KR20110089156A - 적응성 온도 제어기 - Google Patents

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발코 인스트루먼츠 컴퍼니, 엘피
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Abstract

적응성 온도 제어기(10)는 저항을 측정하기 위한 장치, 전기 전도성 재료(50), 전원(11) 및 전력을 제어하기 위한 장치(12)를 포함한다. 작동시에, 제어기(10)는 하나 이상의 온도에서 재료(50)의 저항을 결정하고, 따라서 작동 온도의 범위를 통해 재료(50)의 저항을 결정한다. 이러한 결정에 기초하여, 전압 및 전력이 알려지는 한, 재료(50)의 저항 및 따라서 그 온도가 알려진다. 그 결과, 전압 또는 전력이 재료 온도에 걸쳐 거의 무한 제어를 생성하도록 즉시 변경될 수 있다.

Description

적응성 온도 제어기{ADAPTIVE TEMPERATURE CONTROLLER}
본 발명은 가열 요소의 온도를 동시에 제어하고 그 온도를 모니터링하기 위한 장치에 관한 것이다. 특히, 이 장치는 칼럼, 검출기 및 다른 부품의 가열을 포함하는 크로마토그래피 분석에 사용을 위한 가열 요소의 온도를 제어하는 것에 관한 것이지만, 온도 범위를 통한 정확한 가열이 요구되는 임의의 시스템에 사용될 수도 있다.
임의의 전기 전도성 재료와 함께 사용을 위한 적응성 온도 제어기가 개시된다. 종종 시험 장비의 부분 또는 다른 품목을 분위기 온도를 상회하여 유지할 필요가 있다. 이는 종래 기술에서 다양한 온도 제어기에 의해 성취되어 왔다. 용이하게 제어되는 열원을 제공하는 것이 잘 알려져 있다. 대부분 열은 전도성 요소로부터 전달된다. 종래 기술에서, 이러한 전도성 요소의 온도는 개별 장치, 종종 저항 온도 검출기(Resistance Temperature Detector: RTD)에 의해 모니터링되었다. 그러나, 이는 다수의 부분을 필요로 하여, 이러한 장비에 의해 점유되는 공간, 이러한 장비의 중량 및 그 비용을 증가시킨다. 추가로, 이러한 시스템은 종종 급속한 온도 변화를 생성하는 것이 불가능하였다. 더욱이, 장비의 가열은 균일하지 않고 종종 충분히 빠르지 않았다.
따라서, 중량, 공간 및 비용을 감소시키고, 균일한 가열을 제공하고, 급속한 가열 및 냉각이 가능할 가능성이 있는 적은 수의 부분을 갖는 온도 제어기를 갖는 것이 바람직한 개량일 것이다.
본 명세서에 개시된 적응성 온도 제어기는 온도 센서, 전기 저항을 측정하기 위한 장치, 전기 전도성 재료 및 전원을 포함한다. 작동시에, 제어기는 하나 이상의 사전 결정된 온도에서 전기 전도성 재료의 저항을 결정하고, 온도 범위 내의 다른 온도에서 전기 전도성 재료의 대응 저항을 결정하고 이러한 저항을 얻는데 필요한 전압 또는 전류를 인가하는 것이 가능하다. 전기 전도성 재료의 사전 결정된(교정) 온도는 온도 센서를 사용함으로써 또는 분위기 공기 온도에 기초하는 근사에 의해 결정될 수 있다. 그 결과, 전압 또는 전력이 즉시 변경되어 재료 온도에 대한 거의 무한의 제어를 생성할 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면과 관련하여 취한 본 발명의 이하의 상세한 설명의 고려시에 더 즉시 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 설명된 특징, 장점 및 목적 뿐만 아니라 명백하게 되는 다른 것들이 얻어지고 더 상세하게 이해될 수 있는 방식, 상기에 간략하게 요약된 본 발명의 더 구체적인 설명이 본 명세서의 부분을 형성하는 도면에 도시되어 있는 그 실시예를 참조하여 이루어질 수 있다. 그러나, 첨부된 도면은 본 발명의 단지 통상의 바람직한 실시예만을 도시하고 있고 따라서 본 발명은 다른 동등하게 유효한 실시예를 수용할 수 있기 때문에 그 범주의 한정을 고려하는 것은 아니라는 것이 주목되어야 한다.
가열 요소의 온도를 동시에 제어하고 그 온도를 모니터링하기 위한 장치가 제공된다.
