KR890004448B1

KR890004448B1 - 가열시스템내의 측정신호 유도방법

Info

Publication number: KR890004448B1
Application number: KR1019840006044A
Authority: KR
Inventors: 안드레 볼트람
Original assignee: 피슬러 게엠베하; 원본미기재
Priority date: 1983-10-26
Filing date: 1984-09-29
Publication date: 1989-11-04
Also published as: DE3338788C1; EP0146705B1; ATE29819T1; EP0146705A1; KR850003224A; JPS60103406A; JPH0441366B2; US4682298A

Abstract

내용 없음.

Description

가열시스템내의 측정신호 유도방법

제1도는 가열판위에 조리재료가 들어 있는 조리솔을 포함하는 가열시스템의 대표적인 온도-시간 특성 곡선 T=f(t)을 도시한 도면.

제2도는 제1도에 따른 온도-시간 특성곡선의 온도 상승에 따른 측정신호를 유도하기 위한 시스템의 개략적인 배선도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

AD : 아날로그-디지탈변환기 D : 차동스위칭

M₁,M₂: 평균치개폐회로 S : 측정신호

TF : 온도측정필터 TG₁,TG₂: 조리시간

ZSP : 사이클 기억장치

본 발명은 가열플레이트에 조리재료를 담고 있는 조리솔을 포함하며 온도감지기에 의해 조리솔에서의 온도가 측정되는 가열시스템의 온도-시간 특성곡선의 온도상승에 다른 측정신호를 유도하기 위한 방법에 관한 것이다.

이같은 가열시스템에서 측정신호는 제어신호로 변환될 수 있으며 가열기의 열출력을 조절하도록 사용되는데, 이는 바람직한 조리온도에 도달한 후 그같은 온도를 초과함을 피하기 위해 조절회로에 의해 일정하게 유지될 수 있는 가열시스템의 여러 시산상수를 고려하여 온도변화에 따라 열출력이 증가 또는 감소되어야 하기 때문이다.

온도상승의 아날로그 결정 및 평가는 복잡한 스위칭회로를 필요로 한다. 만약 그와같은 평가가 디지탈식으로 평가된다면, 가열과정의 마지막 단계에서 발생되는 맴돌이 외란(turbulent disturbances)으로 인해 작은 온도발진이 발생되며 이같은 온도발진(temperature Oscillations)이 측정을 매우 부정확하게 하고, 다소 덜 복잡한 회로를 이용하여 디지탈 식으로 결정된 온도증가가 비교적 크다면 이같은 부정확함은 더욱 증가하게 될수 있다. 조리솔에서의 맴돌이 외란에 의해 발생된 이들 온도발진은 조리솔에서 특히 증기상태가 시작되는, 즉 약 90℃의 온도가 도달되는때 나타난다.

이같은 온도에서 조절된 조리온도로의 변환은 크게 조리솔내에 있는 조리재료의 양에 좌우되기 때문에 가열과정의 마지막 단계에서 온도상승을 정확하게 결정하는 것이 특히 중요하다.

본 발명의 한가지 목적은 온도변화가 크고, 작은 온도발진이 진행중인 때에도 비교적 덜 복잡한 회로로 측정신호를 발생시키기 위해 정확하게 평균온도상승을 측정하는 상기에서 설명된 종류의 방법을 제공하는 것이다.

이같은 목적은 다음과 같은 발명에 따라 달성된다. 온도감지기에 의해 방출된 아날로그 측정크기신호가 주기적으로 상응하는 디지탈 신호로 변환되고, 디지탈 신호가 한 주기를 이루는 n개의 메모리 포인트를 갖는 주기적으로 동작하는 기억장치의 메모리 포인트내로 주기적으로 공급된다. 기억장치의 각 주기 이후에 기억장치의 첫번째 번호 k와 마지막 번호 k에 메모리 포인트내에 저장된 디지탈 신호로부터 유도되며, 숫자 k는 n/2보다 작고, 이전 주기중에 나타난 온도차이와 일치하는 측정신호가 방출되며, 매 주기이후에 기억장치의 모든 메모리 포인트가 삭제되고, 그 후에 유도된 디지탈 신호가 기억장치로 공급된다.

