JPH08247924A - 耐候性試験装置の試験チャンバ内の温度及び湿度を制御する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 材料の寿命、その他の試験事項に関する、よ
り正確な情報をより再現可能に得られる材料の耐候性試
験装置の温度及び湿度条件を制御する方法及び装置を提
供すること。 【解決手段】 該機械内の可動部材のセンサ４０から及
びその他のセンサ並びにマイクロプロセッサ３８からの
より正確な測定値と結合された温度及び湿度のような条
件の安定条件が改善された耐候性試験機械１０が提供さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、温度及び湿度のよ
うな条件の安定性が改善された耐候性試験装置及びその
試験方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、織地見本、塗装パネル、及びプ
ラスチックのような製品の耐候性及び遮光性の試験装置
は、現在、利用可能であり、例えば、イリノイ州、シカ
ゴのアトラス・エレクトリック・デバイス・カンパニー
から販売されている。又、かかる装置は、スガの米国特
許第４６２７２８７号及びフーバ等の米国特許第４８４
３８９３号及び同第５２２６３１８号に開示されてい
る。耐候性の試験装置は、正確に制御された条件下にて
材料及び製品の耐候性及び遮光性を試験するものであ
る。

【０００３】自然の環境にて、熱、光及び水分は、共働
作用可能に組み合わさって、屋外の気象状態に晒される
製品に光学的、機械的及び化学的変化を生じさせる。典
型的に、本発明及び従来技術の試験装置は、製造メーカ
が加速時間を基にしてかかる気象データを得て、数カ月
又は数年に亙りその製品がその気象に耐え得るか否かの
情報を得ることを可能にする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】典型的に、耐候性の試
験装置は、装置内を循環する空気を使用して、試験する
試料の温度を制御するから、ヒーターであったり、典型
的には、キセノンランプのような高輝度のプラズマラン
プである光源による試料の加熱が不足し、又は過剰とな
る。試験をする試料が正確に所定の条件に晒され、各種
の試験にてより正確に比較し、その耐候性試験装置によ
り提供される気象条件が正確に予め設定され、このた
め、数年間に亙って各種の試料と比較するために使用さ
れるとき等にその気象条件の再現が可能であるようにす
ることが望ましい。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、本発明
の試験装置の精度を増す改善が可能となり、該試験装置
は、試験時に、又は試験毎に略予想可能であり且つ不変
の正確に予め設定した条件を提供するために使用するこ
とが出来、また、試験装置の収容部分に保持された可動
の試験ラック上に支承されたセンサからでも温度及びそ
の他の条件の測定をより正確に行うことが可能となる。

【０００６】本発明によれば、材料の寿命、その他の試
験項目に関する、より正確な情報をより再現可能に得る
ことが可能となる。

【０００７】本発明によれば、その一つの形態におい
て、ヒーターと、調整可能に開閉し得る吸気通気口とを
有する試験チャンバ内の温度を制御する方法が提供され
る。該通気口は、第一の制御装置と、該試験チャンバ内
に設けられた第一の温度センサとにより制御可能であ
る。該制御装置は、該第一のセンサにより検出される温
度に応答して、該通気口を開閉する働きをする。本発明
のこの方法によれば、第一の制御装置及び第一の温度セ
ンサにより設定される第一の組の運転条件下にて試験チ
ャンバ内に所望の温度を提供する、中間、又は標準の通
気口位置よりも大きく開いた第一の通気口位置を選択す
ることが可能となり、これは、好ましくは自動的に行わ
れる。次に、通気口をその第一の位置に固定する。その
後、ヒーターだけでその温度を制御する。

【０００８】本発明の有利な点は、以下の技術背景の説
明から理解することが出来る。ハーバー及びその他の者
による米国特許第４，８４３，８９３号において、耐候
性試験装置のチャンバ内で空気を循環させる循環空気の
流路に設けられたダンパー又は通気口の位置を自動的に
制御する温度センサを備える耐候性試験装置が示してあ
る。この為、温度が上昇すると、その温度は該温度セン
サにより検出される。温度センサは、より多くの冷却空
気が装置内に入る程度に開放させる信号をダンパーに送
り、これにより、温度を低下させ且つフィードバック制
御を行う。

【０００９】従来技術のその他の装置においては、ダン
パー及びヒーターの双方が単一の制御装置ループによっ
て制御されるため、温度が上昇すると、ダンパーが開放
し、ヒーターがその発熱量を少なくする一方、温度が低
下すると、ダンパーは閉じ、ヒーターはその発熱量を増
す。

【００１０】こうした型式の制御装置を有するチャンバ
を備える試験装置は、チャンバの温度を所望の温度にて
安定化させようとして、ダンパー及びヒーターが常にセ
ンサーと連動して機能するため、温度が変動し易い向が
ある。勿論、ダンパーから導入された給気の旋回流によ
り標準的でない温度領域が一時的に形成される。同様
に、ダンパーの作動により湿度が著しく影響を受け、こ
のため、湿度及び温度が典型的に平均値付近で望ましく
ない程に変動する。その結果、ダンパーの開放程度及び
ヒーターの作用程度が平均値付近で変動する。

【００１１】本発明の方法によれば、耐候性試験装置内
で使用される特定の運転条件にて所望の温度を得るため
に、揺動するダンパーの略中間（又は標準）位置が設定
される。かかる運転条件には、所望の温度、所望の湿
度、採用されるブロア速度、採用される熱源の強さ等が
含まれる。