도 1a는 종래 기술의 일 실시예의 단면도.
도 1b는 종래 기술의 다른 실시예의 단면도.
도 2a는 적응성 온도 제어기에 의한 부품의 직접적인 가열을 도시하고 있는 도면.
도 2b는 적응성 온도 제어기에 의해 제어된 직접적인 가열에 의해 가열된 부품을 도시하고 있는 도면.
도 3a는 적응성 온도 제어기에 의한 부품의 간접적인 가열을 도시하고 있는 도면.
도 3b는 적응성 온도 제어기에 의해 제어된 간접적인 가열에 의해 가열된 부품을 도시하고 있는 도면.
도 4는 가열이 마이크로제어기/마이크로프로세서에 의해 제어된 펄스폭 변조 스위칭 공급부를 통해 적응성 온도 제어기에 의해 제어되는 부품(101)을 도시하고 있는 도면.
도 5는 가열 및 냉각이 적응성 온도 제어기에 의해 제어되는 부품(101)을 도시하고 있는 도면.
도 6은 가열이 컴퓨터 인터페이스를 포함하는 적응성 온도 제어기에 의해 제어되는 부품(101)을 도시하고 있는 도면.
도 7은 전기 전도성 재료를 갖는 적응성 온도 제어기의 교정을 위한 단계의 일 실시예의 흐름도.
도 8은 전기 전도성 재료를 갖는 적응성 온도 제어기의 교정을 위한 단계의 대안 실시예의 흐름도.
도 9는 시스템의 실시예를 도시하고 있는 도면.
도 1a 및 도 1b에 도시되어 있는 바와 같이, 전도성 요소(250) 및 센서(251)가 시스템(300)의 요소(301)에 근접하여 또는 요소(301) 둘레에 배치되어 각각 요소(301)를 가열하고 그 온도를 모니터링하는 온도 제어기가 공지되어 있다. 용이하게 제어되는 열원을 제공하는 것이 잘 알려져 있다. 대부분 열은 전도성 요소(250)로부터 전달되어 이후에 요소(301)에 분배된다. 전도성 요소(250)는 요소(301)에 인접하여(도 1a) 또는 요소(301) 주위에(도 1b) 배치될 수 있다. 종래 기술에서, 전도성 요소(250)의 온도는 개별 센서(251), 종종 RTD에 의해 모니터링되었다. 이는 다수의 부분을 필요로 하여, 이러한 장비에 의해 점유되는 공간, 이러한 장비의 중량 및 그 비용을 증가시킨다.
전기 전도성 재료(50)는 크로마토그래피 분석의 경우에 검출기 또는 칼럼과 같은 시스템(100)의 부품(101)을 직접적으로 또는 간접적으로 가열하는데 사용될 수 있다. 크로마토그래피 분석의 경우에, 부품(101)은 분석물 주입기(103) 및 검출기(104)를 포함하는 크로마토그래피 시스템(100)의 크로마토그래피 칼럼(102)일 수 있다. 도 2a에 도시되어 있는 직접적인 가열에서, 시스템(100)의 부품(101)인 칼럼은 적어도 부분적으로는 도 2b의 단면도에 도시되어 있는 전기 전도성 재료(50)로 구성된다. 도 3a에 도시되어 있는 간접적인 가열에서, 시스템(100)의 부품(101)은 도 3b의 단면도에 도시되어 있는 전기 전도성 재료(50)에 의해 접촉된다. 간접적인 가열에서, 접촉되거나 포위된 부품(101)은 검출기, 칼럼 또는 다른 디바이스일 수 있다. 도 3a에서, 부품(101)은 재차 칼럼이다. 전기 전도성 재료(50)가 요소를 가열하는 온도, 가열 속도 및 임의의 온도에서의 가열 기간은 적응성 온도 제어기(10)에 의해 제어된다. 대안 실시예에서, 적응성 온도 제어기는 범위를 통한 정확한 온도 제어가 요구되는 임의의 시스템과 함께 사용될 수 있다.
