专利名称：用于控制可动电热物体的温度的设备的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及用于控制温度的设备，以及更具体地说，涉及用于控制可动电热物体的温度，并且优选为可旋转电热鼓轮的温度的设备。
光热照相术是一种既定成像工艺。在光热照相术中，感光介质受到辐射作用产生一幅潜像，然后该感光介质可以经过热处理来显影潜像。用于实现这种热显影过程的装置和方法通常已知，并且包括使成像的感光介质与一个热台板，鼓轮或皮带接触，使热空气吹到介质上，把介质浸入一种热惰性液体中，以及使介质受到不会使该介质感光的波长的辐射能，例如红外线的作用。在这些常规技术中，应用热鼓轮尤其常见。
在这些成像过程中可以使用的常见感光介质称为光热照相介质，例如照相膜和照相纸。一种光热照相介质具有胶合剂，卤化银，有机银盐(或其它可还原的不易感光的银源)，以及银离子的还原剂。在商业中，这些光热照相介质称为干式银介质，包括干式银膜。
为了精确地加热包括照相膜和照相纸在内的已暴光的光热照相介质，已经发现希望应用电热鼓轮。在使用这种技术的设备中，圆柱形鼓轮加热到接近于光热照相介质的希望显影温度的温度。在鼓轮绕其纵轴旋转时，使光热照相介质保持在非常接近于热鼓轮之处。当热鼓轮的表面温度已知，光热照相介质非常接近保持之处的周围部分已知，以及鼓轮的旋转速率已知时，光热照相介质的显影时间和温度能得到确定。通常，对于所使用的具体光热照相介质，以及可能对于其中使用该光热照相介质的应用，使得这些参数最佳化。
为了在光热照相介质中实现高质量图像，必须保持非常精确的显影参数。通常，光热照相介质所越过的鼓轮的周围将不会显著改变。并且，鼓轮的旋转速率，或光热照相介质经过热处理机的运送速率能相当精确地得到保持。然而，通常较难控制和保持鼓轮的表面温度。
此外，其它因素亦对不精确处理产生影响。光热照相介质保持在在鼓轮附近的密闭间隙部分地确定了光热照相介质中乳胶加热的温度。此外，在鼓轮与光热照相介质之间存在的杂粒能防碍热量从鼓轮流到光热照相介质，这样会影响图像质量。
因为许多因素影响图像质量，其中之一是光热照相介质的显影温度，所以对光热照相介质的热处理来说，精确地保持鼓轮的表面温度很重要。
鼓轮的温度取决于许多因素。这些因素包括向鼓轮传送热量的速率，鼓轮的热导率和热质，光热照相介质的热质，被处理的光热照相介质的速率，即纸张数(如果使用纸张光热照相介质)，环境温度，而不管热处理是刚刚开始，还是热处理正在长时间运行当中。此外，热鼓轮还广泛用于种种其它原料处理应用中。例如包括砑光，层压和干燥。
典型地，通过使用电阻加热元件以把热量传送到这样的鼓轮。由于在热处理期间热鼓轮一直在旋转，以及由于希望在鼓轮旋转期间对电阻传送电功率，所以希望能够从一个静止电源，例如标准交流线，对旋转运动的鼓轮传送电功率。电功率可以通过使用耦合到鼓轮的滑环来传送到鼓轮。
此外，为了精确地控制电热鼓轮的温度，应该有一种装置来传感鼓轮的温度，以及一种装置响应温度传感器输出的信号，控制施加于电阻加热器的电功率。
尽管温度控制技术和装置常见，但是由于物体运动或鼓轮旋转，使得在可动物体或旋转鼓轮上应用这样的技术和设备较为困难。
一种解决办法是把所有温度传感和控制技术安排在可动物体或旋转鼓轮上。就旋转鼓轮来说，通过在旋转鼓轮之上或附近结合一个包含模拟电路的电路板，使该电路板可以与鼓轮一起旋转，应用了模拟温度控制技术。尽管这种技术使鼓轮与模拟电路之间传递温度传感信息和控制信息的困难最小化，但是它使得对模拟控制电路的接口，或对温度或控制算法的改变或调节变得更为困难。
