JPH05114460A - 加熱ヒータ - Google Patents
加熱ヒータInfo
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- JPH05114460A JPH05114460A JP30098491A JP30098491A JPH05114460A JP H05114460 A JPH05114460 A JP H05114460A JP 30098491 A JP30098491 A JP 30098491A JP 30098491 A JP30098491 A JP 30098491A JP H05114460 A JPH05114460 A JP H05114460A
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Landscapes
- Control Of Resistance Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 外部からの熱流入が問題となる低温域及び極
低温域で、ある特定物の温度を、外部から温度を計測し
て加熱抵抗体への導入電力を操作するに際して、配線の
数を減少させる。 【構成】 加熱ヒータ1とヒータ制御部2とは2本の配
線31,32にて接続され、制御回路部23によって、ヒータ
の温度を計測する温度計測回路部21と、計測した温度に
対応して加熱ヒータへの電力導入をする電源回路部22と
を切換えるものである。
低温域で、ある特定物の温度を、外部から温度を計測し
て加熱抵抗体への導入電力を操作するに際して、配線の
数を減少させる。 【構成】 加熱ヒータ1とヒータ制御部2とは2本の配
線31,32にて接続され、制御回路部23によって、ヒータ
の温度を計測する温度計測回路部21と、計測した温度に
対応して加熱ヒータへの電力導入をする電源回路部22と
を切換えるものである。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は外部からの熱流入が問題
となる低温域あるいは極低温域で、ある特定物の温度を
外部から計測して加熱抵抗体への導入電力を制御する場
合に適用される温度制御用センサを兼ねた加熱ヒータに
関する。
となる低温域あるいは極低温域で、ある特定物の温度を
外部から計測して加熱抵抗体への導入電力を制御する場
合に適用される温度制御用センサを兼ねた加熱ヒータに
関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、発熱抵抗体に通電して加熱する
場合、別に設けた温度センサによって被加熱体の温度を
計測して被加熱体への導入電力を制御することにより、
必要とする温度を確保している。この場合、当然のこと
として発熱抵抗体への電力導入用の配線及び温度計測用
の配線の2組の配線(4本以上)が必要となる。これ
は、発熱抵抗体としてニクロム線等を用いた電気炉、又
は家電ヒータ等での一般的な条件下での加熱操作では十
分であり、殆んど問題はない。
場合、別に設けた温度センサによって被加熱体の温度を
計測して被加熱体への導入電力を制御することにより、
必要とする温度を確保している。この場合、当然のこと
として発熱抵抗体への電力導入用の配線及び温度計測用
の配線の2組の配線(4本以上)が必要となる。これ
は、発熱抵抗体としてニクロム線等を用いた電気炉、又
は家電ヒータ等での一般的な条件下での加熱操作では十
分であり、殆んど問題はない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来方式で
は、外部からの熱流入が問題となる低温域あるいは極低
温域で、ある特定物の温度を、外部から温度を計測して
加熱抵抗体への導入電力を操作して制御する場合に問題
となる。その理由は、低温域あるいは極低温域では外部
からの不必要な熱流入を可能な限り抑える必要があり、
そのため低温域あるいは極低温域の発熱抵抗体への外部
からの配線数を可能な限り少なくすることが必要だから
である。また、このことは真空中及び高真空中内の特定
物の温度を、発熱抵抗体を用いて外部から制御する場合
にも考慮される。この場合は外部からの導入端子の数が
少なければ、真空容器内での作業性等が容易になって、
多くの点で有利となるからである。本発明は上記事情に
鑑みてなされたものであり、発熱体への配線数を減少さ
