JPS5929669B2 - グロ−放電処理装置の運転制御装置 - Google Patents
グロ−放電処理装置の運転制御装置Info
- Publication number
- JPS5929669B2 JPS5929669B2 JP10197977A JP10197977A JPS5929669B2 JP S5929669 B2 JPS5929669 B2 JP S5929669B2 JP 10197977 A JP10197977 A JP 10197977A JP 10197977 A JP10197977 A JP 10197977A JP S5929669 B2 JPS5929669 B2 JP S5929669B2
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- Japan
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- temperature
- current
- signal
- glow discharge
- processed
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/36—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases using ionised gases, e.g. ionitriding
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D11/00—Process control or regulation for heat treatments
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はグロー放電処理装置の運転制御装置に関する。
グロー放電を利用するイオン窒化は多くの特徴を有する
表面硬化法の1つである。
表面硬化法の1つである。
イオン窒化処理は異常グロー放電域でのイオン衝撃によ
つて被処理物自身の加熱と窒化とを同時に行うため、こ
の異常グロー放電域での放電をいかに安定に保つかがグ
ロー放電処理の重要なポイントである。被処理物を処理
温度まで昇温する過程はグロー放電処理における過渡的
時期といわれているようにグロー放電を安定に維持する
ことが非常に困難な時期である。被処理物の形状、質量
に応じた昇温速度の選定、電流密度に即した炉内圧力の
選定等を誤つたり、炉壁を陽極、被処理物を陰極として
いるため、これらの表面の清浄が不十分であると、グロ
ー放電の不安定化及びアーク放電発生の原因となり、且
つ昇温時は特にこの傾向が著るしい。かくの如く被処理
物に供給する電流、電圧を如何に制御するかがグロー放
電処理における重要な問題である。従来、グロー放電処
理において被処理物に供給される電流、電圧の制御方法
として、被処理物に印加される電圧を制御することによ
り被処理物を処理温度に保持させる電圧制御方法、或は
被処理物に供給される電流を検出し、これを電圧に変換
してフィードパック信号とし、この信号と電流調節器の
設定値とを比較し、この調節器の出力信号により電流を
制御する電流制御方法がある。
つて被処理物自身の加熱と窒化とを同時に行うため、こ
の異常グロー放電域での放電をいかに安定に保つかがグ
ロー放電処理の重要なポイントである。被処理物を処理
温度まで昇温する過程はグロー放電処理における過渡的
時期といわれているようにグロー放電を安定に維持する
ことが非常に困難な時期である。被処理物の形状、質量
に応じた昇温速度の選定、電流密度に即した炉内圧力の
選定等を誤つたり、炉壁を陽極、被処理物を陰極として
いるため、これらの表面の清浄が不十分であると、グロ
ー放電の不安定化及びアーク放電発生の原因となり、且
つ昇温時は特にこの傾向が著るしい。かくの如く被処理
物に供給する電流、電圧を如何に制御するかがグロー放
電処理における重要な問題である。従来、グロー放電処
理において被処理物に供給される電流、電圧の制御方法
として、被処理物に印加される電圧を制御することによ
り被処理物を処理温度に保持させる電圧制御方法、或は
被処理物に供給される電流を検出し、これを電圧に変換
してフィードパック信号とし、この信号と電流調節器の
設定値とを比較し、この調節器の出力信号により電流を
制御する電流制御方法がある。
しかしながら、前者は測温部と制御部とが分離されてい
るために被処理物を処理温度に一定に保つことが実用上
困難であること、及びイオン窒化処理を行う異常グロー
放電域或は正特性ではあるが電流に対する電圧の傾きが
大きくないという難点がある。まz後者は測温部と制御
部とが分離されているために被処理物を処理温度に一定