【００１２】次に、ダンパーが揺動する位置の範囲内に
おける中間位置、又は標準位置よりも僅かにより大きく
開いた第一の通気口位置にダンパーの位置を固定する。
この位置の設定は、従来は、第一の制御装置と、チャン
バに設けられた第一の温度センサとにより行われてい
る。この中間、又は標準位置よりも僅かにより大きく開
いた位置は、自動的に計算することが可能である。

【００１３】これにより、運転試験チャンバ内の条件は
安定するが、典型的に、所望の温度よりも僅かに低い平
衡温度に向かう傾向がある。

【００１４】この第一の通気口位置は、中間、又は標準
通気口位置よりも極く僅かだけより大きく開いており、
この第一の通気口位置は、試験チャンバの第一の運転条
件下にて所望の温度を保つのに必要な量よりも約１０％
以内のより多くの冷却空気がチャンバに供給される位置
であることが望ましい。このように、この所望の温度を
維持するため、ヒーターは、同様の条件下における従来
技術の運転モードよりも多少より多くの熱を発生する傾
向となるが、試験条件はを著しく安定され、より正確な
試験結果を得ることが可能となる。

【００１５】ヒーターは、部品及び回路を簡略化するた
め、所望であれば、ダンパーと同様に、第一の温度セン
サからの同一の信号に応答可能な第一の制御装置により
制御することが可能である。

【００１６】また、第二の温度センサからの信号に依存
して、試験チャンバに空気を吹き込むブロアのモータを
設け、また、該ブロアモータの速度を制御する第二の制
御装置及び第二の温度センサを設けることが好ましい。
典型的に、チャンバ内の中央の光線エネルギ源から離れ
た位置に、主として空気温度を検出する第一の温度セン
サが配置される。該第二の温度センサは、主としてチャ
ンバ内の光線エネルギ源により直接付与される温度を検
出し得るように配置された黒パネルセンサとすることが
出来る。このようにして、米国特許第４，８４３，８９
３号に記載されたように、暗い試験試料と明るい試験試
料とを同時に且つ多少、異なる程度に温度を制御するこ
とが出来るが、本発明によれば、極めて安定し且つ正確
に再現可能な条件下で温度を制御することが可能とな
る。

【００１７】第一の温度センサが特定の限界外の温度を
検出し、温度制御が為されないことを示す場合、第一の
制御装置内の装置のソフトウェアがダンパーを解放し、
従来の方法にて揺動するダンパーに対し第一の制御装置
及び温度センサにより提供される新たな調整位置、従っ
て、ダンパーの新たな中間位置を設定する。次に、ダン
パーに新たな中間位置を設定した後、制御装置は、従来
と同様に、僅かにより大きく開いた位置を自動的に選択
することが出来る。この位置は、この状況にて、その前
の僅かにより大きく開いた位置と異なる位置となり、ダ
ンパーは、この新たな位置に設定されて静止する。再
度、条件が略安定したならば、ヒーターの温度出力を変
更するだけで温度制御が為される。

【００１８】このように、検出された温度が所定の範囲
外であるときを除いて、ダンパー通気口の位置が上述の
ように固定位置に係止される、連続的で動的な制御装置
を提供することが出来る。

【００１９】その後に、装置は係止状態から解放され、
上述のようにその最初の温度モードに復帰し、その後
に、ダンパー通気口は新たな位置に再度係止される。該
ダンパー通気口が特定の位置に係止されたならば、常に
極めて安定した温度制御が可能となる。

【００２０】更に、本発明によれば、従来通り、典型的
に水噴霧ノズルである加湿源を試験チャンバに設けるこ
とが出来る。本発明により、試験チャンバを加湿し且つ
その湿度を制御する、改良に係る方法が提供され、試験
チャンバは、該チャンバ内で空気を循環させるブロアを
備えている。本発明により、該チャンバの循環する空気
内に伸長する、上述の水噴霧ノズルを提供する。次に、
単位時間を設定し、本発明の過程は、その設定された連
続的な単位時間にて反復して運転される。典型的に、か
かる単位時間は、約３０秒以内であり、特に、約１０秒
以内であることが好ましい。

【００２１】チャンバ内の空気の湿度を定期的に測定す
る。次に、チャンバ内の空気の湿度と所望の対象、即ち
所定の目標湿度値との差を比較する。下限は０％であ
る、単位時間の一部の時間帯にて、ノズルを通じてチャ
ンバに噴霧水を供給する。この時間帯は、電子的に比較
し且つ計算することが可能である、上述の湿度の比較差
により決まる。

【００２２】単位時間の残りの時間帯では、チャンバに
噴霧水が供給されることはない。例えば、噴霧ノズルの
「オン」モードのとき、単位時間の５乃至３０％の時間
帯にてチャンバに噴霧が為され、また、「オフ」モード
のときは、単位時間の残りの時間帯にて、チャンバの循
環する空気に噴霧水が供給されないようにすることが可
能である。

【００２３】好ましくは、隣接する連続的な各単位時間
毎に連続的な単位時間にて、この過程が反復され、試験
チャンバの運転時間中、循環する空気に一定量で間欠的
な噴霧が為されるようにする。しかしながら、所望であ
れば、時間と共に、より長い時間間隔で噴霧が為される
ようにしてもよい。