せるようにした加熱ヒータを提供することを目的として
いる。
は、外部からの熱流入が問題となる低温域あるいは極低
温域で、ある特定物の温度を、外部から温度を計測して
加熱抵抗体への導入電力を操作して制御する場合に問題
となる。その理由は、低温域あるいは極低温域では外部
からの不必要な熱流入を可能な限り抑える必要があり、
そのため低温域あるいは極低温域の発熱抵抗体への外部
からの配線数を可能な限り少なくすることが必要だから
である。また、このことは真空中及び高真空中内の特定
物の温度を、発熱抵抗体を用いて外部から制御する場合
にも考慮される。この場合は外部からの導入端子の数が
少なければ、真空容器内での作業性等が容易になって、
多くの点で有利となるからである。本発明は上記事情に
鑑みてなされたものであり、発熱体への配線数を減少さ
せるようにした加熱ヒータを提供することを目的として
いる。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するため、ヒータ自身を被加熱体の温度を計測する温
度センサとして使用し、配線数を減少させた。この場
合、発熱体の材質としては、その使用する温度範囲で抵
抗値が温度と共に直線的(一次関数的)または単純な関
数の関係で変化する性質を要し、そのために白金,ニッ
ケル,モリブデン及びタングステン等が用いられる。ま
た、発熱抵抗体の構成としては、発熱体であると共に温
度センサとして十分に機能させるため、被加熱体との熱
交換が極めて速く、熱的平衡状態を容易に達成すること
が要求される。そのため本発明では、使用する温度で比
較的大きな熱伝導率を有するアルミナ等のセラミックス
上に発熱抵抗体を膜状に形成して、加熱ヒータとする。
更に、この加熱ヒータは、温度計測及び電源出力を行な
うヒータ制御部と2本の配線により接続されると共に、
ヒータ制御部は、加熱ヒータの温度計測とそれに対応し
た電力導入とを互いに適当な時間間隔で行ない、被加熱
体の温度を必要とされる適正な温度に制御する。
決するため、ヒータ自身を被加熱体の温度を計測する温
度センサとして使用し、配線数を減少させた。この場
合、発熱体の材質としては、その使用する温度範囲で抵
抗値が温度と共に直線的(一次関数的)または単純な関
数の関係で変化する性質を要し、そのために白金,ニッ
ケル,モリブデン及びタングステン等が用いられる。ま
た、発熱抵抗体の構成としては、発熱体であると共に温
度センサとして十分に機能させるため、被加熱体との熱
交換が極めて速く、熱的平衡状態を容易に達成すること
が要求される。そのため本発明では、使用する温度で比
較的大きな熱伝導率を有するアルミナ等のセラミックス
上に発熱抵抗体を膜状に形成して、加熱ヒータとする。
更に、この加熱ヒータは、温度計測及び電源出力を行な
うヒータ制御部と2本の配線により接続されると共に、
ヒータ制御部は、加熱ヒータの温度計測とそれに対応し
た電力導入とを互いに適当な時間間隔で行ない、被加熱
体の温度を必要とされる適正な温度に制御する。
【作用】ヒータ制御部では、予め設定された時間間隔で
加熱ヒータへの通電と温度計測とを交互に切換えて行な
うようにしている。したがって、加熱ヒータの温度計測
と電力導入とを同一配線にて兼用できるため、配線数を
減少できる。
加熱ヒータへの通電と温度計測とを交互に切換えて行な
うようにしている。したがって、加熱ヒータの温度計測
と電力導入とを同一配線にて兼用できるため、配線数を
減少できる。
【0005】
【実施例】以下図面を参照して実施例を説明する。図1
は本発明による加熱ヒータ1とヒータ制御部2との接続
関係を示しており、ここでは2本の配線31,32によりヒ
ータ制御部と接続されている。そしてヒータ制御部はヒ
ータの温度を計測する温度計測回路部21と、計測した温
度に対応して加熱ヒータへ電力導入する電源回路部22
と、前記した温度の計測と電力導入とを適当な時間間隔
で切換えをすると共に、全体の制御も行なう制御回路部
23と、切換スイッチ24とからなっている。
は本発明による加熱ヒータ1とヒータ制御部2との接続
関係を示しており、ここでは2本の配線31,32によりヒ
ータ制御部と接続されている。そしてヒータ制御部はヒ
ータの温度を計測する温度計測回路部21と、計測した温
度に対応して加熱ヒータへ電力導入する電源回路部22
と、前記した温度の計測と電力導入とを適当な時間間隔
で切換えをすると共に、全体の制御も行なう制御回路部
23と、切換スイッチ24とからなっている。