に保つことが困難である。また、被処理物の温度を温度
検出器で検出しこれを対応する電圧量に変化し、温度調
節器の設定値と比較して温度制御信号とし、この信号に
よつて被処理物に供給される電流を制御する温度制御方
法がある。
るために被処理物を処理温度に一定に保つことが実用上
困難であること、及びイオン窒化処理を行う異常グロー
放電域或は正特性ではあるが電流に対する電圧の傾きが
大きくないという難点がある。まz後者は測温部と制御
部とが分離されているために被処理物を処理温度に一定
に保つことが困難である。また、被処理物の温度を温度
検出器で検出しこれを対応する電圧量に変化し、温度調
節器の設定値と比較して温度制御信号とし、この信号に
よつて被処理物に供給される電流を制御する温度制御方
法がある。
この方法は測温部と制御部とが一体化されているために
被処理物を処理温度に一定に保つことは優れているが、
実用上は処理の過程でアーク放電等が発生した場合、制
御が非常に困難であり、温度制御単独ではこの方法は無
理である。本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、
被処理物の温度と被処理物に供給される電流、電圧を電
流調節へ温度調節器及びこの2つの調節器の出力レペル
を比較しその出力レペルの低い側の調節器を作動させる
電流一温度切換器によつて制御信号を自動的に選択し、
この信号に基いて被処理物に供給される電流、電圧を自
動制御してグロー放電の安定化を計るようにしたグロー
放電処理装置の運転制御装置を提供するものである。以
下本発明を添附図面の一実施例に基いて詳細に説明する
。第1図において、放電処理炉1はガス導入系3及びガ
ス排気系4VC.接続されており、炉内には被処理物2
が配設されている。
被処理物を処理温度に一定に保つことは優れているが、
実用上は処理の過程でアーク放電等が発生した場合、制
御が非常に困難であり、温度制御単独ではこの方法は無
理である。本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、
被処理物の温度と被処理物に供給される電流、電圧を電
流調節へ温度調節器及びこの2つの調節器の出力レペル
を比較しその出力レペルの低い側の調節器を作動させる
電流一温度切換器によつて制御信号を自動的に選択し、
この信号に基いて被処理物に供給される電流、電圧を自
動制御してグロー放電の安定化を計るようにしたグロー
放電処理装置の運転制御装置を提供するものである。以
下本発明を添附図面の一実施例に基いて詳細に説明する
。第1図において、放電処理炉1はガス導入系3及びガ
ス排気系4VC.接続されており、炉内には被処理物2
が配設されている。
この被処理物2は安定化用の外部抵抗5を介して直流電
源回路6の陰極側に接続されている。また、炉1はこの
直流電源回路6の陽極側に接続されている。温度検出器
7は例えば熱電対で、検出端部7aが被処理物2の表面
所定位置に当接されて卦り、他方端部7bは補償導線8
を介して炉外に導出され温度調節器9に接続されている
。直流電源回路6は被処理物2と炉1間に所定の放電電
流11放電電圧vを印加してこれらの被処理物2と炉壁
間にグロー放電を発生させる。
源回路6の陰極側に接続されている。また、炉1はこの
直流電源回路6の陽極側に接続されている。温度検出器
7は例えば熱電対で、検出端部7aが被処理物2の表面
所定位置に当接されて卦り、他方端部7bは補償導線8
を介して炉外に導出され温度調節器9に接続されている
。直流電源回路6は被処理物2と炉1間に所定の放電電
流11放電電圧vを印加してこれらの被処理物2と炉壁
間にグロー放電を発生させる。
また、この直流電源回路6には出力電流1を検出し対応
する信号Eaを出力する電流検出器(図示せず)、或は
アーク放電発生等の異常放電発生時の出力電流11電圧
vの異常変化を検出し異常信号Ea,ecを出力する検
出器(図示せず)等の各種の検出器が内蔵されている。
温度検出器7は例えば熱電対で、検出端部7aが被処理
物2の表面所定位置に当接されており、他方端部7bは
補償導線8を介して炉1外に導出され温度調節器9に接
続されている。
する信号Eaを出力する電流検出器(図示せず)、或は
アーク放電発生等の異常放電発生時の出力電流11電圧
vの異常変化を検出し異常信号Ea,ecを出力する検
出器(図示せず)等の各種の検出器が内蔵されている。
温度検出器7は例えば熱電対で、検出端部7aが被処理
物2の表面所定位置に当接されており、他方端部7bは
補償導線8を介して炉1外に導出され温度調節器9に接
続されている。
温度調節器9は熱電対7から加えられる温度信号に基い
て第2図に破線で示すような温度制御信号ETを出力し
電流一温度切換器11VC.加える。
て第2図に破線で示すような温度制御信号ETを出力し
