KR100678975B1 - Control method of heating and drying characteristics measuring system using microwave energy - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마이크로파 에너지를 이용한 가열·건조특성 측정시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마이크로파와 열풍을 이용하여 여러가지 피건조체를 가열하여 건조하는 공정에 따른 피건조물의 건조특성을 신속하게 측정할 수 있고, 측정된 결과에 따라 용이하게 건조공정을 제어하여 최고의 품질을 지닌 물품을 생산할 수 있는 마이크로파 에너지를 이용한 가열·건조특성 측정시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system for measuring heating and drying characteristics using microwave energy and a method of controlling the same, and more particularly, to quickly dry drying characteristics of a dried product according to a process of heating and drying various dried objects using microwaves and hot air. The present invention relates to a heating and drying characteristic measuring system using microwave energy capable of measuring and easily controlling a drying process according to the measured result to produce an article having the highest quality, and a control method thereof.

본 발명은 마이크로파 가열을 이용하여 피건조체의 가열·건조특성을 측정하기 위한 측정시스템에 있어서, 상기 마이크로파 가열 및 건조장치(100)와 전기적으로 연결되어 마이크로파 가열 및 건조장치(100)와 데이터를 입출력하고 동작을 제어하는 동작제어신호를 출력하는 제어컴퓨터(200)와, 상기 제어컴퓨터(200)와 연결되어 상기 마이크로파 가열 및 건조장치(100)에서 출력된 건조특성데이터를 저장하는 건조특성DB(300)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention is a measurement system for measuring the heating and drying characteristics of the object to be dried using microwave heating, electrically connected to the microwave heating and drying apparatus 100 to input and output data to and from the microwave heating and drying apparatus 100 And a control computer 200 for outputting an operation control signal for controlling the operation, and a drying characteristic DB 300 connected with the control computer 200 to store the drying characteristic data output from the microwave heating and drying apparatus 100. It characterized in that it is configured to include.

마이크로파, 마그네트론, 건조특성, 가열특성, 함수율, 로드쉘Microwave, magnetron, drying characteristic, heating characteristic, moisture content, load shell

Description

마이크로파 에너지를 이용한 가열·건조특성 측정시스템의 제어방법{CONTROL METHOD OF HEATING AND DRYING CHARACTERISTICS MEASURING SYSTEM USING MICROWAVE ENERGY}CONTROL METHOD OF HEATING AND DRYING CHARACTERISTICS MEASURING SYSTEM USING MICROWAVE ENERGY}

도1은 본 발명에 의한 마이크로파 에너지를 이용한 가열·건조특성 측정시스템의 개략적인 구성도,1 is a schematic configuration diagram of a heating and drying characteristic measuring system using microwave energy according to the present invention;

도2는 본 발명의 일실시예에 의한 마이크로파 에너지를 이용한 가열·건조장치의 개략적인 구성도,2 is a schematic configuration diagram of a heating / drying apparatus using microwave energy according to an embodiment of the present invention;

도3은 본 발명의 일실시예에 의한 마이크로파 에너지를 이용한 가열·건조특성 측정시스템의 제어흐름도,3 is a control flowchart of a heating and drying characteristic measuring system using microwave energy according to an embodiment of the present invention;

도4는 본 발명의 일실시예에 의한 마이크로파 에너지를 이용한 가열·건조특성 측정시스템의 제어패널,4 is a control panel of a heating and drying characteristic measuring system using microwave energy according to an embodiment of the present invention;

도5는 본 발명의 일실시예에 의한 마이크로파 에너지를 이용한 가열·건조특성 측정시스템의 입력전압에 따른 마이크로파의 출력변화를 도시한 그래프,5 is a graph showing a change in the output of the microwave according to the input voltage of the heating and drying characteristic measurement system using the microwave energy according to an embodiment of the present invention,

도6 내지 도13은 본 발명의 일실시예에 의한 마이크로파 에너지를 이용한 가열·건조특성 측정시스템을 이용하여 다양한 피건조물의 건조특성을 도시한 그래프.6 to 13 are graphs showing the drying characteristics of various dried products using a heating and drying characteristic measuring system using microwave energy according to one embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

100: 마이크로파 가열 및 건조장치 110: 본체100: microwave heating and drying apparatus 110: main body

120: 로드쉘 125: 피건조체120: road shell 125: dry

130: 내부온도 측정부 132: 표면온도 측정부130: internal temperature measuring unit 132: surface temperature measuring unit

134: 온도제어부 140: 배출구134: temperature control unit 140: outlet

150: 교반기 160: 마그네트론150: stirrer 160: magnetron

162: 송풍기 170: 전력제어부162: blower 170: power control unit

172: 전류계 174: 전압계172: ammeter 174: voltmeter

180: 열풍기 200: 제어컴퓨터180: hot air fan 200: control computer

300: 건조특성DB300: drying characteristics DB

본 발명은 마이크로파 에너지를 이용한 가열·건조특성 측정시스템의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마이크로파와 열풍을 이용하여 여러가지 피건조체를 가열하여 건조하는 공정에 따른 피건조물의 건조특성을 신속하게 측정할 수 있고, 측정된 결과에 따라 용이하게 건조공정을 제어하여 최고의 품질을 지닌 물품을 생산할 수 있는 마이크로파 에너지를 이용한 가열·건조특성 측정시스템의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a control method of a heating and drying characteristic measuring system using microwave energy, and more particularly, to quickly measure the drying characteristics of a dried product according to a process of heating and drying various dried objects using microwaves and hot air. The present invention relates to a control method of a heating and drying characteristic measuring system using microwave energy, which can easily control a drying process according to the measured result and produce an article having the highest quality.