【0006】また、加熱ヒータはセラミックス・ヒータ
によって作製した。セラミックス・ヒータそのものは周
知であるため、特に図示はしないが、96%のアルミナ・
グリーンシート上に、白金ペーストを用いて厚膜印刷法
により発熱抵抗体をパターン印刷し、その後、約1600℃
で焼成して形成した。また使用した白金ペーストは、白
金粉体にアルミナ粉体を約16重量%添加した混合物に、
有機ビークルを加えて作製した。なお、焼成後のセラミ
ックス・ヒータでは、基板の外形は長さ8cm,幅4cm,
厚さ0.635 mmで、白金発熱抵抗体はパターンの全長約10
0 cm,膜厚約16μm,膜の幅約0.4 mmで形成され、抵抗
値は室温で約60Ωであった。更に、このセラミックス・
ヒータはヒータ用の銅製の容器内にアルミナを添加した
接着剤を用いて固定し、またヒータ用の銅容器は、外形
の長さ84mm,幅44mm,高さ6mmで銅の厚さは2mmであっ
た。
によって作製した。セラミックス・ヒータそのものは周
知であるため、特に図示はしないが、96%のアルミナ・
グリーンシート上に、白金ペーストを用いて厚膜印刷法
により発熱抵抗体をパターン印刷し、その後、約1600℃
で焼成して形成した。また使用した白金ペーストは、白
金粉体にアルミナ粉体を約16重量%添加した混合物に、
有機ビークルを加えて作製した。なお、焼成後のセラミ
ックス・ヒータでは、基板の外形は長さ8cm,幅4cm,
厚さ0.635 mmで、白金発熱抵抗体はパターンの全長約10
0 cm,膜厚約16μm,膜の幅約0.4 mmで形成され、抵抗
値は室温で約60Ωであった。更に、このセラミックス・
ヒータはヒータ用の銅製の容器内にアルミナを添加した
接着剤を用いて固定し、またヒータ用の銅容器は、外形
の長さ84mm,幅44mm,高さ6mmで銅の厚さは2mmであっ
た。
【0007】図2は加熱ヒータの特性を試験するために
用いた実験装置であり、加熱ヒータは真空中で低温とな
るように構成されている。即ち、加熱ヒータ1は熱伝導
の良い銅製の治具33の上に固定され、その固定された部
分は真空容器34内に設置された。また銅製の治具の反対
側端部は、加熱ヒータを低温に冷却するため、液体窒素
35が満たされた外部容器36内に挿入された。37は実験で
の温度計測を行なう熱電対であり、2は前記したヒータ
制御部であって加熱ヒータ1とは配線31,32にて接続さ
れる。これにより加熱ヒータは真空度約0.1 〜0.001 To
rrで、電力導入がない状態で、その表面温度が約80Kに
なるように保たれた。なお、加熱ヒータの表面温度は熱
電対37にて測定される。
用いた実験装置であり、加熱ヒータは真空中で低温とな
るように構成されている。即ち、加熱ヒータ1は熱伝導
の良い銅製の治具33の上に固定され、その固定された部
分は真空容器34内に設置された。また銅製の治具の反対
側端部は、加熱ヒータを低温に冷却するため、液体窒素
35が満たされた外部容器36内に挿入された。37は実験で
の温度計測を行なう熱電対であり、2は前記したヒータ
制御部であって加熱ヒータ1とは配線31,32にて接続さ
れる。これにより加熱ヒータは真空度約0.1 〜0.001 To
rrで、電力導入がない状態で、その表面温度が約80Kに
なるように保たれた。なお、加熱ヒータの表面温度は熱
電対37にて測定される。
【0008】図3,図4は本発明による加熱ヒータに関
する実験結果を示したものであり、図3は温度の計測及
び電力導入の各切換え操作での、ヒータ制御部から加熱
ヒータへ流れる電流値の変化を示す。即ち、温度の計測
は加熱ヒータへ約30mAの電流を約0.5 秒間流すことに
より行ない、加熱ヒータの発熱操作は約1.5 A(80Kの
温度で約2.5 Wの発熱量)の電流を約3秒間流すことに
よって行なっている。また、これらの動作中での温度の
計測の結果、上限設定温度(本実験では100 K)以上の
値に達した場合は、発熱ヒータの発熱操作のための電力
導入は行なわず、温度の計測だけが続行され、下限設定
温度(本実験では98K)になった場合には、再び約3秒
間の発熱操作が行なわれた。図4は上記設定温度にて、
加熱ヒータへの電力導入のON−OFF操作を行なった
ときの加熱ヒータの表面温度の変化を示す。この結果、
表面温度は上限値約100 K,下限値約97Kの間で温度制
御が可能であった。
する実験結果を示したものであり、図3は温度の計測及
び電力導入の各切換え操作での、ヒータ制御部から加熱