【００２４】本発明によれば、チャンバに付与される湿
度の均一さを著しく改善することが可能となる。所望で
あれば、付与される比湿度は、単一の変数に基づくよう
にする。即ち、噴霧が為される単位時間のパーセンテー
ジとしての時間帯とする。このように極めて均一化され
るため、試験毎に湿度条件を正確に再現することが可能
となり、しかも、不安定で且つ標準外の条件に起因する
顕著な変更を生ずることなく、所望の正確な湿度条件を
再現することが可能となる。

【００２５】具体的には、湿度センサが望ましくない程
の低湿度であることを検出した時、連続的に運転するた
め、該湿度センサが水噴霧ノズルを作動させ、また、湿
度センサが適正な湿度であることを検出したとき、水噴
霧を遮断する方法において、本発明により提供される湿
度の均一さは、顕著な改善を為すものである。かかる方
法において、過剰な湿度となることが多く、この場合、
湿度は本明細書に開示した加湿方法と異なり、不均一な
状態で所望の値以上に上昇することがある。

【００２６】本発明によれば、同様の方法にて、チャン
バ内で空気を循環させるブロアを有する試験チャンバ内
のヒーターは、次の方法に従い、装置に熱を付与するこ
とが出来る。即ち、加湿方法に関して上述した単位時間
の概念及び利用と同様の単位時間を設定する。チャンバ
内の空気温度を定期的に測定し、次に、そのチャンバ内
の空気温度と所望の又は所定の温度との差を比較する。
上述の比較した温度差に依存する、単位時間の一部の時
間帯にてヒーターを作動させる（電気ヒーターの場合、
電源をオンにすることにより）。その単位時間の時間帯
は当業者に容易に理解可能であると考えられる方法にて
電子的に計算することが出来る。次に、単位時間の残り
の時間帯のときは、ヒーターを作動させない（例えば、
電源をオフにする）。

【００２７】この場合にも、この方法は、典型的に、隣
接する単位時間の連続的な間隔に亙る連続的な単位時間
にて反復して、ヒーターを間欠的に作動させる。その時
間単位は、典型的に約３０秒以内であり、特に約１０秒
以内であることが好ましい。このようにして、例えば、
試験チャンバ内で行われる試験方法の全体の経過時間で
ある各１０秒間の内、１秒又は２秒毎にヒーターを作動
させることが出来る。かかる熱の付与により、試験チャ
ンバ全体に亙り極めて均一な温度条件が実現される。

【００２８】上述したように、ヒーターは、第一のセン
サ及び第一の制御装置に応答して作動する。空気温度が
所望の温度よりも低下しつつあることが検出されると、
制御装置は、各単位時間のより長い時間帯にてヒーター
により熱エネルギが付与されるようにすることが出来
る。温度が所望の限界値よりも上昇するならば、各単位
時間のより短い時間帯にて、ヒーターが熱エネルギを供
給することが出来る。これと同一の原理が上述した湿度
の制御方法にも適用される。

【００２９】このようにして試験チャンバ条件の均一さ
を更に改善することが可能となる。

【００３０】本発明の更に別の実施例として、一つのチ
ャンバと、試験すべき試料を保持するラックとを備える
耐候性試験装置が提供される。一方、ラックは、中央ス
ペースを画成する。ラックに保持された試料を照射する
ランプがラックの中央に設けられている。又、ラックを
通じて空気流を導入するブロアが設けられている。

【００３１】チャンバは、頂部壁と、底部壁とを備えて
いる。該ラックは、チャンバの頂部壁を貫通して伸長す
る、典型的に回転シャフトである支持部材により支承さ
れている。該ランプは、チャンバの底部壁を貫通して伸
長する第二の支持部材により支承されており、該ランプ
は、チャンバの頂部壁から離間され、従って該頂部壁か
ら隔離されている。典型的に、該ラックは、チャンバの
底部壁から離間されている。

【００３２】ラックにより支承された典型的な電子セン
サ（温度センサ、湿度センサ、光センサ等）は、チャン
バの頂部壁を貫通して伸長する第一の支持部材に沿っ
て、又は該第一の支持部材を通じて連通し、このため、
典型的にランプに付与される強力な電流及び冷却水から
隔離されている。ランプの電気回路及び冷却水の回路は
チャンバの底部壁を貫通して第二の支持部材に沿って、
又は該第二の支持部材を貫通して下方に伸長している。

【００３３】これにより、ラックにより支承可能である
検出回路及びセンサが提供され、ランプの強力な電流か
ら隔離され、ラックの検出センサ回路等にて生じる電気
的ノイズを軽減し、また、該ラックと関係する電子構成
要素を給水管から漏れる水から隔離する。

【００３４】このように、電気的ノイズを軽減し、ま
た、誤って水が混入することに起因する装置の電子機器
の損傷を軽減することにより、従来技術の装置に比して
本発明の試験機械のデータ収集機能を改善することが可
能となる。

【００３５】更に、本発明によれば、可動の試験部材の
データを判断するための改良に係る方法が提供される。
具体的には、上述の回転ラックが可動の試験部材を備
え、第一のセンサ及び第二のセンサ、又は所望であれば
その他の装置により、データが採取される。

【００３６】この方法に従い、試験部材に少なくともそ
の一部が支承された電気回路を作用させる。該電気回路
は、例えば、可変抵抗の温度センサのような判断すべき
データを関数として変化する抵抗を有して、該データを
保持する回路に第一の信号を発生させるセンサー装置を
備えている。次に、その第一の信号を変換して、信号電
流がその第一の信号の関数である、可変電流の信号に
し、このため、その可変電流信号が可変電流状態で判断
すべきデータを送る。