由Systek，Minneapolis，Minnesota所应用的一种类似技术利用旋转温度控制电路，并且此外还提供一种技术，用于旋转鼓轮/控制电路输出的传感温度信息的通信，以及从利用鼓轮的热处理机的用户那里对旋转鼓轮/控制电路调节参数的通信。在鼓轮/控制电路一端按通常圆形图形安排一圈多个发光二极管。在接近旋转鼓轮/控制电路的那一端附近的一个静止板上安排单个发光二极管。在旋转轴一端上在旋转鼓轮/控制电路上安排一个光传感器。类似地，在静止电路板上安排一个第二光传感器。各光传感器适合于传感相对部件上对应发光二极管的占空因数调制脉冲系列。通过使各对发光二极管和传感器以不同频率起作用，使对光发射的干扰最小化。例如，一对可能以可见光谱操作，而另一对可能以红外线光谱操作。
然而，Systek的系统局限于读出相当粗略的温度传感信息。此外，整个温度控制环电路全部安排在旋转鼓轮/控制电路板上。因此，在温度控制环中加入任何智能都必须能够包含在旋转鼓轮/控制电路板上，从而限制了其能力和可用的选择。
本发明提供一种温控受热的可动物体和可旋转受热的鼓轮，以及一种用于控制可旋转受热的可动物体和受热鼓轮的温度的设备。部分因为能够从可动/可旋转物体/鼓轮非常准确地传递精确传感的温度信息，以及能够对可动/可旋转物体/鼓轮传递精确的控制信息，所以能在物体/鼓轮表面保持非常精确的温度。这样使温度控制环电路可以安排在静止物体上，这又允许应用更强和更复杂的温度控制技术，并且允许与其它系统操作功能一起分来担费用部分。
在一个实施例中，本发明提供一种温控电热鼓轮。圆柱形鼓轮具有一个表面，并且可绕轴旋转。一个电加热器热耦合到圆柱形鼓轮的表面。一个温度控制机构和圆柱形鼓轮可旋转地安装在一起，并且电耦合到电加热器，它响应控制信号通过控制流到电加热器的电流来控制温度。一个温度传感器热耦合到圆柱形鼓轮的表面。一个温度传感机构和圆柱形鼓轮可旋转地安装在一起，并且电耦合到温度传感器，它传感圆柱形鼓轮的表面温度，并且产生指示它的温度信号。一个微信息处理机不可旋转地相对圆柱形鼓轮安装，它响应温度信号通过产生控制信号来控制电热鼓轮的温度。一个光学机构耦合到温度控制装置，温度传感装置和微信息处理机装置，它把旋转的温度传感器装置输出的温度信号光耦合到不旋转的微信息处理机，并且把不旋转的微信息处理机输出的控制信号光耦合到旋转的温度控制装置。
在另一个实施例中，本发明提供一种适合于控制一个可绕轴旋转的圆柱形鼓轮的温度的温度控制设备，该圆柱形鼓轮具有一个热耦合到该鼓轮的电加热器，该圆柱形鼓轮具有一个热耦合到该鼓轮的温度传感器。一个温度控制机构和圆柱形鼓轮可旋转地安装在一起，并且电耦合到电加热器，它响应控制信号通过控制流到电加热器的电流来控制温度。一个温度传感器机构和圆柱形鼓轮可旋转地安装在一起，并且电耦合到温度传感器，它传感圆柱形鼓轮的表面温度，并且产生指示它的温度信号。一个微信息处理机不可旋转地相对于圆柱形鼓轮安装，它响应温度信号通过产生控制信号来控制电热鼓轮的温度。一个光学机构耦合到温度控制装置，温度传感器装置和微信息处理机装置，它把旋转的温度传感器装置输出的温度信号光耦合到不旋转的微信息处理机，并且把不旋转的微信息处理机输出的控制信号光耦合到旋转的温度控制装置。
在另一个实施例中，本发明提供一种类似于以上所述的温度控制设备，但是它适合于控制一个可动物体的温度。
在另一个实施例中，本发明提供一种类似于以上所述的温度控制设备，但是使微信息处理机安排在可动/可旋转温度控制装置上，并且其中不可动/不可旋转部分包含一个接口机构，用于从可动/可旋转物体传递传感温度或状态信息，并且用于对可动/可旋转物体传递控制信号。
在另一个实施例中，本发明提供一种类似于以上所述的温度控制设备，但是这里光学机构具有一个第一光产生机构，它不可旋转地安装在圆柱形鼓轮的轴上，接收微信息处理机控制信号，并且对其响应产生第一光信号。一个第一光接收机构可旋转地安装在圆柱形鼓轮的轴附近，它接收第一数字调制的光信号，并且把第一光信号转换成鼓轮控制信号。一个第二光产生机构可旋转地安装在圆柱形鼓轮的轴上，它接收鼓轮温度信号，并且对其响应产生第二光信号。一个第二光接收机构不可旋转地安装在圆柱形鼓轮的轴附近，它接收第二数字调制的光信号，并且把第二光信号转换成微信息处理机温度信号。
