KR102476673B1 - 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 시스템 및 그 추정 방법 - Google Patents

산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 시스템 및 그 추정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 시스템 및 그 추정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 챔버의 내부 온도가 설정 온도에 도달하는 과정에서 획득되는 다양한 정보들을 활용하여, 챔버 내부의 피가열체 장입량을 자동 추정하는 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 시스템 및 그 추정 방법에 관한 것이다.

Description

산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 시스템 및 그 추정 방법 {System estimating charged amount inside industrial temperature control apparatus, and method thereof}
본 발명은 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 시스템 및 그 추정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 작업자의 입력 없이도 산업용 온도제어장치 내에 수용되어 있는 피가열체의 수용량 정보인 장입량 정보를 추정할 수 있는 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 시스템 및 그 추정 방법에 관한 것이다.
각종 산업용 로(industrial furnaces), 표면 처리 설비, 식품 가공 설비 및 조리 기구 등을 포함하는 가열장치를 이용한 가열 처리 공정은 피가열체를 승온 또는 강온하여 일정한 온도에 도달하게 하는 램프(ramp) 과정과, 소정 시간 동안 일정한 온도를 유지하는 소오크(soak) 과정의 조합으로 이루어진다.
이러한 가열장치를 제어하는 산업용 온도제어장치는, 챔버의 내부의 모든 영역으로 균일하게 열을 공급하는 것이 현실적으로 불가능하기 때문에, 통상적으로 챔버 내부의 중심부와 내부 주변부 간의 허용온도차가 인정되며, 챔버의 내부 중심부와 챔버 내부 주변부 간의 열평형 도달 시간(균열소요시간)을 감안하여 온도 제어를 수행하게 된다.
더불어, 공정에 따라 챔버 내 피가열체가 일부만 수용되는 경우, 다시 말하자면, 챔버 내 수용 가능한 최대량에 해당하는 피가열체가 수용되는 것이 아니라, 챔버 내 수용 가능한 최대량에 비해 적은 양은 피가열체가 수용될 경우, 최대량의 피가열체가 수용되었을 때에 비해 챔버의 내부 온도가 설정 온도에 도달하는 소요 시간이 짧은 것이 당연하다.
또한 챔버 내부의 피가열체 수용량에 따라, 산업용 온도제어장치에서의 단위 시간당 투입 열에너지 변화량도 상이하게 제어되며, 이를 근거로 균열소요시간을 자동 추정할 수 있다. 그렇지만, 산업용 가열장치에서 균열소요시간 자동 추정을 위해 작업자가 매 작업 로트마다 일일이 챔버 내부의 피가열체 수용량 정보(장입량 정보)를 입력하는 것은 매우 번거로운 문제점이 있다.
더불어, 단순하게 챔버 내부의 피가열체 수용량을 고려하지 않고, 초기 정보인 챔버 내 수용 가능한 최대량에 해당하는 장입량 정보로 제어를 수행할 경우, 소오크 시간에 낭비되는 시간이 발생하게 되고, 불필요한 에너지와 배출 가스가 증가되는 문제점이 있다.
이와 관련해서, 종래에는 국내 등록 특허 제10-2045553호(“가열로 에너지 사용량 예측 장치”)에서는, 슬라브 정보를 추출하여 슬라브 정보와 가열로에 투입되는 에너지 사용량의 관계를 모델링하여, 모델에 따라 가열로로 투입되는 에너지 사용량을 예측하는 기술을 개시하고 있다.
국내 등록 특허 제10-2045553호(등록일자 2019.11.11.)
