JPS625272B2 - - Google Patents
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- JPS625272B2 JPS625272B2 JP56123087A JP12308781A JPS625272B2 JP S625272 B2 JPS625272 B2 JP S625272B2 JP 56123087 A JP56123087 A JP 56123087A JP 12308781 A JP12308781 A JP 12308781A JP S625272 B2 JPS625272 B2 JP S625272B2
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- Japan
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- temperature
- heater
- heated
- heating
- control device
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- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 32
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Temperature (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、被加熱物の所定方向に沿つて温度勾
配を与える温度勾配炉に関する。
配を与える温度勾配炉に関する。
例えば、半導体等の結晶を特定方向に生長させ
る場合や、薄鋼板の生産工程での加熱のシミユレ
ーシヨンを行なわせる場合、その特定方向に温度
勾配（例えば30゜〜50℃/cm）をつけ、その状態
で高温まで急速に昇温する加熱炉すなわち温度勾
配炉が必要である。
る場合や、薄鋼板の生産工程での加熱のシミユレ
ーシヨンを行なわせる場合、その特定方向に温度
勾配（例えば30゜〜50℃/cm）をつけ、その状態
で高温まで急速に昇温する加熱炉すなわち温度勾
配炉が必要である。
従来、温度勾配炉として抵抗加熱炉があるが、
各ゾーンに投入するエネルギに限度（20W/cm前
後）があり、また断熱の条件があるので、被加熱
物に大幅の温度差を生じさせることは不可能であ
る。またこのものは熱容量も大きいので急速な昇
温を被加熱物に与えることができない。また、一
般に温度勾配炉では、各ゾーンを個別に温度制御
する場合、互に熱的に干渉してしばしば制御がハ
ンチングする欠点があり、また昇温しながら温度
勾配を変化する場合、各ゾーンを個別にプログラ
ム制御するので、構成上複雑である等の欠点があ
る。
各ゾーンに投入するエネルギに限度（20W/cm前
後）があり、また断熱の条件があるので、被加熱
物に大幅の温度差を生じさせることは不可能であ
る。またこのものは熱容量も大きいので急速な昇
温を被加熱物に与えることができない。また、一
般に温度勾配炉では、各ゾーンを個別に温度制御
する場合、互に熱的に干渉してしばしば制御がハ
ンチングする欠点があり、また昇温しながら温度
勾配を変化する場合、各ゾーンを個別にプログラ
ム制御するので、構成上複雑である等の欠点があ
る。
これに対し、赤外線加熱炉は、投入熱量が100
W/cmと抵抗加熱炉の５倍強大きく、且つその熱
容量も発熱体だけのため小さいから、被加熱物を
急速に昇温させ、しかもそれに大幅な温度差の温
度勾配をつける温度勾配炉に適しているので、本
発明は、この赤外線加熱炉を用い、被加熱物を所
定の温度勾配をつけて急速に昇温することができ
るとともに、温度制御を安定に且つ簡単な構成で
行わせることができる温度勾配炉を提供すること
をその目的とするもので、反射面とその焦点位置
に置かれたヒータとより成る赤外線加熱ユニツト
を複数個連設してなるものにおいて、被加熱物の