도 2a 및 도 3a에 도시되어 있는 바와 같이, 적응성 온도 제어기(10)와 함께 사용된 전기 전도성 재료(50)는 온도의 함수로서 알려진 전기 저항을 갖는다. 적응성 온도 제어기(10)는 전기 전도성 재료(50)와 전기 전도성 통신하고 있다. 전기 전도성 재료(50)의 저항과 온도 사이의 관계는 식의 적용에 의해 또는 이러한 데이터의 테이블로부터의 보간에 의해 적응성 온도 제어기(10)에 의해 얻어질 수 있다. 전기 전도성 재료(50)의 전기 저항은 온도의 함수로서 알려져 있기 때문에, 전기 전도성 재료(50)의 온도는 전기 전도성 재료(50)의 전기 저항의 동적 측정에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 전기 전도성 재료(50)의 온도는 전기 전도성 재료(50)에 인가된 전류(또는 전압 또는 양자 모두)에 의해 제어될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 전기 전도성 재료(50)는 니켈이다.
전기 전도성 재료(50)가 크로마토그래피 분리를 위한 칼럼인 경우에, 전기 전도성 재료(50)는 전해 도금 프로세스를 사용하여 니켈 내에 코팅된 상업적인 용융된 실리카 칼럼으로부터 구성될 수 있다. 폴리아민의 얇은 층이 절연을 위해 니켈 코팅 상에 추가될 수 있다. 대안적으로, 전기 전도성 재료(50)는 니켈 와이어가 용융된 실리카 칼럼에 평행하게 배치되는 칼럼일 수 있고, 이들은 이어서 파이버글래스의 작은 스레드(thread)로 감겨지고, 이는 또한 절연체로서 기능하게 된다. 일 실시예에서, 칼럼은 권취되고, 번들로 이루어지고, 예를 들어 알루미늄 포일로 감겨진다. 2개의 도선이 와이어의 2개의 세트를 제공하도록 전기 전도성 재료(50)의 각각의 단부에 스폿 용접될 수 있어, 따라서 저항 측정의 정확도를 증가시키기 위해 4개의 저항 측정 시스템을 제공한다.
전기 전도성 재료(50)의 저항이 즉시 알려지지 않지만, 니켈 와이어의 미지의 길이 또는 직경의 경우에서와 같이 그 정규화된 저항 특징이 알려질 때의 경우에, 적응성 온도 제어기(10)는 하나 이상의 알려진 온도에서 전기 전도성 재료(50)의 저항의 측정에 의해 전기 전도성 재료(50)와 함께 사용을 위해 교정될 수 있다. 전기 전도성 재료(50) 전체에 걸친 균일한 온도는 오븐 내에서 전기 전도성 재료(50)를 가열함으로써 얻어질 수 있다. 전기 전도성 재료(50)가 기준 온도에서 구성될 수 있는 재료의 정규화된 저항값으로 전기 전도성 재료(50)의 측정된 저항값을 나눔으로써 유도된 스케일 팩터(scale factor)가 이어서 임의의 특정 온도에서 전기 전도성 재료(50)의 저항을 결정하기 위해 정규화된 저항 특징에 적용될 수 있다.
종래 기술과는 달리, 적응성 온도 제어기(10)의 사용에 의해 임의의 길이 또는 크기의 전기 전도성 재료(50)가 가열을 위해 사용될 수 있다. 임의의 길이 또는 크기의 재료의 사용을 제공하는 것은 가열 재료의 치수가 재료 및 절단 기술의 변동에 기인하여 다양할 수 있기 때문에 중요하다. 더욱이, 종래 기술과는 달리, 온도는 인가된 전압 및 전류의 측정에 의해 임의의 시간에 결정될 수 있기 때문에 개별 온도 센서가 불필요하다.