지구상에 존재하는 대부분의 물질은 수분을 함유하고 있으며, 그 함유량에 따라 물질의 성질이 변화한다. 따라서 농산물로부터 반도체에 이르기까지 가열과 건조공정은 생산에 필수적인 공정이고, 제품의 품질 및 생산성을 좌우하는 중요한 인자이다.Most substances on earth contain water, and their properties change with their content. Therefore, heating and drying processes from agricultural products to semiconductors are essential processes for production, and are important factors that influence the quality and productivity of products.

일반적으로 열풍을 열원으로 이용하는 경우에는 재료예열기간, 항률건조기간, 감률건조기간으로 구분된다. 상기 재료예열기간은 열풍에서만 열을 받을 경우 열풍의 습구온도까지 가열되는 영역이고, 상기 항률건조기간은 재료 표면에 수막이 존재하고, 재료온도는 거의 일정하며 유입열량은 모두 수분증발에 이용되고, 함수율은 시간에 비례하여 감소하는 영역이다. 또한 상기 감률건조기간은 재료 표면의 수막이 거의 없어지고, 재료의 온도상승을 개사하고, 유입열량은 수분증발과 재료가열의 현열에 소비되므로 건조속도는 감소하게 된다. 또한 건조조건과 평형을 이루는 평형 함수율에 도달하면 건조가 끝나는 영역이다.In general, when hot air is used as a heat source, it is classified into material preheating period, constant drying period, and reduction rate drying period. The material preheating period is an area that is heated to the wet bulb temperature of the hot air when the heat is received only in the hot air, the constant drying period is a water film on the surface of the material, the material temperature is almost constant and the amount of incoming heat is used for evaporation of water, The moisture content is an area that decreases in proportion to time. In addition, the reduction rate drying period almost eliminates the water film on the surface of the material, the temperature rise of the material is approximated, and the amount of heat introduced is consumed by the evaporation of water and the sensible heat of the material heating, thereby decreasing the drying speed. It is also the area where drying ends when the equilibrium moisture content is reached, which is in equilibrium with the drying conditions.

그러나 종래의 열풍에 의한 건조는 재료가 두껍고 내부의 모세관이 상당히 좁은 경우(분말, 목재, 점토등)에는 재료의 전체적인 온도상승은 열전도에 의해서 이루어지므로 재료예열기간이 상당히 길어지며, 재료 내부 속은 열풍의 습구온도에 도달하기 전에 이미 겉표면에서는 수분의 증발이 진행되고, 이러한 건조층은 열전달을 둔화시켜 항률건조기간을 연장시키고, 감률건조기간에서 표면온도의 급상승으로 인해 건조 진행이 멈춰지게 되어, 결국 전체적으로는 불균일한 현상을 초래하는 문제점이 있었다.However, in case of drying by conventional hot air, when the material is thick and the capillary inside is quite narrow (powder, wood, clay, etc.), the overall temperature rise of the material is made by heat conduction, so the material preheating period is considerably longer. Before reaching the wet bulb temperature, moisture evaporates from the surface, and this drying layer slows down the heat transfer to prolong the period of constant drying, and the drying progress stops due to the sudden rise of the surface temperature in the rate of drying. Eventually, there was a problem that caused an uneven phenomenon as a whole.

따라서 분자 내의 쌍극자에 회전과 진동에너지를 가함으로써 내부에 마찰이 일어나고, 이러한 마찰에 의한 가열을 마이크로파 가열 또는 유전체 가열이라는 방법이 사용되고 있다.Accordingly, friction is generated inside by applying rotational and vibrational energy to the dipoles in the molecule, and heating by such friction is used as microwave heating or dielectric heating.

상기 마이크로파 가열은 물체의 표면과 속을 거의 동시에 가열하므로 재료 전체의 온도를 일정하게 상승시킬 수 있으며, 열풍의 습구온도보다 높은 재료온도를 얻을 수 있다. 또한 재료의 속이 충분히 가열된 상태에서 외기로 수분이 이동되어 빠른 건조와 균일한 건조를 유도할 수 있는 이점이 있다.The microwave heating heats the surface and the inside of the object almost simultaneously, so that the temperature of the entire material can be constantly raised, and a material temperature higher than the wet bulb temperature of hot air can be obtained. In addition, the moisture is transferred to the outside air in the state that the inside of the material is sufficiently heated, there is an advantage that can lead to rapid drying and uniform drying.