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 산업용 온도제어장치의 동작에 따라 획득되는 정보들을 활용하여, 챔버 내부의 피가열체 수용량 정보인 장입량 정보를 근사 추정할 수 있는 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 시스템 및 그 추정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 시스템은, 내부에 적어도 하나의 피가열체가 수용되도록 마련되는 챔버; 상기 챔버의 내부가 가열되도록 열에너지를 투입하는 히터; 상기 챔버의 내부 온도를 측정하도록 마련되는 온도 센서; 상기 온도 센서로부터 측정한 상기 챔버의 내부 온도를 전달받아, 입력되는 설정 온도까지 제어를 위해 상기 히터를 통해 투입되는 열에너지를 조절하는 제어부; 및 상기 제어부에 의해 상기 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호에 대응하여, 상기 온도 센서로부터 측정한 상기 챔버의 내부 온도의 변화량을 감지하여, 상기 챔버 내 수용된 상기 피가열체의 장입량 정도를 추정하는 분석부를 포함하고, 상기 분석부는, 상기 챔버 내 수용 가능한 최대량의 피가열체가 수용된 조건, 상기 챔버 내 수용 가능한 최대량보다 적은 양의 피가열체가 수용된 다수의 조건으로, 다수의 기준 장입량을 설정하고, 설정한 각 기준 장입량 별로, 상기 제어부에 의해 상기 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호에 대응하여, 상기 온도 센서로부터 측정한 상기 챔버의 내부 온도의 변화량을 토대로 기준 상태 데이터를 분석하고, 각 기준 장입량 별, 상기 분석한 기준 상태 데이터를 룩업 테이블(Look-Up Table) 데이터 형태로 생성하는 것을 특징으로 한다.
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더 나아가, 상기 분석부는, 상기 제어부에 의해 상기 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호에 대응하여, 상기 온도 센서로부터 측정한 상기 챔버의 내부 온도의 변화량을 토대로 상태 데이터를 분석하고, 상기 룩업 테이블 데이터를 이용하여, 각 기준 장입량 별 상기 기준 상태 데이터들과 상기 분석한 상태 데이터를 비교하여, 상기 분석한 상태 데이터가 어느 하나의 기준 상태 데이터와 일치할 경우, 해당하는 기준 장입량 조건으로 상기 챔버 내 현재 수용된 상기 피가열체의 장입량 정도를 추정하는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 분석부는, 상기 제어부에 의해 상기 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호에 대응하여, 상기 온도 센서로부터 측정한 상기 챔버의 내부 온도의 변화량을 토대로 상태 데이터를 분석하고, 상기 룩업 테이블 데이터를 이용하여, 각 기준 장입량 별 상기 기준 상태 데이터들과 상기 분석한 상태 데이터를 비교하여, 상기 분석한 상태 데이터가 어느 두 개의 기준 상태 데이터 간의 사이값에 해당할 경우, 해당하는 두 개의 기준 장입량 조건 중 보다 많은 양이 수용된 장입량 조건으로 상기 챔버 내 현재 수용된 상기 피가열체의 장입량 정도를 추정하는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 기준 상태 데이터 또는 상기 상태 데이터는, 상기 온도 센서로부터 측정한 상기 챔버의 내부 온도가 상기 설정 온도에 도달하는 과정의 소정 온도 범위 내 내부 온도 변화량에 따라 상기 제어부에 의해 상기 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호의 적분값을 포함하는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 기준 상태 데이터 또는 상기 상태 데이터는, 상기 온도 센서로부터 측정한 상기 챔버의 내부 온도가 상기 설정 온도에 도달하는 과정의 소정 온도 범위에 걸친 소요 시간, 또는 상기 온도 센서로부터 측정한 챔버의 내부 온도가 상기 설정 온도에 도달하는 과정의 소정 온도 범위 내 단위 시간당 내부 온도 변화량의 평균 기울기 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 방법은, 장입량 추정 시스템에 의해 각 단계가 수행되는 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 방법에 있어서, 챔버 내 수용 가능한 최대량의 피가열체가 수용된 조건, 및 챔버 내 수용 가능한 최대량보다 적은 양의 피가열체가 수용된 다수의 조건으로 다수의 기준 장입량을 설정하는 기준 설정 단계; 상기 기준 설정 단계에 의해 설정한 각 기준 장입량 별로, 제어부에 의해 챔버의 내부 온도를 입력되는 설정 온도까지 제어하기 위하여 히터를 통해 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호에 