적응성 온도 제어기(10)는 전류, 전압 또는 전력의 변화에 대한 전기 전도성 재료(50)의 저항 및 따라서 온도의 응답성을 결정하기 위한 학습 단계를 포함한다. 응답성의 결정은 적응성 온도 제어기(10)에 의한 온도의 오버슈트(overshoot) 및/또는 언더슈트(undershoot)를 감소시키거나 제거하기 위해 중요하다. 알려진 온도에서 전기 전도성 재료(50)의 저항을 결정하면, 적응성 온도 제어기(10)는 이어서 오븐 내에서의 온도 증가에 비교하여 단위 시간당 오븐 내에서의 전기 전도성 재료(50)의 온도 증가에 속하는 데이터를 분석하는 것에 의한 것을 포함하는 당 기술 분야에 공지되어 있는 다양한 방법에 의해 전압, 전류 또는 전력의 증가에 대한 온도 증가의 속도를 결정할 수 있다. 큰 질량 또는 직경을 갖는 전기 전도성 재료(50)는 전류, 전압 또는 전력의 증가에 비례하는 낮은 속도의 온도 상승을 나타낼 것이다. 마찬가지로, 작은 질량 또는 직경을 갖는 전기 전도성 재료(50)는 전류, 전압 또는 전력의 증가에 비례하는 높은 속도의 온도 상승을 나타낼 것이다. 각각의 경우에, 온도의 변화는 또한 전기 전도성 재료(50)가 구성되는 재료에 대한 알려진 저항의 열적 계수에 관련된다. 작동의 범위에 대해 온도의 함수로서 저항 의 열적 계수가 알려지는 것으로 가정될 수 있다. 적응성 온도 제어기(10)는 이에 의해 전류, 전압 또는 전력의 변화에 대한 전기 전도성 재료(50)의 응답성을 미리 결정함으로써 원하는 온도의 오버슈트 또는 언더슈트를 회피한다. 대안 실시예에서, 적응성 온도 제어기(10)는 다양한 온도에서 전기 전도성 재료(50)를 위해 사용된 공지의 재료의 룩업 테이블을 포함할 수 있고, 관련된 온도를 결정하기 위해 전기 전도성 재료(50)의 온도에서 적절한 저항의 열적 계수를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 적응성 온도 제어기(10)는 작동 전체에 걸쳐 인가된 전력의 변화의 함수로서 저항의 변화를 기록할 수 있어, 이에 의해 전체에 걸쳐 함수를 맵핑한다.
적응성 온도 제어기(10)는 하나 이상의 전기 전도성 재료(50)를 제어하거나 유지할 수 있다.
또한, 적응성 온도 제어기(10)는 단차형 또는 경사형 온도 증가와 같은 대응 시간 기간에 걸친 또는 특정 디바이스에 대한 다양한 온도를 제공하기 위해 전기 전도성 재료(50)를 제어할 수 있다.
다른 실시예에서, 적응성 온도 제어기(10)는 니켈과 같은 전기 전도성 재료(50)로 구성된 부품(101)과 함께 사용될 수 있다. 일단, 전기 전도성 재료(50)의 저항의 열적 계수가 알려지면, 부품(101)의 온도가 제어될 수 있어 온도는 유사한 비등점을 갖는 화합물 사이의 증가된 분리를 제공하기 위해 단차형 또는 고정된 속도로 증가될 수 있게 될 수 있다.
저항의 결정 및 전력, 전류 또는 전압의 인가에 의해 전기 전도성 재료(50)의 온도를 제어하도록 구성된 적응성 온도 제어기(10)는 종래 기술, 특히 히터 카트리지를 사용하는 온도 제어기에 비해 다수의 장점을 제공한다. 어떠한 개별 히터 카트리지도 가열 요소와 온도 제어기의 중간에 요구되지 않기 때문에, 적응성 온도 제어기(10)의 질량은 이러한 온도 제어기의 질량보다 작다. 더욱이, 열 플럭스가 히터 카트리지와 관련된 특징 위치로부터 나오는 것보다는 더 큰 영역에 걸쳐 분포되기 때문에, 증가된 또는 감소된 온도의 국부화된 영역이 회피될 수 있다. 또한, 열이 칼럼(101)의 길이를 따라 표면으로부터 전달되어 카트리지 히터와 관련된 일 지점으로부터보다는 그 길이를 따라 균일한 분포를 제공하기 때문에 온도가 더 균일하게 분포될 수 있다. 마지막으로, 온도 증가는 열이 외부 요소로부터 열 전도성 재료를 통해 전달되기보다는 전기 전도성 재료(50) 내에서 발생되기 때문에 상당히 신속하게 성취될 수 있다.