그러나 피건조체에 따라 마이크로파를 적용하는 경우의 가열과 건조특성을 정확하게 파악할 수 없기 때문에 우수한 품질을 생산할 수 있는 마이크로파 가열을 사용하지 못하는 문제점이 있다. 다시 말해 수분을 함유한 재료를 가열하여 우수한 품질을 갖는 재료를 생산하기 위해 마이크로파 가열이 매우 효과적이지만, 마이크로파 가열에 따른 건조특성을 측정하지 못하면 적용 자체가 불가능하므로 건조특성을 측정하는 시스템이 절실히 요구되고 있는 실정이다.However, there is a problem in that the microwave heating cannot be used to produce excellent quality because the heating and drying characteristics of the microwave are not accurately understood according to the object to be dried. In other words, microwave heating is very effective to produce materials of excellent quality by heating moisture-containing materials, but it is impossible to apply the drying characteristics due to microwave heating, so a system for measuring drying characteristics is urgently needed. It's happening.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하고 필요에 부응하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 농수산물에서부터 전기전자부품에 이르기까지 모든 피건조체를 적은 에너지와 효율적인 공정으로 가열하고 건조하여 최고의 품질을 얻을 수 있는 마이크로파 에너지를 이용한 가열·건조특성 측정시스템의 제어방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems and to meet the needs, the object of the present invention is to microwave and heat all the dry matter from the agricultural and marine products to electrical and electronic components in a low energy and efficient process to obtain the best quality microwave It is to provide a control method of a heating and drying characteristic measurement system using energy.

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본 발명은 마이크로파를 발생하여 피건조체를 건조하는 마이크로파 가열 및 건조장치와, 상기 마이크로파 가열 및 건조장치와 데이터를 입출력하고 동작을 제어하는 제어컴퓨터와, 상기 제어컴퓨터와 연결되어 상기 마이크로파 가열 및 건조장치에서 출력된 건조특성데이터를 저장하는 건조특성DB를 포함하여 피건조체의 가열·건조특성을 측정하기 위한 측정시스템의 제어방법에 있어서, 상기 제어컴퓨터(200)와 마이크로파 가열 및 건조장치(100)에 전원을 인가하고, 상기 마이크로파 가열 및 건조장치(100)의 공급되는 전류와 전압 및 로드쉘(120)을 0점조정하는 초기설정단계와, 건조하려는 피건조체(125)에 관한 허용온도, 허용전력밀도, 허용건조속도의 재료정보와, 온도제어, 전력제어의 스케쥴설정과, 파일명, 데이터 저장간격의 데이터설정을 제어컴퓨터(200)를 통해 입력하는 건조조건설정단계와, 상기 피건조체(125)를 마이크로파 가열 및 건조장치(100)에 투입하는 피건조체투입단계와, 상기 마이크로파 가열 및 건조장치(100)의 마그네트론(160)을 동작시켜 피건조체(125)를 일정 시간 간격 건조시키고, 일정 시간 간격으로 피건조체(125)의 수분 증발량과, 피건조체(125)의 중량변화 및 피건조체(125)의 표면과 내부온도를 검출하여 상기 건조특성DB(300)에 전송하는 측정데이타전송단계와, 상기 건조조건설정단계의 건조조건이 만족되면, 건조를 완료하는 건조완료단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention is a microwave heating and drying device for generating a microwave to dry the dried object, a control computer for inputting and outputting data and controlling the operation with the microwave heating and drying device, and the microwave heating and drying device connected to the control computer A control method of a measurement system for measuring heating and drying characteristics of a to-be-dried body, including a drying characteristic DB for storing the drying characteristic data outputted from the control computer 200 and the microwave heating and drying apparatus 100. An initial setting step of applying power and zeroing the current and voltage supplied to the microwave heating and drying apparatus 100 and the load shell 120, and the allowable temperature and allowable power of the dry object 125 to be dried. It controls the material information of density and drying speed, schedule setting of temperature control and power control, and data setting of file name and data storage interval. Drying condition setting step of inputting through the computer 200, a dry body input step of inputting the dry object 125 to the microwave heating and drying apparatus 100, and a magnetron of the microwave heating and drying apparatus 100 ( 160 to dry the to-be-dried body 125 by a predetermined time interval, the evaporation amount of the water to be dried 125, the weight change of the to-be-dried body 125 and the surface and internal temperature of the to-be-dried body 125 at regular time intervals It is characterized in that it comprises a measurement data transmission step for detecting and transmitting to the drying characteristic DB (300), and a drying completion step of completing the drying, if the drying conditions of the drying condition setting step is satisfied.

이때 상기 건조조건설정단계에서, 전류 또는 전압으로 마그네트론(160)의 출력을 제어하는 전력제어모드와, 피건조체(125)의 내부온도와 표면온도를 검출하여 제어하는 온도제어모드 중에서 선택하는 제어모드선택단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.At this time, in the drying condition setting step, the power control mode for controlling the output of the magnetron 160 by the current or the voltage, and the control mode for selecting from the temperature control mode for detecting and controlling the internal temperature and the surface temperature of the dry object 125 It is preferable to further include a selection step.

또한 상기 측정데이타전송단계에서 상기 마이크로파 가열 및 건조장치(100)의 마그네트론(160)과 동시에 열풍기(180)를 더 동작시켜 피건조체(125)를 건조시키는 것이 바람직하다.In addition, in the measurement data transmission step, it is preferable to further dry the dry object 125 by further operating the hot air fan 180 simultaneously with the magnetron 160 of the microwave heating and drying apparatus 100.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 마이크로파 에너지를 이용한 가열·건조특성 측정시스템 및 그 제어방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the heating and drying characteristics measuring system and control method using the microwave energy of the present invention.

