用于监测电加热装置的方法和设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种监测电加热装置（１，３）的方法和一种相应的设备。所述电加热装置（１，３）具有至少一个加热元件（５，６，７，８，９，１０）。测量与所述电加热元件（５，６，７，８，９，１０）的电阻和／或电感相关的测量值，其中，所述测量通过对所述测量值进行采样而实现。通过使用采样值可缩短测量时间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种监测电加热装置的方法，所述电加热装置具有至少两个 加热元件。为能确定加热元件的(例如)加热效应或故障情况，需要对流过 加热元件的加热电流进行监测。举例而言，这一点对于发生在塑料注射成型 机模具高温流体通道(热通道)内的塑料熔化过程而言特别重要，因为由加 热元件加热熔化的塑料若在此处发生程度较小的温度偏差，就会使塑料熔液 的材料特性受到影响。这会对用于制备塑料件的塑料注射成型机的注射过程 产生不利影响。在塑料注射成型机中，塑料颗粒既在预塑化单元，也在安装 在预塑化单元后面的塑化单元内接受熔化处理。模具内可能存在用于保持塑 料熔液温度的热通道。这类塑化单元和热道道具有由零点转换半导体继电器 (电流继电器)供电的加热元件，其中，通过调节由加热元件传导的电流可 对温度进行调节。具有加热元件的电加热装置的其他应用领域例如有空调设 备和用于化学过程的加热设备，其中，也可用电加热系统对用于化学过程的 反应室进行温度调节。
技术介绍
如果电加热系统(即电加热装置)所应用的领域要求极为精确的温度调 节，就须持续对电加热系统的加热效应进行精确监测。当然，这种监测不仅 实现成本应该低，其结果也应该可靠。此外，对灵敏区域的测量应在迅速且 不影响温度调节过程及质量的情况下进行。这一点主要指热通道而言。一种已知的解决方案是用总和电流互感器来测量交流电的均方根值。进 行总和电流调节时，对电加热系统的总和电流(即各电加热元件的总和电流)进行测量和分析。这种处理方式的优点在于技术投入不大。但使用总和电流 调节器的缺点在于，在温度调节过程中，所有加热元件均处于工作状态，因 而只能对全体加热元件的功能进行一全-睑，而无法对加热元件进行单独检验。 如果需要进行单独检验，就须针对性地接通个别加热元件，而其他所有通道 都须关闭。这会对调节过程产生不利影响，因为待加热材料可能会在这段时 间内发生冷却。在调节对象反应迅速以及处理对象为温敏材料的情况下，这 一问题会特别突出。通过单个电流检测可对加热电流进行迅速、有效的监测。这是一种不会 对温度调节过程产生不利影响的可靠的监测方法。但其缺点在于投入较大， 因为电加热系统的每个加热元件都须配备传感器(例如电流互感器)。
技术实现思路
已知的电加热装置监测方法都存在一定的不足之处。本专利技术的目的是提 供一种有所改进的电加热装置监测方法和一种有相应改进的设备。这个目的通过一种具有权利要求1所述特征的方法而达成。此外，这个目的还通过一种具有权利要求7所述特征的设备和一种根据权利要求11所 述的塑料注射成型机而达成。从属权利要求2至6以及8至10公开的是本 专利技术的方法和设备的其他有利建构方案。本专利技术的方法用于对电加热装置进行监测，其中，所述电加热装置具有 至少一个加热元件。所述电加热装置例如用于熔化塑料、用于为注射成型模 具中所包含的热通道调节温度、用于加热液体或用作楼房的供暖系统。由于 塑料注射成型机对可控电加热装置的控制质量具有较高要求，因此，将本发 明应用于这种机器，是有利的。对具有至少一个加热元件的电加热装置进行监测的方法是测量与电加 热元件的电阻和/或电感相关的测量值，其中，这种测量通过对所述测量值 进行快速采样而实现。将提供可测量信号的无源电流互感器用作传感器。对 未经矫正的测量信号的采样通过高速模/数转换器而实现，所述高速模/数转换器可对交流电的电流包络进行采样。通过对测量值(例如为电流或电压)进行采样，可记录测量值的信号特 性。这样就无需再对信号进行矫正，也无需通过锯齿法进行持续时间较长的 模拟值转换，这种模拟值转换需要一秒或一秒以上的持续接通时间。