JPS6376005A

JPS6376005A - 温度制御装置

Info

Publication number: JPS6376005A
Application number: JP22170486A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Fukushima; 裕福島
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 1986-09-19
Filing date: 1986-09-19
Publication date: 1988-04-06

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ＮＭＲ装置の試料室等の被温度制御室の温度を
制御する装置に関する。

［従来の技術］第４図は、従来のＮ　Ｍ　Ｒｖｔ置の試料室の温度制御
装置を示している。図中１はＮＭＲプローブの試料設置
部等の試料室、２は媒体ガスの供給管、３は加熱部、４
はヒータ、５は熱電対、６は排気管、７，８は流量計又
は圧力計、９はラディエータ、１０は制御回路である。

このような構成において、供給管２から高圧空気等の媒
体ガスが供給されるが、該媒体ガスは、加熱部３におい
てヒータ４によって加熱された後、試料ｖ１に供給され
る。該試料室１内の温度は、熱電対５によって検出され
、その検出信号は制御回路１０に供給される。該ｉ、＋
＋御回路１０は、検出された温度信号に基づき、該試料
室１内の温度が所望の一定値となるように該ヒータ４に
供給する加熱電流を制御する。ここで、媒体ガスの流れ
が流路の閉塞又はリークによって止った場合、ヒータ４
が過熱し、断線してしまう。このため、媒体ガスの流れ
を流量計又は圧力計７．８で監視し、流れの異常が発見
されるとも１ノ御回路１０によって該ヒータへの加熱電
流の供給を停止するようにしている。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、７としてＲｆｆｉ計を用いた場合、流路
の結合部■で媒体ガスのリークがあってもそれを検知す
ることができず、ヒータ４の断線に繋ってしまう。又、
７として圧力計を用いた場合、流路の結合部■が閉塞し
ても、それを検知することができない。更に、８として
圧力針を用いた場合、流路の排気部■で流路が閉塞して
も、それを検知することができない。更に又、８として
圧力針を用いた場合、高温あるいは低温の媒体ガスを流
量計の０作温度範囲に戻すため、ラデイエータ９が必要
となる。更に、流量計、圧力計共に、機械的な可動部が
あり、その部分へのゴミや汚れの何首、摩耗、温度変化
などの要因により、長時間に渡っての正確な流量や圧力
の測定が不可能となる。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、機械的
な可動部を有した測定器具を用いずに、長時間に渡って
正確に媒体ガスの流れを検知でき、ヒータの保護を確実
に行うことができる温度制御装置を提供することを目的
としている。

［問題点を解決するための手段］本発明に基づく温度制御装置は、被温度制御室と、該被
温度制御室への媒体ガスの流路中に配置されたヒータと
、該ヒータに加熱Ｍ流を供給する電源と、該被温度制御
室内の温度に応じて該ヒータへの加熱電流を制御する手
段と、該ヒータの前後の媒体ガスの温度を測定するため
の第１と第２の温度検出器と、該第１と第２の温度検出
器からの信号の差に応じた信号を発生する手段と、該ヒ
ータの加熱電流に応じた信号を発生する手段と、該差信
号と該加熱電流に応じた信号とを比較する比較制御手段
とを備え、該比較制御手段は、該差信号の値が該加熱電
流に応じた信号の値以下のとき、匍記ヒータ電源からヒ
ータへの加熱電流の供給を停止させるように働くことを
特徴としている。

［実施例］以下本発明の一実施例を添附図面に基づいて詳述する。

第１図は本発明に基づ＜ＮＭＲ試Ｆｌりの温度制御装置
を示しており、図中１１は試料室、１２は媒体ガスの供
給管、１３は加熱部、１４はヒータ、１５は排気管、１
６．１７．１８は夫々熱電対、１９は該ヒータ１４の電
源、２０はスイッチ回路、２１は温度制御回路、２２は
ゲート回路、２３゜２４は増幅器、２５は引算器、２６
はオフセット電圧発生器、２７は積分器、２８は比較１
ｉＩＪ　ａｌｌ　＠路、２９は基準電源である。

