する変換器と、前記Ｐ
ＷＭ信号に従って駆動電流をオン／オフ制御する駆動素
子と、を備え、前記駆動電流を前記発熱体に通電し、前
記発熱体の発熱作用下に前記流体を膨張あるいは収縮さ
せることを特徴とする。
熱体によって膨張あるいは収縮させ、前記室を構成する
薄膜を変位させることにより圧力流体の流量を制御する
バルブ装置の制御回路において、前記圧力流体の所望の
流量に対応する指令信号を発生する指令信号発生部と、
前記指令信号をＰＷＭ信号に変換する変換器と、前記Ｐ
ＷＭ信号に従って駆動電流をオン／オフ制御する駆動素
子と、を備え、前記駆動電流を前記発熱体に通電し、前
記発熱体の発熱作用下に前記流体を膨張あるいは収縮さ
せることを特徴とする。
【００１３】本発明によれば、前記駆動素子は前記ＰＷ
Ｍ信号によってオン／オフ制御されるため、駆動素子の
消費電力が低減し、該駆動素子の発熱も減少する。
Ｍ信号によってオン／オフ制御されるため、駆動素子の
消費電力が低減し、該駆動素子の発熱も減少する。
【００１４】この場合、前記発熱体をブリッジ回路に組
み込み、該ブリッジ回路に前記駆動電流を通電すること
によって生じる電圧と所定の基準電圧とを比較し、この
比較結果によって前記指令信号の前記駆動素子への供
給、遮断を制御することにより、前記発熱体の抵抗値変
動による過剰な発熱が阻止され、前記バルブ装置が破損
する懸念がなくなり、好適である。
み込み、該ブリッジ回路に前記駆動電流を通電すること
によって生じる電圧と所定の基準電圧とを比較し、この
比較結果によって前記指令信号の前記駆動素子への供
給、遮断を制御することにより、前記発熱体の抵抗値変
動による過剰な発熱が阻止され、前記バルブ装置が破損
する懸念がなくなり、好適である。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明に係るバルブ装置の制御方
法および回路について、好適な実施の形態を挙げ、添付
の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
法および回路について、好適な実施の形態を挙げ、添付
の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１６】図１において、参照符号７０は、本実施の
形態に係るバルブ装置の制御回路を示す。なお、この制
御回路７０が適用されるバルブ装置１０は、図４に示す
従来技術と同一であり、その詳細な説明を省略する。
形態に係るバルブ装置の制御回路を示す。なお、この制
御回路７０が適用されるバルブ装置１０は、図４に示す
従来技術と同一であり、その詳細な説明を省略する。
【００１７】バルブ装置１０の発熱体であるヒータ４０
には抵抗７２が直列に接続され、前記ヒータ４０、抵抗
７２と並列に抵抗７４、７６が接続される。このため、
ヒータ４０、抵抗７２、７４、７６によりブリッジ回路
７８が形成される。前記ヒータ４０と抵抗７２のそれぞ
れの抵抗値の比は、前記抵抗７４と７６のそれぞれの抵
抗値の比と同一に設定される。前記ブリッジ回路７８の
出力である、ヒータ４０と抵抗７２との接続点８０、お
よび抵抗７４と７６との接続点８２は、抵抗８６、８８
を介してオペアンプ９０の反転入力端子９０ａ、および
非反転入力端子９０ｂに接続される。該オペアンプ９０
の出力は抵抗９２、コンデンサ９４を並列に介して反転
入力端子９０ａにフィードバックされる。一方、非反転
入力端子９０ｂには抵抗９６、コンデンサ９８を並列に
介してグランド１００に接続される。このため、オペア
ンプ９０はブリッジ回路７８を介して出力されるＰＷＭ
信号波形を平滑化する平滑化回路８４として機能する。
には抵抗７２が直列に接続され、前記ヒータ４０、抵抗
７２と並列に抵抗７４、７６が接続される。このため、
ヒータ４０、抵抗７２、７４、７６によりブリッジ回路
７８が形成される。前記ヒータ４０と抵抗７２のそれぞ
れの抵抗値の比は、前記抵抗７４と７６のそれぞれの抵
抗値の比と同一に設定される。前記ブリッジ回路７８の
出力である、ヒータ４０と抵抗７２との接続点８０、お
よび抵抗７４と７６との接続点８２は、抵抗８６、８８
を介してオペアンプ９０の反転入力端子９０ａ、および
非反転入力端子９０ｂに接続される。該オペアンプ９０
の出力は抵抗９２、コンデンサ９４を並列に介して反転
入力端子９０ａにフィードバックされる。一方、非反転
入力端子９０ｂには抵抗９６、コンデンサ９８を並列に
介してグランド１００に接続される。このため、オペア
ンプ９０はブリッジ回路７８を介して出力されるＰＷＭ
