JPH08213151A - 電熱線の劣化判定方法およびそれを用いた電気機器 - Google Patents
電熱線の劣化判定方法およびそれを用いた電気機器Info
- Publication number
- JPH08213151A JPH08213151A JP7020602A JP2060295A JPH08213151A JP H08213151 A JPH08213151 A JP H08213151A JP 7020602 A JP7020602 A JP 7020602A JP 2060295 A JP2060295 A JP 2060295A JP H08213151 A JPH08213151 A JP H08213151A
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- JP
- Japan
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- heating wire
- heating
- change
- high frequency
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- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Control Of Resistance Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電熱線の寿命を的確に把握し、当該電熱線が
断線する以前の新品交換すなわち予防保全が可能な電熱
線の劣化判定方法および該方法を適用した電気機器の提
供。 【構成】 抵抗発熱体で、かつコイル状に形成された電
熱線に高周波を重畳し、電熱線のインピーダンス変化を
劣化判定に用いる。電熱線のインピーダンス変化は高周
波電流の変化として検出することが好ましい。抵抗発熱
体で、かつコイル状に形成された電熱線を有する電気機
器において、加熱用電源・制御回路、高周波電源・検出
回路、重畳回路を有する電気機器。
断線する以前の新品交換すなわち予防保全が可能な電熱
線の劣化判定方法および該方法を適用した電気機器の提
供。 【構成】 抵抗発熱体で、かつコイル状に形成された電
熱線に高周波を重畳し、電熱線のインピーダンス変化を
劣化判定に用いる。電熱線のインピーダンス変化は高周
波電流の変化として検出することが好ましい。抵抗発熱
体で、かつコイル状に形成された電熱線を有する電気機
器において、加熱用電源・制御回路、高周波電源・検出
回路、重畳回路を有する電気機器。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として電熱線を有す
る電気機器の電熱線の劣化状況の判定方法、および該方
法を適用した電気機器に関するものである。
る電気機器の電熱線の劣化状況の判定方法、および該方
法を適用した電気機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電熱線の劣化は、当該電熱線の使用環境
および製品のバラツキにより同一仕様の電熱線であって
も、寿命が一定でない。従って、従来は断線を検出する
ことに重点がおかれ電熱線に流れる電流の有無を監視し
断線をもって新品との交換を実施するか、または断線の
実績をもとに使用期間に基づき定期交換を実施してい
る。
および製品のバラツキにより同一仕様の電熱線であって
も、寿命が一定でない。従って、従来は断線を検出する
ことに重点がおかれ電熱線に流れる電流の有無を監視し
断線をもって新品との交換を実施するか、または断線の
実績をもとに使用期間に基づき定期交換を実施してい
る。
【０００３】また、加熱用電源の電圧と電流の変化によ
り電熱線の劣化状況を把握する方法も感度の面から実用
的ではなかった。すなわち、従来技術による方法は保全
技術の面からは最も原始的なＢＭ（事後保全）であり、
電熱線を有する電気機器の用途によっては電熱線の劣化
・断線により重大な障害を生じたり、また定期交換の場
合保全費用が大となる問題を有していた。
り電熱線の劣化状況を把握する方法も感度の面から実用
的ではなかった。すなわち、従来技術による方法は保全
技術の面からは最も原始的なＢＭ（事後保全）であり、
電熱線を有する電気機器の用途によっては電熱線の劣化
・断線により重大な障害を生じたり、また定期交換の場
合保全費用が大となる問題を有していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点を
解決し、電熱線の寿命を的確に把握し、当該電熱線が断
線する以前の新品交換すなわち予防保全が可能な電熱線
の劣化判定方法および該方法を適用した電気機器の提供
を目的とするものである。
解決し、電熱線の寿命を的確に把握し、当該電熱線が断