ヒータへ流れる電流値の変化を示す。即ち、温度の計測
は加熱ヒータへ約30mAの電流を約0.5 秒間流すことに
より行ない、加熱ヒータの発熱操作は約1.5 A(80Kの
温度で約2.5 Wの発熱量)の電流を約3秒間流すことに
よって行なっている。また、これらの動作中での温度の
計測の結果、上限設定温度(本実験では100 K)以上の
値に達した場合は、発熱ヒータの発熱操作のための電力
導入は行なわず、温度の計測だけが続行され、下限設定
温度(本実験では98K)になった場合には、再び約3秒
間の発熱操作が行なわれた。図4は上記設定温度にて、
加熱ヒータへの電力導入のON−OFF操作を行なった
ときの加熱ヒータの表面温度の変化を示す。この結果、
表面温度は上限値約100 K,下限値約97Kの間で温度制
御が可能であった。
【0009】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば加
熱ヒータの発熱抵抗体自身を温度制御用の温度センサと
して兼用する構成としたので、以下に列挙する効果を奏
する。 温度計測と電力導入とを同一の配線で行なえるた
め、加熱ヒータ用の配線は2本ですむ。 上記加熱ヒータを低温域あるいは極低温域で用いた
場合、配線の数が少ないため、外部からの不必要な熱流
入を低減できる。 外部との気密性が問題となる真空中及び高真空中で
用いる場合、真空容器への導入端子の数を減らすことが
でき、作業性,操作性等、多くの面で有利となる。ま
た、端子等の低減により、外部との真空破壊(リーク)
の危険性も減らすことができる。 アルミナ等のセラミックス・グリーンシート基板,
セラミックス焼成基板等の上に厚膜印刷法で作製するこ
とにより、低コストで大量生産できる。また円形,四角
形,ドーナツ状,三日月状,パイプ状等、用途に合せて
様々な形状の加熱ヒータを作製できる。 熱伝導率の大きなセラミックスまたは熱伝導率の大
きな金属等と組合せたセラミックスを用いることによ
り、適正な応答速度のヒータを構成できる。
熱ヒータの発熱抵抗体自身を温度制御用の温度センサと
して兼用する構成としたので、以下に列挙する効果を奏
する。 温度計測と電力導入とを同一の配線で行なえるた
め、加熱ヒータ用の配線は2本ですむ。 上記加熱ヒータを低温域あるいは極低温域で用いた
場合、配線の数が少ないため、外部からの不必要な熱流
入を低減できる。 外部との気密性が問題となる真空中及び高真空中で
用いる場合、真空容器への導入端子の数を減らすことが
でき、作業性,操作性等、多くの面で有利となる。ま
た、端子等の低減により、外部との真空破壊(リーク)
の危険性も減らすことができる。 アルミナ等のセラミックス・グリーンシート基板,
セラミックス焼成基板等の上に厚膜印刷法で作製するこ
とにより、低コストで大量生産できる。また円形,四角
形,ドーナツ状,三日月状,パイプ状等、用途に合せて
様々な形状の加熱ヒータを作製できる。 熱伝導率の大きなセラミックスまたは熱伝導率の大
きな金属等と組合せたセラミックスを用いることによ
り、適正な応答速度のヒータを構成できる。
【図1】本発明による加熱ヒータの一実施例の構成図。
【図2】加熱ヒータの特性を試験するために用いた実験
装置の図。
装置の図。
【図3】温度の計測及び電力の導入の各切換え操作を説
明するタイムチャート。
明するタイムチャート。
【図4】加熱ヒータへの電力導入のON−OFF操作を
行なったときの、加熱ヒータの表面温度の変化を示す
図。
行なったときの、加熱ヒータの表面温度の変化を示す
図。
1 加熱ヒータ 2 ヒータ制御部 21 温度計測回路部 22 電源回路部 23 制御回路部 24 切換スイッチ 31,32 配線 33 銅製の治具 34 真空容器 35 液体窒素 36 容器 37 熱電対
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 賢司 埼玉県熊谷市大字三ケ尻5310番地 秩父セ メント株式会社内フアインセラミツクス本 部内 (72)発明者 秋濱 良三 埼玉県熊谷市大字三ケ尻5310番地 秩父セ メント株式会社内フアインセラミツクス本 部内 (72)発明者 岡田 倫夫 埼玉県熊谷市大字三ケ尻5310番地 秩父セ メント株式会社内フアインセラミツクス本 部内 (72)発明者 阿保 一夫 埼玉県熊谷市大字三ケ尻5310番地 秩父セ メント株式会社内フアインセラミツクス本 部内 (72)発明者 持田 修 埼玉県熊谷市大字三ケ尻5310番地 秩父セ メント株式会社内フアインセラミツクス本 部内 (72)発明者 市川 正信 埼玉県熊谷市大字三ケ尻5310番地 秩父セ メント株式会社内フアインセラミツクス本 部内