信号波形を平滑化する平滑化回路８４として機能する。
【００１８】前記オペアンプ９０の出力は抵抗１０２を
介して比較回路１０４を構成するオペアンプ１０６の非
反転入力端子１０６ｂに入力される。該オペアンプ１０
６の反転入力端子１０６ａには基準電圧発生源１０８が
接続され、負の所定値の基準電圧ＶF が非反転入力端子
１０６ｂに入力される。前記オペアンプ１０６の出力は
抵抗１１０を介して遮断回路１１２を構成するオペアン
プ１１４の非反転入力端子１１４ｂに接続される。前記
非反転入力端子１１４ｂとグランド１００との間にはコ
ンデンサ１１６が接続され、前記抵抗１１０とコンデン
サ１１６とによりローパスフィルタが構成される。前記
オペアンプ１１４の出力はダイオード１１８のカソード
に接続される。前記ダイオード１１８のアノードは前記
オペアンプ１１４の反転入力端子１１４ａに接続される
とともに、前記指令信号発生部１２２から抵抗１２０を
介して出力されたアナログ電圧信号をＰＷＭ信号に変換
する変換器１２４に接続される。前記変換器１２４の出
力は駆動素子である駆動用トランジスタ１２６のベース
に接続され、該駆動用トランジスタ１２６のコレクタは
前記ブリッジ回路７８のヒータ４０と抵抗７４に接続さ
れる。前記駆動用トランジスタ１２６のエミッタは電源
１２８に接続される。
介して比較回路１０４を構成するオペアンプ１０６の非
反転入力端子１０６ｂに入力される。該オペアンプ１０
６の反転入力端子１０６ａには基準電圧発生源１０８が
接続され、負の所定値の基準電圧ＶF が非反転入力端子
１０６ｂに入力される。前記オペアンプ１０６の出力は
抵抗１１０を介して遮断回路１１２を構成するオペアン
プ１１４の非反転入力端子１１４ｂに接続される。前記
非反転入力端子１１４ｂとグランド１００との間にはコ
ンデンサ１１６が接続され、前記抵抗１１０とコンデン
サ１１６とによりローパスフィルタが構成される。前記
オペアンプ１１４の出力はダイオード１１８のカソード
に接続される。前記ダイオード１１８のアノードは前記
オペアンプ１１４の反転入力端子１１４ａに接続される
とともに、前記指令信号発生部１２２から抵抗１２０を
介して出力されたアナログ電圧信号をＰＷＭ信号に変換
する変換器１２４に接続される。前記変換器１２４の出
力は駆動素子である駆動用トランジスタ１２６のベース
に接続され、該駆動用トランジスタ１２６のコレクタは
前記ブリッジ回路７８のヒータ４０と抵抗７４に接続さ
れる。前記駆動用トランジスタ１２６のエミッタは電源
１２８に接続される。
【００１９】なお、ヒータ４０は負の温度特性を有して
おり、温度が高くなると、ヒータ４０の抵抗値は低下す
る。
おり、温度が高くなると、ヒータ４０の抵抗値は低下す
る。
【００２０】本実施の形態に係るバルブ装置の制御回路
は、基本的には以上のように構成されるものであり、次
にその動作について説明する。
は、基本的には以上のように構成されるものであり、次
にその動作について説明する。
【００２１】図４において、バルブ装置１０の導入管路
２０に圧力流体である圧縮空気が導入されると、該圧縮
空気はノズル２２の排気孔２４、排気室２６、通路４２
を介して排気管路４４から排出される。
２０に圧力流体である圧縮空気が導入されると、該圧縮
空気はノズル２２の排気孔２４、排気室２６、通路４２
を介して排気管路４４から排出される。
【００２２】そこで、指令信号発生部１２２から前記圧
縮空気の所望の流量に対応する指令信号であるアナログ
電圧信号ＶA が出力されると、変換器１２４はアナログ
電圧信号ＶA に対応したＰＷＭ信号ＶB を生成する（図
２参照）。このＰＷＭ信号Ｖ B は０または１を示すデジ
タル値である。ＰＷＭ信号ＶB が駆動用トランジスタ１
２６のベースに入力されると、駆動用トランジスタ１２
６はＰＷＭ信号ＶB が０のときにオンとなり、ブリッジ
回路７８のヒータ４０に電流が通電される。一方、ＰＷ
Ｍ信号ＶB が１のとき、駆動用トランジスタ１２６はオ
フになり、ヒータ４０には電流が通電されない。駆動用
トランジスタ１２６は短時間の間にオンとオフを繰り返
すため、ＰＷＭ信号ＶB が０である期間が長くなるとヒ
ータ４０の温度は上昇し、ＰＷＭ信号ＶB が０である期
間が短くなるとヒータ４０の温度は下降する。
縮空気の所望の流量に対応する指令信号であるアナログ
電圧信号ＶA が出力されると、変換器１２４はアナログ
電圧信号ＶA に対応したＰＷＭ信号ＶB を生成する（図
２参照）。このＰＷＭ信号Ｖ B は０または１を示すデジ
タル値である。ＰＷＭ信号ＶB が駆動用トランジスタ１