대응하여, 온도 센서로부터 측정되는 챔버의 내부 온도 변화량을 획득하는 기준 데이터 획득 단계; 상기 기준 데이터 획득 단계에 의해 획득한 상기 챔버의 내부 온도 변화량 내 소정온도 범위에서 각 기준 장입량 별 기준 상태 데이터를 추출하고, 추출한 상기 기준 상태 데이터를 룩업 테이블(Look-Up Table) 데이터 형태로 생성하는 LUT 생성 단계; 온도 센서로부터 전달받은 챔버의 내부 온도를 입력되는 설정 온도까지 제어하기 위해, 히터를 통해 투입되는 열에너지를 조절하는 열에너지 제어 단계; 상기 열에너지 제어 단계에 의한 상기 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호에 대응하여, 온도 센서로부터 측정한 챔버의 내부 온도의 변화량을 획득하고, 획득한 상기 챔버의 내부 온도 변화량 내 소정온도 범위의 상태 데이터를 추출하는 실제 데이터 추출 단계; 및 상기 LUT 생성 단계에 의해 생성한 상기 룩업 테이블 데이터를 이용하여, 각 기준 장입량 별 상기 기준 상태 데이터들과, 상기 실제 데이터 추출 단계에 의해 추출한 상기 상태 데이터를 비교하여, 챔버 내 수용된 피가열체의 장입량 정도를 추정하는 장입량 추정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더 나아가, 상기 기준 상태 데이터 또는 상기 상태 데이터는, 챔버의 내부 온도가 설정 온도에 도달하는 과정의 소정 온도 범위 내 내부 온도 변화량에 따라 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호의 적분값을 포함하는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 기준 상태 데이터 또는 상기 상태 데이터는, 챔버의 내부 온도가 설정 온도에 도달하는 과정의 소정 온도 범위에 걸친 소요 시간, 또는 챔버의 내부 온도가 설정 온도에 도달하는 과정의 소정 온도 범위 내 단위 시간당 내부 온도 변화량의 평균 기울기 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 장입량 추정 단계는, 각 기준 장입량 별 상기 기준 상태 데이터들과 추출한 상기 상태 데이터를 비교하여, 추출한 상기 상태 데이터가 어느 하나의 기준 상태 데이터와 일치할 경우, 해당하는 기준 장입량 조건으로 상기 챔버 내 현재 수용된 피가열체의 장입량 정도를 추정하는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 장입량 추정 단계는, 각 기준 장입량 별 상기 기준 상태 데이터들과 추출한 상기 상태 데이터를 비교하여, 추출한 상기 상태 데이터가 어느 두 개의 기준 상태 데이터 간의 사이값에 해당할 경우, 해당하는 두 개의 기준 장입량 조건 중 보다 많은 양이 수용된 장입량 조건으로 상기 챔버 내 현재 수용된 피가열체의 장입량 정도를 추정하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 시스템 및 그 추정 방법은 산업용 온도제어장치의 동작에 따라 획득되는 정보들을 활용하여, 챔버 내부의 피가열체 수용량 정보인 장입량 정보를 근사 추정할 수 있는 효과가 있다.
이를 통해서, 작업자의 번거로운 장입량 입력이 없이도 챔버 내부의 피가열체의 추정 장입량에 따라, 비교적 정확하게 설정 온도에서 소오크 시간 제어를 수행할 수 있어, 가열 처리 공정을 수행함에 있어서 발생할 수 있는 불필요한 에너지 낭비 및 불필요한 배출 가스 발생을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 추정 장입량을 토대로, 균열시간(temperature equalization time) 설정 및 가열 동작의 이상 판정 기준이 자동 참조되도록 함으로써, 산업용 온도제어장치의 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 시스템 및 그 추정 방법에서 기준 장입량에 따라 수집되는 동작 상태 데이터를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 방법을 나타낸 순서도이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 시스템 및 그 추정 방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이 때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
더불어, 시스템은 필요한 기능을 수행하기 위하여 조직화되고 규칙적으로 상호 작용하는 장치, 기구 및 수단 등을 포함하는 구성 요소들의 집합을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 시스템 및 그 추정 방법은, 가열장치의 작업자(운용자 등)가 챔버 내 투입되는 피가열체의 투입량 정보(장입량 정보)를 입력하지 않더라도, 산업용 온도제어장치의 동작에 따라 획득되는 정보들을 활용하여, 장입량 정보를 근사 추정할 수 있는 장점이 있다.