線する以前の新品交換すなわち予防保全が可能な電熱線
の劣化判定方法および該方法を適用した電気機器の提供
を目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、抵抗発熱体
で、かつコイル状に形成された電熱線に高周波を重畳
し、電熱線のインピーダンス変化を劣化判定に用いるこ
とを特徴とする電熱線の劣化判定方法であり、また本発
明は、前記電熱線のインピーダンス変化を高周波電流の
変化として検出することが好ましく、また本発明は抵抗
発熱体で、かつコイル状に形成された電熱線を有する電
気機器において、加熱用電源・制御回路、高周波電源・
検出回路、重畳回路を有することを特徴とする電気機器
である。
で、かつコイル状に形成された電熱線に高周波を重畳
し、電熱線のインピーダンス変化を劣化判定に用いるこ
とを特徴とする電熱線の劣化判定方法であり、また本発
明は、前記電熱線のインピーダンス変化を高周波電流の
変化として検出することが好ましく、また本発明は抵抗
発熱体で、かつコイル状に形成された電熱線を有する電
気機器において、加熱用電源・制御回路、高周波電源・
検出回路、重畳回路を有することを特徴とする電気機器
である。
【０００６】なお、本発明はニクロム線、カンタル線を
用いた白熱球、石英ヒータ、チューブヒータ、電熱器、
カートリッジヒータ、さらにはそれらを備えた電気機器
に好ましく適用される。また、本発明においては加熱用
電源電流、高周波電源電流が各々高周波電源、加熱用電
源に干渉をおよぼすことを回避するため、加熱用電源回
路にローパス・フィルタ（低域通過フィルタ）を、高周
波電源回路にハイパス・フィルタ（高域通過フィルタ）
を配置することが好ましい。
用いた白熱球、石英ヒータ、チューブヒータ、電熱器、
カートリッジヒータ、さらにはそれらを備えた電気機器
に好ましく適用される。また、本発明においては加熱用
電源電流、高周波電源電流が各々高周波電源、加熱用電
源に干渉をおよぼすことを回避するため、加熱用電源回
路にローパス・フィルタ（低域通過フィルタ）を、高周
波電源回路にハイパス・フィルタ（高域通過フィルタ）
を配置することが好ましい。
【０００７】なお、本発明における加熱用電源としては
交流電源、直流電源いずれでも使用可能である。
交流電源、直流電源いずれでも使用可能である。
【０００８】
【作用】電熱線の劣化の特徴としては、 １．電熱線本体の表面酸化による導体断面積の低減→局
部加熱断線 ２．電熱線本体周辺の熱雰囲気による電熱線形状の変形
→溶断 ３．製品バラツキによる偶発的断線 が挙げられる。
部加熱断線 ２．電熱線本体周辺の熱雰囲気による電熱線形状の変形
→溶断 ３．製品バラツキによる偶発的断線 が挙げられる。
【０００９】本発明者は、上記１および２の劣化時に電
熱線の表面酸化による線径の変化または変形が、コイル
状に形成された電熱線の場合、インピーダンスの変化と
して表れることに着目し本発明に至った。本発明者は、
電熱線の劣化を連続的に監視するパラメータとして以下
の条件を満足するパラメータについて考察した。
熱線の表面酸化による線径の変化または変形が、コイル
状に形成された電熱線の場合、インピーダンスの変化と
して表れることに着目し本発明に至った。本発明者は、
電熱線の劣化を連続的に監視するパラメータとして以下
の条件を満足するパラメータについて考察した。
【００１０】１．電熱線の形状変化を敏感に反映するパ
ラメータであること。 ２．実際の加熱制御に影響を与えないパラメータである
こと。 以上の条件を満足するために、検出系には高周波電圧／
電流を利用することとした。この場合の利点としては、 １．電熱線の線径の変化または変形はインピーダンス変
化として検出可能であり、さらにインピーダンス変化は
純抵抗変化より変化量が大である。
ラメータであること。 ２．実際の加熱制御に影響を与えないパラメータである
こと。 以上の条件を満足するために、検出系には高周波電圧／
電流を利用することとした。この場合の利点としては、 １．電熱線の線径の変化または変形はインピーダンス変
化として検出可能であり、さらにインピーダンス変化は
純抵抗変化より変化量が大である。
【００１１】２．微弱高周波は、商用交流電源、直流電
源による加熱・制御に影響を与えない。 が挙げられる。なお、本発明における高周波電源回路は
簡易発振デバイス回路により安価に構成可能である。
源による加熱・制御に影響を与えない。 が挙げられる。なお、本発明における高周波電源回路は
簡易発振デバイス回路により安価に構成可能である。
【００１２】
【実施例】本発明の実施例を図１、図２に基づき具体的
に説明する。図１は本発明方法及び装置で用いる回路構
成の１例を示し、図２は本発明により電熱線のインピー
ダンス変化を高周波電流の変化として検出した１例を示
す。図１において、１は抵抗発熱体で、かつコイル状に