【００３７】次に、典型的に従来の一つ又は複数のコレ
クタを通じて、その可変電流信号を可動の試験部材から
送り、試験部材から離間された固定の制御装置に付与す
る。次に、この可変電流信号の電流の変化は、例えば、
検出された温度の数値データ値、°Ｃのような使用可能
な形態に変換する。

【００３８】この技術により、単に相対的なデータ読み
取り値としてではなくて、絶対的な定量的で誤差無しの
形態にてそのデータをユーザに提供することが可能とな
る。

【００３９】試験チャンバ内の可動のラックからデータ
を判断する従来技術の装置は、上述のセンサ装置の可変
抵抗の関数として、電圧に依存する信号を提供する。こ
の電圧に依存する信号は、コレクタを通じて固定の制御
装置に送られ、そのデータは検出される電圧の関数であ
る。

【００４０】しかしながら、電圧は、日々変動するコレ
クタの抵抗により変化する可能性があり、このため、提
供されるデータは誤差があり、客観的な標準に対して装
置を頻繁に較正する必要がある。この一つの理由は、水
銀に接触した可動面、即ち電極に対してブラシを使用し
て可動の装置から固定装置まで電流を送る公知の装置で
ある該コレクタの抵抗値が、時間の経過と共に、変化す
るからである。その結果、コレクタ自体の関数として信
号の電圧が顕著に変化し、そのため、データは不正確と
なり、比較可能な基準データがなければ使用し得ないも
のとなる。

【００４１】本発明によれば、試験チャンバの分野にお
いて初めて、回転ラック等に支承された装置から誤差無
しの温度及びその他のデータを入手することが可能とな
る。これは、上述したように、コレクタを通じて可動ラ
ックから送られて固定の制御装置に達する信号を提供す
ることにより達成され、この信号は、抵抗可変の装置に
見られる抵抗値に完全に依存する、制御状態の電流（ア
ンペア）を有する。その信号に対するこの所定の電流を
提供し得るように、必要に応じて、使用される従来の電
子機器を通じて、信号の電圧を変動させ又は一定とする
ことが出来る。このようにして、可変抵抗センサ固有の
関数である客観的な値が制御装置に付与されて、その値
は、従来の方法で温度等の読み取り数値に変換すること
が出来、電子機器に起因する誤差を補正する必要のな
い、絶対値が得られる。

【００４２】

【発明の実施の形態】添付図面を参照すると、ラック１
６がその内部にある上方チャンバ１４を画成ハウジング
１２を備える耐候性試験装置１０が示されており、該ハ
ウジングは、略球状に一列に配置されたステンレス鋼支
柱を備え、キセノンランプとすることの出来る中央の光
源２２から略等距離となるように試験用試料１８を該ス
テンレス鋼支柱に取り付けることが出来る。この構成
は、米国特許第４，８４３，８９３号に開示されたもの
と同様である。

【００４３】上方チャンバ１４の底部には、孔２６が円
形に配置されており、これに加えて、円錐形の反らせ板
２４が設けられて、該孔２６を流れる空気をラックに支
承された試験試料１８に沿って供給し易いようにしてあ
る。

【００４４】孔２６、及び該孔を保持する仕切りの下方
には、従来の抵抗型ヒーター要素３０が配置されてい
る。また、米国特許第５，２２６，３１８号に従って調
節可能であり且つ設計された、キセノンランプ２２の接
続具３２（図３）も設けられている。該接続具３２は、
キセノンランプ２２を作動させるための電気導管及び水
の流れ導管の双方を備える一方、キセノンランプ２２
は、上方チャンバ１４の頂部から離間されている。ま
た、ランプ接続具３２は、上述のように「第二の支持部
材」とも呼ばれる。

【００４５】ラック１６は、上方チャンバ１４の頂部壁
３６を貫通して伸長する第一の支持部材、即ちシャフト
３４により支承されている。このように、ラック１６に
支承された各種の電子装置の接続部は、シャフト３４と
共に、頂部壁３６を貫通してマイクロプロセッサ３８
（図２）に達し、該マイクロプロセッサは、キセノンラ
ンプ２２に使用される流動水及び高圧電流及び電圧の双
方から安全に離間される方法にて頂部壁３６の上方で耐
候性試験装置に支承されている。

【００４６】また、頂部壁３６の上方には、モータＭが
配置されており、該モータＭは、耐候性試験中に必要と
されるとき、シャフト３４及びラック１６を回転させ
る。

【００４７】試験ラック１６は、キセノンランプの光線
により直接、付与される温度を特に検出し得るようにし
たセンサである黒パネル温度センサ４０を支承すること
が出来る。このセンサは、該ラックで支承されたより暗
い試料に伴う温度条件をモデル化する。空気温度を監視
する乾球温度センサ４１がランプ２２からより離れた位
置に設けられている。また、直接比のＲＨ湿度センサ４
３も設けられている。これらセンサの各々は、マイクロ
プロセッサ３８に信号データを提供する。

【００４８】又、頂部壁３６は、壁孔４４を画成する。
該壁孔４４は、円形プレナム４６の入口を示し、入口
は、ブロア２８により駆動された空気をチャンバ１４の
頂部から底部まで且つブロア２８により駆動されて孔２
６を通るように循環させる。