本发明的上述优点，结构和操作将会从下述说明和附图中更加容易弄明白，其中
图1是一台应用可旋转电热鼓轮的热处理机的部分立方视图；图2是图1所示鼓轮的横断面图；图3是按照本发明构造的电子温度控制设备的高层次方块图；图4是图3温度控制设备所应用的系统控制板的方块图；图5说明图3温度控制设备所应用的通信板的方块图；图6说明图3温度控制设备所应用的旋转板的方块图；图7说明图3温度控制设备中用来保存串行通信数据的移位寄存器的数据内容；图8是说明图3温度控制设备中所应用的电阻加热器的软件控制的流程图；图9是说明图3温度控制设备中所应用的读出鼓轮温度的软件控制的流程图；图10是说明图3温度控制设备中所应用的鼓轮软件有效性确认的流程图；图11是说明图3温度控制设备中所应用的加热器软件有效性确认的流程图；图12是说明图3温度控制设备中所应用的计算加热器占空因数的软件控制的流程图；图13是说明图3温度控制设备中所应用的使加热器循环的软件控制的流程图；图14是说明图3温度控制设备中所应用的设定微信息处理机发送数据的软件控制的流程图；以及图15是说明图3温度控制设备中所应用的设定微信息处理机接收数据的软件控制的流程图。
图1和图2说明了一台应用可旋转电热鼓轮10的热处理机的一部分。这种热处理机可以用来处理检定质量的干式银膜。圆柱形鼓轮10安装在支架11上，可绕轴12旋转。可选择地，鼓轮的外表面14可以包上硅层15。还可选择地，鼓轮10的外表面14可以划分成分区控制加热的多个区域。由于鼓轮10的表面14的边缘会比表面14的中央部分冷却得更快，所以中央区域16与边缘区域18和20相互无关地控制。光热照相介质(未示出)保持在鼓轮10的周围部分上非常接近于鼓轮10的外表面14。在已知鼓轮10的外表面14的温度，一般为255华氏度，已知旋转速率，一般为每分钟2.5转，以及已知光热照相介质传过其上的表面14的周围部分前提下，能获得已知的显影温度和停留时间。在热显影之后，冷却辊(22，24，26，28，30和32)把光热照相介质冷却到显影温度以下的温度。
圆柱形鼓轮由具有6.25英寸(15.9厘米)直径和具有空心内部及0.25英寸(0.635厘米)壳厚的铝来构造。在鼓轮10的内表面34上安装电阻加热器36，38和40，它们分别适合于加热区域18，16和20。鼓轮10的外表面14可具有一层非常精密的镀层，这样在内部进行鼓轮的温度测量，以便不损坏表面镀层。在鼓轮10的内表面34上安装温度传感器42，44和46，它们分别适合于传感区域18，16和20的温度。
由于鼓轮10一直在旋转，所以至电阻加热器36，38和40的通信是通过安装在圆柱形鼓轮10的一端上与鼓轮10以相同速率旋转的旋转电路板48来完成的。电路板48由和旋转电路板48光结合安排的静止安装的通信电路板50来控制。通信是靠光通信链路发生。
外表面14的温度对鼓轮10全长和每张光热照相介质都控制在±0.5华氏度，以便产生检定质量的图像。
图3说明温度控制电路的主要部分的高层次方块图。旋转电路板48和鼓轮10一起旋转，以把加热控制信息传递到鼓轮10，并把温度信息传递到安排在系统控制板52(静止)上的软件。通信板50(静止)把系统控制板52输出的串行数据转换为光数据，送至旋转板48，反之亦然。机器接口板54供给ACCLOCK信号56，用来同步系统控制板52与旋转板48之间的串行通信。系统控制板52设有存储器58，其中驻留温度控制软件。微信息处理机60，时间处理装置62和I/O(输入/输出)装置64由软件用来监视和调节鼓轮10的表面14的温度。
通常，系统控制板52上的软件把指示哪个电阻加热器36，38和40应该接通或断开的加热器控制数据装入I/O装置64，以便串行移位至通信板50。通信板50把该数据转换成光信号，光信号通过光路66送到旋转板48。旋转板48把这个数据译码成用来相互无关地接通或断开电阻加热器36，38和40的电源的信号。响应加热器控制数据，旋转板48从温度传感器42，44和46读出数据，并且通过光路66把这个数据传送到通信板50。通信板50又把这个数据传送到系统控制板52。在系统控制板52中，由时间处理装置62读出温度数据。然后软件能读出这个数据，并且把温度数据转换成温度，而且相应地起反应，以接通或断开电阻加热器36，38和40。