離隔した個所の温度を検知する少くとも２個の感
温素子と、該感温素子のそれぞれに接続され、該
感温素子の設置個所の温度を設定値に制御するヒ
ータの加熱電力制御装置と、前記被加熱物を前記
設定値により規定された温度勾配で加熱する他の
ヒータへの供給電力を、前記感温素子に応するヒ
ータへの供給電力値をもとにして内外挿計算する
演算回路と、該演算回路に接続された前記他のヒ
ータの加熱電力制御装置とを具備することを特徴
とする。
W/cmと抵抗加熱炉の５倍強大きく、且つその熱
容量も発熱体だけのため小さいから、被加熱物を
急速に昇温させ、しかもそれに大幅な温度差の温
度勾配をつける温度勾配炉に適しているので、本
発明は、この赤外線加熱炉を用い、被加熱物を所
定の温度勾配をつけて急速に昇温することができ
るとともに、温度制御を安定に且つ簡単な構成で
行わせることができる温度勾配炉を提供すること
をその目的とするもので、反射面とその焦点位置
に置かれたヒータとより成る赤外線加熱ユニツト
を複数個連設してなるものにおいて、被加熱物の
離隔した個所の温度を検知する少くとも２個の感
温素子と、該感温素子のそれぞれに接続され、該
感温素子の設置個所の温度を設定値に制御するヒ
ータの加熱電力制御装置と、前記被加熱物を前記
設定値により規定された温度勾配で加熱する他の
ヒータへの供給電力を、前記感温素子に応するヒ
ータへの供給電力値をもとにして内外挿計算する
演算回路と、該演算回路に接続された前記他のヒ
ータの加熱電力制御装置とを具備することを特徴
とする。
以下本明の実施例を図面につき詳細に説明す
る。
る。
図面において、放物反射面１Ａ，１Ｂ…１Ｇ及
び１A′，１B′…１G′とその焦点位置に置かれた
ヒータ２Ａ，２Ｂ…２Ｇ及び２A′，２B′…２
G′とより成る赤外線加熱ユニツト３Ａ，３Ｂ…
３Ｇ及び３A′，３B′…３G′は例えば７個を連ね
且つ被加熱物４を介して互に対向して配置するよ
うにして、赤外線加熱炉を構成した。被加熱物４
の離隔された個所に接して設けられた、例えば熱
電対のような２個の感温素子５Ｂ，５Ｆは、それ
ぞれその素子５Ｂ，５Ｆに近接配置された赤外線
加熱ユニツト３Ｂ，３B′，３Ｆ，３F′のヒータ
２Ｂ，２B′，２Ｆ，２F′の加熱電力制御装置６
Ｂ，６Ｆに接続した。この加熱電力制御装置６
Ｂ，６Ｆは、それぞれ、プログラムユニツト７と
アンプユニツト８と比例、積分及び微分制御する
PID制御ユニツト９と、該ユニツト９の出力に応
じた位相のトリガーパルスを発生するトリガーパ
ルス発生回路１０と、電源回路に介入され、出力
をヒータ２Ｂ，２B′，２Ｆ，２F′に接続して前
記トリガーパルスに応じた出力を該ヒータに供給
するサイリスタ１１とで構成した。演算回路１２
は、前記加熱電力制御装置６Ｂ，６Ｆによつて設
定された被加熱物４の離隔した２点の高低温度値
によつて規定される温度勾配になるように、被加
熱物４を赤外線加熱ユニツト３Ａ，３A′，３
Ｃ，３C′…３Ｅ，３E′，３Ｇ，３G′の各ヒータ
２Ａ，２A′、２Ｃ，２C′，…２Ｅ，２E′、２
Ｇ，２G′で加熱するために、その各加熱電力量
を、前記各制御装置６Ｂ，６ＦのPID制御ユニツ
ト９の出力を基にして内外挿計算する回路であ
る。この回路の各出力はそれぞれトリガーパルス
発生回路１０と、この回路１０によつて制御され
るサイリスタ１１とより成る加熱電力制御装置１
３を介してヒータ２Ａ，２A′、２Ｃ，２C′、２
Ｄ，２D′，２Ｅ，２E′及び２Ｇ，２G′に接続し
た。（図面ではヒータ２A′，２B′…２G′とサイリ
スタ１１の出力回路の接続を省略した。） 尚、図面において、１４はプログラムユニツト
７のスタート・ストツプ回路、１５は感温素子５
Ｃ，５Ｅに接続されたモニター用２ペンレコー
ダ、１６は被加熱物４を不活性領域内で加熱する
ために、不活性ガス源に接続された管材である。
次にこの温度勾配炉の作動について説明する。被
加熱物４に対して所定の温度勾配をつけて急速昇
温するために、感温素子５Ｂ，５Ｆの設置点の温
度をそれぞれプログラムユニツト７，７で設定す