Claims (4)
- 【請求項1】 発熱抵抗体がそれ自身の発熱を制御する
ための温度センサを兼ねたことを特徴とする加熱ヒー
タ。 - 【請求項2】 外部からの熱流入が問題となる低温及び
極低温域で用いることを特徴とする請求項1記載の加熱
ヒータ。 - 【請求項3】 外部との気密性が問題となる真空中及び
高真空中で用いることを特徴とする請求項1又は請求項
2記載の加熱ヒータ。 - 【請求項4】 被加熱体との熱的接触を良くするため
に、セラミックス上に発熱体を形成したことを特徴とす
る請求項1又は請求項2又は請求項3記載の加熱ヒー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30098491A JPH05114460A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 加熱ヒータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30098491A JPH05114460A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 加熱ヒータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05114460A true JPH05114460A (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=17891431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30098491A Pending JPH05114460A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 加熱ヒータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05114460A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002296121A (ja) * | 2001-04-02 | 2002-10-09 | Mitsuteru Kimura | 温度測定装置 |
| JP2008018789A (ja) * | 2006-07-11 | 2008-01-31 | Denso Corp | 車両用座席装置及びその製造方法 |
| KR20160069553A (ko) * | 2014-12-08 | 2016-06-17 | 주식회사 디세라텍 | 세라믹 허니콤 히터를 이용한 연속식 유체가열장치 |
| JP2020503902A (ja) * | 2017-01-18 | 2020-02-06 | ケーティー・アンド・ジー・コーポレーション | エアロゾル生成装置、その制御方法、及びそれを含む充電システム |
| JP2020529010A (ja) * | 2017-07-27 | 2020-10-01 | ワトロー エレクトリック マニュファクチュアリング カンパニー | ヒータシステムの性能を測定及び制御するためのセンサシステム及び一体型ヒータ−センサ |
-
1991
- 1991-10-21 JP JP30098491A patent/JPH05114460A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002296121A (ja) * | 2001-04-02 | 2002-10-09 | Mitsuteru Kimura | 温度測定装置 |
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| US7928341B2 (en) | 2006-07-11 | 2011-04-19 | Denso Corporation | Passenger seat having occupant detector for automotive vehicle |
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