이같은 과정에서 온도측정이 주기적으로 그리고 짧은 간격으로 일어나므로써 이로부터 유도된 가지각색의 디지탈 신호가 저장된다. 저장된 디지탈 신호의 횟수는 주기적인 기억장치내 메모리 포인트의 횟수(번호)에 의해 좌우된다. 따라서 기억장치의 주기는 아날로그 측정크기신호의 주사 주사(scanning cycles) 횟수를 구성한다. 측정크기신호가 디지탈 신호로 변환되는 동안 발생되는 비교적 큰 온도 변화에 의해 그리고 자주 그와 같은 온도변화를 초과하곤 하는 작은 온도발진에 의해 발생되는 부정확함을 제거시키기 위해, 여러개의 디지탈 신호가 주기의 시작과 끝에서 평균되어지며, 동 주기중에 발생되는 온도차이에 상응하는 평균된 크기로부터 한 특정신호가 유도된다. 이같은 과정이 매주기 이후에 반복되며, 측정신호가 유도된 다음에는 기억장치의 모든 메모리 포인트가 삭제되어 새로이 유도된 디지탈 신호를 수신하도록 한다. 따라서 비트숫자가 작은 단순한 아날로그/디지탈 변환기가 아날로그 측정 크기신호를 변환하도록 사용될 수 있다.

한 실시예에 따라, 측정신호가 이전주기중의 온도상승을 정해진 온도단위의 증분으로 디지탈 식으로 표시하도록 할 수 있다. 따라서 이같은 측정신호는 동 주기중에 발생된 온도차이에 좌우된다.

측정신호를 사용하여 열 출력을 직접 조절하기 위해, 또다른 실시예에 따라 측정신호가 다음주기에 저장되도록 할 수 있다.

다른 한 실시예에 따라 측정신호는 다음과 같이 유도된다. 주기가 끝나는 곳에서, 기억장치의 처음번호 k와 마지막 번호 k의 메모리 포인트 디지탈 신호가 평균값 스위칭 회로로 보내어지며, 여기서 k 디지탈 신호가 더해지고, 다음에 k로 나뉘어지며(계산되며), 온도평균과 일치하는 이들 평균값 스위칭 회로의 디지탈 출력신호가 차동회로로 전달되고, 이때의 차동회로가 전달된 디지탈 출력신호 사이의 차이를 계산하고 이에 상응하는 디지탈 제어신호를 방출한다. 모든 스위칭 회로는 통합된 한 구조적 요소로 결합될 수 있다.

가열과정이 시작되는 때에 가열시스템을 단순하게 하기위해 가열은 항상 전 출력으로 수행되기 때문에 온도감지기에 의해 방출된 아날로그 측정크기신호들의 디지탈 신호로의 변환이 가장 낮은 온도에서 시작된다. 먼저 정해진 아날로그 크기로부터 아날로그 측정크기신호를 변환시키는 아날로그/디지탈 변환기가 사용된다. 이같은 아날로그/디지탈 변환을 위해 매우 작은 온도범위가 고려될 필요가 있다. 이는 아날로그/디지탈 변환기의 정해진 비트 숫자에 대한, 즉 보다 작은 온도범위에 대한 매우 좋은 해결책이 된다. 정해진 온도변화에 덜비싼 아날로그/디지탈 변환기가 사용될 수 있으며, 이는 결과적으로 덜 복잡한 기억장치 및 제어장치를 갖는다.

아날로그 측정크기 신호를 디지탈 신호로 변환시키고 주기적 기억장치내에 디지탈 신호를 저장시키기 위해, 디지탈 신호의 일련의 전송을 제공하는 동기화 신호발생기에 의해 또다른 기술에 따라 제어가 실시된다.

상기에 언급된 가열시스템의 시간상수의 경우, 아날로그 측정크기신호가 대략 매초마다 변환되고, 대략 n=20 내지 n=30 메모리 포인트를 갖는 기억장치가 사용되며, 그리고 온도평균은 저장된 디지탈 신호를 사용하여 약 k=3 내지 k=5인 메모리 포인트로부터 유도되는 가열시스템이 적당한 것으로 판명되었다.