도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 부품(101)이 전기 전도성 재료(50)로 구성되어 있는 일 실시예에서, 가열을 생성하기 위한 전력은 적응성 온도 제어기(10)에 의해 공급된다. 이는 마이크로제어기/마이크로프로세서(12)에 의해 제어된 펄스폭 변조 스위칭 공급부(11)를 경유하여 이루어질 수 있지만, 당 기술 분야에 공지되어 있는 다른 공급 제어 시스템이 대안적으로 사용될 수도 있다. 전기 전도성 재료(50)에 공급된 전류는 전류 공급부와 전기 전도성 재료(50) 사이에 배치된 통상적으로 0.1 오옴인 전류 감지 저항(60)을 가로지르는 전압 강하를 검출함으로써 결정될 수 있다. 마찬가지로, 전기 전도성 재료(50)를 가로지르는 전압이 검출된다. 검출된 전압을 적절하게 스케일링하기 위한 증폭기가 대표 신호가 아날로그-디지털 변환기로 통과되기 전에 사용될 수 있다. 이에 의해 예를 들어 초당 1000회에서 얻어진 디지털화된 신호가 마이크로제어기로 통과되고, 여기서 상대 저항값은 오옴의 법칙의 적용에 의해, 즉 변환된 전류값으로 변환된 전압값을 나눔으로써 얻어진다. 상대 저항값은 통상의 비례 적분 미분(PID) 또는 모델 예측(MPC) 제어 알고리즘을 이용하여 온도 제어를 위한 기준 저항값에 대해 비교될 수 있다. 전기 전도성 재료(50)의 온도는 또한 당 기술 분야에 잘 알려져 있는 저항에 온도를 관련시키는 식을 푸는 것에 의해 또는 테이블로부터 값을 보간함으로써 디스플레이 또는 기록을 위해 결정될 수 있다.
온도 상승을 위해, 전류 감지 회로로부터 검출된 신호는 전기 전도성 재료(50) 내의 일정한 전류를 제어하는 것에 의해 온도 변화의 속도, 선형성, 지수성 또는 다른 것을 제어하는데 사용될 수 있다.
도 5에 도시되어 있는 다른 실시예에서, 적응성 온도 제어기(10)는 부품(101) 둘레에 기류를 유도할 수 있는 팬(70) 및 전기 전도성 재료(50)의 온도를 제어하도록 구성될 수 있다. 팬(70)은 부품(101) 및 전기 전도성 재료(50)의 냉각 속도를 증가시키는데 사용될 수 있다.
도 6에 도시되어 있는 다른 실시예에서, 적응성 온도 제어기(10)는 컴퓨터 단말(80)을 포함한다. 컴퓨터 단말(80)은 키보드(81) 및 모니터(82)를 경유하는 제어를 위한 인터페이스를 제공한다. 컴퓨터 단말(80)은 팜(Palm)
Figure pct00001
과 관련된 것들과 같은 통상의 데스크탑 컴퓨터 또는 휴대형 컴퓨터를 포함하는 임의의 컴퓨터일 수 있고, 전기 전도성 재료(50) 교정은 도 7에 도시되어 있는 이하의 단계에서 성취될 수 있다.
1) 단계 701 - 전기 전도성 재료(50)가 구성되는 니켈, 플래티늄 또는 구리와 같은 재료가 식별된다.
2) 단계 702 - 전기 전도성 재료(50)가 구성되는 재료의 정규화된 저항 특징이 적응성 온도 제어기(10)에 의해 식별된다. 이는 온도의 함수로서 재료의 순수 샘플에 대한 정규화된 저항 특징을 제공한다. 그러나, 이 정규화된 저항 특징은 적응성 온도 제어기(10)에 의해 사용을 위해 적용 가능한 저항 특징을 제공하기 위해 기준 온도에서 전기 전도성 재료(50)의 실제 저항으로 스케일링되어야 한다.
3) 단계 703 - 전기 전도성 재료(50)의 온도가 사전 결정된 온도에서 안정화되도록 허용되고, 이 사전 결정된 온도는 전기 전도성 재료(50)가 사용될 수 있는 온도에 근접한 상승된 온도일 수 있다.
4) 단계 704 - 전기 전도성 재료(50)의 온도가 적응성 온도 제어기(10)에 의해 수신된다.
5) 단계 705 - 적응성 온도 제어기(10)가 수신된 온도에서 전기 전도성 재료(50)의 저항을 기록한다. 이는 전기 전도성 재료(50)에 전압 또는 전류를 적어도 1회 공급하고 그를 통해 전도된 전압 또는 전류를 측정함으로써 또는 오옴의 법칙의 임의의 적용에 의해 성취될 수 있다. 이는 적응성 온도 제어기(10)에 의해 또는 외부 멀티미터로부터의 입력에 의해 직접적으로 성취될 수 있다.
6) 단계 706 - 단계 703 내지 706이 선택되는 바에 따라 추가의 온도에 대해 반복된다.
7) 단계 707 - 전기 전도성 재료(50)와 관련된 정규화된 저항 특징에 인가될 스케일 팩터가 통상의 온도에서 실제 저항으로의 정규화된 저항 특징의 비교에 의해 결정된다.