上述した如き構成において、供給管１２からの媒体ガス
は、加熱部１３内のヒータ１４によって加熱され、試料
ｖ１１内に供給される。該試料室内の温度は熱電対１８
によって検出されており、該熱雷対１８からの電圧信号
Ｖ１は温度制御回路２１に供給される。該温度υＪＩｉ
［１回路２１においては、熱電対１８からの電圧信ＦＶ
ｌと、試料室１１内の設定温度Ｔｏに応じた信号Ｖｏと
を比較し、その差に応じたハイレベルとローレベルの比
をイｊする第３図（１））に示す如きパルス列を出力す
る。

該パルス信号はゲート回路２２を介してスイッチ回路２
０に供給される。該スイッチ回路２０は、該供給される
パルス信号がハイレベルのときに電源１９からの加熱電
流をヒータ１４に供給し、該パルス信号がローレベルの
ときに電源１９からヒータ１４への加熱電流の供給を停
止する。この結果、ヒータ１４の発生熱は、パルスのハ
イレベルの時間幅に比例することになり、試料室１１内
の温度は所望値Ｔｏ１．：緒持されることになる。

ここで、ヒータ１４の前後における媒体ガスの温度は、
熱電対１６と１７によって検出されている。該熱雷対１
６の電圧値■２は媒体ガス温度に比例しており、該熱雷
対１７の電圧（ｉｉＶ　３は媒体ガス温度とヒータの発
生熱とを加算したものに比例している。該内熱電対の出
力電圧は引算器２５に供給されて引算されるが、その出
力はヒータ発生熱、すなわら、温度制御器２１からのパ
ルスのハイレベルの時間に比例することになる。該川口
器２５の出力はオフセット信号発生器２６に供給され、
オフセット信号■４が加算される。従って、該オフセッ
ト信号発生器の出力■ｅは、Ｖｅ−ＶＳ−Ｖｚ　＋Ｖ４となる。なお、第２図（ａ）に各熱雷対の出力信号波形
が、第２図（Ｃ）に出力ｖｅが示されている。

一方、積分器２７は温度制ｍ器２１からのパルス信号を
積分することから、この積分器の出力■ｆは、該パルス
信号のハイレベルの時間に比例し、結果としてヒータ発
生熱に比例したもの、すなわち、Ｖｆ＝Ｖ３−Ｖ２となる。なお、第２図（Ｃ）にこの出力ｖｆの波形が示
されている。この積分器２７の出力信号■ｆは、該オフ
セット信号発生器２６の出力信号ＶＣと共に比較制御回
路２８に供給されるが、該比較制御回路２８は、該オフ
セット信号発生器２６の出力信号ｖｅが、該積分器２７
の出力信号Ｖｆと基準電源２９からの基準信号ＶＳの間
のときには、第２図（ｄ）に示す如く、ハイレベル信号
を発生し、ＶｅがＶｆ以下、あるいは、ＶＳ以上となっ
たときには、ローレベル信号を発生する。

ここで、時刻ｔ＋に、流路０部分が閉塞あるいはリーク
した場合、熱雷対１７近傍の媒体ガスの温度は、ヒータ
１４からの熱エネルギーの供給が止まり、流路の熱リー
クがあるために下降していく。この時、試料室１１の温
度も下降するため、熱雷対１８からの信号ｖ１も設定）
Ｃ度Ｔｏに応じた信号より下がるので、温度制御回路２
１からのパルスは連続してハイレベルとなり、その結果
、ヒータ１４には連続して加熱電流が流される状態どな
る。これ以降、該ヒータ１４には熱エネルギーが蓄積さ
れ、対流等により熱雷対１６．１７の部分に熱が伝わり
、該熱雷対１６の出力電圧は徐々に上昇し、熱雷対１７
の出力電圧は下降から上昇へ反転する。従って、２つの
熱雷対の出力電圧の差に応じた信号Ｖｅは、時刻ｔ２に
おいて信号Ｖｆ以下となり、該比較制御回路２８の出力
信号は第２図（ｄ）に示す如く、ハイレベルからローレ
ベルに反転する。この信号がローレベルとなるとゲート
回路２２が閉じられ、スイッチ回路２０がオフ状態とな
り、第２図（ｅ）に示す如く、電源１９からヒータ１４
への加熱電流の供給が停止されてヒータ１４の断線が保
護される。