【００４９】調整可能に開放する冷却空気供給通気管４
８がプレナム４６内に配置されており、該通気管４８
は、可動ダンパー５０を有し、更に、空気入口４８ａ
と、空気出口４８ｂとを備えている。該ダンパー５０の
位置は、制御部材５１により制御出来る一方、該制御部
材５１は、従来の方法でマイクロプロセッサ３８により
制御される。

【００５０】又、キセノンランプの光線の放出状態を直
接、監視する光センサ５４と共に、ラック水噴霧装置５
２が上方チャンバ１４内に設けられている。また、所望
のときに試料に更に特別に噴霧する試料への水噴霧装置
５３も設けられている。

【００５１】本発明の一つの形態によれば、ランプ２２
が底部接続具３２に取り付けられており、該ランプは、
米国特許第５，２２６，３１８号に開示された、対応す
る接続具と同様の構造及び機能をしているが、接続具３
２が頂部壁ではなくて、チャンバ１４の底部壁に取り付
けられ、このため、ランプ２２は、頂部壁１４から上方
に伸長し且つ該頂部壁１４から離間されている点が異な
る。

【００５２】また、図示するように、ラック１６は、頂
部壁１４から懸架され且つシャフト３４により支承さ
れ、更に、チャンバの底部壁から離間されている。

【００５３】従って、上述のように、マイクロプロセッ
サ３８を一例とする該装置の電子機器は、高電圧及び電
流の入口から、及びその他は従来通りの方法にてチャン
バの底部から上方に供給する給水口から十分に離すこと
が出来、このため、高圧電流及び水を装置の電子検出機
器から離すことが可能となる。

【００５４】更に、本発明によれば、ヒーター３０と、
第一の制御装置５１により調整可能に開閉し得るダンパ
ー５０を有する調整可能に開閉し得る冷却空気入口通気
口４８とを利用して、試験チャンバ１４内の温度が制御
される。第一の制御装置は、マイクロプロセッサ３８か
らの信号により作動される制御装置モータを備えてい
る。一方、マイクロプロセッサ３８は、典型的に温度セ
ンサ４３からの信号を処理して、循環する空気温度を所
望の値に安定させ得る位置にダンパー５０を設定する。

【００５５】しかしながら、上述したように、実際に
は、温度測定値は変動し、その結果、ダンパーは中間の
通気口の位置を中心として揺動する。そのために、空気
温度は望ましく程に不安定となる。

【００５６】本発明によれば、マイクロプロセッサ３８
は、例えば、２分乃至３分といった所定の時間に亙り経
験的に基づいて中間、又は標準通気口の位置を設定し、
これは、コンピュータプログラミングの技術分野の当業
者に明白であるか、又は望ましい任意の方法で行われ
る。次に、ダンパーの第一の位置がマイクロプロセッサ
により選択され、該マイクロプロセッサは、計算した中
間位置よりも約１０％より大きく開いた通気口の位置を
設定することが好ましく、また、ダンパーは、更に作動
せれずに、この新たな位置に一時的に固定される。この
ため、モータ２８により駆動された空気がプレナム４６
を循環すると、温度センサ４１によりプロセッサ３８に
送られた信号同士のフィードバックに起因する温度の変
動、及びダンパー５０の揺動が安定する。但し、ダンパ
ーの位置は、ブロア速度、ランプのエネルギ発生量等の
ような特定の運転条件下で所望の温度を維持するために
必要とされる量以上の新気が装置に入ることが期待され
る位置である。

【００５７】その後、同様にマイクロプロセッサ３８に
より制御することの出来るヒーター３０は、その他の点
では安定的な装置の唯一の温度制御装置として機能し、
このため、所望の温度に近似したダンパーの設定位置に
正確に近似したダンパーの安定的な設定位置にて、熱の
発生を除いて、変動因子が安定した装置内で空気温度を
正確に、均一に且つ再現可能に制御することが可能であ
る。これは、ダンパーの所望の位置を瞬間的に設定し、
また、安定的な所定の温度が得られるようにヒーター３
０を瞬間的に制御する自動装置を介して行われる。

【００５８】温度が所定の範囲から外れていることが温
度センサ４１により検出されると、マイクロプロセッサ
３８のソフトウェアは、再度ダンパー５０の固定位置を
解放してフィードバックモードに復帰させ、ここで、ダ
ンパーは、温度センサ４１からの瞬間的な温度信号に応
答可能となる。ダンパーの新たな中間位置が設定される
迄の時間、ダンパー５０が再度、揺動する可能性があ
る。この時点にて、本発明の方法が再度、実施され、上
述の所望の値が得られるように、揺動するダンパーの中
間位置よりも大きく開いた所定の位置にダンパー５０を
固定する。

【００５９】又、黒パネルセンサ４０は、シャフト３４
を貫通し又はシャフト３４に並んで配置された導線によ
って連通し、マイクロプロセッサ３８と電気的に接触す
る。ブロア２８の速度は、所望であれば、黒パネルセン
サ４０から受け取った温度信号に応答可能な方法にて制
御することが出来る。

【００６０】試験装置１０の温度は、最初に上昇するか
ら、最低温度に設定し、この温度にてダンパー５０が僅
かに開放し、この設定温度以上であるときは、ダンパー
が少なくとも僅かに（約５％）開放した位置に留まるよ
うに設定し、ブロア２８及び黒パネルセンサ４０を通じ
ての温度制御が容易であるようにする。