２６のベースに入力されると、駆動用トランジスタ１２
６はＰＷＭ信号ＶB が０のときにオンとなり、ブリッジ
回路７８のヒータ４０に電流が通電される。一方、ＰＷ
Ｍ信号ＶB が１のとき、駆動用トランジスタ１２６はオ
フになり、ヒータ４０には電流が通電されない。駆動用
トランジスタ１２６は短時間の間にオンとオフを繰り返
すため、ＰＷＭ信号ＶB が０である期間が長くなるとヒ
ータ４０の温度は上昇し、ＰＷＭ信号ＶB が０である期
間が短くなるとヒータ４０の温度は下降する。
【００２３】ヒータ４０の温度が上昇すると、図４に示
すように、室３４に充填された流体３２の温度が上昇し
て熱膨張し、薄膜３６は該流体３２の圧力によって押圧
されて、図４中、２点鎖線で示すように、ノズル２２に
接近する方向に変位する。このため、排気孔２４から排
気室２６に導出される圧縮空気の流れが制限され、その
流量が減少する。
すように、室３４に充填された流体３２の温度が上昇し
て熱膨張し、薄膜３６は該流体３２の圧力によって押圧
されて、図４中、２点鎖線で示すように、ノズル２２に
接近する方向に変位する。このため、排気孔２４から排
気室２６に導出される圧縮空気の流れが制限され、その
流量が減少する。
【００２４】このように、指令信号発生部１２２から出
力されるアナログ電圧信号ＶA が上昇すると圧縮空気の
流量が減少し、一方、アナログ電圧信号ＶA が下降する
と圧縮空気の流量が増加する。
力されるアナログ電圧信号ＶA が上昇すると圧縮空気の
流量が減少し、一方、アナログ電圧信号ＶA が下降する
と圧縮空気の流量が増加する。
【００２５】このとき、駆動用トランジスタ１２６はオ
ンまたはオフの状態を繰り返すため、該駆動用トランジ
スタ１２６によって消費される電力は少なく、このた
め、駆動用トランジスタ１２６から発生する熱も極めて
小さいものとなる。従って、駆動用トランジスタ１２６
によって発生した熱がヒータ４０の温度に影響すること
がなく、高精度な温度制御が可能となる。
ンまたはオフの状態を繰り返すため、該駆動用トランジ
スタ１２６によって消費される電力は少なく、このた
め、駆動用トランジスタ１２６から発生する熱も極めて
小さいものとなる。従って、駆動用トランジスタ１２６
によって発生した熱がヒータ４０の温度に影響すること
がなく、高精度な温度制御が可能となる。
【００２６】一方、ブリッジ回路７８の接続点８０と８
２には駆動用トランジスタ１２６のコレクタ出力に対応
する電圧波形が発生する。平滑化回路８４は、この接続
点８０と８２とのそれぞれの電圧ＶC 、ＶD の差の電圧
ＶE を平滑して出力する。ヒータ４０と抵抗７２のそれ
ぞれの抵抗値の比は、抵抗７４と７６のそれぞれの抵抗
値の比と同一に設定されているため、ブリッジ回路７８
の接続点８０と８２の電圧ＶC 、ＶD は、ヒータ４０が
過熱されていない状態において等しくなり（図３中、領
域１３０ａ）、このため、平滑化回路８４の出力電圧Ｖ
E は０Ｖとなる。このとき、この出力電圧ＶE は基準電
圧発生源１０８からオペアンプ１０６の反転入力端子１
０６ａに入力される基準電圧ＶF より大きいため、オペ
アンプ１０６の出力電圧ＶG がハイレベルの電圧Ｖ1 と
なり、遮断回路１１２のオペアンプ１１４の出力電圧Ｖ
H もハイレベルの電圧Ｖ1 となる。この電圧Ｖ1 は指令
信号発生部１２２から出力されるアナログ電圧信号ＶA
より大きいため、ダイオード１１８はオフとなる。
２には駆動用トランジスタ１２６のコレクタ出力に対応
する電圧波形が発生する。平滑化回路８４は、この接続
点８０と８２とのそれぞれの電圧ＶC 、ＶD の差の電圧
ＶE を平滑して出力する。ヒータ４０と抵抗７２のそれ
ぞれの抵抗値の比は、抵抗７４と７６のそれぞれの抵抗
値の比と同一に設定されているため、ブリッジ回路７８
の接続点８０と８２の電圧ＶC 、ＶD は、ヒータ４０が
過熱されていない状態において等しくなり（図３中、領
域１３０ａ）、このため、平滑化回路８４の出力電圧Ｖ
E は０Ｖとなる。このとき、この出力電圧ＶE は基準電
圧発生源１０８からオペアンプ１０６の反転入力端子１
０６ａに入力される基準電圧ＶF より大きいため、オペ
アンプ１０６の出力電圧ＶG がハイレベルの電圧Ｖ1 と
なり、遮断回路１１２のオペアンプ１１４の出力電圧Ｖ
H もハイレベルの電圧Ｖ1 となる。この電圧Ｖ1 は指令
信号発生部１２２から出力されるアナログ電圧信号ＶA
より大きいため、ダイオード１１８はオフとなる。
【００２７】ところが、ヒータ４０が所定の温度より高
くなると、該ヒータ４０は負の温度特性であるため、ヒ
