JPH0152676B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、材料試験機等の電気炉において、
被熱体の温度および温度分布を調整する装置に関
し、特に、複数個のヒータを有する電気炉に、炉
内へ装入される被熱体に取付けられる複数個の被
熱体温度検出器と、被熱体から離して炉内に別置
される炉内温度検出器とを設け、各温度検出器の
出力信号と温度設定器の出力信号とを演算器で比
較演算し、昇温時には被熱体温度検出器の出力信
号に基づいてヒータを制御し、保温時には炉内温
度検出器の出力信号に基づきヒータを制御して、
被熱体の温度を自動的に調整するものである。

一般に、材料の特定温度状態における強度その
他の性質を試験するための材料試験機等には、試
験片を装入して加熱し、昇温した後一定温度に保
持するための電気炉が用いられている。

従来、このような電気炉の温度調整装置として
は、炉内温度を検出してヒータへの供給電力を制
御する方式のものと、被熱体の温度を直接検出し
てヒータへの供給電力を制御する方式のものとが
あつた。しかしながら、炉内温度と被熱体温度と
は必ずしも一致せず、また、被熱体の各部分の温
度分布も一定とは限らないため、炉内温度を検出
して制御する方式では正確な、被熱体の温度調整
を行うことが出来ない。

これに対し、被熱体の温度を直接検出して制御
する方式は、正常な状態では正確な被熱体の温度
調整が可能であるが、被熱体が大きく変形した
り、破壊されたりする場合、被熱体から温度検出
器が離れ、実際の被熱体温度が検出されず異なる
値を示す。従つて、何れの方式においても温度調
整は不完全であり材料試験の結果に誤差を生じ、
その信頼性を損う虞れがあつた。

この発明は、電気炉の温度調整装置における上
記問題を解決するものである。而して、この発明
の目的は、被熱体の温度と温度分布とを正確に調
整することのできる電気炉の被熱体温度調整装置
を提供するにあり、また、この発明の目的は、被
熱体の変形、破壊によつて被熱体温度検出器が被
熱体から離れて実際の温度と異なる値を示す場合
でも、被熱体の温度を調整可能な電気炉の被熱体
温度調整装置を提供するにあり、さらに、この発
明の目的は、被熱体の温度分布を一定に維持しな
がら試験を行うことができる信頼性の高い材料試
験機を提供するにある。

すなわち、この発明は、図示する実施例の如
く、複数個のヒータ１ａ，１ｂ，１ｃを有する電
気炉２において、該電気炉２内に装入される被熱
体３に取付けられて被熱体温度を検出する複数個
の被熱体温度検出器４ａ，４ｂ，４ｃと、電気炉
２内に被熱体３と別置されて炉内温度を検出する
炉内温度検出器５と、被熱体３の温度を設定する
温度設定器６と、前記被熱体温度検出器４ａ，４
ｂ，４ｃ、炉内温度検出器５、温度設定器６が接
続されており、各被熱体温度検出器４ａ，４ｂ，
４ｃの出力信号と温度設定器６の設定信号とを
夫々比較し偏差に応じて各ヒータ１ａ，１ｂ，１
ｃへ供給すべき電力を演算してヒータ電力制御信
号を出力し、かつ、偏差が所定値以下に達したと
き各被熱体温度検出器４ａ，４ｂ，４ｃの出力信
号と炉内温度検出器５の出力信号とから被熱体温
度と炉内温度との差および各ヒータ１ａ，１ｂ，
１ｃへ供給すべき電力の比を演算しその後炉内温
度検出器５の出力信号および前記温度差に基づき
各ヒータ１ａ，１ｂ，１ｃへ供給すべき電力を前
記電力比を保つようにしながら演算してヒータ電
力制御信号を出力する演算器７を設けたことを特
徴とする電気炉２の被熱体温度調整装置に係る。