图4方块图中说明了系统控制板52及其它部分。机器接口板54适合于耦合到一个外部交流电源65。一个功率隔离变压器对系统控制板52供给24伏ACCLOCK信号。外部交流电源还通过固态继电器对通过滑环67安排在旋转鼓轮10上的电阻加热器36，38和40供电。
微信息处理机68为Motorola制造的MCU M68332，它包含时间处理装置62和中央处理装置70。中央处理装置70执行指令处理，并且支持高级语言。时间处理装置62执行定时任务，并且与中央处理装置70无关地运行。时间处理装置62有16个通道，一个通道用来浮获机器接口板54输出的ACCLOCK信号，并且一个通道用来浮获从通信板50所得到的温度传感器42，44输出的温度数据。
从微信息处理机68输出的数据在选片74控制之下，可以由总线72通过数字I/O装置64送到移位寄存器76。选片74产生一个信号，使数据发送到移位寄存器76。移位寄存器76输出的数据可以串行发送到通信板50，并且最终通过光路66发送到旋转板48。温度传感器42，44和46输出的数据通过光路66从通信板50得到，并且直接送到时间处理装置62。
图5说明通信板50的方块图。静止通信板50通过差动接收器78(DS96176)接收系统控制板52输出的控制数据，并且把信号传送到发光二极管驱动器80(2N700)，发光二极管驱动器80设计为把系统控制板52输出的信号转换成发光二极管中的电流脉冲。发光二极管驱动器80耦合到光发射器82(MLED81)，它发射红外线光脉冲。发光二极管驱动器80安装在鼓轮10的旋转轴上的通信板50上，以便它周围面对旋转板48。光接收器84(MRD750)为红外线光传感器，安装在发光二极管驱动器80近旁，尽可能靠近发光二极管驱动器80，并且面对旋转板48。由光接收器84接收的信号通过差动发射器86(DS96176)发送到系统控制板52。此外，与温度控制装置不直接相关的其它部件也安排在通信板50上。鼓轮旋转传感器88(GP2S15)连接到脉冲放大器/形成器90(LM324)，并且耦合到系统控制板52，以便提供表示鼓轮10旋转的信号。
图6说明固定在旋转鼓轮10上的旋转板48的方块图。光发射器92(7406和MLED81)安装在鼓轮10的旋转轴上，面对通信板50。光探测器94(MRD750)为一个红外线光传感器，安装在光发射器92近旁，尽可能靠近光发射器92，并且面对通信板50。所有光发射器和传感器以0.6英寸(1.5厘米)距离在通信板50与旋转板48之间的间隙面对面配置。
用于电阻加热器36，38和40的控制信号由光探测器94通过光路66接收。控制信息传送到移位寄存器96(7HC164)，通过加热器控制位锁存器98(74HC173)，传送到用于电阻加热器36的固态继电器100(D2W203F)，用于电阻加热器38的固态继电器102(MOC3033 MAC223)，及用于电阻加热器40的固态继电器104(D2W203F)。监视计时器106(DS1232)在从光线路66接收串行数据时监视中断。接收的数据还从移位寄存器96通过成帧探测器108(74HC00，74HC32)传送到状态机110，它检查所接收的串行数据的有效性，并且执行控制功能。温度数据由RTD(电阻式温度探测器)信号调节器112(LMC660)从温度传感器42，44和46接收，并且在状态机110控制之下传送到模拟多路调制器114。只要光探测器94接收的串行数据中的同步位正确，状态机110于是就通过电压-频率转换器116(AD654)对光发射器92发射温度数据，用于跨过光路66发射到通信板50。电阻加热器36，38和40通过滑环67接收交流功率。变压器118，电源120(7805AD680)和交流时钟脉冲发生器122(H1111)提供辅助操作功能。