ータ４０の抵抗値が減少し、接続点８０の電圧ＶC が接
続点８２の電圧ＶD より大きくなる（領域１３０ｂ）。
このため、平滑化回路８４の出力電圧ＶE は減少する。
この出力電圧ＶE が基準電圧発生源１０８から出力され
る基準電圧ＶF より小さくなると（領域１３０ｃ）、オ
ペアンプ１０６の出力電圧ＶG はローレベルの電圧Ｖ0
となり、遮断回路１１２の出力電圧ＶH もローレベルの
電圧Ｖ0 となる。この電圧Ｖ0 は指令信号発生部１２２
から出力されるアナログ電圧信号ＶA より小さく、ダイ
オード１１８がオンとなって変換器１２４には出力電圧
ＶH の電圧、すなわち電圧Ｖ0 が入力される。従って、
指令信号であるアナログ電圧信号ＶA は遮断される。変
換器１２４から電圧Ｖ0 に相当するＰＷＭ信号ＶB 、す
なわち、駆動用トランジスタ１２６をオフにする１の信
号が発生し、ヒータ４０に通電される電流が遮断され
る。このため、ヒータ４０が過剰に加熱することが防止
され、流体３２の熱膨張が過大となって薄膜３６を損傷
する懸念がない。
くなると、該ヒータ４０は負の温度特性であるため、ヒ
ータ４０の抵抗値が減少し、接続点８０の電圧ＶC が接
続点８２の電圧ＶD より大きくなる（領域１３０ｂ）。
このため、平滑化回路８４の出力電圧ＶE は減少する。
この出力電圧ＶE が基準電圧発生源１０８から出力され
る基準電圧ＶF より小さくなると（領域１３０ｃ）、オ
ペアンプ１０６の出力電圧ＶG はローレベルの電圧Ｖ0
となり、遮断回路１１２の出力電圧ＶH もローレベルの
電圧Ｖ0 となる。この電圧Ｖ0 は指令信号発生部１２２
から出力されるアナログ電圧信号ＶA より小さく、ダイ
オード１１８がオンとなって変換器１２４には出力電圧
ＶH の電圧、すなわち電圧Ｖ0 が入力される。従って、
指令信号であるアナログ電圧信号ＶA は遮断される。変
換器１２４から電圧Ｖ0 に相当するＰＷＭ信号ＶB 、す
なわち、駆動用トランジスタ１２６をオフにする１の信
号が発生し、ヒータ４０に通電される電流が遮断され
る。このため、ヒータ４０が過剰に加熱することが防止
され、流体３２の熱膨張が過大となって薄膜３６を損傷
する懸念がない。
【００２８】そして、再びヒータ４０の温度が低下する
と（領域１３０ｄ）、平滑化回路８４の出力電圧ＶE は
基準電圧ＶF より大きくなり、前述のように、遮断回路
１１２のオペアンプ１１４の出力電圧が電圧Ｖ1 とな
り、指令信号発生部１２２から出力されたアナログ電圧
信号ＶA が変換器１２４に入力される。このため、ヒー
タ４０が加熱されて圧縮空気の流量が制御される。
と（領域１３０ｄ）、平滑化回路８４の出力電圧ＶE は
基準電圧ＶF より大きくなり、前述のように、遮断回路
１１２のオペアンプ１１４の出力電圧が電圧Ｖ1 とな
り、指令信号発生部１２２から出力されたアナログ電圧
信号ＶA が変換器１２４に入力される。このため、ヒー
タ４０が加熱されて圧縮空気の流量が制御される。
【００２９】
【発明の効果】本発明に係るバルブ装置の制御方法およ
び回路によれば、以下のような効果ならびに利点が得ら
れる。
び回路によれば、以下のような効果ならびに利点が得ら
れる。
【００３０】駆動素子をＰＷＭ信号によってオン／オフ
制御し、発熱体に電流を通電させるため、駆動素子の消
費電力が少なくなり、エネルギー効率が向上する。ま
た、駆動素子から発生する熱も極めて小さいものとな
り、駆動素子から発生する熱によってバルブ装置の流体
が加熱される懸念がなく、圧縮空気の流量特性が変化す
ることもない。このため、特性の安定したバルブ装置の
制御回路を得ることができる。
制御し、発熱体に電流を通電させるため、駆動素子の消
費電力が少なくなり、エネルギー効率が向上する。ま
た、駆動素子から発生する熱も極めて小さいものとな
り、駆動素子から発生する熱によってバルブ装置の流体
が加熱される懸念がなく、圧縮空気の流量特性が変化す
ることもない。このため、特性の安定したバルブ装置の
制御回路を得ることができる。
【００３１】また、ヒータが加熱されて該ヒータが組み
込まれるブリッジ回路の出力が所定の電圧となったとき
に遮断回路によって指令信号を遮断させるため、流体が
過剰に熱膨張することが防止され、バルブ装置が損傷す
る懸念もない。従って、バルブ装置の安全性を向上させ
ることが可能である。
込まれるブリッジ回路の出力が所定の電圧となったとき
に遮断回路によって指令信号を遮断させるため、流体が
過剰に熱膨張することが防止され、バルブ装置が損傷す
る懸念もない。従って、バルブ装置の安全性を向上させ