【００６１】更に、本発明によれば、温度センサ４１が
受け取る温度信号に基づいて加熱コイル３０も自動的に
制御することが可能である。これは、典型的に各々が５
秒である、独立的な隣接する単位時間を設定することに
より為し得る。温度センサ４１は、温度信号をマイクロ
プロセッサ３８に送り、該マイクロプロセッサは、この
信号を所望の温度と比較し、チャンバ内の空気温度と所
望の温度との差を測定する。その差が０であるか、又は
温度センサ４１が所望の温度よりも高い温度であること
を検出するならば、この場合、マイクロプロセッサ３８
は単位時間中、加熱コイル３０を作動させない。しかし
ながら、温度センサ４１により検出された温度が所望の
温度よりも低いとマイクロプロセッサ３８が判断したな
らば、該マイクロプロセッサは、各５秒の単位時間の特
定％の時間帯だけ加熱コイル３０に通電する。この時間
帯の％は、マイクロプロセッサにより判断される温度差
の程度に直接、依存し、従って、検出された温度が所望
の温度よりも１０°Ｃ以上も低い場合、加熱コイル３０
は、５秒間、即ち単位時間の全部の時間帯にて通電され
る。しかしながら、検出温度と所望の温度との差が小さ
くなるなるに伴い、熱を発生させるために加熱コイルに
通電する単位時間の時間帯は短くなり、検出温度と所望
の温度が等しくなったとき、加熱コイル３０は、所望の
温度を維持し得る単位時間の所定の時間帯だけ通電され
る。

【００６２】この手段により、所望の温度からの偏差程
度が小さい状態で正確に且つ再現可能に温度制御するこ
とが出来、従来の制御方法にて経験される温度の過度の
上昇を回避することが可能となる。

【００６３】同様の方法にて、チャンバ内を循環する空
気に噴霧装置５２、５３から付与される加湿の程度を制
御することも可能である。湿度センサ４３がマイクロプ
ロセッサ３８と連通している。該マイクロプロセッサ３
８は、上述の温度制御方法と同様に、典型的に５秒の増
分時間とすることの出来る、連続的な単位時間を設定す
る。検出された湿度と所定の湿度との差を判断する。そ
の差が０の場合、各５秒の該当する時間帯のみ、噴霧ノ
ズル５２、５３の一方又は双方が「オン」とされて、所
望の条件を保つために必要とされる単位時間の時間帯、
例えば、単位時間の２０％の時間帯を反復する。同様
に、検出された湿度がマイクロプロセッサに設定された
所定の湿度よりも高い場合、それぞれの噴霧ノズルは、
その単位時間の全時間帯に亙り「オフ」にすることが出
来る。

【００６４】しかしながら、検出された湿度が所定の湿
度以下に低下するならば、この時、マイクロプロセッサ
３８は、噴霧ノズル５２、５３の一方又は双方に信号を
送って、それぞれの単位時間のより長い時間帯に亙って
作動させ、所定の湿度と検出された湿度との差が増すに
伴い、各単位時間の全時間帯まで長く作動させる。この
ように、連続的ではあるが間欠的な噴霧が行われ、所定
の値に湿度を略安定化させ、循環する空気に噴霧する従
来技術に伴う湿度の変動を著しく少なくすることが可能
となる。これは、完全な自動化が可能である。

【００６５】更に、本発明によれば、例えば、黒パネル
センサ４０のような回転ラック１６に支承されたセンサ
からの信号は、シャフト３４の周りに支承された電気コ
レクタ６０を横断して進み、電気信号は、可動センサ４
０から固定型のマイクロプロセッサ３８に、又は装置の
フレームに支承されたその他の電子的な監視及び制御装
置に進み得るようにすることを要する。

【００６６】これを行うための従来の技術は、公知のＲ
ＴＤ ＰＴ−１００ユニットのような温度抵抗装置を備
えることの出来る黒パネルセンサを使用し、この場合、
その電気抵抗値は、検出された温度に従って変化する。
該可動の抵抗温度装置（ＲＴＤ）は、電気回路内で固定
型の電子監視／制御装置に接続されている。可動部材か
ら固定部材に電気信号を伝達する標準的な装置とするこ
との出来る一対のコレクタを通じて回路が伸長してい
る。例えば、ブラシ又は液体水銀を使用するコレクタが
周知である。電子的な監視及び制御装置は、電気回路内
の電圧を監視し、この電圧は、勿論、抵抗温度装置の可
変抵抗に依存して、抵抗温度装置により検出された温度
を判断する。

【００６７】しかしながら、この従来技術の装置におけ
る重大な問題点は、コレクタの抵抗がその使用時間と共
に、またその他の因子により変動する可能性があること
である。このため、この装置は、相対的な温度値しか提
供出来ず、電子装置は、頻繁に較正しなければならな
い。

【００６８】本発明によれば、可動の試験部材のデータ
を判断する電子装置及びその判断方法が提供され、この
場合、可動の試験部材の外部で固定型制御装置に付与さ
れるデータは、定量的であり、頻繁に較正する必要がな
い。