光发射器(发光二极管)82和92为端接透镜型式，它允许光束向着相对板射出。这些发光二极管具有光束扩散作用，允许至少90％光束密度偏轴20度，并且允许足够功率来可靠地触发对应的传感器94和84。这样允许在板之间工作距离处具有足够密度的足够大的光点，以便由相对板所产生的脉冲来允许稍微偏轴的红外线光探测。因此，在旋转板48与静止通信板50之间建立两种方式的光通信线路66。
应用一个具有双二次绕组的电源隔离式变压器。其中一个二次绕组输出的24伏交流用作对通信板50发送控制位的计时条件，并且还用于低电压安全联锁功能。另一个二次绕组为120伏交流，并且对温度控制装置的剩余部分供电。这个交流电压通过滑环67耦合到旋转鼓轮10，并且用于电阻加热器36，38和40，以及对送至和输出旋转板48的信号提供同步信号。希望通过仔细规定变压器绕组相位和交流布线的技术参数，使光路66任一端上的两个时钟信号保持相位一致。
图7说明系统控制板52的移位寄存器76的内容。八位移位寄存器76可以由软件通过I/O装置64并行装入。移位寄存器76所包含的八位表示加热器控制信息。开始的“1”，“1”，“0”模式为同步模式，指示数据正传送到旋转板48。“X”表示一个位，指示区域20的电阻加热器40是应该接通还是应该断开(“1”指示电阻加热器应该“接通”)。类似地，“Y”和“Z”各表示一个位，指示区域16和18的电阻加热器38和36分别应该接通还是应该断开。“X”与“Y”位之间及“Y”与“Z”位之间的两个“0”位也是同步/有效位。如果在这些位单元中不包含零，那么旋转板48通过状态机110将把数据译码为无效，并且将忽略它。
在对通信板50起始这个数据移位时，数据在机器接口板54输出的ACCLOCK信号的定时控制下移位。在一位时间1之前，软件用加热器控制数据装入移位寄存器76。在ACCLOCK信号的后沿(一位时间1)，软件准备发送数据。在ACCLOCK信号的下一个后沿(一位时间2)，软件准备起动从移位寄存器76移位第一位。在一位时间3，硬件从移位寄存器76移位第一位(总是“1”)。在一位时间4，硬件从移位寄存器76移位下一个位(也总是“1”)。在一位时间5，硬件从移位寄存器76移位下一个位(总是“0”)。在一位时间6，硬件从移位寄存器76移位下一个位(鼓轮区域20)。在一位时间7，硬件从移位寄存器76移位下一个位(总是“0”)。在一位时间8，硬件从移位寄存器76移位下一个位(鼓轮区域16)。在一位时间9，硬件从移位寄存器76移位下一个位(总是“0”)。在一位时间10，硬件从移位寄存器76移位下一个位(鼓轮区域18)。在一位时间11和12，硬件接收频率调制数字信号，表示从区域16传感的温度。在一位时间13和14，硬件接收频率调制数字信号，表示从区域20传感的温度。在一位时间15和16，硬件接收频率调制数字信号，表示从区域18传感的温度。在一位时间17和18，硬件接收频率调制数字信号，表示从旋转板48传感的环境温度。
一个ACCLOCK对应一个位时间，并且等于16毫秒。每当发送和接收一组信号时，电阻加热器36，38和40可以接通或断开。由于对一个完整数据周期要求18个位时间，所以加热器所能接通的最短时间为18个时钟脉冲乘以16毫秒(在50赫兹下)即288毫秒。软件以288毫秒间隔触发接通或断开电阻加热器36，38和40。应用四种不同的占空因数。在一系列的四种数据通信基础上，各电阻加热器可以控制为0％占空因数，25％占空因数，50％占空因数或100％占空因数。下表说明对各区域不同占空因数的控制条件。
鼓轮10的内表面安排有温度传感器42，44和46，那里的温度可能比鼓轮10的外表面14热大约20华氏度。各鼓轮区域16，18和20个别校准，以便得到与鼓轮10的希望表面温度相对应的最好的内部鼓轮设定值。一旦这样完成，该信息可保存以供软件以后使用。