제1도의 온도-시간특성곡선 T=f(t)에서 도시된 바와같이, 상기 언급된 종류의 가열시스템에서의 온도가 처음에는 가열단계중에 대체로 시간과 비례하여 상승한다. 그러나 이같은 상승은 곧 가변적이며, 조리솔에 조리재료의 종류와 양에 따라 좌우된다. 만약 온도-시간특성곡선 T=f(t)의 도면에 도시된 범위내에서 온도상승이 결정된다면, 한 제어신호는 조리솔내 조리재료의 종류와 양을 표시한다. 온도가 Td=90°의 크기에 도달하는 때 증기상태가 시작된다. 온도상승은 조리온도 Tk에 도달하기 위해 다시 급속으로 가속되기 이전에 감속된다. 증기압 조리솔에서, 온도-시간 특성 곡선 T=f(t)의 도면에 도시된 바와같은 수평을 이루는 부분은 물위에 있는 고체인 조리재료의 양에 의해 좌우된다. 이 범위내에서 조리솔내의 맴돌이 외관(turbulant disturbance)으로 인해 작은 온도 발전(temperature Oscillations)이 발생되며, 바로 이것이 측정결과의 곡해를 일으키고, 특히 이들 온도발진이 아날로그 측정크기신호의 디지탈화에 의해 준비된 온도증분과 같거나 이보다 큰 온도범위로 확장된다면 결국 그릇된 측정신호를 발생시키게 된다.

제2도에서는 이같은 가열시스템의 개략적인 배선도가 도시되는데, 여기서는 비록 비교적 큰 온도증분의 디지탈화에 사용되고, 심지어 온도발진중에서 조차 사전 결정된 시간간격으로 온도특성곡선 T=f(t)의 온도상승을 매우 정확하게 재생시킴을 보여준다.

조리솔의 온도는 온도감지기 TF에 의해 결정되며, 온도 감지기가 온도에 비례하는 아날로그 측정크기(analogous measuring Value) 신호를 방출한다. 온도감지기가 온도에 비례하는 아날로그 측정크기신호를 방출하는 한 온도감지기로서 여러 다른 장치들이 사용될 수 있다. 아날로그/디지탈 변환기 AD를 사용하고 동기화 신호발생기 TG₁을 이용하므로써 아날로그 측정크기가 예를 들어 1초의 정해진 시간간격으로 상응하는 디지탈 신호로 변환된다. 아날로그/디지탈 변환기는 예를 들어 0.5℃의 정해진 온도증분내의 온도를 결정하고, 이들 측정을 상응하는 디지탈 신호로 재생시킬 수 있도록 만들어진다. 또한 예를들어 40℃의 정해진 온도까지 가열단계에서는 아날로그/디지탈 변환기 AD에 의해 아무런 디지탈 신호도 발생되지 않으므로써, 아날로그/디지탈 변환기의 영점(zero point)가 예를들어 40℃에서 고정되도록 하 수 있다. 따라서 나머지 온도범위가 아날로그/디지탈 변환기 AD의 정해진 영점출발에 의해 보다 작은 온도증분(0.5-1.0℃)을 이용하여 결정될 수 있으며, 이와같이 하므로써 측정의 정확도를 향상시키게 된다.

예를들어 0.5℃의 온도증분을 사용하므로써, 아날로그/디지탈 변환기 A/D의 복잡성과 비트숫자가 감소될 수 있다. 디지탈 신호는 송신거리를 따라 송신 캐리어(transmission carrier) Ue에 의해 송신되며, 이때의 송신캐리어는 여러가지 형태일 수 있다. 수신기 E가 동기화신호 발생기 TG의 도움으로 송신된 디지탈 신호를 탐지하며, 이들 신호가 주기적 기억장치 ZSP 내로 공급된다. 메모리 ZSP는 n=20 내지 30, 예를들어 n=24 인 메모리 포인트를 가지므로써 주기지속기간이 예를 들어 n=24 메모리 포인트에 이르도록 한다. 24초가 경과한후에는 디지탈 신호들은 모든 n=24 메모리 포인트내에 공급되어 있게 된다. 주기가 종료하는 때 온도평균이 계산되는데, 이때 온도평균은 처음 k=3 내지 5로부터와 마지막 K=3 내지 5로 부터 계산된다. 디지탈 신호는 평균스위칭 회로 M1 및 M2로 송신되며 인수 (k)(f₁＋f₂＋f₃=k)가 더해진 다음 인수(k)에 의해 나뉘어진다.이와같이 하여 k 디지탈 신호의 온도평균을 나타내는 평균된 디지탈 신호가 평균스위칭 회로 M₁및 M₂의 출력에 발생된다. 이에 의해 아날로그/디지탈 변환중 정해진 온도증분으로부터 기인하는 아주 작은 불규칙함과 작은 온도발진이 제거된다. 평균 스위칭 회로 M₁과 M₂출력에서의 평균된 디지탈 신호 모두는 차동회로 D로 전달되며, 이때의 차동회로(differential circuit)가 이들 사이의 차이를 계산하고 온도가 이전주기의 시작으로부터 끝까지 증가하였거나 감소하였을 때 예를 들어 가열을 위한 조절신호로서 사용될 수 있도록 온도변화를 표시하는 디지탈 측정신호 S를 발생시킨다. 모든 디지탈 신호는 나중에 기억장치 ZSP의 메모리 포인트로부터 삭제되며, 새로이 유도된 디지탈 신호가 기억장치 ZSP로 공급되어 새로운 측정과정을 개시하도록 한다.

