[发明专利]电熔接头的通电控制装置

说明书

本发明涉及使安装了热源的接头主体和塑料管加热熔合进行连接的电熔接头的通电控制装置。

以前，已知的一种管连接方法是，为将聚乙烯等热可塑性塑料管在其间进行连接，是通过由同种材料构成的接头通过加热熔合来接合。在与管接触的里面附近安装了加热用热源的接头称为电熔接头(EF接头)，通过对热源通电使管和接头的接触部分互相熔合来实现牢固的连接。

图6是表示现有通电控制装置的电气构成的电路图。该装置通过测量融合操作前电熔接头的热源电阻RJ的电阻值来判别接头种类、确定与接头种类相应的通电量、之后进行实际的融合操作。

在图6中，从三端调节器等恒压电路2输出恒流电压，通过光电耦合器3的光电三极管、可变电阻R3和防止逆流用二极管D2供给电熔接头的热源电阻RJ的一端。热源电阻RJ的另一端通过电阻R1接地；为测量电阻R1的两端电压，将其另一端通过电阻R2与单片微型计算机(以下简称微机)1的AD端子相连。齐纳二极管D1用来限制向AD端子输入过电压。

微机1包括CPU(中央处理单元)、RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、I/O(输入输出电路)和用于测量输入到AD端子的模拟电压的AD(模-数)转换器等。

另一方面，热阻RJ的两端通过继电器RL1与驱动电路连接，继电器RL1根据微机1的控制信号S1开闭。 

下面简单地说明操作。当微机1输出测量开始信号S2时，光电耦合器3的发光二极管就发光且光电三极管导通。于是，恒压电路2的输出电压就施加到热阻RJ和电阻R1上，并且有一定的测量电流Im流过，在电阻R1的两端产生电压Vm。电压Vm与热阻RJ的阻值成反比例的关系，通过微机1的AD转换进行数字化，通过CPU运算处理换算成热阻RJ的电阻值。

然后，参照预定的表根据所得的热阻RJ的电阻值来确定给热阻RJ的通电量。并且，使继电器RL1导通，进行实际熔合。

这样，通过根据热阻RJ的电阻值改变通电量，就能够切实地实现电熔接头的熔合接合。

图6的微机1内装的AD转换器，虽然是8位分辨率的AD转换器价廉，可以大量使用。但是，内装超过8位的AD转换器的微机就变得特别昂贵。

但是，因为在8位AD转换中，量化间隔数只有256个间隔，所以在测量热阻时精度不很高。尤其是在使用热阻RJ的电阻大的接头时，由于量化误差大，难以准确地设定通电量，融合接合的离散偏差大。

另外，关于与AD端子连接的电阻R2，在电阻值大时，与AD转换器的输入阻抗的匹配就变差，成为测量误差变大的因素。反之，在电阻值R2小时，流过AD转换器的输入电流变大，热阻RJ、电阻R1、R2、R3和耦合器的发热增加，测量系统的波动变大。

图7是图6的结构中热阻RJ和测量电流Im的关系的曲线图。示出了在施加到热阻RJ上的电压为恒压时，若热阻RJ变小则测量电流Im变大、以及若热阻R变大则测量电流Im变小的二者成反比的关系。

AD转换的量化间隔ΔIm在横轴的测量电流Im中用等间隔表示。在测量电流Im大的区域，与量化间隔ΔIm对应的热阻RJ的变化量小；在测量电流Im小的区域，与量化间隔ΔIm对应的热阻RJ的变化量大。

因此，可知，热阻RJ越大，AD转换的量化误差就越大。

图8是现有通电控制装置的其他例子的电路图。交流电源PS供给的交流电通过二极管桥路DB1进行全波整流、经电容C1和泄放电阻R4平滑转换成直流电。FET晶体管5用微机1驱动，以约100KHz量级的频率切换成直流电，并直接供给热阻RJ。

变压器M的初次绕组与热阻RJ的地线相连，在次级绕组中产生与热源电流变大相对应的电压。整流用二极管桥DB2与变压器M的次级相连，进而通过电容C2和电阻R5构成的平滑电路与微机1的AD端子相连。

变压器M及其后的电路检测热源电流，同时，微机1控制FET晶体管5的导通脉宽以使热源电流稳定在规定范围内。

图9(a)是FET晶体管5的输出波形，图9(b)是输入到微机1的AD端子的输入波形。因为FET晶体管5以高频率切换，所以产生大量的噪声，不仅给装置内部的电路、而且给施工现场周围的电机以很大的不利影响。因此，作为解决这种噪声的对策，如果设置与大电流对应的噪声滤波器，则装置就变得大型化。

另外，如图9(b)所示，在由变压器M、二极管桥路DB2、电容C2和电阻R5构成的电流检测方法中，由于与FET晶体管5的切换对应的交流声很多，所以，用微机4进行电压测量的误差变大。因此，难于准确地控制热源电流。