る。そしてこのユニツト７，７をスタート・スト
ツプ回路１４で始動する。かくして加熱電力制御
装置６Ｂ，６Ｆは感温素子５Ｂ，５Ｆを入力信号
として、被加熱物４の感温素子５Ｂ，５Ｆ設置点
の温度がプログラムユニツト７，７の設定値にな
るように作動し、ヒータ２Ｂ，２Ｆを加熱する。
これと同時に、前記制御装置６Ｂ，６ＦのPID制
御ユニツト９の出力が演算回路１２に入力するの
で、こゝでヒータ２Ａ，２A′、２Ｃ，２C′…２
Ｇ，２G′に加える加熱電力値が内外挿計算によ
つて算出される。すなわち制御装置６Ｂ，６Ｆの
PIDユニツト９，９の出力をＥB，ＥFとすると、
各ヒータ２Ａ，２A′、２Ｃ，２C′、２Ｄ，２
D′、２Ｅ，２E′及び２Ｇ，２G′に対応する出力
端子１２Ａ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅ及び１２Ｇ
には ＥA＝ＥB−ＥＦ―ＥＢ／４ ＥC＝ＥB＋ＥＦ―ＥＢ／４ ＥD＝ＥB＋２（ＥＦ―ＥＢ）／４ ＥE＝ＥB＋３（ＥＦ―ＥＢ）／４ ＥG＝ＥF＋ＥＦ―ＥＢ／４ が出力し、この値に応じた位相のトリガーパルス
がトリガーパルス発生回路１０から出力し、この
トリガーパルスでサイリスタ１１を制御し、所定
の熱勾配になるようにヒータ２Ａ，２A′、２
Ｃ，２C′、２Ｄ，２D′、２Ｅ，２E′及び２Ｇ，
２G′を加熱する。
び１A′，１B′…１G′とその焦点位置に置かれた
ヒータ２Ａ，２Ｂ…２Ｇ及び２A′，２B′…２
G′とより成る赤外線加熱ユニツト３Ａ，３Ｂ…
３Ｇ及び３A′，３B′…３G′は例えば７個を連ね
且つ被加熱物４を介して互に対向して配置するよ
うにして、赤外線加熱炉を構成した。被加熱物４
の離隔された個所に接して設けられた、例えば熱
電対のような２個の感温素子５Ｂ，５Ｆは、それ
ぞれその素子５Ｂ，５Ｆに近接配置された赤外線
加熱ユニツト３Ｂ，３B′，３Ｆ，３F′のヒータ
２Ｂ，２B′，２Ｆ，２F′の加熱電力制御装置６
Ｂ，６Ｆに接続した。この加熱電力制御装置６
Ｂ，６Ｆは、それぞれ、プログラムユニツト７と
アンプユニツト８と比例、積分及び微分制御する
PID制御ユニツト９と、該ユニツト９の出力に応
じた位相のトリガーパルスを発生するトリガーパ
ルス発生回路１０と、電源回路に介入され、出力
をヒータ２Ｂ，２B′，２Ｆ，２F′に接続して前
記トリガーパルスに応じた出力を該ヒータに供給
するサイリスタ１１とで構成した。演算回路１２
は、前記加熱電力制御装置６Ｂ，６Ｆによつて設
定された被加熱物４の離隔した２点の高低温度値
によつて規定される温度勾配になるように、被加
熱物４を赤外線加熱ユニツト３Ａ，３A′，３
Ｃ，３C′…３Ｅ，３E′，３Ｇ，３G′の各ヒータ
２Ａ，２A′、２Ｃ，２C′，…２Ｅ，２E′、２
Ｇ，２G′で加熱するために、その各加熱電力量
を、前記各制御装置６Ｂ，６ＦのPID制御ユニツ
ト９の出力を基にして内外挿計算する回路であ
る。この回路の各出力はそれぞれトリガーパルス
発生回路１０と、この回路１０によつて制御され
るサイリスタ１１とより成る加熱電力制御装置１
３を介してヒータ２Ａ，２A′、２Ｃ，２C′、２
Ｄ，２D′，２Ｅ，２E′及び２Ｇ，２G′に接続し
た。（図面ではヒータ２A′，２B′…２G′とサイリ
スタ１１の出力回路の接続を省略した。） 尚、図面において、１４はプログラムユニツト
７のスタート・ストツプ回路、１５は感温素子５
Ｃ，５Ｅに接続されたモニター用２ペンレコー
ダ、１６は被加熱物４を不活性領域内で加熱する
ために、不活性ガス源に接続された管材である。
次にこの温度勾配炉の作動について説明する。被
加熱物４に対して所定の温度勾配をつけて急速昇
温するために、感温素子５Ｂ，５Ｆの設置点の温
度をそれぞれプログラムユニツト７，７で設定す
る。そしてこのユニツト７，７をスタート・スト
ツプ回路１４で始動する。かくして加熱電力制御
装置６Ｂ，６Ｆは感温素子５Ｂ，５Ｆを入力信号
として、被加熱物４の感温素子５Ｂ，５Ｆ設置点
の温度がプログラムユニツト７，７の設定値にな
るように作動し、ヒータ２Ｂ，２Ｆを加熱する。