在此情 况下，可用一个测量设备测量不同加热元件的测量值。此外还可在持续接通 时间较短的情况下对加热电流进行测量。如果电加热装置具有至少两个加热元件，并且可借助 一个测量设备对至 少两个加热元件的与电加热元件的电阻和/或电感相关的测量^直进行共同测量，就可有利地在控制过程中^r测总和电流的电流包络，并将这个电流包络 与总和电流的额定值相比较。通过将刚被控制设备接入的加热电流的单个电 流相加，就可得到总和电流的额定值，其中，通过(例如)训练过程(Teachen ) 可对所述单个电流加以检测。这个信息由控制设备实时传输给监测设备。这 一信息传输过程优选地通过控制单元与监测设备之间的长度较短的高速同 步连接而实现。这样就无需再针对性地接通或断开单个控制器来进行上述测 量。如果需要对至少 一个加热元件的通电情况进行全部或部分调节，就在交 流电的一个半波或少数几个半波内进行，其中，将测量到的值与比较值相比 较。通过对加热元件的通电情况进行调节，就只需记录一个加热元件的测量 值。通过为待测量值使用采样值，就无需再将加热元件断开好几秒钟的较长 时间。如果为加热元件供给的是交流电， 一个或多个半波的时间就足以用来进 行测量。其优点在于，监测并不会对温度调节产生影响，其中，电加热装置 是这种温度调节的执行器。通过调节，可以按不同的顺序、不同的组合方式 将加热元件接通和断开不同的时间长度。在此情况下，个别加热元件会以不 规则的时间间隔处于断开的工作状态。监测设备可通过对存储的加热元件的 工作状态和存储的测量值进行分析来用排除法测定故障加热元件。此外，为了对电加热装置(也是一种设备，也可称为"电加热系统") 进行监测，有利地在至少两个加热元件中对与电加热元件的电阻和/或电感 相关的值进行共同测量，随后再将测量值与比较值相比较。电加热元件的与 电阻相关的值例如是电压值为已知情况下的电流或电流值为已知情况下的 电压。对与电加热装置的电阻或电感相关的值的共同测量主要通过用于测量 电流或电压的共用传感器而实现。这个测量到的值由处理设备加以处理，其 中，所述处理设备特别为一监测设备，例如是一控制设备或调节设备。举例 而言，这种处理通过将测量值或不同的测量值与所存储的额定值相比较而实 现。也可将第 一 电加热元件的测量值与第二电加热元件得测量值相比较，其 中，假定相同电加热元件的测量值彼此间并不存在明显偏差。如果偏差大于预定的最大差值，就产生报警或故障信号。这种比较例如 在用于温度调节的控制或调节设备内进行。为了对电加热系统和各电加热元 件的常规功能进行监测，最好在毫秒范围内进行单值测量。但也可以在为加 热元件供给交流电或交流电压的情况下，对电流或电压的精确的时间特性进 行测量。为此，在控制或调节设备中使用高速模拟量输入端来提供传感器所 记录的测量值，是有利的。通过为控制或调节设备(可根据采样定理实现测 量点的测量)配备传感器和模拟量输入端，就可通过短时测量对个别电加热 元件进行监测。通过在较短的接通时间内进行快速的电流特性测量，也可在 机器处于跑合状态时借助高速加热电流在不影响调节过程的情况下进行可 靠的测量。本专利技术的方法的 一种有利建构方案是使测量与触发信号同步。通过使测 量与触发信号同步可获得可重复的测量结果。举例而言，交流电或交流电压 的过零交叉就是一种触发信号。根据所述方法的另一建构方案，为能在不影响其他电加热元件组的情况 下对个别电加热元件或一组电加热元件进行监测，在测量过程中对至少一个加热元件或一组加热元件的通电情况进行全部或部分调节。如果使用触发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监测电加热装置（１，３）的方法，所述电加热装置具有至少一个加热元件（５，６，７，８，９，１０），　　　　其特征在于，　　　　测量与所述电加热元件（５，６，７，８，９，１０）的电阻和／或电感相关的一测量值，其中，通过对所述测量值进行采样而实现所述测量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：伯特霍尔德帕姆，冈特格罗梅斯，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]