8) 단계 708 - 적응성 온도 제어기(10)가 전기 전도성 재료(50)의 온도를 특정 온도로 변경하기 위해 연산자 또는 컴퓨터 단말(80)로부터의 명령을 수신한다.
9) 단계 709 - 적응성 온도 제어기(10)가 스케일링된 정규화된 저항 특징에 기초하여 연산자 또는 컴퓨터 단말(80)로부터 수신된 온도 명령과 관련된 저항을 결정한다.
10) 단계 710 - 적응성 온도 제어기(10)가 온도 명령과 관련된 전압 또는 전류가 전기 전도성 재료(50)에 인가될 수 있게 한다.
대안적으로, 전기 전도성 재료(50) 교정은 각각의 전기 전도성 재료(50)에 대한 교정의 생성에 의해 성취될 수 있다. 이러한 교정은 전기 전도성 재료(50)가 코발트로 오염된 니켈과 같은 불순물을 포함하는 재료로 구성되는 경우에 특히 유익하다. 이러한 상황에서, 니켈에 대한 순수 재료의 정규화된 저항 특징은 실제 재료의 저항 특징에 일치하지 않는다. 그 결과, 정규화된 저항 특징이 사용되면, 전기 전도성 재료(50)의 실제 온도는 적응성 온도 제어기(10)에 의해 투영된 온도와는 상이할 것이다. 따라서, 비저항 특징 곡선의 생성은 적응성 온도 제어기(10)에 의해 의지될 더 정확한 데이터를 제공할 수 있다. 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 이들 단계는 이하의 단계들을 포함할 수 있다.
1) 단계 801 - 전기 전도성 재료(50)가 가열되고, 이는 오븐 내에 있을 수 있다.
2) 단계 802 - 전기 전도성 재료(50)의 온도가 사전 결정된 온도에서 안정화되도록 허용되고, 이 사전 결정된 온도는 전기 전도성 재료(50)가 사용될 수 있는 온도에 근접하여 상승된 온도일 수 있다.
3) 단계 803 - 전기 전도성 재료(50)의 온도가 적응성 온도 제어기(10)에 의해 수신된다.
4) 단계 804 - 적응성 온도 제어기(10)가 수신된 온도에서 전기 전도성 재료(50)의 저항을 기록한다.
5) 단계 805 - 단계 802 내지 804가 선택되는 바에 따라 추가의 온도에 대해 반복된다.
6) 단계 806 - 전기 전도성 재료(50)에 대한 저항 특징 곡선이 수신된 온도에서 전기 전도성 재료(50)의 저항값에 기초하여 유도된다. 이는 전기 전도성 재료(50)가 구성되는 가정된 재료에 대한 스케일링된 정규화된 저항의 참조를 포함할 수 있다.
7) 단계 807 - 적응성 온도 제어기(10)가 전기 전도성 재료(50)의 온도를 특정 온도로 변경하기 위해 연산자 또는 컴퓨터 단말(80)로부터 명령을 수신한다.
8) 단계 808 - 적응성 온도 제어기(10)가 유도된 저항 특징에 기초하여 연산자 또는 컴퓨터 단말(80)로부터 수신된 온도 명령에 관련된 저항을 결정한다.
9) 단계 809 - 적응성 온도 제어기(10)가 온도 명령과 관련된 전압 또는 전류가 전기 전도성 재료(50)에 인가될 수 있게 한다.
더 큰 크로마토그래피 시스템의 부분으로서 적응성 온도 제어기(10)의 일 실시예가 도 9에 도시되어 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 적응성 온도 제어기(10)는 전류 온도(저항으로부터 결정되고, 교정 데이터에 기초하여 온도의 지시기로서 전류 및 전압의 측정으로부터 식별되는 바와 같이)에 기초하여 제어 알고리즘의 인가에 의해 온도 설정 입력을 수신하고, PWM 전원이 필요에 따라 가열되거나 냉각되는 전기 전도성 재료(50), 여기서 부품(101), 즉 칼럼에 충분한 전류를 공급할 수 있게 한다.
상기 설명에서 이용되고 있는 용어 및 표현은 한정이 아니라 설명의 용어로서 본 명세서에서 사용되고, 이러한 용어 및 표현의 사용에 있어서 도시되어 있고 설명된 특징부 또는 그 부분의 등가물을 배제하는 것을 의도하는 것은 아니다.
