JPS6135856A - 恒温装置の温度制御方法 - Google Patents

恒温装置の温度制御方法

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JPS6135856A
JPS6135856A JP15726684A JP15726684A JPS6135856A JP S6135856 A JPS6135856 A JP S6135856A JP 15726684 A JP15726684 A JP 15726684A JP 15726684 A JP15726684 A JP 15726684A JP S6135856 A JPS6135856 A JP S6135856A
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heater
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compressor
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JP15726684A
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Naoki Yoshida
直樹 吉田
Atsushi Udagawa
宇田川 厚
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Yamato Scientific Co Ltd
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Yamato Scientific Co Ltd
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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] 本発明は一般に理化学機器における恒温装置に関し、よ
り詳しくは恒温装置の温度制御方法に関する。
[従来技術] 理化学機器における恒温装置、とりわけ恒温水槽は一般
に、恒温水槽内の水温を実験室の室温近傍に保持すべく
温度調節を行なうもので、恒温水槽を加温するためのヒ
ータと、該水槽を冷却するための冷凍機コンプレッサと
を備えている。このような恒温水槽を用いて水温の調節
をするに際し、例えば室温よりもかなり高い湿度に水温
を保持するためにはヒータの駆動は勿論必要であるが、
冷凍機コンプレッサの駆動は必要でない。これに対して
例えば空温以下゛より室温+5℃〜+10℃の領域に水
温を保持するためにはヒータと共に冷凍機コンプレッサ
を駆動しなければ適確に温度調節は難しい。又室温より
もかなり高い温度に水温を保持する温度調節を行なう場
合であっても、高温の試料等熱負荷を水槽に入れるとそ
れに伴なって水温も急上昇するためヒータと共に冷凍機
コンプレッサの駆動はやはり必要である。従って上述し
たような場合にはヒータと冷凍機コンプレッサとを同時
に駆動して温度調節を行なうこととなる。
ところでヒータと冷凍機コンプレッサとを比較した場合
、冷凍機コンプレッサの方は周知のようにあまり頻繁に
オン/オフ制t111′?1′ることは出来ないので微
細な温度調節に際しては冷凍機コンプレッサは駆動した
ままで専らヒータの出力を制御することとなる。
従って一端コンプレッサの駆動を停止してしまうと直ち
に再駆動することは困難であるため、熟練したオペレー
タによっ°【コンプレッサの駆動停止時期が判断され、
手動装置によって駆動停止を行なっていた。
しかしながら室温は一定ではなく常時変動しているため
、変動する室温に応じて水温を一定の温度領域に保持す
ることの可能な温度調節を行なうためには熟練したオペ
レータによるコンプレッサの手動停止だけでは困難であ
り、又ヒータとコンプレッサとを同時駆動することから
生ずる電力消費量の増大等のロスを減少せしめることも
困難であるという問題点があった。
[目 的] 従って本発明は従来の技術の上記問題点を改善するもの
で、その目的は、変動する室温に応じて水温を一定の温
度領域に保持することが可能で、且つヒータと冷凍機コ
ンプレッサとを同時駆動することから生ずる電力消費量
の増大等のロスを減少せしめることが可能な恒温装置の
温度制御方法を提供することにある。
[構 成] 上記目的を達成するための本発明の特徴は、恒温装置内
の温度を、該装置を加温するための手段と該装置を冷却
するための手段とを夫々駆動制御することで目標温度に
保持する恒温装置の温度制御方法において、恒温装置内
の目標温度を設定する目標温度設定手段と、恒温装置内
の温度を検知する手段とを備え、温度検知手段から与え
られた検出値と設定手段によって設定された目標値及び
加温手段の出力とを各々比較演算し、該比較演算の結果
に基づいて前記加温手段及び/又は前記冷却手段の駆動
を制御することで恒温装置内の温度を目標温度に保持す
るようにしたごとき恒温装置の温度制御方法にある。
[実施例] 以下図面により本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明方法の一実施例に従う装置のブロック図
