JP2000249643A - 冷熱衝撃試験装置 - Google Patents
冷熱衝撃試験装置Info
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Abstract
要があった。 【解決手段】低温室の冷却能力と目標温度到達時間及び
高温室の加熱能力と目標温度到達時間の関係を演算し、
低温試験中は高温室の電気加熱器の運転を、また高温試
験中は低温室の冷凍機及び電気加熱器の運転を制御する
ことにより、消費電力量を節減する効果がある。
Description
等の冷却,加熱の繰返し試験を行う冷熱衝撃試験装置に
係り、特に冷却装置としての圧縮式冷凍機(冷凍機)と
加熱装置としての電気加熱器の省電力運転に関するもの
である。
し試験を行う冷熱衝撃試験装置としては、例えば、特開
平4−194725 号公報記載のものがある。これは、試験室
と該試験室に隣接する低温室及び高温室を備え、これら
低温室及び高温室に蓄えられた低温及び高温の気体を交
互に試験室に送り込んで、試験室内の電子部品・半導体
等の試料を急速に冷却あるいは加熱して熱的な衝撃を加
えるものである。
の冷却能力と電気加熱器の加熱能力を平衡させ、決めら
れた温度に調節し保持されている。
電気加熱器の加熱能力を制御して、決められた温度に調
節し保持されている。
低温室の冷凍機と電気加熱器、及び高温室の電気加熱器
は本冷熱衝撃試験装置が運転中は常時運転状態である。
本冷熱衝撃試験装置は、低温あるいは高温の気体を必要
な時に試験室に送り込むものであり、その時の低温及び
高温の気体の温度が試験条件を満足すれば良いものであ
り、必要時以外は低温室の冷却運転及び高温室の加熱運
転は不要であり、常時運転状態にすることは余分な電力
を消費するものであった。
抑えた冷熱衝撃試験装置を提供することにある。
め、本発明は低温室の温度,熱容量と次に低温試験にな
るまでの時間に対応して不要な冷凍機及び電気加熱器の
運転を制御するものである。
を制御するものである。
基づいて説明する。
2は従来装置の各室の温度変化を示すタイムチャート図
を、図3は冷熱衝撃試験装置の制御回路図を示す。
室1に収納し、該試験室内を低温環境と高温環境とに交
互に急速変化させて試料の冷熱衝撃試験を行うもので、
試験室1とその試験室1に対してそれぞれ独立する冷風
発生用低温室2及び熱風発生用高温室3とを備えてい
る。
風を試験室1に流入させる冷風供給口4及び試験室1内
の冷風を排出させる冷風排出口5が設けられている。そ
の冷風供給口4及び排出口5には、これを開閉する冷風
切替ダンパ6及び7が設けられている。
熱風を試験室内に流入させる熱風供給口8及び熱風排出
口9が設けられている。その熱風供給口8及び熱風排出
口9には、これを開閉する熱風切替ダンパ10および1
1が設けられている。
する蒸発器12と、冷却された空気を所定温度に調節保
持する電気加熱器13が設置されるとともに、調節保持
された冷却空気(冷風)を試験室1に送るための送風機
15が設置され、準備運転段階における冷風を循環させ
る冷風バイパス通路16が設けられている。ここで、蒸
発器12は冷凍機を使用した冷凍サイクル(図示せず)
の一部を構成し、冷熱源となるものである。
冷材14が配置されている。電動機17は、送風機15
の駆動用である。また冷風が冷風バイパス通路16を通
るときには、冷風切替ダンパ6,7が実線のごとく閉じ
た状態である。
熱する電気加熱器18と電気加熱器18の熱を蓄熱し、
加熱された空気を所定温度に保持する蓄熱材19と、こ
の加熱空気(熱風)を試験室1に送るための送風機20
とが配置されるとともに、準備運転段階において熱風を
循環させる熱風バイパス通路21が設けられている。電
動機22は送風機20の駆動用である。また準備運転段
階においては、熱風が熱風バイパス通路21を通るとき
には、熱風切替ダンパ10,11が実線のごとく閉じた
状態である。
装置の動作を説明する。試料の冷熱衝撃試験を行う場
合、まず準備運転が行われる。低温室2では、低温切替
ダンパ6,7を閉じることにより(図1の実線で示
す)、空気は冷風バイパス通路16と蒸発器12と電気
加熱器13を循環し(図1の破線矢印で示す)、低温室
温度32を試験室1の低温試験温度より約10℃低めに
なるまで冷却運転が行われる。低温室温度は該室内に設
置したセンサ(図示せず)にて監視し、冷凍機による冷
凍サイクルの冷却能力と電気加熱器13の加熱能力を平
衡させて設定温度に調節保持している。
0,11を閉じることにより、空気は熱風バイパス通路
21と電気加熱器18を循環し(図1の破線矢印で示