これと同時に、前記制御装置６Ｂ，６ＦのPID制
御ユニツト９の出力が演算回路１２に入力するの
で、こゝでヒータ２Ａ，２A′、２Ｃ，２C′…２
Ｇ，２G′に加える加熱電力値が内外挿計算によ
つて算出される。すなわち制御装置６Ｂ，６Ｆの
PIDユニツト９，９の出力をＥB，ＥFとすると、
各ヒータ２Ａ，２A′、２Ｃ，２C′、２Ｄ，２
D′、２Ｅ，２E′及び２Ｇ，２G′に対応する出力
端子１２Ａ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅ及び１２Ｇ
には ＥA＝ＥB−ＥＦ―ＥＢ／４ ＥC＝ＥB＋ＥＦ―ＥＢ／４ ＥD＝ＥB＋２（ＥＦ―ＥＢ）／４ ＥE＝ＥB＋３（ＥＦ―ＥＢ）／４ ＥG＝ＥF＋ＥＦ―ＥＢ／４ が出力し、この値に応じた位相のトリガーパルス
がトリガーパルス発生回路１０から出力し、この
トリガーパルスでサイリスタ１１を制御し、所定
の熱勾配になるようにヒータ２Ａ，２A′、２
Ｃ，２C′、２Ｄ，２D′、２Ｅ，２E′及び２Ｇ，
２G′を加熱する。
プログラムユニツト７，７の設定値を変えるこ
とにより温度勾配を変えることができるし、また
昇温速度を任意に選定できる。
とにより温度勾配を変えることができるし、また
昇温速度を任意に選定できる。
温度制御するための温度検出は、被加熱物４の
離隔した２点で行なつているので、互に熱的に干
渉することがなく、そのため制御がハンチングす
ることがない。そしてヒータ２Ａ，２A′、２
Ｃ，２C′、２Ｄ，２D′、２Ｅ，２E′、２Ｇ，２
G′の加熱電力制御装置１３は、プログラム・ユ
ニツト７、PID制御ユニツト９やアンプユニツト
８を用いる必要がなく、各ヒータに共通な演算回
路１２を設けるだけでよいので、構成が著しく簡
略化される。このように本発明によれば、赤外線
加熱炉を用い、被加熱物の離隔した少くとも２個
所の温度が所定の温度勾配になる高低２つの値に
なるように、該２個所の温度を検出して加熱電力
制御装置でその個所のヒータを加熱制御し、その
他のヒータを、演算回路の出力を入力信号とする
加熱電力制御装置により加熱制御するようにした
ので、被加熱物を所定の温度勾配をつけて急速に
昇温できるとともに温度制御を安定に且つ簡単な
構成で行わせることができる効果を有する。
離隔した２点で行なつているので、互に熱的に干
渉することがなく、そのため制御がハンチングす
ることがない。そしてヒータ２Ａ，２A′、２
Ｃ，２C′、２Ｄ，２D′、２Ｅ，２E′、２Ｇ，２
G′の加熱電力制御装置１３は、プログラム・ユ
ニツト７、PID制御ユニツト９やアンプユニツト
８を用いる必要がなく、各ヒータに共通な演算回
路１２を設けるだけでよいので、構成が著しく簡
略化される。このように本発明によれば、赤外線
加熱炉を用い、被加熱物の離隔した少くとも２個
所の温度が所定の温度勾配になる高低２つの値に
なるように、該２個所の温度を検出して加熱電力
制御装置でその個所のヒータを加熱制御し、その
他のヒータを、演算回路の出力を入力信号とする
加熱電力制御装置により加熱制御するようにした
ので、被加熱物を所定の温度勾配をつけて急速に
昇温できるとともに温度制御を安定に且つ簡単な
構成で行わせることができる効果を有する。
図面は本発明の一実施例のブロツク線図を示
す。 １Ａ，１A′〜１Ｇ，１G′…放物反射面、２
Ａ，２A′〜２Ｇ，２G′…ヒータ、３Ａ，３A′〜
３Ｇ，３G′…赤外線加熱ユニツト、４…被加熱
物、５Ｂ，５Ｃ，５Ｅ，５Ｆ…感温素子、６Ｂ，
６Ｆ…加熱電力制御装置、１２…演算回路、１３
…加熱電力制御装置。
す。 １Ａ，１A′〜１Ｇ，１G′…放物反射面、２
Ａ，２A′〜２Ｇ，２G′…ヒータ、３Ａ，３A′〜
３Ｇ，３G′…赤外線加熱ユニツト、４…被加熱
物、５Ｂ，５Ｃ，５Ｅ，５Ｆ…感温素子、６Ｂ，
６Ｆ…加熱電力制御装置、１２…演算回路、１３
…加熱電力制御装置。
Claims (1)
- １ 反射面とその焦点位置に置かれたヒータとよ
り成る赤外線加熱ユニツトを複数個連設してなる
ものにおいて、被加熱物の離隔した個所の温度を