도1은 본 발명에 의한 마이크로파 에너지를 이용한 가열·건조특성 측정시스템의 개략적인 구성도이고, 도2는 본 발명의 일실시예에 의한 마이크로파 에너지를 이용한 가열·건조장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a heating and drying characteristic measurement system using microwave energy according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a heating and drying device using microwave energy according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 의한 마이크로파 에너지를 이용한 가열·건조특성 측정시스템은 상기 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 피건조체를 마이크로파 가열하기 위한 마이크로파 가열 및 건조장치(100)와, 상기 마이크로파 가열 및 건조장치(100)와 전기적으로 연결되어 마이크로파 가열 및 건조장치(100)와 데이터를 입출력하는 제어컴퓨터(200)와, 상기 제어컴퓨터(200)와 연결되어 상기 마이크로파 가열 및 건조장치(100)에서 출력된 건조특성데이터를 저장하는 건조특성DB(300)를 포함하여 구성된다.In the heating and drying characteristic measurement system using microwave energy according to a preferred embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, a microwave heating and drying apparatus 100 for microwave heating a dried object, and the microwave A control computer 200 electrically connected to the heating and drying apparatus 100 to input and output data to and from the microwave heating and drying apparatus 100, and the microwave heating and drying apparatus 100 connected to the control computer 200. It is configured to include a drying characteristic DB 300 for storing the drying characteristic data output from.

상기 건조특성DB(Datebase, 300)에는 입출력전류, 입출력전압, 표면온도, 내부온도, 중량, 온도, 시간, 전력량등의 데이터를 피건조체별로 저장하여 상기 제어컴퓨터(200)나 마이크로파 가열 및 건조장치(100)에서 요청하는 경우에 제공하게 된다.In the drying characteristics DB (Datebase, 300), the control computer 200 or the microwave heating and drying apparatus stores data such as input / output current, input / output voltage, surface temperature, internal temperature, weight, temperature, time, and power amount for each dry object. If requested by 100 will be provided.

상기 제어컴퓨터(200)는 상기 마이크로파 가열 및 건조장치(100)에 제어신호를 출력하거나, 상기 마이크로파 가열 및 건조장치(100)의 출력신호를 입력받을 수 있는 인터페이스가 구비된 통상의 네트워크 기능을 갖는 개인용 컴퓨터나 노트북 컴퓨터로써, 사용자 인터페이스를 제공하여 사용자로부터 데이터를 입력받는 키보드, 마우스 등의 입력장치인 입력부와, 상기 입력부를 통해 입력된 데이터에 대한 결과를 외부로 표시하는 모니터, 프린터등의 출력장치인 출력부와, 각 구성부를 제어하고 관리하는 역할을 수행하기 위한 중앙제어부를 포함하여 구성된다. 이 때 상기 중앙제어부는 통상의 중앙처리장치(CPU), 램(RAM), 롬(ROM) 등의 하드웨어장치와 주변기기인 다른 하드웨어장치를 인식하여 구동하는 소프트웨어를 포함하여 컴퓨터시스템을 구동시키게 된다.The control computer 200 has a conventional network function with an interface capable of outputting a control signal to the microwave heating and drying apparatus 100 or receiving an output signal of the microwave heating and drying apparatus 100. As a personal computer or a notebook computer, an input unit, which is an input device such as a keyboard or a mouse that receives data from a user by providing a user interface, and a monitor, printer, etc. that displays the result of the data input through the input unit to the outside. And an output unit, which is a device, and a central controller for controlling and managing each component. At this time, the central controller drives a computer system including software for recognizing and driving hardware devices such as a general CPU, RAM, ROM, and other hardware devices, such as peripheral devices.

상기 마이크로파 가열 및 건조장치(100)는 도2에 도시된 바와 같이, 전면에 내부를 관찰할 수 있도록 투명한 도어가 장착되고, 일정 크기의 육면체로 형성된 본체(110)와, 상기 본체(110)의 저면에 가열되어 건조특성을 측정하기 위한 피건조체(125)의 중량을 측정하는 로드쉘(120)과, 상기 본체(110)의 일측면에서 상기 피건조체(125)의 온도를 검출하여 온도제어신호를 입출력하는 온도제어부(134)와, 상 기 본체(110)의 내부에 일정량의 마이크로파를 방출하는 마그네크론(160)과, 상기 마그네크론(160)에 인접되어 발생되는 마이크로파를 상기 본체(110) 내부로 원활히 송출시키는 송풍기(162)와, 상기 마그네트론(160)에서 방출된 마이크로파가 본체(110) 내부에 균일하게 분포되도록 분산시키는 교반기(150)와, 상기 마그네트론(160)의 출력을 제어하는 전력제어부(170)와, 상기 본체(110)의 내부에 일정한 열을 제공하는 열풍기(180)와, 상기 본체(110) 내부의 공기를 외부로 배출하는 배출구(140)를 포함하여 구성된다.The microwave heating and drying apparatus 100, as shown in Figure 2, is equipped with a transparent door on the front to observe the inside, a body 110 formed of a cube of a predetermined size, and the body of the 110 A temperature control signal by detecting a temperature of the to-be-dried object 125 on one side of the main body 110 and a load shell 120 for measuring the weight of the to-be-dried body 125 to be heated on a bottom surface to measure drying characteristics. The temperature control unit 134 for inputting and outputting the light source, the magnetron 160 for emitting a predetermined amount of microwaves in the main body 110, and the microwaves generated adjacent to the magnetron 160 are the main body 110. A blower 162 for smoothly discharging to the inside, an agitator 150 for distributing the microwaves emitted from the magnetron 160 to be uniformly distributed in the main body 110, and an electric power for controlling the output of the magnetron 160 The controller 170, It is configured to include a yeolpunggi 180 and outlet 140 for discharging the air inside the main body 110 to the outside to provide a uniform heat to the interior of the main body (110).