다시 말하자면, 종래의 산업용 온도제어장치는, 챔버 내부의 피가열체 장입량을 고려하지 않고, 최대량 수용으로 가정하고, 미리 설정되어 있는 최소허용온도에 도달한 시점의 단위 시간당 투입 열에너지 변화량을 기준으로 균열(temperature equalization) 시점을 설정하여, 소오크 시간을 설정하였다. 여기서, 소오크 시간이란, 챔버 내부 온도가 설정 온도에 도달된 후의 총 유지시간을 의미하며, 설정 온도에 도달한 후, 피가열체 전체가 균열 상태에 이르는 시간과, 균열 이 후 반응을 위해 추가로 머무는 시간의 합을 의미한다.
그렇지만, 상술한 바와 같이, 일부 수용 조건일 경우, 최대량 수용 조건일 때보다 챔버의 내부 온도가 설정 온도에 보다 빠르게 도달할 수 있다는 점을 고려하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 시스템은, 챔버의 내부 온도가 설정 온도에 도달하는 과정에서 획득되는 다양한 정보들을 활용하여, 챔버 내부의 피가열체 장입량을 자동 추정하는 것이 바람직하다.
더불어, 챔버의 내부 온도가 설정 온도에 도달하는 과정에서 획득되는 다양한 정보들을 활용하여, 챔버 내부의 피가열체 장입량을 자동 추정함으로써, 자동 추정한 챔버 내부의 피가열체 장입량을 이용하여, 작업자의 추가 입력 없이도 단위 시간당 투입 열에너지 변화량을 연계하여 제어하는데 활용/적용할 수 있어, 불필요한 에너지 낭비 및 불필요한 배출 가스 발생을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 챔버(100), 히터(200), 온도 센서(300), 제어부(400) 및 분석부(500)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하며, 상기 챔버(100), 히터(200) 및 온도 센서(300)는 가열장치의 구성인 것이 바람직하며, 상기 제어부(400)와 분석부(500)는 상기 가열장치와 유선 또는 무선으로 연결되는 하나 또는 각각의 연산처리수단에 구비되어 동작을 수행하는 것이 바람직하다.
각 구성에 대해서 자세히 알아보자면,
이러한 상기 챔버(100)는 내부에 적어도 하나의 피가열체(P)가 수용되도록 하기 위해 마련되며, 산업용 열처리를 위해 부품 등을 가열할 수 있도록 밀폐되어 있는 로를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 챔버(100) 내에는 공정의 필요 조건에 따라, 상기 피가열체(P)가 최대량으로 수용되거나, 이보다 적은 양이 수용될 수 있다. 또한, 챔버(100) 내부에는 피가열체(P)를 적재하기 위한 적재대(S)가 구비될 수 있다.
상기 히터(200)는 상기 제어부(400)의 제어 동작에 의해, 상기 챔버(100)의 내부가 가열되도록 열에너지를 투입하는 구성으로, 상기 히터(200)를 통해, 상기 챔버(100)의 내부 온도가 설정 온도에 도달할 때까지 상승하게 된다.
이 때, 상기 설정 온도는 상기 피가열체(P)의 종류에 따라 상이하게 설정되게 되며, 작업자에 의해 수동 입력 설정될 수도 있다. 또한, 상기 히터(200)를 통해 상기 챔버(100)의 내부 온도가 상승한다는 것은, 상기 피가열체(P)의 온도가 상기 설정 온도까지 상승하도록 한다는 것을 의미하며, 이러한 과정을 열처리 공정에 해당한다.