ることが可能である。
【図１】本発明の実施の形態に係るバルブ装置の制御回
路を示す回路図である。
路を示す回路図である。
【図２】図１の制御機構の指令信号電圧波形、ＰＷＭ信
号波形およびヒータの温度を示すグラフである。
号波形およびヒータの温度を示すグラフである。
【図３】図１の制御機構のブリッジ回路の出力信号波
形、平滑化回路出力信号波形および遮断回路出力信号波
形を示すグラフである。
形、平滑化回路出力信号波形および遮断回路出力信号波
形を示すグラフである。
【図４】図１のバルブ装置を示す概略縦断面図である。
【図５】従来技術に係るバルブ装置の制御回路を示す回
路図である。
路図である。
１０…バルブ装置 ２２…ノズル ３２…流体 ３４…室 ３６…薄膜 ４０…ヒータ ７０…制御回路 ７８…ブリッジ回路 ８４…平滑化回路 １０４…比較回路 １１２…遮断回路 １２２…指令信号発
生部 １２６…駆動用トランジスタ
生部 １２６…駆動用トランジスタ
Claims (4)
- 【請求項１】室に充填された流体を発熱体によって膨張
あるいは収縮させ、前記室を構成する薄膜を変位させる
ことにより圧力流体の流量を制御するバルブ装置の制御
方法であって、 前記圧力流体の所望の流量に対応する指令信号をＰＷＭ
信号として駆動素子に供給し、前記駆動素子をオン／オ
フ制御することにより前記発熱体に駆動電流を通電し、
前記発熱体の発熱作用下に前記流体を膨張あるいは収縮
させることを特徴とするバルブ装置の制御方法。 - 【請求項２】請求項１記載の制御方法において、 前記発熱体はブリッジ回路に組み込まれ、該ブリッジ回
路に前記駆動電流を通電することによって生じる電圧と
所定の基準電圧とを比較し、この比較結果によって前記
指令信号の前記駆動素子への供給、遮断を制御すること
を特徴とするバルブ装置の制御方法。 - 【請求項３】室に充填された流体を発熱体によって膨張
あるいは収縮させ、前記室を構成する薄膜を変位させる
ことにより圧力流体の流量を制御するバルブ装置の制御
回路において、 前記圧力流体の所望の流量に対応する指令信号を発生す
る指令信号発生部と、 前記指令信号をＰＷＭ信号に変換する変換器と、 前記ＰＷＭ信号に従って駆動電流をオン／オフ制御する
駆動素子と、 を備え、前記駆動電流を前記発熱体に通電し、前記発熱
体の発熱作用下に前記流体を膨張あるいは収縮させるこ
とを特徴とするバルブ装置の制御回路。 - 【請求項４】請求項３記載の制御回路において、 前記発熱体が組み込まれたブリッジ回路と、 前記ブリッジ回路の出力信号を平滑化する平滑化回路
と、 前記平滑化回路の出力信号と所定の基準信号とを比較す
る比較回路と、 前記比較回路の出力信号によって前記指令信号の前記駆
動素子への供給、遮断を制御する遮断回路と、 を備えることを特徴とするバルブ装置の制御回路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18390597A JP3828995B2 (ja) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | バルブ装置の制御方法および回路 |
| US09/109,065 US6016824A (en) | 1997-07-09 | 1998-07-02 | Control method and circuit for valve device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18390597A JP3828995B2 (ja) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | バルブ装置の制御方法および回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1130202A true JPH1130202A (ja) | 1999-02-02 |
| JP3828995B2 JP3828995B2 (ja) | 2006-10-04 |
Family
ID=16143875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18390597A Expired - Lifetime JP3828995B2 (ja) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | バルブ装置の制御方法および回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6016824A (ja) |