形成された電熱線２を内蔵した加熱装置（１ｋＷ、５０
ＨＺ／６０ＨＺ交流）、３は加熱用電源および同制御回
路、４は高周波電源および検出回路、５は重畳回路、６
はハイパス・フィルタであるフィルタＡ、７はローパス
・フィルタであるフィルタＢを示す。
に説明する。図１は本発明方法及び装置で用いる回路構
成の１例を示し、図２は本発明により電熱線のインピー
ダンス変化を高周波電流の変化として検出した１例を示
す。図１において、１は抵抗発熱体で、かつコイル状に
形成された電熱線２を内蔵した加熱装置（１ｋＷ、５０
ＨＺ／６０ＨＺ交流）、３は加熱用電源および同制御回
路、４は高周波電源および検出回路、５は重畳回路、６
はハイパス・フィルタであるフィルタＡ、７はローパス
・フィルタであるフィルタＢを示す。
【００１３】簡易発振デバイス回路としては、水晶発振
回路（たとえばピアース回路）又はＬＣ発振回路（たと
えばハートレー回路、コルピッツ回路）が一般的に採用
される。４の検出回路は高周波電流を測定する電流計を
回路に直列に内蔵している。ハイパス・フィルタである
フィルタＡは約１ｋＨｚ以下の周波数の電流に対しては
１ＭΩ以上のインピーダンスを有し、ローパス・フィル
タであるフィルタＢは約１ｋＨｚ以上の周波数の電流に
対しては同じく１ＭΩ以上のインピーダンスを有してい
る。
回路（たとえばピアース回路）又はＬＣ発振回路（たと
えばハートレー回路、コルピッツ回路）が一般的に採用
される。４の検出回路は高周波電流を測定する電流計を
回路に直列に内蔵している。ハイパス・フィルタである
フィルタＡは約１ｋＨｚ以下の周波数の電流に対しては
１ＭΩ以上のインピーダンスを有し、ローパス・フィル
タであるフィルタＢは約１ｋＨｚ以上の周波数の電流に
対しては同じく１ＭΩ以上のインピーダンスを有してい
る。
【００１４】したがって、加熱用電源電流、高周波電源
電流が各々高周波電源、加熱用電源に干渉をおよぼすこ
とが回避できる。前記回路構成において、高周波電源側
からみたインピーダンスをＺとすると、Ｚは電熱線の形
状変化によりΔＺ変化する。この変化量ΔＺを高周波電
流Ｉの変化で検出し、Ｉが設定値以下になった時点で劣
化と判断できる。
電流が各々高周波電源、加熱用電源に干渉をおよぼすこ
とが回避できる。前記回路構成において、高周波電源側
からみたインピーダンスをＺとすると、Ｚは電熱線の形
状変化によりΔＺ変化する。この変化量ΔＺを高周波電
流Ｉの変化で検出し、Ｉが設定値以下になった時点で劣
化と判断できる。
【００１５】本発明方法により測定した高周波電流値Ｉ
と電熱線使用開始後の経過時間との関係を図２に示す。
電熱線使用開始時の高周波電流値Ｉは１５０ｍＡであ
り、使用開始５年後に５０ｍＡとなった時点で電熱線を
交換した。交換した電熱線は表面が酸化され、断面径が
細くなり、全体の形状も変形していた。
と電熱線使用開始後の経過時間との関係を図２に示す。
電熱線使用開始時の高周波電流値Ｉは１５０ｍＡであ
り、使用開始５年後に５０ｍＡとなった時点で電熱線を
交換した。交換した電熱線は表面が酸化され、断面径が
細くなり、全体の形状も変形していた。
【００１６】なお、劣化と判断する図２における設定値
は、変形・劣化状態が一義的なものに関しては理論的
に、そうでないものに関しては定期的に状態を監視しつ
つデータを蓄積した上で補正することができる。
は、変形・劣化状態が一義的なものに関しては理論的
に、そうでないものに関しては定期的に状態を監視しつ
つデータを蓄積した上で補正することができる。
【００１７】
【発明の効果】本発明は、抵抗発熱体で、かつコイル状
に形成された電熱線に高周波を重畳し、電熱線のインピ
ーダンス変化を電熱線の劣化判定に用いることにより、
電熱線の劣化・断線による重大な障害を事前に回避可能
であり、また従来の定期交換方法に対して保全費用を少
なくできるという工業的に優れた効果を有する。
に形成された電熱線に高周波を重畳し、電熱線のインピ
ーダンス変化を電熱線の劣化判定に用いることにより、
電熱線の劣化・断線による重大な障害を事前に回避可能
であり、また従来の定期交換方法に対して保全費用を少
なくできるという工業的に優れた効果を有する。
【図１】本発明方法および装置で用いる回路構成の１例
を示す図。
を示す図。
【図２】本発明により電熱線のインピーダンス変化を検
出した１例を示すグラフ。
出した１例を示すグラフ。
１ 加熱装置 ２ 電熱線 ３ 加熱用電源および同制御回路 ４ 高周波電源および検出回路 ５ 重畳回路 ６ フィルタＡ ７ フィルタＢ
Claims (3)
- 【請求項１】 抵抗発熱体で、かつコイル状に形成され
た電熱線に高周波を重畳し、電熱線のインピーダンス変
化を劣化判定に用いることを特徴とする電熱線の劣化判
定方法。 - 【請求項２】 前記電熱線のインピーダンス変化を高周
波電流の変化として検出する請求項１記載の電熱線の劣