더불어, 상기 히터(200)는 상기 제어부(400)의 제어 동작에 의해, 상기 챔버(100)의 내부 온도를 설정 온도에 도달할 때까지만 열에너지를 투입하는 것 뿐만 아니라, 상기 챔버(100)의 내부 온도가 일정시간 동안 유지되도록, 다시 말하자면, 상기 피가열체(P)에 요구되는 가열 유지 시간(소오크 시간)을 위한 열에너지를 투입할 수도 있으며, 이러한 소오크 시간이 종료되면 상기 히터(200)에 의한 가열을 종료하고, 상기 피가열체(P)가 인출되거나 다음 단계의 승온 또는 강온 공정이 수행되는 것이 바람직하다.
상기 챔버(100)의 내부에 구비되는 상기 히터(200)의 위치(배치)는 상기 챔버(100) 내부에 상기 피가열체(P)가 용이하게 수용될 수 있도록 상기 챔버(100)의 측면 또는 내주부인 것이 바람직하다. 그렇기 때문에, 상술한 바와 같이, 상기 챔버(100)의 내부에 위치한 상기 피가열체(P)가 배치되어 있는 위치에 따라, 즉, 상기 히터(200)에 인접하여 위치하고 있는 상기 챔버(100)의 내부 주변부에 위치하고 있는 상기 피가열체(P)가 상기 챔버(100)의 내부 중심부에 위치하고 있는 상기 피가열체(P)에 비해 먼저 상기 설정 온도에 도달하게 된다. 즉, 열에너지 전달 지연이 일어나게 된다.
상기 온도 센서(300)는 상기 챔버(100)의 내부 온도를 측정하도록 마련되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 온도 센서(300)의 측정부는 피가열체(P)의 장입/인출과, 장입물 외곽에 배치된 피가열체(P)의 과열 방지를 감안하여 장입물 외곽 근처(통상 히터 또는 챔버벽과 장입물 외곽의 1/2 지점)에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 제어부(400)는 산업용 온도제어장치의 전반을 제어하기 위해 마련된다.
이 때, 본원발명에서는 용이한 설명을 위해 승온 공정을 예로 들어 설명하나, 강온 조건에서도 동일하게 적용할 수 있다.
상기 제어부(400)는 상기 온도 센서(300)로부터 측정한 상기 챔버(100)의 내부 온도를 전달받아, 상기 설정 온도까지의 제어를 위해 상기 히터(200)를 통해 투입되는 열에너지를 조절하게 된다. 이를 통해, 상기 피가열체(P)의 열처리 공정이 이루어지게 된다.
상세하게는, 상기 제어부(400)는 상기 온도 센서(300)로부터 측정한 상기 챔버(100)의 내부 온도가 상기 설정 온도에 가깝게 상승하면, 투입되는 단위 시간당 열에너지가 감소하도록 제어하여, 열평형, 즉, 완전 균형에 도달하면 단위 시간당 열에너지 투입량을 일정하게 유지하도록 제어하게 되며, 이후, 상기 설정 온도가 더 유지되는 시간을 거친 후 소오크 과정을 완료하는 것이 바람직하다.
상기 분석부(500)는 상술한 상기 제어부(400)에 의해 상기 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호에 대응하여, 상기 온도 센서(300)로부터 측정한 상기 챔버(100)의 내부 온도의 변화량을 감지하여, 상기 챔버(100) 내 수용되는 상기 피가열체(P)의 장입량 정보를 추정하도록 구성된다.
상세하게는, 상기 분석부(500)는 상기 챔버(100) 내 수용 가능한 최대량의 피가열체(P)가 수용된 조건, 상기 챔버(100) 내 수용 가능한 최대량보다 적은 양의 피가열체(P)가 수용된 다수의 조건으로, 다수의 기준 장입량을 설정할 수 있다.