图8是说明电阻加热器36，38和40的软件控制的流程图。所有变量在块210初始化。读出鼓轮温度(212)。如果读出成功，使鼓轮温度有效(216)。如果鼓轮温度有效(218)，计算各加热器的占空因数(220)。然后，检验加热器的操作(222)。如果加热器通过检验(224)，使加热器进入循环(226)。如果任何检验失败，指示一个错误(228)，并且过程结束(230)。否则，在块212继续温度控制。
图9是说明读出鼓轮温度(212)的软件控制的流程图。这个过程读出鼓轮10的三个区域中的每个区域的当前温度。初始化变量(310)。把加热器控制数据装入移位寄存器76(312)。设定时间处理装置62从移位寄存器76发送数据(314)。如果数据传送成功，时间处理装置62设定为接收数据(320)。如果接收数据正确(322)，把温度频率数据转换成温度(324)。如果转换成功(326)，过程控制返回图8中块212。如果任何数据传送或检验失败三次(316，318)，则指示一个错误(319)，并且过程结束(321)。
图10是说明鼓轮温度的软件有效的流程图(216)。如果区域20的温度不大于最大允许温度(410)，如果区域16的温度不大于最大允许温度(412)，并且如果区域18的温度不大于最大允许温度(414)，那么温度有效，并且控制通过(416)，返回到块216。如果超过任何最大值，指示一个返回错误(418)。
图11是说明加热器的软件有效的流程图(222)。如果区域20与区域16之间的变化不大于最大允许变化(510)，如果区域16与区域18之间的变化不大于最大允许变化(512)，并且如果区域20与区域18之间的变化不大于最大允许变化(514)，那么加热器有效(516)，并且控制返回到块222。如果超过任何最大值，指示一个返回错误(518)。
图12是说明计算加热器占空因数的软件控制的流程图(220)。初始化变量(610)。对各区域(612)，执行下列步骤。检查当前温度是否小于预先设定值减去设定偏移(614)。如果是，设定加热器值为100％占空因数(616)。如果否，检查设定值减去偏移是否小于或等于当前温度，以及当前温度是否小于设定值减去第二偏移(618)。如果是，设定加热器值为75％占空因数(620)。如果否，检查设定值减去第二偏移是否小于或等于当前温度，以及当前温度是否小于设定值减去第三偏移(622)。如果是，设定加热器值为50％占空因数(624)。如果否，检查设定值减去第三偏移是否小于或等于当前温度，以及当前温度是否小于设定值(626)。如果是，设定加热器值为25％占空因数(628)。如果否，设置加热器值为0％占空因数(630)。然后控制返回到块220。
图13是说明使加热器循环的软件控制的流程图(226)。初始化变量(710)。加热器数据以四个短脉冲送到鼓轮10。温度数据从最后一个短脉冲保存。各短脉冲应用读鼓轮温度程序来发送(212)。加热器数据用第一个短脉冲发送(712)。如果信息传送成功(714)，加热器数据用第二个短脉冲发送(716)。如果信息传送成功(718)，加热器数据用第三个脉冲发送(720)。如果信息传送成功(722)，加热器数据用第四个脉冲发送(724)。如果信息传送成功(726)，保存温度数据(728)，并且然后使控制返回到块226。如果任何时候传送失败，指示一个返回错误(730)。
图14是说明设定微信息处理机60和时间处理装置62发送数据的软件控制的流程图(314)。初始化变量(810)。设定时间处理装置62等待ACCLOCK的一个后沿，并且将在收到后沿时中断中央处理装置68(812)。用一个计时器等待中断(814)。如果收到中断(816)，硬件被唤醒以便准备好移位寄存器76中的数据(818)。时间处理装置62设定为等待ACCLOCK的下一个后沿，并且在收到后沿时中断中央处理装置68(820)。用一个计时器等待中断(822)。如果收到中断(824)，硬件被唤醒以便在ACCLOCK的下一个前沿时把移位寄存器76中的数据移出(826)。控制返回到块314。如果没有收到中断，指示一个返回错误(830)。