| JP (1) | JP3828995B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017137999A (ja) * | 2015-12-30 | 2017-08-10 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | デュアルモード受動冷却流量変調用の自動熱動弁（ａｔｖ） |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004022351C5 (de) * | 2004-04-29 | 2008-12-18 | Behr Thermot-Tronik Gmbh | Dehnstoffelement |
| US20170191373A1 (en) | 2015-12-30 | 2017-07-06 | General Electric Company | Passive flow modulation of cooling flow into a cavity |
| US10337739B2 (en) | 2016-08-16 | 2019-07-02 | General Electric Company | Combustion bypass passive valve system for a gas turbine |
| US10738712B2 (en) | 2017-01-27 | 2020-08-11 | General Electric Company | Pneumatically-actuated bypass valve |
| US10712007B2 (en) | 2017-01-27 | 2020-07-14 | General Electric Company | Pneumatically-actuated fuel nozzle air flow modulator |
| US11187345B2 (en) * | 2019-02-27 | 2021-11-30 | Hamilton Sundstrand Corporation | Paraffin actuated diaphragm valve |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3860169A (en) * | 1973-11-07 | 1975-01-14 | Powers Regulators Company | Ambient temperature control system |
| DE2749250C3 (de) * | 1977-11-03 | 1980-09-11 | Danfoss A/S, Nordborg (Daenemark) | Ventil für die Flüssigkeitseinspritzung in einen Kältemittelverdampfer |
| DE2749240C3 (de) * | 1977-11-03 | 1980-09-11 | Danfoss A/S, Nordborg (Daenemark) | Regelvorrichtung für das Ventil einer Kälteanlage |
| US4821997A (en) * | 1986-09-24 | 1989-04-18 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Integrated, microminiature electric-to-fluidic valve and pressure/flow regulator |
| US4877051A (en) * | 1988-11-28 | 1989-10-31 | Mks Instruments, Inc. | Flow controller |
| US5190068A (en) * | 1992-07-02 | 1993-03-02 | Brian Philbin | Control apparatus and method for controlling fluid flows and pressures |
| US5463876A (en) * | 1994-04-04 | 1995-11-07 | General Electric Company | Control system for refrigerant metering solenoid valve |
-