상기 본체(110)와 도어는 마이크로파가 누설되지 않도록 실링재로 접합되고, 내부의 건조상황을 감시할 수 있도록 투명창으로 형성한다. 상기 로드쉘(Load cell, 120)은 본체(110)의 내부에서 건조되는 피건조체(125)가 건조됨에 따라 변화되는 중량을 연속적으로 감지하게 된다.The main body 110 and the door are joined with a sealing material so that microwaves do not leak, and are formed as a transparent window so as to monitor the drying condition therein. The load shell 120 continuously detects a weight that changes as the to-be-dried body 125 dried inside the main body 110 is dried.

또한 상기 온도제어부(134)에는 상기 피건조체(125)의 내부온도를 측정하기 위한 내부온도 측정부(130)와, 상기 피건조체(125)의 표면온도를 측정하기 위한 표면온도 측정부(132)의 측정데이터를 입력받게 된다. 상기 표면온도 측정부(132)는 적외선센서로 구성하는 것이 바람직하다.In addition, the temperature control unit 134 includes an internal temperature measuring unit 130 for measuring the internal temperature of the dry object 125 and a surface temperature measuring unit 132 for measuring the surface temperature of the dry object 125. The measurement data of is inputted. The surface temperature measuring unit 132 is preferably configured as an infrared sensor.

여기서 상기 로드쉘(120)과 온도제어부(134)를 통해 감지된 데이터는 상기 제어컴퓨터(200)에 전송되고, 온도데이터를 입력받는 제어컴퓨터(200)는 상기 마그네트론(160)의 출력을 제어하게 된다.Here, the data sensed through the load shell 120 and the temperature control unit 134 is transmitted to the control computer 200, the control computer 200 receiving the temperature data to control the output of the magnetron 160 do.

상기 마그네트론(160)은 본체(110)의 일측면에 위치하며, 마그네트론(160)에서 발생되는 마이크로파의 발진주파수는 피건조체(125)에 따라 주파수를 상이하게 변화시켜 발진하는 것이 바람직하다.The magnetron 160 is located on one side of the main body 110, the oscillation frequency of the microwave generated from the magnetron 160 is preferably oscillated by varying the frequency according to the to-be-dried body (125).

또한 상기 마그네트론(160)은 전류계(172)와 전압계(174)로 구성된 전력제어부(170)를 통해 출력을 제어하고, 제어신호는 상기 제어컴퓨터(200)로부터 입력받거나, 수동으로 설정할 수 있다.In addition, the magnetron 160 controls the output through the power control unit 170 consisting of an ammeter 172 and the voltmeter 174, the control signal can be input from the control computer 200 or manually set.

도3은 본 발명의 일실시예에 의한 마이크로파 에너지를 이용한 가열·건조특성 측정시스템의 제어흐름도이고, 도4는 본 발명의 일실시예에 의한 마이크로파 에너지를 이용한 가열·건조특성 측정시스템의 제어패널이며, 도5는 본 발명의 일실시예에 의한 마이크로파 에너지를 이용한 가열·건조특성 측정시스템의 입력전압에 따른 마이크로파의 출력변화를 도시한 그래프이고, 도6 내지 도13은 본 발명의 일실시예에 의한 마이크로파 에너지를 이용한 가열·건조특성 측정시스템을 이용하여 다양한 피건조물의 건조특성을 도시한 그래프이다.3 is a control flowchart of a heating and drying characteristic measuring system using microwave energy according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a control panel of a heating and drying characteristic measuring system using microwave energy according to an embodiment of the present invention. 5 is a graph showing a change in output of microwaves according to an input voltage of a heating and drying characteristic measuring system using microwave energy according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 6 to 13 are embodiments of the present invention. Is a graph showing the drying characteristics of various dried products using a heating and drying characteristic measurement system using microwave energy.

상기와 같이 구성된 본 발명의 마이크로파 에너지를 이용한 가열·건조특성 측정시스템의 동작을 상기 도3 내지 도13을 참조하여 설명한다.The operation of the heating / drying characteristic measuring system using the microwave energy of the present invention configured as described above will be described with reference to Figs.

