JPH054012Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、ムーニービスコメータ等に用いられ
る温度制御装置に関する。

［従来の技術］ 試料であるゴム材料をヒータ付きの熱盤中で加
熱して、生ゴムの粘土または加硫ゴムの加硫特性
を測定するムーニービスコメータがある。このム
ーニービスコメータの熱盤の温度は、温度制御装
置により目標温度となるように自動制御される。
ところで、試験に際して室温のゴム試料を熱盤の
中に装入すると、熱盤は急速に冷却され、その後
徐々に元の温度に復帰することになる。このとき
の復帰時間は、熱盤の構造、加熱方式（電気式、
蒸気式）の違い等によつて異なるのが通例である
が、復帰時間の長短のバラツキによつてゴムの反
応速度が異なり、測定値に差が生じるおそれがあ
つた。一般的には復帰時間は短い方が好ましい
が、従来の測定値と合わせるためには、復帰速度
が調節可能であるのが望ましい。また、この復帰
時の昇温条件によつては、実際の温度が目標温度
よりも高温となるオーバーシユートが生じるおそ
れもあつた。

［考案が解決しようとする問題点］ 本考案は、上記従来の温度制御装置における目
標温度への復帰時間のバラツキやオーバーシユー
トの問題を解決し、かつ復帰時間をできるだけ短
くすることのできる温度制御装置を提供するもの
である。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するため、本考案は次のよう
な構成を採用した。

すなわち、本考案にかかる温度制御装置は、所
定時間ごとに加熱装置の実際の温度を読み取り、
該読取り温度と設定温度との差に応じてヒータへ
の供給電力を増減して加熱装置の温度制御を行な
うようにした温度制御装置であつて、実際の測定
温度が目標温度に達し、加熱装置中に被加熱物を
装入して制御を開始する時点でヒータ電源を一旦
オフにし、調節可能な所定の時間経過後に設定温
度を目標温度よりもｘ℃だけ低く設定し、その後
時間の経過とともに設定温度を徐々に増加して該
設定温度に応じた通電を行ないつつ元の目標温度
に復帰させるように構成したことを特徴としてい
る。

［作用］ 加熱装置に物体を装入すると温度が低下する
が、このとき一旦ヒータへの電力供給をオフにし
て所定時間経過後に設定温度を目標温度よりもｘ
℃だけ低く設定し、その後時間の経過とともに設
定温度を徐々に増加してゆき、最終的に元の目標
温度を設定温度とする。この間、所定の時間ごと
に実際の温度を読み取り、この温度が設定温度と
なるようにヒータに電力を供給する。

［実施例］ 以下、図示された実施例について説明する。こ
の温度制御装置１は、ムーニービスコメータ２の
加熱装置である上部熱盤３と下部熱盤４の温度制
御に用いられるもので、上下の熱盤３，４に挿入
された温度検出器５，６の検出信号が、それぞれ
電圧交換回路７，８とＡ／Ｄコンバータ９，１０
とを通つてCPU１１に入力するようになつてい
る。CPU１１は目標温度設定用のキーボード１
２をそなえ、このキーボードによつて上下の熱盤
からなる加熱装置の温度を任意に設定することが
できるようになつている。

CPU１１の出力はソリツドステートリレー１
３，１４に供給され、上下の熱盤３，４のヒータ
１５，１６への電力供給を制御するようになつて
いる。このヒータ１５，１６への供給電力は、第
２図ａ，ｂに示すように単位時間t₁（本実施例で
は0.5秒）当りのオン・オフの比によつて決定さ
れる。CPU１１は、設定温度と、温度検出器５，
６による実際の温度測定値との差を検出し、これ
に見合つた出力をヒータ１５，１６に供給する。