電流一温度切換器11VC.加える。
この信号ETの出力レベルは図示の如く被処理物2の温
度が設定値T1以下のときには100%であり、この設
定値T,を超えると急激に減少して所定の出力レベル例
えば60!)となり、被処理物2の温度がこの設定値T
1から所定の処理温度T2(〉T1 )に達するまで上
昇し、処理温度T2に達すると所定の出力レベル例えば
70(Lとなり、以後被処理物2の温度がT2となるよ
うにこの出カレペルを保持する。電流調節器10は入力
信号Eavc基いて第2図に実線で示すような出力レベ
ルの電流制御信号Ecを出力し電流一温度切換器゛11
に加える。
度が設定値T1以下のときには100%であり、この設
定値T,を超えると急激に減少して所定の出力レベル例
えば60!)となり、被処理物2の温度がこの設定値T
1から所定の処理温度T2(〉T1 )に達するまで上
昇し、処理温度T2に達すると所定の出力レベル例えば
70(Lとなり、以後被処理物2の温度がT2となるよ
うにこの出カレペルを保持する。電流調節器10は入力
信号Eavc基いて第2図に実線で示すような出力レベ
ルの電流制御信号Ecを出力し電流一温度切換器゛11
に加える。
この信号Ecの出力レベルは図示のように被処理物2の
温度がT,に達するまでの間はOから所定のレベル例え
ば60(Lまで上昇し、この温度T,を超えると急激に
100%に上昇する。電流一温度切換器11は入力信号
ET,! との信号レベルを比較し、信号レベルの低い
側の調節器を動作させ、当該調節器9或は10からの制
御信号ET或は! を直流電源回路6に加え、この直流
電源回路6の出力電流1を制御する。
温度がT,に達するまでの間はOから所定のレベル例え
ば60(Lまで上昇し、この温度T,を超えると急激に
100%に上昇する。電流一温度切換器11は入力信号
ET,! との信号レベルを比較し、信号レベルの低い
側の調節器を動作させ、当該調節器9或は10からの制
御信号ET或は! を直流電源回路6に加え、この直流
電源回路6の出力電流1を制御する。
自動復帰動作器12は前記異常信号Eb,ec或は直流
電源回路6外の所定箇所に配され異常放電発生を検出す
る検出器(図示せず)からの異常信号Ed等に基いて信
号Esを出力し電流調節器10に加え、制御信号!の出
力レベルを瞬時にほぼ0まで減少させる。そして、この
自動復帰動作器10は信号E8を出力後、所定時間(約
3〜10秒)経過後に信号Es′を出力して直流電源回
路6に加え、放電電流1の出力を開始させる。グロー放
電開始前に訃いては被処理物2の温度は温度調節器9の
設定温度T1よりも低く、従つて、前述したように電流
一温度切換器11は電流調節器10側に切換えられてお
り、制御信号jが出力されるようになつている。従つて
、グロー放電の開始は電流制御によつて点弧し、第3図
に示すように被処理物2の温度を昇温させる。そして、
時刻t1において被処理物2の温度が設定温度T1を超
えると、温度調節器9の制御信号ETの出力レペルが低
下し電流調節器10の制御信号jの出力レペル以下にな
り、電流一温度切換器11が作動して電流調節器10か
ら温度調節器9に切換える。従つて、電流制御から温度
制御運転に切換えられ、被処理物2の温度は信号ETに
基いて所定の処理温度T,まで昇温され、且つこの温度
T2を保持するように制御される。いま、被処理物2を
処理温度T2に保持しグロー放電処理中に第4図に示す
ように時刻T2において何らかの異常例えばアーク放電
が発生したとする。
電源回路6外の所定箇所に配され異常放電発生を検出す
る検出器(図示せず)からの異常信号Ed等に基いて信
号Esを出力し電流調節器10に加え、制御信号!の出
力レベルを瞬時にほぼ0まで減少させる。そして、この
自動復帰動作器10は信号E8を出力後、所定時間(約
3〜10秒)経過後に信号Es′を出力して直流電源回
路6に加え、放電電流1の出力を開始させる。グロー放
電開始前に訃いては被処理物2の温度は温度調節器9の
設定温度T1よりも低く、従つて、前述したように電流
一温度切換器11は電流調節器10側に切換えられてお
り、制御信号jが出力されるようになつている。従つて
、グロー放電の開始は電流制御によつて点弧し、第3図
に示すように被処理物2の温度を昇温させる。そして、
時刻t1において被処理物2の温度が設定温度T1を超
えると、温度調節器9の制御信号ETの出力レペルが低
下し電流調節器10の制御信号jの出力レペル以下にな
り、電流一温度切換器11が作動して電流調節器10か
ら温度調節器9に切換える。従つて、電流制御から温度
制御運転に切換えられ、被処理物2の温度は信号ETに
基いて所定の処理温度T,まで昇温され、且つこの温度
T2を保持するように制御される。いま、被処理物2を
処理温度T2に保持しグロー放電処理中に第4図に示す