먼저 제어컴퓨터(200)와 마이크로파 가열 및 건조장치(100)에 전원을 인가하고, 전력제어부(170)의 전류계(172)와 전압계(174), 로드쉘(120)이 0점조정 등의 초기설정을 한다(S10). 그 후 건조하려는 피건조체(125)에 관한 조건을 제어컴퓨터(200)를 통해 입력한다(S12). 이 때 제어조건은 허용온도, 허용전력밀도, 허용건조속도등의 재료정보와, 온도제어, 전력제어등의 스케쥴설정과, 파일명, 데이터 저장간격 등의 데이터설정이고, 상기 건조특성DB(300)와 정보를 공유한다.First, power is supplied to the control computer 200 and the microwave heating and drying apparatus 100, and the initial setting of the zero point adjustment of the ammeter 172, the voltmeter 174, and the load shell 120 of the power control unit 170 is performed. (S10). After that, the condition regarding the dry object 125 to be dried is input through the control computer 200 (S12). At this time, the control conditions are material information such as allowable temperature, allowable power density, allowable drying speed, schedule setting such as temperature control and power control, and data setting such as file name, data storage interval, and the like. Share information with

상기 제어조건을 입력한 후에는 피건조체(125)를 로드쉘(120) 위에 안착시켜 피건조체를 투입한다(S14). 피건조체(125) 투입 후에는 제어조건을 자동으로 실행하는 자동모드와 제어조건을 수동으로 실행하는 수동모드를 선택한다(S16). 상기 수동모드는(S30), 전력제어부(170)나 온도제어부(134)를 실험자가 직접 조절해 가면서 건조공정을 수행하는 것으로, 피건조체에 관한 선행 건조데이터가 전혀 없는 경우에 실행하는 것이 바람직하다. 상기 수동모드는 상기와 같이 전력제어부(170)나 온도제어부(134)를 통해 출력량을 조절하고(S32), 조절된 출력량에 따라 데이터를 제어컴퓨터(200)에 입력하게 되고, 적절한 조건으로 건조가 완료된 경우에는 실험을 완료하게 된다(S36).After inputting the control condition, the to-be-dried body 125 is placed on the load shell 120 to input the to-be-dried body (S14). After the dry object 125 is put in, an automatic mode for automatically executing the control condition and a manual mode for manually executing the control condition are selected (S16). The manual mode (S30) is to perform the drying process while the experimenter directly controls the power control unit 170 or the temperature control unit 134, it is preferable to execute when there is no prior drying data on the dry object. . The manual mode adjusts the output amount through the power control unit 170 or the temperature control unit 134 as described above (S32), and inputs data to the control computer 200 in accordance with the adjusted output amount, and drying under appropriate conditions If completed, the experiment is completed (S36).

한편 상기 자동모드(S16)로 선택하는 경우에는 제어모드를 전력제어모드로 할 것인지 온도제어모드로 할 것인지 선택하게 된다(S18). 상기 전력제어모드는 상기 전력제어부(170)의 전류 또는 전압으로 마그네트론(160)의 출력을 제어하는 것이고, 상기 온도제어모드는 상기 온도제어부(134)의 내부온도 측정부(130)와 표면온도 측정부(132)의 검출온도를 통해 제어하는 방법을 말한다. 상기 도5는 본 발명의 일실시예에 의한 입력전압에 따른 마그네크론의 출력량을 도시한 그래프이다. 즉 일정한 입력전압에 따라 상이한 출력값을 용이하게 설정할 수 있게 된다.On the other hand, in the case of selecting the automatic mode (S16), it is selected whether to set the control mode to the power control mode or the temperature control mode (S18). The power control mode is to control the output of the magnetron 160 by the current or voltage of the power control unit 170, the temperature control mode is the internal temperature measuring unit 130 and the surface temperature measurement of the temperature control unit 134 The method of controlling through the detection temperature of the unit 132. 5 is a graph showing the output amount of the magnetron according to the input voltage according to an embodiment of the present invention. In other words, it is possible to easily set different output values according to a constant input voltage.

그 후 상기 도4에 도시된 바와 같이 모드를 선택한 상태에서 시작버튼을 클릭하게 되면(S20), 상기 마그네트론(160)이 동작되어 마이크로파를 발생하게 된다.Then, when the start button is clicked in the state of selecting the mode as shown in Figure 4 (S20), the magnetron 160 is operated to generate a microwave.

상기 마이크로파에 의해 피건조체(125)는 건조되어 진다. 이 때 피건조체(125)의 수분이 증발되면, 배출부(140)에서 마이크로파에 의해 가열, 증발된 습기를 강제배출시키는 역할을 수행한다.The object to be dried 125 is dried by the microwaves. At this time, when the moisture of the to-be-dried body 125 is evaporated, the discharge part 140 serves to forcibly discharge moisture heated and evaporated by microwaves.