10: 적응성 온도 제어기 11: 펄스폭 변조 스위칭 공급부
12: 마이크로제어기/마이크로프로세서 50: 전기 전도성 재료
60: 전류 감지 저항 70: 팬
80: 컴퓨터 단말 101: 부품

Claims (7)

  1. 시스템 부품(101)을 가열하기 위해 전기 전도성 재료(50)와 함께 사용하기 위한 적응성 온도 제어기(10)에 있어서,
    저항을 측정하기 위한 장치로서, 전력, 전류 및 전압으로 이루어진 그룹의 2개의 요소의 측정치를 기록하고, 전력, 전류 및 전압으로 이루어진 그룹의 상기 2개의 요소에 오옴의 법칙을 적용함으로써 상기 전기 전도성 재료(50)의 저항을 결정하는, 상기 저항을 측정하기 위한 장치와;
    상기 전기 전도성 재료(50)와 전기적으로 통신하는 전원(11)으로서, 상기 전기 전도성 재료(50)는 상기 전원(11)으로부터의 상기 전기 통신에 기초하여 온도를 변경하는 것인, 상기 전원(11)과;
    상기 전원(11)의 출력을 제어하기 위한 장치(12)로서, 상기 저항을 측정하기 위한 장치는 상기 전원(11)의 출력을 제어하기 위해 상기 전기 전도성 재료(50)의 저항의 상기 결정을 상기 장치(12)에 출력하는 것인, 상기 전원(11)의 출력을 제어하기 위한 장치(12)
    를 포함하고,
    상기 전원(11)의 출력을 제어하기 위한 상기 장치는, 상기 저항을 측정하기 위한 장치의 출력 및 온도 입력에 기초하여 상기 전기 전도성 재료(50)의 저항의 열적 계수를 결정하고,
    상기 전원(11)의 출력을 제어하기 위한 상기 장치(12)는, 전력, 전압 또는 전류의 그룹 중 하나의 출력에 기초하여 상기 전기 전도성 재료(50)의 온도를 제어하는 것인, 적응성 온도 제어기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 부품(101) 둘레에 기류(air flow)를 유도하기 위한 팬(70)을 더 포함하는 적응성 온도 제어기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 적응성 온도 제어기(10)는 컴퓨터(80)와 통신하는 것인, 적응성 온도 제어기.
  4. 제2항에 있어서, 상기 적응성 온도 제어기(10)는 컴퓨터(80)와 통신하는 것인, 적응성 온도 제어기.
  5. 제4항에 있어서, 상기 적응성 온도 제어기(10)는 컴퓨터(80)와 통신하는 것인, 적응성 온도 제어기.
  6. 시스템 부품(101)을 가열하기 위해 전기 전도성 재료(50)와 함께 사용하기 위한 적응성 온도 제어기(10)의 작동 방법으로서,
    상기 적응성 온도 제어기(10)는,
    저항을 측정하기 위한 장치로서, 전력, 전류 및 전압으로 이루어진 그룹의 2개의 요소의 측정치를 기록하고, 전력, 전류 및 전압으로 이루어진 그룹의 상기 2개의 요소에 오옴의 법칙을 적용함으로써 상기 전기 전도성 재료(50)의 저항을 결정하는, 상기 저항을 측정하기 위한 장치와;
    상기 전기 전도성 재료(50)와 전기적으로 통신하는 전원(11)으로서, 상기 전기 전도성 재료(50)는 상기 전원(11)으로부터의 상기 전기 통신에 기초하여 온도를 변경하는 것인, 상기 전원(11)과;
    상기 전원(11)의 출력을 제어하기 위한 장치(12)로서, 상기 저항을 측정하기 위한 장치는 상기 전원(11)의 출력을 제어하기 위해 상기 전기 전도성 재료(50)의 저항의 상기 결정을 상기 장치(12)에 출력하는 것인, 상기 전원(11)의 출력을 제어하기 위한 장치(12)를 포함하고,
    상기 전원(11)의 출력을 제어하기 위한 상기 장치는, 상기 저항을 측정하기 위한 장치의 출력 및 온도 입력에 기초하여 상기 전기 전도성 재료(50)의 저항의 열적 계수를 결정하고,
    상기 전원(11)의 출력을 제어하기 위한 상기 장치(12)는, 전력, 전압 또는 전류의 그룹 중 하나의 출력에 기초하여 상기 전기 전도성 재료(50)의 온도를 제어하는 것인, 상기 적응성 온도 제어기의 작동 방법에 있어서,