次に、流路■が閉塞した場合について、第３図を参照し
て説明する。なお、第３図（ａ）は、各熱雷対１６．１
７．１８（７）出力ｆｆｉ圧Ｖｚ　、　ＶＳ　。

Ｖ＋を示し、第３図（ｂ）はＵ度ｔ１１１’ｍ器２１か
らの出力パルスを示し、第３図（Ｃ）はオフセット信号
発生器２６の出力信号■ｅと積分器２７の出力信号Ｖｆ
とを示し、第３図（ｄ）は比較制御回路２８の出力信号
を示し、第３図（ｅ）はヒータ１４への加熱電流波形を
示している。いま、時刻ｔ３で流路■が閉塞すると、熱
電対１７近傍の媒体ガスの温度は急速に上昇し、それに
伴って該熱雷対１７の出力電圧も上昇する。時刻ｔ４で
出力信号Ｖ　ｅ　Ｇ、を基準電源２９からの基準信号Ｖ
Ｓ以上となり、比較制御回路２８の出力はローレベルと
なって、ヒータ１４への加熱電流の供給が停止される。

以上本発明の一実施例を説明したが、本発明は、この実
施例に限定されず幾多の変形が可能である。

例えば、ｖｅとＶＳとを比較したが、ＶＳとＶｓとを比
較し、ＶＳがＶｓ以上となったとぎに比較制御回路２８
からの信号をＯ−レベルに反転させるように構成しても
良い。又、積分器２７は温度制御器２１からのパルス列
を積分するようにしたが、ヒータ１４の加熱電流を直接
積分するようにしても良い。更に、ヒータ１４をパルス
的に加熱したが、連続的に加熱電流を供給し、加熱電流
値を試料室の温度信号に応じて制御するようにしても良
い。更に又、ＮＭＲ装置の試料室の温度制御を例に説明
したが、他の装置の温度制御にも本発明を適用すること
ができる。なお、比較制御回路２８の出力によってヒー
タ電源のオン、オフを行うようにしたが、この回路２８
の出力を流路の閉塞やリークの警報信号としても用いる
ことは有効である。

［効果］以上詳述した如く、本発明では、機械的な可動部を有し
た測定器具を用いることなく、長時間に渡って正確に媒
体ガスの流れを検知することができ、ヒータの保護を確
実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施したＮＭＲ装置の温度制ｔｉｌｌ
装置の一実施例を示す図、第２図および第３図は第１図
の装置の動作を説明するために用いた信号波形図、第４
図は従来のＮＭＲ装置の温度制御装置を示す図である。１１・・・試料室　　　　　１２・・・供給管１３・・
・加熱部　　　　　１４・・・ヒータ１５・・・排気管１６．１７．１８・・・熱電対１９・・・ヒータ電源　　　２０・・・スイッチ２１・
・・温度制御回路　　２２・・・ゲート回路２３．２４
・・・増幅器　　２５・・・引算器２６・・・オフセッ
ト信号発生器２７・・・積分器　　　　　２８・・・比較制御回路２
９・・・基準電源

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被温度制御室と、該被温度制御室への媒体ガスの
流路中に配置されたヒータと、該ヒータに加熱電流を供
給する電源と、該被温度制御室内の温度に応じて該ヒー
タへの加熱電流を制御する手段と、該ヒータの前後の媒
体ガスの温度を測定するための第１と第２の温度検出器
と、該第１と第２の温度検出器からの信号の差に応じた
信号を発生する手段と、該ヒータの加熱電流に応じた信
号を発生する手段と、該差信号と該加熱電流に応じた信
号とを比較する比較制御手段とを備え、該比較制御手段
は、該差信号の値が該加熱電流に応じた信号の値以下の
とき、前記ヒータ電源からヒータへの加熱電流の供給を
停止させるように働くことを特徴とする温度制御装置。
（２）該比較制御手段は、該差信号が所定値以上となつ
たときにも、前記ヒータ電源からヒータへの加熱電流の
供給を停止させるように働く特許請求の範囲第１項記載
の温度制御装置。
（３）該比較制御手段は、該ヒータの後部の第２の温度
検出器からの信号の値が所定値以上となつたときにも、
前記ヒータ電源からヒータへの加熱電流の供給を停止さ
せるように働く特許請求の範囲第１項記載の温度制御装
置。