【００６９】本発明によれば、図４において、可動ラッ
ク１６により支承された部分６１を有する電子回路５９
を作動させる。この回路部分は、黒パネルセンサ４０の
一部として従来技術で使用される装置と同一とすること
の出来る抵抗温度装置６２を備えている。該抵抗温度装
置６２は、本発明の新規な要素として、電子ブロック６
６の回路に電気的に接続されており、該電子ブロック
は、抵抗温度装置６２の抵抗を測定し、この抵抗値に応
答して、特定の使用条件下でＲＴＤ６２の可変抵抗値に
直接的に且つ限定的に応答可能である信号電流を発生さ
せる。かかる装置は、公知であり、多くの異なる電子的
設計により具体化することが出来る。具体的には、電子
ブロック６６として、ヤカガワ（Ｙａｋａｇａｗａ）信
号トランスミッター（電流のＲＴＤ）ＪＵＸＴＡ ＦＲ
５Ａを使用することが出来る。

【００７０】電子ブロック６６は、コレクタ６０を通じ
て電子監視／制御装置６４と回路６８で接続されてお
り、該コレクタは、上述したように従来型式であり、可
動の電気端末が固定型の電気端末と連通し得るようにブ
ラシコレクタ、液体水銀コレクタ等の何れかとすること
が出来る。

【００７１】電子ブロック６６と制御装置６４との間で
回路６８を流れる電流は、装置６２の抵抗に応答して、
電子ブロック６６により判断される所定のアンペア又は
電流を有する一方、装置の電圧は、正確な電流が送られ
ているか否かを判断するのに必要な程度に変化すること
が可能である。このように、コレクタ６０に予想外の抵
抗の変化が生じても、電子ブロック６６から制御装置６
４まで信号が流れることの妨げとならない。制御装置６
４は、回路６８内の電流値を監視し、電圧の変化を無視
して、ＲＴＤ６２の可変抵抗値の関数である、絶対的で
且つ略誤差無しの測定値を提供する。従って、本発明に
よれば、定量的な温度検出が正確に為される。

【００７２】制御装置６４は、ファナック９０−３０Ｐ
ＬＣ制御装置を含めることが可能である。

【００７３】従って、本発明は、自動的に制御し、ま
た、フィードバックの問題に伴う条件の望ましくない変
動を生ずることなく、耐候性試験装置におけるデータの
測定値の精度を改善し且つ温度及び湿度の所望の条件を
正確に設定するという比類なき効果を実現するものであ
る。このように、気象条件を試験毎に正確に再現するこ
とが出来、異なる試験及び異なる時点で得られる結果を
容易に比較することが可能となる。

【００７４】上記の説明は、本発明の単に一例として掲
げたものであり、本出願の発明の範囲を限定することを
意図するものではなく、本発明の範囲は、特許請求の範
囲の記載により判断されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による耐候性試験装置の斜視図である。

【図２】図１の耐候性試験装置の上方チャンバの上方部
分を示す図である。

【図３】図１の耐候性試験装置の上方チャンバの下方部
分を示す図である。

【図４】本発明による検出システムの線図である。

【符号の説明】

１０ 耐候性試験装置 １２ ハウジング １４ ハウジングの上方チャンバ １６ 上方チャン
バのラック １８ 試験用試料 ２２ キセノンラ
ンプ ２４ 上方チャンバの反らせ板 ２６ 上方チャン
バのブロア ２８ ブロア ３０ ヒーター要
素 ３２ キセノンランプの接続具 ３４ 上方チャン
バの頂部壁 ３８ マイクロプロセッサ ４０ 温度センサ ４１ 温度センサ ４３ 湿度センサ ４４ 壁孔 ４６ プレナム ４８ 通気口 ４８ａ 通気口の
空気入口 ４８ｂ 通気口の空気出口 ５０ 可動ダンパ ５１ 制御部材 ５２ 水噴霧装置 ５３ 噴霧装置 ５４ 光センサ Ｍ モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 595181863 4114 Ｎｏｒｔｈ Ｒａｖｅｎｓｗｏｏｄ Ａｖｅｎｕｅ，Ｃｈｉｃａｇｏ，Ｉｌｌ ｉｎｏｉｓ 60613，Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔ ａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ (72)発明者 バクティ・エス・パテル アメリカ合衆国イリノイ州60106，ベンセ ンヴィル，パークサイド・レーン 712