또한 앞선 주기중 발생되어온 온도변화를 정해진 온도증분의 숫자에 의해 디지탈 식으로 표시하는 측정신호 S는 프로그램 기억장치내에 저장된 한 기능의 도움으로 가열제어회로를 위한 한 제어신호로 변환될 수 있다. 측정신호 S의 크기에 따라, 다음주기에 가열을 위한 시간을 직접 제어하는 한 제어신호가 이들로부터 유도될 수 있다.

한 주기 경과한 후 기억장치의 메모리 포인트가 한 디지탈 신호를 저장하지 않았음이판명되면, 측정신호의 유도는 취소될 수 있으며, 앞선 주기의 측정신호 S가 유효한 것으로 남아 있는다, 결함이 있는 주기의 숫자가 경보유닛 AL에 의해 모니터되며, 정해진 주기 숫자 이후 외부방해(외란) 신호가 경보유닛 AL에 의해 작동되어 가열장치를 차단시키도록 한다.

Claims

가열판 위에 조리재료가 담긴 조리솔을 포함하며, 조리솔의 온도가 온도감지기에 의해 측정되고 아날로그 측정신호가 전술한 온도감지기(TF)에 의해 방출되는 가열시스템내의 온도-시간 특성곡선의 온도상승에 따른 측정신호를 유도하기 위한 방법에 있어서, 전술한 아날로그 측정신호를 상응하는 디지탈 신호로 주기적으로 변환시키고, 이같은 디지탈 신호를 "n"메모리 포인트(memory points)를 갖는 주기적으로 작용하는 기억장치 (ZSP)의 다수의 메모리 포인트내로 공급하며, 이때 상기 디지탈 신호 하나에서 "n"개 메모리 포인트의 모든 "n"까지의 주기적 공급이 한 주기를 만들고, "n"메모리 포인트의 전술한 주기가 매번 끝난뒤에 디지탈 신호들로부터 제1 및 제2온도평균을 유도하고, 이때 전술한 기억장치(ZSP)중 처음 k와 마지막 k 메모리 포인트를 사용하며, k는 n/2는 보다 작고 1보다는 크고, 전술한 제1 및 제2온도평균 차이를 유도하며, 전술한 주기가 매번 완료된 후에 제1 및 제2온도평균 사이의 차이로부터 전술한 측정신호(S)를 유도하고, 그리고 전술한 주기가 매번 완료된 후에 기억장치(ZSP)의 전술한 모든 메모리 포인트를 삭제하고 전술한 주기를 반복시킴을 포함함을 특징으로 하는 가열시스템내의 측정신호 유도방법.
제1항에 있어서, 전술한 측정신호(S)를 디지탈 형태로 제공하여 전술한 앞선 주기에서의 온도변화를 정해진 증분의 온도단위를 표시함을 포함함을 특징으로 하는 가열시스템내의 측정온도 유도방법.
제2항에 있어서, 전술한 뒤이은 한 주기중에 전술한 측정신호를 저장시킴을 추가로 포함함을 특징으로 하는 가열시스템내의 측정온도 유도방법.
제3항에 있어서, 전술한 기억장치(ZSp)의 처음 k와 마지막 k 메모리 포인트에 상응하는 디지탈 신호를 매번주기가 끝나는 때마다 제1 및 제2평균회로 M₁,M₂각각으로 전달시키고, 전술한 제1평균회로가 전술한 처음 k 메모리 포인트들의 내용들을 더하고, 전술한 제2평균회로가 전술한 마지막 k 메모리 포인트들의 내용들을 더한뒤 제1 및 제2평균회로 M₁,M₂각각에서의 크기들을 k로 나누므로써 제1 및 제2온도평균을 유지하도록 하고, 이같은 제1 및 제2온도평균에 상응하는 전술한 평균회로 각각이 디지탈 출력신호를 한 차동회로 D로 전달시키며, 그리고 전술한 차동회로 D가 전술한 차이에 상응하는 측정신호(S)를 발생시킴을 추가로 포함함을 특징으로 하는 가열 시스템내의 측정온도 유도방법.