以下図面に基づいてこの発明を説明する。第１
図は、この発明の一実施例の構成を示すブロツク
図である。複数個のヒータ１ａ，１ｂ，１ｃを有
する電気炉２は、内部に高温状態での試験を行う
試験片３が被熱体として装入されている。試験片
３にはその各部分の温度を検出するための複数個
の被熱体温度検出器４ａ，４ｂ，４ｃが取付けら
れている。また、この電気炉２内には、試験片３
から離れた位置に炉内温度検出器５が設置されて
いる。これらの温度検出器４ａ，４ｂ，４ｃ，５
としては一般に熱電対が用いられる。被熱体温度
検出器４ａ，４ｂ，４ｃおよび炉内温度検出器５
は、アナログスイツチ８、アナログ―デジタル変
換器９を介して演算器７に接続されている。アナ
ログスイツチ８は、各温度検出器４ａ，４ｂ，４
ｃ，５の出力信号を順次切換えるための切換スイ
ツチ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄで構成されており、
演算器７から接続されているスイツチ選択回路１
１からの選択信号により切換えが行なわれる。ま
た、演算器７には、試験片３の温度を設定するた
めの温度設定器６が接続されている。さらに、演
算器の出力側には、各ヒータ１ａ，１ｂ，１ｃを
制御するためのヒータ電力制御回路１２ａ，１２
ｂ，１２ｃが接続されており、このヒータ電力制
御回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃには、各々、デジ
タル―アナログ変換器１３ａ，１３ｂ，１３ｃ・
サイリスタ駆動回路１４ａ，１４ｂ，１４ｃ・サ
イリスタ１５ａ，１５ｂ，１５ｃが設けられてい
る。温度調整を行なう際には、温度設定器６によ
つて試験片３の維持すべき温度が設定される。被
熱体温度検出器４ａ，４ｂ，４ｃ、炉内温度検出
器５の出力するアナログ信号は、スイツチ選択回
路１１からの選択信号を受けて切換えられるアナ
ログスイツチ８によつて順次スキヤンニングさ
れ、アナログ―デジタル変換器９を通してデジタ
ル信号に変換された後演算器７へ入力される。演
算器７は、まず、各被熱体温度検出器４ａ，４
ｂ，４ｃからの信号と、温度設定器６の設定信号
とをそれぞれ比較し、偏差があれば偏差に応じて
電気炉２の各ヒータ１ａ，１ｂ，１ｃへ供給すべ
き電力を演算し、ヒータ電力を制御するため、供
給すべき電力に相応するデジタル信号を出力す
る。このデジタル信号は、デジタル―アナログ変
換器１３ａ，１３ｂ，１３ｃによりアナログ信号
に変換された後、サイリスタ駆動回路１４ａ，１
４ｂ，１４ｃを経てサイリスタ１５ａ，１５ｂ，
１５ｃを作動させ、ヒータ１ａ，１ｂ，１ｃに電
力を送る。

このようにして試験片３が加熱され設定温度近
くまで昇温すると、被熱体温度検出器４ａ，４
ｂ，４ｃからの信号と温度設定器６の設定信号と
の偏差が極めて小さくなり、所定値以下となつた
時点で、演算器７が昇温完了を判断する。昇温が
完了すると、演算器７は、被熱体温度検出器４
ａ，４ｂ，４ｃからの信号と炉内温度検出器５か
らの信号とにより、試験片３各部の温度と炉内温
度との温度差、および、保温のために各ヒータ１
ａ，１ｂ，１ｃに供給すべき電力の比を演算し、
以後炉内温度検出器５からの信号に基づいて各ヒ
ータ１ａ，１ｂ，１ｃへの供給電力比を保つよう
にしながら試験片３の温度を一定に維持するヒー
タ電力制御信号を出力する。

上述の如く、この装置によれば、昇温過程では
被熱体温度検出器４ａ，４ｂ，４ｃの検出信号に
基づいてヒータ１ａ，１ｂ，１ｃを制御するため
正確かつ迅速な試験片３の温度調整を行うことが
できる。また、保温過程では、炉内温度検出器５
の検出信号に基づいてヒータ１ａ，１ｂ，１ｃが
制御されるので、試験片３が各種試験のため大き
く変形したり破壊したりする場合に、試験片３か
ら被熱体温度検出器４ａ，４ｂ，４ｃが離れ、実
際と異る値を示したとしても支障が生じず、あら
かじめ、試験片温度と炉内温度との温度差は演算
処理されているので、同一温度を維持しながら試
験を継続することができ誤差を生ずる虞れがな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例の構成を示すブ
ロツク図、図中１ａ，，１ｂ，１ｃはヒータ、２
は電気炉、３は試験片、４ａ，４ｂ，４ｃは被熱
体温度検出器、５は炉内温度検出器、６は温度設
定器、７は演算器、である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数個のヒータを有する電気炉において、該
   電気炉内に装入される被熱体に取り付けられて被
   熱体温度を検出する複数個の被熱体温度検出器
   と、電気炉内に被熱体と別置されて炉内温度を検
   出する炉内温度検出器と、被熱体の温度を設定す
   る温度設定器と、前記被熱体温度検出器、炉内温
   度検出器、温度設定器が接続されており、各被熱
   体温度検出器の出力信号と温度設定器の設定信号
   とを夫夫比較し偏差に応じて各ヒータへ供給すべ
   き電力を演算してヒータ電力制御信号を出力し、
   かつ、偏差が所定値以下に達したとき各被熱体温
   度検出器の出力信号と炉内温度検出器の出力信号
   とから被熱体温度と炉内温度との差および各ヒー
   タへ供給すべき電力の比を演算し、その後炉内温
   度検出器の出力信号および前記温度差に基づき各
   ヒータへ供給すべき電力を前記電力比を保つよう
   にしながら演算してヒータ電力制御信号を出力す
   る演算器とを設けたことを特徴とする電気炉の被
   熱体温度調整装置。