ように時刻T2において何らかの異常例えばアーク放電
が発生したとする。
この異常は前述したように各検出器により直ちに検出さ
れ、異常信号Eb−Edが自動復帰 1動作器12に加
えられる。自動復帰動作器12はこれらの信号Eb−E
dに基いて信号Esを出力し、電流調節器10の信号E
cの出力レペルを瞬時に0VC.する。従つて、第4図
aに示すように制御信号jの出力レベルが制御信号ET
の出力レ・ベル以下となる。従つて、電流一温度切換器
11が温度調節器9から電流調節器10に切換え、制御
信号j=0を直流電源回路6に加える。そして、第4図
bに示すように出力電流1をOにしてアーク放電を消弧
する。このとき、温度調節器95の動作が停止し、制御
信号ETの出力レペルが例゛えば100(fl)に上昇
する。伺、このときの信号ETの出力レベルは必ずしも
100%に上昇するものではなく、時間の経過と共に1
00%側にレベルアツブする。自動復帰動作器12は所
定時間(例えば3〜10秒)経過後、時刻T4に訃いて
信号Es′を出力して直流電源回路6に加える。
れ、異常信号Eb−Edが自動復帰 1動作器12に加
えられる。自動復帰動作器12はこれらの信号Eb−E
dに基いて信号Esを出力し、電流調節器10の信号E
cの出力レペルを瞬時に0VC.する。従つて、第4図
aに示すように制御信号jの出力レベルが制御信号ET
の出力レ・ベル以下となる。従つて、電流一温度切換器
11が温度調節器9から電流調節器10に切換え、制御
信号j=0を直流電源回路6に加える。そして、第4図
bに示すように出力電流1をOにしてアーク放電を消弧
する。このとき、温度調節器95の動作が停止し、制御
信号ETの出力レペルが例゛えば100(fl)に上昇
する。伺、このときの信号ETの出力レベルは必ずしも
100%に上昇するものではなく、時間の経過と共に1
00%側にレベルアツブする。自動復帰動作器12は所
定時間(例えば3〜10秒)経過後、時刻T4に訃いて
信号Es′を出力して直流電源回路6に加える。
直流電源回路6はこの信号Es′に基いて放電電流1を
出力し、再びグロー放電を開始させる。この放電電流1
は前・゛述した検出器で検出されて電流調節器10に加
えられる。電流調節器10は入力信号に基いて制御信号
!を出力し、電流一温度切換器11を介して直流電源回
路6に加え、放電電流1を制御する。すなわち、グロー
放電の再点弧は電流制御信号により開始される。そして
、この放電電流1を時刻T,までに第4図bに示すよう
に設定電流値1s(〉IO)まで増加させる。従つて、
制御信号!の出力レペルも同図aに示すように増加する
。肯、被処理物2の温度は消弧時において同図bに示す
ように僅かに低下する。そして、被処理物2の温度が正
常の処理温度T2の状態に復帰すると、温度調節器9の
出力信号ETの出力レベルが次第に域少し、信号賜の出
力レペルと大きさが反転した時点に}いて、電流一温度
切換器11が作動して電流調節器10から温度調節器9
に切換え、以後、制御信号ETによる温度制御運転に切
換えられ、放電電流は所定値1。に出力保持される。以
上説明したように本発明によれば、電流調節器及び温度
調節器の設定値を適宜の値に選定することにより任意の
プログラム運転を行うことができる。まへ最初電流制御
で点弧し被処理物を昇温させ、温度調節器を所望の温度
制御開始温度に設定して訃くことにより、被処理物の温
度がその設定温度に到達し、両調節器の出力レベルの大
きさが反転すると同時に自動的に温度制御に切換えるこ
とができるため、温度制御によるプログラム運転を行う
ことができる。更に、被処理物を処理温度に昇上中或は
保持中にアーク放電等による異常が発生した場合、放電
の停止、再点弧及び正常な処理状態への復帰を自動的に
且つ迅速に行うことができる等の優れた効果がある。
出力し、再びグロー放電を開始させる。この放電電流1
は前・゛述した検出器で検出されて電流調節器10に加
えられる。電流調節器10は入力信号に基いて制御信号
!を出力し、電流一温度切換器11を介して直流電源回
路6に加え、放電電流1を制御する。すなわち、グロー
放電の再点弧は電流制御信号により開始される。そして
、この放電電流1を時刻T,までに第4図bに示すよう
に設定電流値1s(〉IO)まで増加させる。従つて、
制御信号!の出力レペルも同図aに示すように増加する
。肯、被処理物2の温度は消弧時において同図bに示す
ように僅かに低下する。そして、被処理物2の温度が正
常の処理温度T2の状態に復帰すると、温度調節器9の
出力信号ETの出力レベルが次第に域少し、信号賜の出
力レペルと大きさが反転した時点に}いて、電流一温度
切換器11が作動して電流調節器10から温度調節器9
に切換え、以後、制御信号ETによる温度制御運転に切