    상기 전기 전도성 재료(50)를 구성하는 재료를 식별하는 것과,
    상기 적응성 온도 제어기(10)가 전기 전도성 재료(50)가 구성되는 상기 재료의 정규화된 저항을 식별하는 것과,
    상기 전기 전도성 재료(50)의 온도가 사전 결정된 온도에서 안정화되도록 허용하는 것과,
    상기 적응성 온도 제어기(10)가 전기 전도성 재료(50)의 온도를 수신하는 것과,
    상기 적응성 온도 제어기(10)가 상기 온도에서의 전기 전도성 재료(50)의 저항을 수신하는 것과,
    상기 적응성 온도 제어기(10)가, 정규화된 저항 특징과 상기 온도에서의 상기 저항과의 비교에 의해 정규화된 저항 특징에 적용될 스케일 팩터를 결정하는 것과,
    상기 적응성 온도 제어기(10)가 전기 전도성 재료(50)의 온도를 특정 온도로 변경하라는 명령을 수신하는 것과,
    상기 적응성 온도 제어기(10)가 전기 전도성 재료(50)의 온도를 특정 온도로 변경하라는 명령을 수신하는 것과,
    상기 적응성 온도 제어기(10)가 수신된 온도 명령과 연관된 전압 또는 전류를 결정하는 것과,
    상기 적응성 온도 제어기(10)가 상기 온도 명령과 연관된 전압 및 전류로 구성된 그룹 중 하나가 전기 전도성 재료(50)에 인가될 수 있게 하는 것
    을 포함하는 적응성 온도 제어기의 작동 방법.
  7. 시스템 부품(101)을 가열하기 위해 전기 전도성 재료(50)와 함께 사용하기 위한 적응성 온도 제어기(10)의 작동 방법으로서, 상기 적응성 온도 제어기(10)는,
    저항을 측정하기 위한 장치로서, 전력, 전류 및 전압으로 이루어진 그룹의 2개의 요소의 측정치를 기록하고, 전력, 전류 및 전압으로 이루어진 그룹의 상기 2개의 요소에 오옴의 법칙을 적용함으로써 상기 전기 전도성 재료(50)의 저항을 결정하는, 상기 저항을 측정하기 위한 장치와;
    상기 전기 전도성 재료(50)와 전기적으로 통신하는 전원(11)으로서, 상기 전기 전도성 재료(50)는 상기 전원(11)으로부터의 상기 전기 통신에 기초하여 온도를 변경하는 것인, 상기 전원(11)과;
    상기 전원(11)의 출력을 제어하기 위한 장치(12)로서, 상기 저항을 측정하기 위한 장치는 상기 전원(11)의 출력을 제어하기 위해 상기 전기 전도성 재료(50)의 저항의 상기 결정을 상기 장치(12)에 출력하는 것인, 상기 전원(11)의 출력을 제어하기 위한 장치(12)를 포함하고,
    상기 전원(11)의 출력을 제어하기 위한 상기 장치는, 상기 저항을 측정하기 위한 장치의 출력 및 온도 입력에 기초하여 상기 전기 전도성 재료(50)의 저항의 열적 계수를 결정하는 것인, 상기 적응성 온도 제어기의 작동 방법에 있어서,
    상기 전기 전도성 재료(50)를 가열하는 것과,
    상기 전기 전도성 재료(50)의 온도가 사전 결정된 온도에서 안정화되도록 허용하는 것과,
    상기 적응성 온도 제어기(10)가 상기 온도를 수신하는 것과,
    상기 적응성 온도 제어기(10)가 상기 온도에서 상기 전기 전도성 재료(50)의 저항의 식별을 수신하는 것과,
    수신된 온도에서 상기 저항의 상기 식별로부터 상기 전기 전도성 재료(50)에 대한 저항 특징 곡선을 유도하는 것과,
    상기 적응성 온도 제어기(10)가 상기 전기 전도성 재료(50)의 온도를 변경하라는 명령을 수신하는 것과,
    상기 적응성 온도 제어기(10)가 상기 저항 특징 곡선으로부터 상기 명령과 관련된 저항을 결정하는 것과,
    상기 적응성 온도 제어기(10)가 상기 명령과 연관된 전압 또는 전류가 상기 전기 전도성 재료(50)에 인가될 수 있게 하는 것
    을 포함하는 적응성 온도 제어기의 작동 방법.
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