마이크로파가 계속적으로 방사되므로써 피건조체(125)에 직접 침투하거나 또는 본체 내벽에 반사되어 피건조체(125)에 침투하면서 피건조체(125)의 중심부에서 각 사방에서 침투된 마이크로파끼리 충돌하여 다시 외곽으로 반사된다. 이 때 외곽으로 반사되는 마이크로파의 파장과 복사열이 피건조체(125) 내부 수분의 분자에 공진작용을 일으켜 피건조체(125) 내부에 열에너지가 골고루 확산되게 하고, 수분을 중심부에서 피건조체(125)의 표면쪽으로 밀어내어 피건조체(125) 내의 수분이 증발되어 건조된다. 이 때 수분 증발량은 로드쉘(120)에서 검출되는 피건조체(125)의 중량변화로 감지가 가능하다. 또한, 표면온도 측정부(132)와 내부온도 측정부(130)는 피건조체(125) 표면 또는 내부에 설치되어 마이크로파의 에너지가 피건조체(125)에 전달되는 정도를 감지할 수 있는 산출근거로 사용되며, 피건조체(125)의 온도가 정해진 온도 이상으로 올라가지 않도록 제어하는데 사용된다.As the microwaves are continuously radiated, the microwaves penetrate directly into the object 125 or reflect to the inner wall of the body to penetrate the object 125 and collide with each other in the center of the object 125 to collide with each other and reflect back to the outside. do. At this time, the wavelength and radiant heat of microwaves reflected to the outside causes resonance of molecules of moisture inside the to-be-dried object 125 so that thermal energy is evenly spread inside the to-be-dried body 125, and water is transferred from the center to the dry body 125. By pushing toward the surface, moisture in the to-be-dried body 125 is evaporated and dried. At this time, the amount of water evaporation can be detected by the weight change of the dry body 125 detected by the load shell (120). In addition, the surface temperature measuring unit 132 and the internal temperature measuring unit 130 is installed on the surface or the inside of the object to be dried 125 as a calculation basis for detecting the degree of energy transmitted to the object to be dried 125 It is used to control the temperature of the to-be-dried body 125 to not rise above a predetermined temperature.

한편, 상기와 같이 마그네트론(160)과 동시에 열풍기(180)를 동작시켜 좀 더 효과적으로 피건조체(125)를 건조시킬 수 있다.On the other hand, by operating the hot air fan 180 at the same time as the magnetron 160 as described above it is possible to dry the to-be-dried body 125 more effectively.

또한 상기와 같이 이 때 변화되는 데이터는 제어컴퓨터(200)로 전송되어 시간별로 각각의 데이터를 저장하고(S22), 건조 조건을 만족하는 경우에는(S24) 정지버튼을 누름으로 건조를 완료하게 된다(S26). 그 후 로드쉘(120)에서 피건조체를 제거하여 건조공정을 완료하게 된다(S28).In addition, as described above, the changed data is transmitted to the control computer 200 to store each data for each time (S22), and when the drying condition is satisfied (S24), the drying is completed by pressing the stop button. (S26). Thereafter, the dry body is removed from the load shell 120 to complete the drying process (S28).

상기 도6a는 적송(목재)을 마이크로파로 가열건조한 건조특성의 그래프이고, 도6b는 열풍기로 건조한 건조특성 그래프이다. 또한 도6c는 적송의 각 부분의 함수율을 측정한 것이다.6A is a graph of drying characteristics of heat-dried red pine (wood) with microwaves, and FIG. 6B is a graph of drying characteristics dried with a hot air blower. In addition, Fig. 6C measures the moisture content of each part of the feed.

또한 상기 도7은 합판제조용 목재단판의 마이크로파 건조특성을 도시한 것으로, 도7a는 마그네트론 200와트와 열풍기를 섭씨100도로 설정한 상태이고, 도7b는 마그네트론 300와트와 열풍기를 섭씨100도로 설정한 상태이며, 도7c는 마그네트론 600와트와 열풍기를 섭씨100도로 설정한 상태의 건조특성 그래프이다.In addition, Figure 7 shows the microwave drying characteristics of the wood veneer for plywood manufacturing, Figure 7a is a state in which the magnetron 200 watts and a hot air fan is set to 100 degrees Celsius, Figure 7b is a state in which the magnetron 300 watts and a hot air fan is set to 100 degrees Celsius FIG. 7C is a graph of drying characteristics of a magnetron 600 watt and a hot air fan at 100 degrees Celsius. FIG.

도8은 SBR(Stylene Butylene Rubber), 도9는 페라이트 단열재로 도9a는 건조 시간기준이고, 도9b는 건조 분기준이다. 도10은 두유박의 건조특성 그래프로 도10a는 열풍(대류)에 의한 건조특성이고, 도10b는 마이크로파에 의한 건조특성이며, 도11과 도12는 각각 마이크로파에서의 건조특성과, 열풍에 의한 건조특성을 도시한 그래프이다. 한편 도13은 가축용 사료의 마이크로파 건조특성을 도시한 것이다.Figure 8 is SBR (Stylene Butylene Rubber), Figure 9 is a ferrite insulating material, Figure 9a is a drying time basis, Figure 9b is a dry fraction basis. 10 is a drying characteristic graph of soy milk foil, FIG. 10A is a drying characteristic by hot air (convection), FIG. 10B is a drying characteristic by microwaves, and FIGS. 11 and 12 are drying characteristics by microwaves and hot air, respectively. It is a graph showing the drying characteristics. On the other hand, Figure 13 shows the microwave drying characteristics of livestock feed.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.An embodiment of the present invention described above and illustrated in the drawings should not be construed as limiting the technical spirit of the present invention. The protection scope of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can change and change the technical idea of the present invention in various forms. Therefore, such improvements and modifications will fall within the protection scope of the present invention, as will be apparent to those skilled in the art.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 농수산물에서 부터 전기전자부품에 이르기까지 모든 피건조체를 적은 에너지와 효율적인 공정으로 가열하고 건조하여 최고의 품질을 얻을 수 있고, 임의의 피건조체에 대한 건조특성을 용이하게 데이터베이스화 할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to obtain the best quality by heating and drying all the dried objects from the agricultural and marine products to the electrical and electronic parts in a low energy and efficient process, and to facilitate the drying characteristics for any dried objects. Can be databased.