化判定方法。 - 【請求項３】 抵抗発熱体で、かつコイル状に形成され
た電熱線を有する電気機器において、加熱用電源・制御
回路、高周波電源・検出回路、重畳回路を有することを
特徴とする電気機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7020602A JPH08213151A (ja) | 1995-02-08 | 1995-02-08 | 電熱線の劣化判定方法およびそれを用いた電気機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7020602A JPH08213151A (ja) | 1995-02-08 | 1995-02-08 | 電熱線の劣化判定方法およびそれを用いた電気機器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08213151A true JPH08213151A (ja) | 1996-08-20 |
Family
ID=12031824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7020602A Pending JPH08213151A (ja) | 1995-02-08 | 1995-02-08 | 電熱線の劣化判定方法およびそれを用いた電気機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08213151A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004163594A (ja) * | 2002-11-12 | 2004-06-10 | Ricoh Co Ltd | 加熱装置及び画像形成装置 |
| US7336434B2 (en) | 2005-07-18 | 2008-02-26 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Predictive failure analysis of thermal flying height control system and method |
| JP2013206618A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Tokyo Electron Ltd | ヒータ素線検査方法、加熱装置、及びこれを備える基板処理装置 |
| WO2017109832A1 (ja) * | 2015-12-21 | 2017-06-29 | オリンパス株式会社 | 手術器具の制御装置及び手術システム |
-
1995
- 1995-02-08 JP JP7020602A patent/JPH08213151A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004163594A (ja) * | 2002-11-12 | 2004-06-10 | Ricoh Co Ltd | 加熱装置及び画像形成装置 |
| US7336434B2 (en) | 2005-07-18 | 2008-02-26 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Predictive failure analysis of thermal flying height control system and method |
| JP2013206618A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Tokyo Electron Ltd | ヒータ素線検査方法、加熱装置、及びこれを備える基板処理装置 |
| WO2017109832A1 (ja) * | 2015-12-21 | 2017-06-29 | オリンパス株式会社 | 手術器具の制御装置及び手術システム |
| CN108472068A (zh) * | 2015-12-21 | 2018-08-31 | 奥林巴斯株式会社 | 手术器具的控制装置和手术系统 |
| EP3395276A4 (en) * | 2015-12-21 | 2019-08-21 | Olympus Corporation | DEVICE FOR CONTROLLING A SURGICAL INSTRUMENT AND SURGICAL SYSTEM |
| US11051879B2 (en) | 2015-12-21 | 2021-07-06 | Olympus Corporation | Control device for surgical instrument, and surgical system |
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