す)、高温室温度33を試験室1の高温試験温度より約
10℃高めになるまで加熱運転が行われる。高温室温度
は該室内に設置したセンサ(図示せず)にて監視し、電
気加熱器18の加熱能力を制御して設定温度に調節保持
している。
度に到達すると、準備運転が終了し、試験サイクル運転
を始める。この場合、低温試験の時は、冷風切替ダンパ
6,7が開き(図1の破線で示す)低温室2の低温空気
は冷風供給口4及び冷風排出口5を経由して試験室1内
を循環し試験室1及び試料の温度31を低下させてい
る。この時蓄冷材14の冷熱量を放出し、速やかに試験
室1内を所定低温試験温度に到達させている。またこの
低温試験時は、試験室1内に設置したセンサ(図示せ
ず)にて温度を監視し、冷凍機及び電気加熱器13の冷
却及び加熱能力を制御して循環空気温度を低温試験温度
に調節保持している。
パ6,7は閉じ、熱風切替ダンパ10,11が開いて高
温室3の熱風を試験室1に送り込んで高温試験を開始す
る。低温室2は再び準備運転と同じ運転となり、低温室
温度34を試験室1の低温試験温度より約10℃低めに
調節保持する。
及び電気加熱器の制御方式について説明する。
タ60にて制御されている。操作部61は試験温度,試
験時間等の設定機能と、運転停止の入力機能を有してい
る。試験室/低温室/高温室の各温度はセンサ55,5
6,57(白金測温体,熱電対等)にて測定している。
操作部61にて運転を指示すると、設定条件(各室の温
度,試験時間)に基づいて装置の運転を開始する。
切替ダンパ49,熱風切替ダンパ50,低温室電動機5
1,高温室電動機52はマイクロコンピュータ60によ
るリレー41〜45の出力で動作する。
電気加熱器54はマイクロコンピュータの指示により駆
動回路58,59を介してサイリスタ46,47にて制
御している。
及び47を一定時間内(例えば、3秒)のON/OFF
する比率を変化させて加熱能力を調節している。このO
N/OFFする比率は、設定温度と現在の測定温度との
差を演算し、PID制御にて変化させている。
と、回転数を変えるインバータ制御の方式がある。
及び電気加熱器は冷熱衝撃試験中は運転状態となる。本
冷熱衝撃試験装置は、低温あるいは高温の気体を必要な
時に試験室1に送り込むものであり、その時の低温及び
高温の気体の温度が試験温度を満足すればよいもので、
必要時以外は低温室2の冷却運転及び高温室3の加熱運
転は不要であり、常時運転状態にすることは余分な電力
を消費するものであった。
方法を提供するものであり、以下この制御方法を説明す
る。
は、低温室の温度は低温試験温度と同じであり、次の低
温試験開始までに約10℃低下させる必要がある。この
10℃低下させるための時間が高温試験時間より短けれ
ば、冷凍機および電気加熱器13をOFFさせるもので
ある。
度は外部からの侵入熱により、徐々に上昇してくる。従
って、次に低温試験となるまでの時間と目標の(試験温
度−10℃)までの冷却時間を比較し、必要な時期に冷
凍機及び電気加熱器13をONさせるものである。
N/OFFさせる判定条件を示すものである。横軸に運
転目標温度(低温室の場合:試験温度−10℃)と現在
の低温室温度との差を、縦軸に低温室の冷却到達時間を
示す。ON/OFF判定線70より上部IはOFF領域
を、下部IIはON領域を示す。
室の熱容量により異なるが、準備運転時に適宜温度と経
過時間を測定して、マイクロコンピュータにて求めるこ
とができる。これを図5に示す。準備運転では低温室の
温度は、図5に示すように時間の経過と共に低下してい
く。そして各時間での低温室温度を記憶させておけば、
目標温度に到達する時間△tと△Dが求まり、これを元
に図4のON/OFF判定条件のグラフ70を決定でき
る。
(高温試験の残時間)までの時間t1と[目標温度−現
在温度]D1の交点イがON/OFF判定条件線70よ
り上であれば、OFF状態を継続し、時間が経過して該
時間t2と該温度差D2の交点ロがON/OFF判定条
件線70と交差したら、冷凍機及び電気加熱器13をO
Nし、低温室の温度を冷却することとする。
記と同様に行い、必要な時のみ加熱することとする。
行するものである。
高温試験の時は(2)で次の低温試験時間(高温試験の
残時間)までの時間を演算し、(3)で低温室の温度を
計測し、これらの値を用いて(4)で図4のON/OF
F判定を行い、図4の領域IIの時は(5)低温室の冷凍
機および電気加熱器をONさせる。領域Iの時は冷凍機
及び電気加熱器の制御は変更させない。
(9)に従って高温室の電気加熱器を制御する。
度変化と冷凍機,電気加熱器の動作タイムチャートを図
7に示す。
高温室の温度との関係により、高温室の電気加熱器がO