、第2図は第1図の構成の動作説明図、第3図は第1図
の構成フローチャートを示す。
第1図において、マイクロコンピュータ1oはCPU5
とメモリ7とを有する。CPU5は算術論理演算及び比
較演算を行なう、CPU5の入力情報には、恒温水槽内
の水温を検知するために設けられた水温センサ3がら与
えられる水温検出情報、温度設定手段13がら与えられ
る温度設定情報がある。CPU5は、上記センサ情報を
取り込み後述するようにヒータの駆動出力の制御及び/
又は冷凍機コンプレッサ駆動のオン/オフ制御を行なう
べくヒータ駆動回路11及びコンプレッサ駆動回路9に
対して夫々指令信号を出力する。
メモリ7は制御プログラム等を内蔵し、又必要データを
記憶する。メモリ7に記憶されるデータは、例えばヒー
タ駆動回路11に出力するヒータ駆動制御パルス信号の
オンタイム時間幅(デユーティ比)、前記水温センサ3
から出力される水温検出情報がある。
CPU5は、ヒータ駆動回路11に出力したヒータ駆動
制御パルス信号のオンタイム時間幅(デユーティ比、第
2図にて図示)に関するデータを呼び出す。CPU5は
、該データと前記水温センサ3から与えられた検出情報
とに基づいてコンプレッサ駆動回路9にオン/オフ指令
信号を出力する。
CPU5は、ヒータ駆動回路11に出力したヒータ駆動
制御パルス信号デユーティ比を演算して数分間該ヒータ
デユーティを積分する。本実施例においてはCPU5が
行なうヒータの出力の制御は、例えば時分割ゼロクロス
比例制御方式によって該ヒータへの給電時間をデユーテ
ィ比制御するこで行なっている。上記デユーティ比制御
は、例えば所定時間当りのゼロクロスポイントを検出す
る手段(図示しない)から出力された信号数をカウンタ
(図示しない)によって計数する。そして該計数した合
計値を上記デユーティ比によって比例配分してヒータの
オンタイム時間幅とオンタイム時間幅とを設定するもの
である。本実施例においては、温度調節の容易性を考慮
してヒータの加温能力(すなわちヒータの出力)を冷凍
機コンプレッサの冷却能力(すなわち冷凍機コンプレッ
サの出力)の2〜3倍程度に設定している。
上記構成の制御動作を第2図、第3図を併用して説明す
る。
ヒータの出力は、水温値が(To −t )’C以下の
領域においてはこれをデユーティ比で表わせば100%
である。前記ヒータの出力は、水温値が(TO−t )
℃から(To +t )℃までの領域においては略リニ
アに減少しくTo−t)’C以上ではデユーティ比は0
%となる(前記CTo 十t )℃〜(To−t)’C
を比例帯という)。従って、水温値が(To +t )
℃以上の領域においては、ヒータは駆動を停止する。一
方、冷凍機コンプレッサは上述したヒータようにその出
力をデユーティ比トよって制御できないため、本実施例
においては水温値が点Aから点Bまての区間外ではON
又はOFFに固定したままで、領域C″rONからOF
Fに、又領域りでOFFからONに移行するようにした
。従って例えば第2図にて示すようにヒータの出力のデ
ユーティ比の平均値100%から80%の範囲であれば
コンプレッサはONからOFFに切換えられ、0%から
10%の範囲であればOFFからONに切換えられるこ
ととなる。
今、仮りに恒温水槽内の目標水温値を温度設定手段13
により第2図にて図示する10℃に設定したとする。C
PU5は目標温度値TOを取り込み、これをメモリ7に
格納する(ステップ21)。
CPtJ5は水温センサ3から出力される水温センサ検
出情報を取り込み(ステップ23)、該検出値が前記比
例帯の範囲内にあるか否かを判断する(ステップ25)
。ステップ25において比例帯の範囲にあるとNiIし
たときは直ちにステップ35に移行し、比例帯の範囲外
にあると認識したときはステップ27に移行する。CP
U5はステップ21においてメモリ7に格納した目標水
温値TOデータを呼び出し、該データとステップ23に
おいて取り込んだ検出値と比較し、検出値が、前記目標
水m T oよりも低いと認識したときはステップ29
に、又高いと認識したときはステップ31に各々移行す
る(ステップ27)。CPU5は、ステップ27におい
て水温検出値がTOよりも低いと認識したときは該検出
値が第2図にて図示する水温値1”O−t℃よりも低い
ので少なくとも検出値がTO−t ’Cと一致するまで
はヒータデユーティ比を100%に設定するとともにコ
ンプレッサの方はOFFにしておく(ステップ29)。
このようにする理由は、水温検出値がTo −t ’C
以下の領域にあるときにはヒータ出力は限界に達してい
るためコンプレッサを駆動したのでは所望の温度制御か
できなくなったりする不具合や或は比例帯の到達が遅れ
たりする不具合を生ずるばかりでなく、場合によっては
前記2つの不具合が同時に生ずることとなるおそれがあ
るからである。一方これとは逆に水温検出値がTOより
も高いと認識したときは該検出値第2図にて図示する水
温値To 十t ’cよりも高いのでヒータの方はOF
Fとするとともに、コンプレッサもONにして検出値が
、To +t ’cと一致するようにm度制御を行なう
(ステップ31)。このようにして第2図にて図示する
