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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:ヒータ過昇温検出方法について)

ヒータ過昇温検出方法について

2023/10/20 05:35

このQ&Aのポイント
  • ヒータ過昇温検出方法について
  • 制御用の熱電対を異常検出用と兼ねることは出来ませんので、別途熱電対を設ける事を検討していました。
  • ヒータに流れる電流値を測定すれば過昇温の検出が可能なのか疑問です。CTを設ける方がより効率的だという意見もあります。
※ 以下は、質問の原文です

ヒータ過昇温検出方法について

2019/11/04 17:06

ヒータでワークを温め、加工を行う設備を製作しています。エンドユーザ様から「加熱用のヒータが過昇温となった場合に異常を検出する仕組みが必要」と言われました。

制御用の熱電対を異常検出用と兼ねることは出来ませんので、別途熱電対を設ける事を検討していました。あるところから横槍?(アドバイス?)が入り、「ヒータに流れる電流値を測定すれば過昇温の検出だって出来るだろう」と言われました。熱電対を設けるよりCTを設けたほうが早いだろうという判断のようですが、果たしてこのような事が出来るのでしょうか。

回答 (8件中 6~8件目)

2019/11/04 18:06
回答No.3

ユーザーの言う手法は一般的手法ですよ。
http://energychord.com/children/energy/motor/heat/contents/heat_res.html
経時変化で発熱体痩せなどによる電流変化も有りえますから、定期的に熱電対での設定電流校正を行ったほうが良いでしょう。

また冗長性を増すために測定熱電対数を増やすという手もありますし
設定温度に寄ってはPTCなどで自己制限を行うこともできます。

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2019/11/04 17:58
回答No.2

 ヒーターと言う製品の実態は発熱電線が絶縁体兼熱伝導体で覆われています。その材質は銅なら熱伝導体として理想的で、セラミックなら絶縁体として理想的ですがふたつの特性を兼ねた理想の材料はありません。現実的にはセラミックが採用されますが、セラミックとは高効率内燃機関では鉄やアルミニウムより保温性があることを期待して採用するくらいですから熱伝導性は良くありません。絶縁と強度があるので泣く泣く使っているのです。

 何が言いたいかと言うと、発熱電線の抵抗を測ることは確実にできますが、そこから絶縁物で隔てられたヒーター表面の温度を知ることは出来ず、ましてやそのヒーターで加熱されているワークの温度と比べるとかけ離れた高い温度を測定することになります。

 ヒーターはおそらく比例制御されており、高速にONとOFFを繰り返しているでしょう。発熱電線の温度はそれに多少の遅れで温度が上下しており、ワークを一定温度に制御することは実はヒーターの絶縁物の熱容量による温度変化の遅延に期待しています。つまりある瞬間の発熱電線の温度とワークの温度はあまり相関がありません。電源OFFで長時間放置した後では、発熱電線の抵抗がワークの温度を反映するでしょう。ところがその条件ではCTで抵抗値を測れぬ理屈です。

 逆に、制御用の熱電対がヒーターの温度ではなくワークの温度を測れているなら、これを過昇温の検出に使えないとは私は思いません。故障に備えるというなら他の温度計が欲しいという気持ちは分かります。

 ヒーターの抵抗値で温度を制御するのは、ヒーターを定格以上の電圧を高速にON/OFFして非飽和制御する際に、ヒーターにクラックが入らないように温度上昇率をコントロールする際に有効です。つまりヒーター自身のために温度を測る場合ということになります。ディーゼルエンジンの始動用のセラミックヒーターとかで昇温を限界まで早くしたいときなど実例は有ります。

 もしやるとしても、ヒーターの抵抗値の温度係数から温度による電流の変化を測る精度がCTみたいな誤差の大きい方法でできるか、また安定化電源を使わないというなら電圧も測定して電圧÷電流で抵抗値を高速に演算しなければならず、現実問題として質問者殿の応用例では私には甚だ疑問です。

2019/11/04 17:25
回答No.1

できますし、実際に行われていますよ。ヒータの温度が上がると電気抵抗が大きくなるのはご存じでしょう?なので電流値を監視してある値以下になったら以上であると判断すればいいだけのことです。

お礼をおくりました

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