1997
- 1997-07-09 JP JP18390597A patent/JP3828995B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-07-02 US US09/109,065 patent/US6016824A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017137999A (ja) * | 2015-12-30 | 2017-08-10 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | デュアルモード受動冷却流量変調用の自動熱動弁（ａｔｖ） |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6016824A (en) | 2000-01-25 |
| JP3828995B2 (ja) | 2006-10-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3828995B2 (ja) | バルブ装置の制御方法および回路 | |
| WO2002086919A1 (fr) | Appareil de commande a solenoide et procede de commande | |
| JP2002090196A (ja) | 電気負荷のパルス駆動制御装置 | |
| JP3415718B2 (ja) | ヒータ温度制御方法および装置 | |
| KR102238251B1 (ko) | 저전력 스팀발생 장치 | |
| JPH11194840A (ja) | ボンディング装置におけるヒータ電力制御装置 | |
| JPH0456913B2 (ja) | ||
| JPS6330504B2 (ja) | ||
| JPH09180889A (ja) | 冷陰極管点灯装置 | |
| JPH10335724A (ja) | 半導体レーザーの温度制御回路 | |
| JPH08500678A (ja) | レーザ・ジャイロ高圧起動モジュールおよび高圧パルス発生器 | |
| CN116073819B (zh) | 一种快速稳定恒温晶体振荡器温度控制电路及其实现方法 | |
| JPS61142415A (ja) | 角速度検出装置 | |
| Janocha et al. | Power amplifiers for piezoelectric actuators | |
| JPH01307652A (ja) | 酸素センサ用ヒータの温度制御装置 | |
| JPH041528A (ja) | スイッチング制御形熱式流量センサ | |
| JPH05106615A (ja) | バブルアクチユエータ | |
| KR20240146888A (ko) | Dc-dc 컨버터 전압 레벨 변경이 가능한 에어로졸 발생장치 | |
| JP4049572B2 (ja) | 定電圧レギュレータ | |
| JPS58170204A (ja) | インパツトダイオ−ド駆動回路 | |
| JPS62156708A (ja) | 温度制御装置 | |
| JPS6026275Y2 (ja) | 石油焚給湯機の制御装置 | |
| JPH01152655A (ja) | ペルチェ素子制御回路 | |
| JPH06275227A (ja) | 粒子加速器における電磁石電源装置 | |
| JPS61254072A (ja) | 電源制御用回路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040531 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051219 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051227 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060223 |
|
| 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: 20060613 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060710 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100714 Year of fee payment: 4 |