일 예를 들자면, 상기 챔버(100) 내 수용 가능한 최대량의 피가열체(P)가 수용된 조건을 100% 기준 장입량으로 설정하고, 상기 챔버(100) 내 수용 가능한 최대량보다 적은 양의 피가열체(P)가 수용된 다수의 조건으로는, 100% 장입량을 기준으로 이보다 적은 60% 장입량, 80% 장입량 조건으로, 60% 기준 장입량, 80% 기준 장입량을 설정할 수 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하며 이보다 세분화된 조건으로 기준 장입량을 설정하는 것도 가능하다.
또한, 분석부(500)는 설정한 각 기준 장입량 별, 제어부(400)에 의해 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호에 대응하여, 온도 센서(300)로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도의 변화량을 토대로 기준 상태 데이터를 분석 및/또는 저장하는 것이 바람직하다.
이 때, 분석부(500)는 기준 상태 데이터를 분석하기 위하여, 적어도 한번은 외부 작업자로부터 미리 장입량 조건을 입력받아, 각 기준 장입량 별로 제어부(400)에 의해 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호에 대응하여, 온도 센서(300)로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도의 변화량을 분석하도록 구성될 수 있다.
이를 통해서, 분석부(500)는 각 기준 장입량 별, 분석한 기준 상태 데이터를 룩업 테이블(Look-Up Table) 데이터 형태로 생성하여 저장할 수 있다.
분석부(500)는 각 기준 장입량 별로 제어부(400)에 의해 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호에 대응하되, 장입량에 따른 열에너지, 온도 변화시간 또는 변화율 등 데이터를 가장 구분하기 적절한 소정의 온도 범위를 반영하여, 온도 센서(300)로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도의 변화량을 분석하는 것이 바람직하다. 이때, 가장 구분하기 적절한 온도 범위는 상기 피가열체(P)의 종류에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
이와 같이 챔버(100)의 내부 온도 변화량, 열에너지 및 변화시간 등의 데이터를 변화하는 전체 온도가 아닌 소정 온도 범위에 대하여 분석하는 이유는, 온도 센서(300)로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도의 변화량을 분석함에 있어서, 현재 챔버의 내부 온도가 25℃이고, 설정 온도가 800℃일 경우, 초기 일정 온도 구간, 예를 들어 25℃에서 500℃까지 도달하는 동안에는, 장입량과 무관하게 챔버(100)의 내부 온도 가열에 대부분의 열에너지가 소요되기 때문에 각 장입량에 따른 특성 차이점이 분명하게 구별되지 않는다. 하지만, 500℃에서 700℃ 사이의 온도에서는 각 장입랑에 따른 특성 차이점이 분명해지기 때문에 이 온도 범위에 대하여 온도 센서(300)로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도의 변화량, 온도 변화시간 및 열에너지를 분석하는 것이 바람직하다.
분석부(500)는 각 기준 장입량 별 분석한 기준 상태 데이터를 이용하여 룩업 테이블 데이터를 생성한 후, 제어부(400)에 의해 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호에 대응하여, 온도 센서(300)로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도의 변화량을 토대로 상태 데이터를 분석하는 것이 바람직하다. 즉, 장입량을 추정하기 위한 준비가 완료된 후, 실제 열처리 공정이 진행됨에 따라, 제어부(400)에 의해 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호에 대응하여, 온도 센서(300)로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도의 변화량을 토대로 상태 데이터(현재 상태 데이터)를 분석하는 것이 바람직하다.
분석부(500)는 룩업 테이블 데이터를 이용하여, 각 기준 장입량 별 기준 상태 데이터들과 분석한 상태 데이터를 비교하여, 분석한 상태 데이터가 어느 하나의 기준 상태 데이터와 일치할 경우, 해당하는 기준 장입량 조건으로 상기 챔버(100) 내 현재 수용된 상기 피가열체의 장입량 정보를 추정하는 것이 바람직하다.