検知する少くとも２個の感温素子と、該感温素子
のそれぞれに接続され、該感温素子の設置個所の
温度を設定値に制御するヒータの加熱電力制御装
置と、前記被加熱物を前記設定値により規定され
た温度勾配で加熱する他のヒータへの供給電力
を、前記感温素子に対応するヒータへの供給電力
値をもとにして内外挿計算する演算回路と、該演
算回路に接続された前記他のヒータの加熱電力制
御装置とを具備することを特徴とする温度勾配
炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12308781A JPS5824788A (ja) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | 温度勾配炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12308781A JPS5824788A (ja) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | 温度勾配炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5824788A JPS5824788A (ja) | 1983-02-14 |
| JPS625272B2 true JPS625272B2 (ja) | 1987-02-04 |
Family
ID=14851879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12308781A Granted JPS5824788A (ja) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | 温度勾配炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5824788A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2729283B2 (ja) * | 1986-05-12 | 1998-03-18 | 光洋精工株式会社 | ランプアニール炉の温度制御装置 |
| JP4192394B2 (ja) * | 2000-04-14 | 2008-12-10 | オムロン株式会社 | 温度調節器 |
| JP4192393B2 (ja) * | 2000-04-14 | 2008-12-10 | オムロン株式会社 | 温度調節器 |
| EP2102721B1 (en) * | 2006-08-22 | 2019-05-08 | Juniper Networks, Inc. | Apparatus and method for thermal stabilization of pcb-mounted electronic components within an enclosed housing |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53100767A (en) * | 1977-02-15 | 1978-09-02 | Fujitsu Ltd | Production of semiconductor device |
-
1981
- 1981-08-07 JP JP12308781A patent/JPS5824788A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53100767A (en) * | 1977-02-15 | 1978-09-02 | Fujitsu Ltd | Production of semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5824788A (ja) | 1983-02-14 |
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