つぎに、上記CPU１１による制御プログラム
について説明する。このプログラムは、第３図
ａ，ｂに示す如く、メインプログラムａと割込み
プログラムｂとからなり、通常はメインプログラ
ムによつて走行している。そして、一定の時間t₂
（本実施例では2msec）ごとに割込みプログラム
に移行し、その処理が終れば再びメインプログラ
ムに戻るようになつている。この割込みプログラ
ムによつてヒータ１５，１６の電力が調節される
が、以下、主として上部熱盤の温度制御について
説明する。

先ず変数UPHが零であるかどうかチエツクし、
零であればヒータ１５への電力供給はオフとな
り、零でなければヒータ１５への電力供給はオン
となり、かつUPHを１だけ減少させる。変数
UPHは、設定温度STと測定温度UMEASとの差
に比例定数を剰したもので、ヒータ電力に比例す
る。

つぎに割込みカウンタ（intct）をチエツクし、
カウント数が250に一致していなければメインプ
ログラムへ戻る。カウント数が250に一致してい
れば、2msec×250＝500msecとなり、0.5秒経過
したことを意味するから、割込みカウンタintct
を零にクリヤし、温度の読取りを行ない、設定温
度との偏差を算出し、比例定数Ｋを剰じて変数
UPHへヒータ電力として与える。以後、UPHは
2msecごとに１づつ減少し、ヒータ電力は調節さ
れる。

一方、メインプログラムについて説明すれば、
先ず設定温度STおよび遅延時間DTを設定し、
温度が設定温度に達したならば試験を開始する。
このとき、遅延クロツクCDLCKは零にセツトさ
れる。CDLCKは割込みプログラムによつて0.5秒
毎に増加する。CDLCKがDT／４に達するまで
はヒータはオフとなる。もし、この時ヒータをそ
のままにしておくと、加熱装置への試料の装入に
よつて温度が低下するので、ヒータに大きな電力
が加わり、後々のオーバーシユートの原因とな
る。CDLCKがDT／４に達したならば、設定温
度を目標温度よりもｘ℃だけ低く設定し、温度の
回復を抑える。つぎにCDLCKがDT／２に達し
たならば、設定温度をｘ／２℃低く設定し、時間
の経過と共に徐々に元の設定温度（目標温度）に
設定値を回復させる。このようにして、予め設定
された目標温度への昇温を制御することができる
のである。

なお、上記単位時間t₁、割込み周期t₂、遅延時
間DT等は任意に設定することができるもので、
これらを変化させることにより、試料の昇温速度
を自由に制御することができる。また、設定温度
は試料開始から小刻みに変動して温度の回復を計
るため、目標温度を越えるオーバーシユートはな
くなる。

なお、本考案は、試験機器のみならず分析機
器、加熱機器等温度制御を要する各種の加熱装置
に適用することができる。

［考案の効果］ 以上の説明から明らかなように、本考案にかか
る温度制御装置は、一旦温度が低下した後の昇温
速度を所望のものとすることができ、しかも昇温
速度のバラツキや目標温度を越えるオーバーシユ
ートが生じないすぐれたものとなつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１実施例をあらわすブロツク
図、第２図はヒータ供給電力の調整方法をあらわ
すグラフ、第３図はこの温度制御装置の動作をあ
らわすフローチヤートで、ａはメインプログラ
ム、ｂは割込みプログラムをあらわす。 １……温度制御装置、２……ムーニービスコメ
ータ、３，４……熱盤、５，６……温度検出器、
１１……CPU、１５，１６……ヒータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 所定時間ごとに加熱装置の実際の温度を読み取
   り、該読取り温度と設定温度との差に応じてヒー
   タへの供給電力を増減して加熱装置の温度制御を
   行なうようにした温度制御装置であつて、実際の
   測定温度が目標温度に達し、加熱装置中に被加熱
   物を装入して制御を開始する時点でヒータ電源を
   一旦オフにし、調節可能な所定の時間経過後に設
   定温度を目標温度よりもｘ℃だけ低く設定し、そ
   の後時間の経過とともに設定温度を徐々に増加し
   て該設定温度に応じた通電を行ないつつ元の目標
   温度に復帰させるように構成したことを特徴とす
   る温度制御装置。