제4항에 있어서, 전술한 온도감지기 TF에 의해 방출된 아날로그 측정신호의 전술한 디지탈 신호로의 변환을 정해진 시작온도에서 개시시킴을 더욱더 포함함을 특징으로 하는 가열시스템내의 측정온도 유도방법.
제4항에 있어서, 전술한 아날로그 측정신호의 상응하는 디지탈 신호로의 변환과 전술한 디지탈 신호의 전술한 기억장치(ZSP)로의 주기적 공급을 적어도 하나의 동기화 신호 발생기 TG₁, TG₂에 의해 제어시킴을 더욱더 포함함을 특징으로 하는 가열시스템내의 측정온도 유도방법.
제6항에 있어서, 전술한 아날로그 측정신호를 대략 매초마다 상응하는 디지탈 신호로 변환시키며, 전술한 디지탈 신호를 전술한 기억장치내 대략 n=20 내지 n=30인 메모리 포인트로 공급시키고, 그리고 대략 K=3 내지 k=5인 메모리 포인트를 사용하여 온도평균을 유도함을 더욱 포함함을 특징으로 하는 가열시스템내의 측정온도 유도방법.
제7항에 있어서, 일정하게 정해진 프로그램에 따라 전술한 측정신호로부터 가열제어회로를 위한 한 제어신호를 유도하고, 이같은 제어신호가 다음 주기동안의 가열을 제어함을 더욱 포함함을 특징으로 하는 가열시스템내의 측정온도 유도방법.
제2항에 있어서, 전술한 정해진 온도증분 단위가 약 0.5-1.0℃임을 특징으로 하는 가열시스템내의 측정온도 유도방법.
제1항에 있어서, 전술한 측정신호를 전술한 뒤이은 주기동안에 저장시킴을 더욱 포함함을 특징으로 하는 가열시스템내의 측정온도 유도방법.
제1항에 있어서, 전술한 기억장치(ZSP)의 처음 k와 마지막 k 메모리 포인트에 상응하는 디지탈 신호를 제1 및 제2평균회로 M₁,M₂각각으로 전달시키고, 매번 주기가 끝나는 때마다 전술한 제1평균회로가 전술한 처음 k 메모리 포인트들의 내용들을 더하고, 전술한 제2평균회로가 전술한 마지막 k 메모리 포인트들의 내용들을 더한뒤 제1 및 제2평균회로 M₁,M₂각각에서의 크기들을 k로 나누므로써 제1 및 제2온도평균을 유도하도록 하고, 이들 두 온도평균에 상응하는 전술한 평균회로 각각의 디지탈 출력신호를 한 차동회로 D로 전달시키며, 그리고 전술한 차동회로 D가 전술한 차이에 상응하는 측정신호를 발생시킴을 추가로 포함함을 특징으로 하는 가열시스템내의 측정온도 유도방법.
제1항에 있어서, 전술한 온도감지기 TF에 의해 방출된 아날로그 측정신호의 전술한 디지탈 신호로의 변환을 정해진 시작온도에서 개시시킴을 더욱더 포함함을 특징으로 하는 가열시스템내의 측정온도 유도방법.
제1항에 있어서, 전술한 아날로그 측정신호의 상응하는 디지탈 신호로의 변환과 전술한 디지탈 신호의 전술한 기억장치(ZSP)로의 주기적 공급을 적어도 하나의 동기화 신호 발생기 TG₁, TG₂에 의해 제어시킴을 더욱더 포함함을 특징으로 하는 가열시스템내의 측정온도 유도방법.
제1항에 있어서, 전술한 아날로그 측정신호를 대략 매초마다 상응하는 디지탈 신호로 변환시키며, 전술한 디지탈 신호를 전술한 기억장치내 대략 n=20 내지 n=30인 메모리 포인트로 공급시키고, 그리고 대략 k=3 내지 k=5인 메모리 포인트를 사용하여 온도 평균을 유도함을 더욱 포함함을 특징으로 하는 가열시스템내의 측정온도 유도방법.
제1항에 있어서, 일정하게 정해진 프로그램에 따라 전술한 측정신호(들)로부터 가열제어회로를 위한 한 제어신호를 유도하고, 이같은 제어신호가 다음 주기동안의 가열을 제어함을 더욱 포함함을 특징으로 하는 가열시스템내의 측정온도 유도방법.