FF(36,36′),ON(37,37′)動作を行
う。一方高温試験時は、次の低温試験までの時間と低温
室の温度との関係により、低温室の冷凍機及び電気加熱
器がOFF(38,38′,38″),ON(39,3
9′,39″)動作を行い、OFFの期間は消費電力量
の節減が行われることになる。なお、運転開始の準備運
転時は、設定温度と現在温度の差が大きいこと及び早期
に試験を開始させるため全運転を行うこととする。
するものをON/OFF制御するものであるが、インバ
ータ制御の場合には冷凍機をOFFしないで回転数を最
低回転数に低下させ、電気加熱器の出力もこの冷凍機の
冷却能力に見合った加熱能力まで低下させ、平衡制御さ
せることも可能であり、消費電力量が少なくなる。
室の温度,熱容量、次の低温試験までの時間を考慮して
冷凍機及び電気加熱器の運転を制御することにより、消
費電力量を節減する効果がある。
を制御して消費電力量を節減する効果がある。
図。
フ。
御フローチャート図。
凍機・電気加熱器の動作タイムチャート図。
口、5…冷風排出口、6,7,49…冷風切替ダンパ、
8…熱風供給口、9…熱風排出口、10,11,50…
熱風切替ダンパ、12…蒸発器、13…電気加熱器、1
4…蓄冷材、15,20…送風機、16…冷風バイパス
通路、17,22…電動機、18…電気加熱器、19…
蓄熱材、21…熱風バイパス通路、31…試験室温度、
32,34…低温室温度、33,35…高温室温度、3
6,36′…高温室電気加熱器OFF点、37,37′
…高温室電気加熱器ON点、38,38′,38″…低
温室冷凍機・電気加熱器OFF点、39,39′,3
9″…低温室冷凍機・電気加熱器ON点、41…冷凍機
用リレー、42…冷風切替ダンパ用リレー、43…熱風
切替ダンパ用リレー、44…低温室電動機用リレー、4
5…高温室電動機用リレー、46,47…サイリスタ、
48…冷凍機、51…低温室電動機、52…高温室電動
機、53…低温室電気加熱器、54…高温室電気加熱
器、55,56,57…温度センサ、58,59…サイ
リスタ駆動回路、60…マイクロコンピュータ、61…
操作部、70…ON/OFF判定線。
Claims (1)
- 【請求項1】試験室,低温室,高温室を各独立に設け、
冷凍機を備えた冷凍装置と電気加熱器により低温室内の
気体を冷却するとともに、電気加熱器により高温室内の
気体を加熱し、該加熱された気体と前記冷却された気体
を交互に試験室に送り込んで試験室内に配置された試料
を加熱冷却する冷熱衝撃試験装置において、低温試験中
は高温室の電気加熱器の運転を、高温試験中は低温室の
冷凍機及び電気加熱器の運転を制御することを特徴とす
る冷熱衝撃試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11055092A JP2000249643A (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 冷熱衝撃試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11055092A JP2000249643A (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 冷熱衝撃試験装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000249643A true JP2000249643A (ja) | 2000-09-14 |
| JP2000249643A5 JP2000249643A5 (ja) | 2006-01-05 |
Family
ID=12989105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11055092A Withdrawn JP2000249643A (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 冷熱衝撃試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000249643A (ja) |
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1999
- 1999-03-03 JP JP11055092A patent/JP2000249643A/ja not_active Withdrawn
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