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒーターと、調整可能に開閉し得る冷却
   空気の吸気通気口とを備える試験チャンバであって、該
   通気口が、該試験チャンバ内の第一の制御装置及び第一
   の温度センサにより制御されて、該第一のセンサにより
   検出された温度に応答して、前記通気口を開閉し得るよ
   うにした前記試験チャンバ内の温度を制御する方法にし
   て、 前記第一の制御装置及び第一の温度センサの判断に従っ
   て、第一の運転条件下にて前記チャンバ内に所望の温度
   を提供する略中間、又は標準の通気口位置よりも大きく
   開いた第一の通気口位置を選択する段階と、 前記通気口を前記第一の通気口位置に固定する段階と、 その後、前記ヒーターにより前記温度を制御する段階と
   を備えることを特徴とする温度制御方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の温度制御方法にして、
   前記第一の通気口の位置が、前記第一の運転条件下にて
   所望の温度を維持するために必要とされる量よりも１０
   ％多い冷却空気を提供する位置である温度制御方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の温度制御方法にして、
   前記第一の温度センサからの信号に応答して、前記ヒー
   ターが前記制御装置により制御される温度制御方法。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のに温度制御方法して、
   前記チャンバを通じて空気を吹き込むブロア及びモータ
   が設けられ、該ブロアのモータを制御する第二の制御装
   置及び第二の温度センサが設けられて、 該第二の制御装置が、該第二の温度センサからの信号に
   依存して前記ブロアのモータ速度を制御する温度制御方
   法。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のに温度制御方法して、
   前記第一の温度センサが主として空気温度を検出する位
   置に配置される一方、前記第二のセンサが、主として前
   記チャンバ内に配置された光線エネルギ源により直接、
   付与される温度を検出する位置に配置された黒パネルセ
   ンサである方法。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の方法にして、前記第一
   のセンサにより検出された温度が所定の範囲から外れて
   いるとき、前記通気口を前記第一の位置である固定位置
   から解放して、該通気口の位置が前記第一の制御装置及
   び第一のセンサにより制御され得るようにする段階を更
   に備える方法。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の方法にして、前記第一
   のセンサにより検出された前記温度が前記所定の範囲に
   復帰したとき、前記通気口が、現下の中間の通気口の位
   置と異なる新たな第一の位置である通気口の位置に再度
   固定される方法。
8. 【請求項８】 試験チャンバ内で空気を循環させるブロ
   アと、該チャンバの循環する空気中に伸長する水噴霧装
   置、又は噴霧ノズルとを備える前記試験チャンバ内で加
   湿し且つ湿度を制御する方法にして、 単位時間を設定する段階と、 前記チャンバ内の空気の湿度を定期的に判断する段階
   と、 前記チャンバ内の空気の湿度と所望の湿度との差を比較
   する段階と、 該比較された湿度の差に依存する前記単位時間の一部の
   時間帯にて、前記噴霧装置又はノズルを通じて前記チャ
   ンバに水が供給される一方、前記単位時間の残りの期間
   帯にて、前記チャンバに前記噴霧水が供給されないよう
   にする段階と、 その後の単位時間にて前記過程を繰り返す段階とを備え
   ることを特徴とする方法。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の方法にして、前記単位
   時間の各々が、３０秒以内である方法。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の方法にして、前記単
    位時間の各々が、１０秒以内である方法。
11. 【請求項１１】 請求項８に記載の方法にして、前記単
    位時間の各々が、約等しい長さである方法。
12. 【請求項１２】 試験チャンバ内で空気を循環させるブ
    ロアと、該チャンバの循環する空気に対するヒーターと
    を備える前記試験チャンバ内で加熱空気を提供する方法
    にして、 単位時間を設定する段階と、 前記チャンバ内の空気の温度を定期的に判断する段階
    と、 前記チャンバ内の空気の温度と所望の温度との差を比較
    する段階と、 該計算された温度差に依存する該前記単位時間の一部の
    時間帯にて、前記ヒーターを作動させる一方、前記単位
    時間の残りの時間帯にて前記ヒーターが作動されないよ
    うにする段階と、 その後の単位時間にて、前記過程を繰り返す段階とを備
    えることを特徴とする方法。
13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の方法にして、前記
    単位時間の各々が、３０秒以内である方法。
14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の方法にして、前記
    単位時間の各々が、１０秒以内である方法。
15. 【請求項１５】 請求項１２に記載の方法にして、前記
    単位時間の各々が、約等しい長さである方法。
16. 【請求項１６】 耐候性試験装置にして、一つのチャン
    バと、中央スペースを画成し、試験すべき試料を支承す
    るラックと、該ラックに支承された試料を照射すべく前
    記ラックの中央に配置されたランプと、前記ラックを通
    じて空気流を供給するブロアとを備え、前記チャンバが
    頂部壁及び底部壁を有し、前記ラックが前記チャンバの
    頂部壁を貫通して伸長する第一の支持部材により支承さ
    れ、前記ランプが前記チャンバの底部壁を貫通して伸長
    する第二の支持部材により支承されることを特徴とする
    耐候性試験装置。
17. 【請求項１７】 請求項１６に記載の試験装置にして、
    前記ランプが前記試験チャンバの頂部壁から離間され、
    前記ラックが前記試験チャンバの底部壁から離間された
    試験装置。
18. 【請求項１８】 請求項１６に記載の試験装置にして、
    前記ランプが水冷装置に接続され、該水冷装置が、前記
    ランプに連通し且つ前記試験チャンバの底部壁を貫通し
    て伸長する流動入口及び出口を備える試験装置。
19. 【請求項１９】 請求項１６に記載の試験装置にして、
    前記ラックを支承し且つ前記試験チャンバの頂部壁を貫
    通して伸長する前記第一の支持部材が、前記ラックが回
    転するのを許容し得るように回転装置に接続されたシャ
    フトである試験装置。
20. 【請求項２０】 可動の試験部材のデータを判断する方
    法にして、 前記試験部材に少なくとも一部が支承された電気回路を
    作動させる段階を備え、該回路が、判断すべきデータの
    関数として変化する抵抗値を有する装置を備えて、前記
    回路に第一の信号を提供し、該第一の信号が電圧が変化
    したときに前記データを運ぶようにし、 前記第一の信号を変換して、電流に依存する信号にし、
    該信号が電流が変化したときに前記電流を運ぶようにす
    る段階と、 該電流に依存する信号をコレクタを通じて前記可動の試
    験部材から送り、該可動の試験部材から離間された固定
    型の制御装置に達するようにする段階と、 前記電流に依存する信号の電流の変化を変換して、使用
    可能な形態の前記データにする段階とを備えることを特
    徴とする方法。
21. 【請求項２１】 請求項２０に記載の方法にして、前記
    判断されるデータが温度である方法。
22. 【請求項２２】 請求項２０に記載の方法にして、前記
    コレクタがブラシ電極、又は液体水銀との可動の接触面
    を利用する方法。