图15是说明设定微信息处理机60和时间处理装置62接收数据的软件控制的流程图(320)。初始化变量(910)。时间处理装置62设定为等待九个ACCLOCK后沿，并且当收到第九个后沿时中断中央处理装置68(912)。这样允许八个加热器数据位移出。在第九个前沿，频率数据将从通信板50送回。各区域包含两个行同步有用数据。在发送数据之后应该在半周期读出十六个脉冲数的频率数据。等待第九个后沿来中断(914)。如果收到中断(916)，则已经探测到ACCLOCK的第九个后沿，并且时间处理装置62的一个通道设定为在每个ACCLOCK的后沿时中断中央处理装置68(918)。然后，时间处理装置62上的第二通道设定为累计16个频率周期，并且当完成之时中断中央处理装置68(920)。等待第二通道来中断(922)。如果收到频率(924)，等待第一通道来中断(行同步，ACCLOCK)(926)。如果收到行同步(928)，并且已经读出所有三个区域的频率(930)，停止时间处理装置在ACCLOCK的每个后沿之时中断中央处理装置68(932)。如果还没有读出所有三个区域的频率(930)，控制返回到块920，以便继续读出另一个区域的频率。如果没有收到希望中断、行同步和频率数据，指示一个返回错误(936)。控制返回到块320。
为了把频率信息转换成温度，已知几个系数。时钟的频率是240毫微秒。频率的倒数等于时钟计数值。频率与华氏温度线性对应，即300华氏度等于1.4257千赫兹，以及70华氏度等于10.52千赫兹。应用两方程式和两未知量的点斜公式，华氏温度等于336.0366-(1053188.333/时钟计数值)。
尽管已经对于具有可旋转热鼓轮的热处理机叙述了本优选实施例，但是在其它涉及可动物体要求精确温度控制的应用中，本温度控制装置有用。
在另一个实施例中，从静止通信板50到旋转板48的光路位于可旋转鼓轮10的旋转轴上。也就是说，安装在静止通信板50上的发光二极管安置在鼓轮10的旋转轴上，并且安装在旋转板48上的光传感器也安置在鼓轮10的旋转轴上。从旋转板48到静止通信板50的光路为偏轴。在旋转板48上安装一个发光二极管，位于面对通信板50偏离鼓轮10的旋转轴的位置。光传感器安装在静止通信板50上，也偏离鼓轮10的旋转轴，但是位于鼓轮10每旋转一周至少截获一次安装在旋转板上的发光二极管的光发射的位置。因此，这个发光二极管和光传感器可以用作一个确定鼓轮10的旋转位置的指示器。由于光路在一段时间内成直线，直到鼓轮10的旋转使光路屈折为止，所以在每旋转一周期间的一段时间内会发生从旋转板48到通信板50的通信。鼓轮10的旋转位置信息亦可用来定位鼓轮10上的具体性能，例如像缝痕或缺陷那样应该避免的部分。
因此，可见已表示和叙述了一种用于控制可动电热物体的温度的新型设备。但是，本领域技术人员将会认识和理解到，在不违反以下权利要求所限定的本发明的范围下，可以按照本发明形式和细节作出种种不同的变化，更改和替换。
权利要求
1.一种适合于控制可动物体的温度的温度控制设备，所述物体具有热耦合到所述物体上的电加热器，并且具有多个可操作地耦合到所述物体的传感器，所述温度控制设备包括温度控制装置，和所述物体可动地安装在一起，并且电耦合到所述电加热器，通过响应一个控制信号来控制流到所述电加热器的电流，用于控制所述物体的温度；传感器装置，和所述物体可动地安装在一起，并且电耦合到所述传感器，用于传感所述物体的状态，并且产生指示它的状态信号；接口装置，相对所述物体静止，通过产生所述控制信号，用于提供到所述温度控制装置的接口；以及光学装置，耦合到所述温度控制装置，所述温度传感器装置和所述接口装置，以把所述可动温度传感器装置输出的所述状态信号光耦合到所述静止接口装置，并且把所述静止接口装置输出的所述控制信号耦合到所述可动温度控制装置。
2.如权利要求1的一种温度控制设备，其中所述可动物体为一个可旋转圆柱形鼓轮。