Claims (5)

삭제delete 삭제delete 마이크로파를 발생하여 피건조체를 건조하는 마이크로파 가열 및 건조장치와, 상기 마이크로파 가열 및 건조장치와 데이터를 입출력하고 동작을 제어하는 제어컴퓨터와, 상기 제어컴퓨터와 연결되어 상기 마이크로파 가열 및 건조장치에서 출력된 건조특성데이터를 저장하는 건조특성DB를 포함하여 피건조체의 가열·건조 특성을 측정하기 위한 측정시스템의 제어방법에 있어서,A microwave heating and drying device for generating microwaves and drying the dried object, a control computer for inputting and outputting data and controlling operations of the microwave heating and drying device, and connected to the control computer and outputted from the microwave heating and drying device. In the control method of the measurement system for measuring the heating and drying characteristics of the object to be dried, including a drying characteristic DB for storing the drying characteristic data, 상기 제어컴퓨터(200)와 마이크로파 가열 및 건조장치(100)에 전원을 인가하고, 상기 마이크로파 가열 및 건조장치(100)의 공급되는 전류와 전압 및 로드쉘(120)을 0점조정하는 초기설정단계와,Initial setting step of applying power to the control computer 200 and the microwave heating and drying apparatus 100 and zero-point the current and voltage supplied to the microwave heating and drying apparatus 100 and the load shell 120. Wow, 건조하려는 피건조체(125)에 관한 허용온도, 허용전력밀도, 허용건조속도의 재료정보와, 온도제어, 전력제어의 스케쥴설정과, 파일명, 데이터 저장간격의 데이터설정을 제어컴퓨터(200)를 통해 입력하는 건조조건설정단계와,Material information of allowable temperature, allowable power density, allowable drying speed, temperature control, power control schedule setting, file name and data storage interval data setting for the to-be-dried object 125 to be dried are controlled through the control computer 200. Input drying step setting step, 상기 피건조체(125)를 마이크로파 가열 및 건조장치(100)에 투입하는 피건조체투입단계와,A dry matter inputting step of putting the dry matter 125 into the microwave heating and drying apparatus 100; 상기 마이크로파 가열 및 건조장치(100)의 마그네트론(160)을 동작시켜 피건조체(125)를 일정 시간 간격 건조시키고, 일정 시간 간격으로 피건조체(125)의 수분 증발량과, 피건조체(125)의 중량변화 및 피건조체(125)의 표면과 내부온도를 검출하여 상기 건조특성DB(300)에 전송하는 측정데이타전송단계와,The magnetron 160 of the microwave heating and drying apparatus 100 is operated to dry the dried object 125 at a predetermined time interval, and the amount of water evaporated from the dried object 125 at a predetermined time interval and the weight of the dried object 125. A measurement data transmission step of detecting the change and the surface and the internal temperature of the object to be dried 125 and transmitting to the drying characteristic DB 300; 상기 건조조건설정단계의 건조조건이 만족되면, 건조를 완료하는 건조완료단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 에너지를 이용한 가열·건조특성 측정시스템의 제어방법.And a drying completion step of completing drying when the drying conditions of the drying condition setting step are satisfied. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 건조조건설정단계에서, 전류 또는 전압으로 마그네트론(160)의 출력을 제어하는 전력제어모드와, 피건조체(125)의 내부온도와 표면온도를 검출하여 제어 하는 온도제어모드 중에서 선택하는 제어모드선택단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 에너지를 이용한 가열·건조특성 측정시스템의 제어방법.In the drying condition setting step, the control mode selection to select from the power control mode for controlling the output of the magnetron 160 by the current or voltage, and the temperature control mode for detecting and controlling the internal temperature and the surface temperature of the object to be dried (125) A control method of a heating and drying characteristic measurement system using microwave energy, characterized in that it further comprises a step. 제3항 또는 제4항에 있어서,The method according to claim 3 or 4, 상기 측정데이타전송단계에서 상기 마이크로파 가열 및 건조장치(100)의 마그네트론(160)과 동시에 열풍기(180)를 더 동작시켜 피건조체(125)를 건조시키는 것을 특징으로 하는 마이크로파 에너지를 이용한 가열·건조특성 측정시스템의 제어방법.Heating and drying characteristics using microwave energy, characterized in that to dry the object to be dried 125 by further operating the hot air fan 180 simultaneously with the magnetron 160 of the microwave heating and drying apparatus 100 in the measurement data transmission step. Control method of measuring system.
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