点A〜点Bの区間、即ち比例帯領域に水温値を移行せし
めた後改め2比例帯の範囲内にあるか否かを判断し、範
囲内にあると認識したときにはステップ35へ移行し又
範囲外にあると認識したときにはステップ21へ戻るこ
ととなる(ステップ33)、CPU5は、ステップ33
で比例帯の範囲内にあると認識したときにはヒータ出力
の比例制御を行う(ステップ35)。CPtJ5は所定
時間(例えば2〜3分間)ヒータ駆動回路11に出力す
る駆動デユーティを積分しその平均値を求める(ステッ
プ37)。ステップ37において算出したヒータデユー
ティが80%よりも大きいと判断したとき(ステップ3
9)はステップ431移行し、コンプレッサの駆動を停
止する。この場合はコンプレッサがすでにONになって
いるとすれば電力消費量のロスが大きくなるからである
。ステップ39においてヒータデユーティが80%より
も小さいと判断したときはステップ41に移行する。C
PLI5は、ヒータデユーティ10%よりも大きいか否
かを判断し、10%以下であると判断すればコンプレッ
サを駆動する(ステップ45)。この場合は前述とは逆
にコンプレッサはOFF状態でヒータデユーティ比が1
0%以下になってもなお水温値が上昇するようでは温度
制御が困難なためコンプレッサをONにするものである
。ステップ43.45で各々上述したような制御を行う
理由は、効率よくかつ高精度で制御するためである。従
ってステップ41においてヒータデユーティが10%よ
りも大ぎいと認識すればヒータ出力は前記比例帯領域内
に存することとなるのでステップ21に移行し、ステッ
プ21からステップ25.ステップ35.ステップ39
及びステップ41を介してステップ21に至るループを
循環することとなる。
以上のような方法で恒温水槽内の水温値を目標水温、値
に一致せしめるべく温度制御を行なうため仮りに熱負荷
の大きな試料が水槽内に投入されて水温が急上昇した場
合であっても、上述のごときプロセスで極めて短時間に
目標水温値に戻せるゎ又、ヒータの出力と、室温、水温
、熱負荷の温度の合計値とは一定の相関関係があるため
、室温を検知するための室温センサや、ヒータ電流検知
手段等は不要である。本実施例によればマイクロコンピ
ュータによってヒータ及び/又は冷凍機コンプレッサの
駆動を制御しているので、オペレータによる上記2種の
装置の駆動時期の判断ミスを招来することもない。
以上説明した内容は、あくまでも本発明に従う一実施例
の説明であって、冷凍機コンプレッサを使用する装置に
応用することは勿論可能であるし、ヒータの出力の制御
方法も例えばサイリスタを使用する位相制御であっても
勿論差支えない。
[効 果] 以上説明したように本発明によれば、温度検知手段から
与えられた検出信号と設定手段によって設定された目標
値及び加温手段の出力とを各々比較演算し、該比較演算
の結果に基づいて加温手段及び/又は冷却手段の駆動を
制御することで恒温装置内の温度を設定温度に保持する
ようにしたので、変動する室温に応じて水温を一定の温
度領域に保持することが可能で、且つ加温手段と冷却手
段とを同時駆動することから生ずる電力消費口の増大等
のロスを減少することの可能な恒温装置の温度制御方法
を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法の一実施例に従う装置のブロック図
、第2図は第1図の構成の動作説明図、第3図は第1図
の構成のフローチャートを示す。 3・・・水温センサ 9・・・コンプレッサ駆動回路 11・・・ヒータ駆動回路 13・・・温度設定手段代
理人  弁理士  三 好  保 男第1vA [テ′

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 恒温装置内の温度を、該装置を加温するための手段と該
    装置を冷却するための手段とを夫々駆動制御することで
    目標温度に保持する恒温装置の温度制御方法において、
    恒温装置内の目標温度を設定する目標温度設定手段と、
    恒温装置内の温度を検知する手段とを備え、温度検知手
    段から与えられた検出値と設定手段によって設定された
    目標値及び加温手段の出力とを夫々比較演算し、該比較
    演算の結果に基づいて前記加温手段及び/又は前記冷却
    手段の駆動を制御することで恒温装置内の温度を目標温
    度に保持するようにしたことを特徴とする恒温装置の温
    度制御方法。
JP15726684A 1984-07-30 1984-07-30 恒温装置の温度制御方法 Granted JPS6135856A (ja)

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JPH0374942B2 JPH0374942B2 (ja) 1991-11-28

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5999340A (ja) * 1982-11-30 1984-06-08 Shimadzu Corp 降温試験方法および装置

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