3.如权利要求2的一种温度控制设备，其中所述鼓轮具有一个外表面，划分成沿所述轴纵向排列的多个区域，并且具有多个电加热器，对所述多个区域中每个区域有一个电加热器，热耦合到所述多个区域中每个区域，所述圆柱形鼓轮具有多个温度传感器，对所述多个区域中每个区域有一个温度传感器，热耦合到所述多个区域中每个区域。
4.如权要求3的一种温度控制设备，其中所述接口装置包括微信息处理机装置，相对所述圆柱形鼓轮不可旋转地安装，通过响应所述温度信号来产生所述控制信号，用于控制所述电热鼓轮的所述温度。
5.如权利要求4的一种温度控制设备，其中所述光学装置包括第一光产生装置，不可旋转地安装在所述圆柱形鼓轮的所述轴上，用于接收所述微信息处理机控制信号，并且对其响应产生第一光信号；第一光接收装置，可旋转地安装在所述圆柱形鼓轮的所述轴附近，用于接收所述第一数字调制光信号，并且把所述第一光信号转换成所述鼓轮控制信号；第二光产生装置，可旋转地安装在所述圆柱形鼓轮的所述轴上，用于接收所述鼓轮温度信号，并且对其响应产生第二光信号；第二光接收装置，不可旋转地安装在所述圆柱形鼓轮的所述轴附近，用于接收所述第二数字调制光信号，并且把所述第二光信号转换成所述微信息处理机温度信号。
6.如权利要求2的一种具有温度控制设备的温控电热鼓轮，还有一个圆柱形鼓轮，其具有一个表面并且可绕轴旋转，以及一个电加热器，其热耦合到所述圆柱形鼓轮的所述表面上。
7.如权利要求6的一种温控电热鼓轮，其中所述鼓轮具有一个外表面，划分成沿所述轴纵向排列的多个区域，并且具有多个电加热器，对所述多个区域中每个区域有一个电加热器，热耦合到所述多个区域中每个区域，所述圆柱形鼓轮具有多个温度传感器，对所述多个区域中每个区域有一个温度传感器，热耦合到所述多个区域中每个区域。
8.如权利要求7的一种温控电热鼓轮，其中所述接口装置包括微信息处理机装置，相对所述圆柱形鼓轮不可旋转地安装，通过响应所述温度信号来产生所述控制信号，用于控制所述电热鼓轮的所述温度。
9.如权利要求8的一种温控电热鼓轮，其中所述光学装置包括第一光产生装置，不可旋转地安装在所述圆柱形鼓轮的所述轴上，用于接收所述微信息处理机控制信号，并且对其响应产生第一光信号；第一光接收装置，可旋转地安装在所述圆柱形鼓轮的所述轴附近，用于接收所述第一数字调制光信号，并且把所述第一光信号转换成所述鼓轮控制信号；第二光产生装置，可旋转地安装在所述圆柱形鼓轮的所述轴上，用于接收所述鼓轮温度信号，并且对其响应产生第二光信号；第二光接收装置，不可旋转地安装在所述圆柱形鼓轮的所述轴附近，用于接收所述第二数字调制光信号，并且把所述第二光信号转换成所述微信息处理机温度信号。
全文摘要
用于控制电热可动物体，例如电热可旋转鼓轮(10)的温度的温度控制设备。一个温度控制机构和圆柱形鼓轮(10)可旋转地安装在一起，并且电耦合到电加热器(36，38，40)，它响应控制信号通过控制流到电加热器(36，38，40)的电流来控制温度。一个温度传感器(42，44，46)机构和圆柱形鼓轮(10)可旋转地安装在一起，并且电耦合到温度传感器(42，44，46)，它传感圆柱形鼓轮(10)的表面温度，并且产生指示它的温度信号。一个微信息处理机(68)相对圆柱形鼓轮(10)不可旋转地安装，它响应温度信号通过产生控制信号，控制电热鼓轮(10)的温度。一个光学机构(66)耦合到温度控制装置(48)，温度传感器(42，44，46)装置和微信息处理机(68)装置，它把旋转温度传感器(42，44，46)装置输出的温度信号耦合到不旋转微信息处理机(68)装置，并且把不旋转微信息处理机(68)装置输出的控制信号耦合到旋转温度控制装置(48)。
文档编号G05D23/20GK1147869SQ95192971
公开日1997年4月16日 申请日期1995年4月7日 优先权日1994年5月9日
发明者斯蒂芬·W·塔纳马齐, 维克多利亚·M·顿劳博 申请人:伊美申公司