換えられ、放電電流は所定値1。に出力保持される。以
上説明したように本発明によれば、電流調節器及び温度
調節器の設定値を適宜の値に選定することにより任意の
プログラム運転を行うことができる。まへ最初電流制御
で点弧し被処理物を昇温させ、温度調節器を所望の温度
制御開始温度に設定して訃くことにより、被処理物の温
度がその設定温度に到達し、両調節器の出力レベルの大
きさが反転すると同時に自動的に温度制御に切換えるこ
とができるため、温度制御によるプログラム運転を行う
ことができる。更に、被処理物を処理温度に昇上中或は
保持中にアーク放電等による異常が発生した場合、放電
の停止、再点弧及び正常な処理状態への復帰を自動的に
且つ迅速に行うことができる等の優れた効果がある。
第1図は本発明に係るグロー放電処理装置の運転制御装
置の一実施例を示すブロツク図、第2図、第3図及び第
4図は第1図に示す装置の動作説明図である。 1・・・・・・放電処理炉、2・・・・・・被処理物、
3・・・・・・ガス導入系、4・・・・・・ガス排気系
、5・・・・・・外部抵抗、6・・・・・・直流電源回
路、7・・・・・燻電対、8・・・・・舗償導線、9・
・・・・・温度調節器、10・・・・・・電流調節器、
11・・・・・{流一温度切換凰 12・・・・・巾動
復帰動作器。
置の一実施例を示すブロツク図、第2図、第3図及び第
4図は第1図に示す装置の動作説明図である。 1・・・・・・放電処理炉、2・・・・・・被処理物、
3・・・・・・ガス導入系、4・・・・・・ガス排気系
、5・・・・・・外部抵抗、6・・・・・・直流電源回
路、7・・・・・燻電対、8・・・・・舗償導線、9・
・・・・・温度調節器、10・・・・・・電流調節器、
11・・・・・{流一温度切換凰 12・・・・・巾動
復帰動作器。
Claims (1)
- 1 被処理物の温度を検出する温度検出器と、被処理物
に供給される放電電流を検出する電流検出器と、前記被
処理物が所定の処理温度まで昇温する過程においては前
記電流検出器の検出出力を帰還信号として前記処理物に
供給する放電電流を自動制御する第1の制御系と、前記
被処理物が前記処理温度以上となつた後の過程において
は前記温度検出器の検出出力を帰還信号として前記被処
理物に供給する放電電流を自動制御する第2の制御系と
、この両者を自動選択する電流−温度切替器とを具えた
ことを特徴とするグロー放電処理装置の運転制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10197977A JPS5929669B2 (ja) | 1977-08-25 | 1977-08-25 | グロ−放電処理装置の運転制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10197977A JPS5929669B2 (ja) | 1977-08-25 | 1977-08-25 | グロ−放電処理装置の運転制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5435137A JPS5435137A (en) | 1979-03-15 |
JPS5929669B2 true JPS5929669B2 (ja) | 1984-07-21 |
Family
ID=14314965
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10197977A Expired JPS5929669B2 (ja) | 1977-08-25 | 1977-08-25 | グロ−放電処理装置の運転制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5929669B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BG41744A1 (en) * | 1984-11-26 | 1987-08-14 | Savov | Method for control of chimico= thermic processing of work- pieces with glowing dicharge in medium of processing gas and device for implementing this method |
-
1977
- 1977-08-25 JP JP10197977A patent/JPS5929669B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5435137A (en) | 1979-03-15 |
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