일 예를 들자면, 기준 장입량 조건으로 100%, 90%, 70%, 50%에서의 기준 상태 데이터들을 분석하여 룩업 테이블 데이터를 생성하고, 분석한 상태 데이터가 기준 상태 데이터들 중 어느 하나와 일치할 경우, 해당하는 기준 장입량 조건으로 챔버(100) 내 현재 수용된 피가열체의 장입량 정보를 추정하는 것이 바람직하다. 이 때, 분석한 상태 데이터와 상기 기준 상태 데이터와의 일치 정도는 상기 피가열체(P)의 종류 또는 열처리 공정의 조건에 따라 상이하게 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 분석부(500)는 룩업 테이블 데이터를 이용하여, 각 기준 장입량 별 기준 상태 데이터들과 분석한 상태 데이터를 비교하여, 분석한 상태 데이터가 어느 두 개의 기준 상태 데이터 간의 사이값에 해당할 경우, 해당하는 기준 장입량 조건 중 보다 많은 양이 수용된 장입량 조건으로 챔버(100) 내 현재 수용된 피가열체의 장입량 정보를 추정하는 것이 바람직하다.
일 예를 들자면, 기준 장입량 조건으로 100%, 90%, 70%, 50%에서의 기준 상태 데이터들을 분석하여 룩업 테이블 데이터를 생성하고, 분석한 상태 데이터가 기준 상태 데이터들 중 70% 장입량 조건의 기준 상태 데이터와 50% 장입량 조건의 기준 상태 데이터 간의 사이값에 해당할 경우, 보다 많은 양이 수용된 장입량 조건인 70% 장입량 조건으로 챔버(100) 내 현재 수용된 상기 피가열체의 장입량 정보를 추정하는 것이 바람직하다. 이 때, 사이값이란, 분석한 상태 데이터와 상기 기준 상태 데이터와의 일치 정도를 벗어난 모든 경우를 의미하며, 중간값이 아닌 어느 하나의 기준 상태 데이터와의 일치 정도는 벗어나면서, 어느 두 개의 기준 상태 데이터 간의 사이에 있는 모든 값을 의미한다.
이와 같은 조건에서 현재 장입량을 두 개의 기준 장입량 중 더 큰 기준 장입량으로 설정함으로써, 기준 장입량에 대하여 미리 설정되어 있는 최소허용온도에 도달한 시점을 기준으로 균열 시점 및 소오크 시간을 설정하더라도 최소허용온도에 미달한 피가열체(P)가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 기준 상태 데이터 또는 상태 데이터로는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 챔버(100)의 내부 온도를 설정 온도로 제어하기 위해, 제어부(400)에 의해 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호에 대응하여, 온도 센서(300)로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도의 변화량을 이용하여 획득하는 것이 바람직하다.
상세하게는, 열처리 공정에 따라 도 2에 도시된 바와 같이, 챔버(100)를 가열하는 히터(200)의 용량에 비하여 설정 온도의 변화율을 크게 가열 패턴이 설정될 경우, 동일한 열에너지를 투입하였지만, 장입량에 따라 승온 과정에서 상이한 내부 온도 변화량을 알 수 있다.
이를 통해서, 기준 상태 데이터 또는 상태 데이터로, 온도 센서(300)로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도가 설정 온도에 도달하는 과정의 소정 온도 범위에 걸친 소요 시간(①), 온도 센서(300)로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도가 설정 온도에 도달하는 과정의 소정 온도 범위 내 단위 시간당 내부 온도 변화량의 평균 기울기(②), 및 온도 센서(300)로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도가 설정 온도에 도달하는 과정의 소정 온도 범위 내 내부 온도 변화량에 따라 제어부(400)에 의해 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호의 적분값(③)을 적어도 하나 이상 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
다시 말하면, 동일한 열에너지를 투입하였지만, 장입량에 따라, 장입량이 적을수록 상기 챔버(100)의 내부 온도가 설정 온도에 빠르게 도달하고, 그만큼 설정 온도에 도달하는 과정의 단위 시간당 내부 온도 변화량의 평균 기울기가 가파르며, 제어부(400)에 의해 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호의 적분값이 작음을 알 수 있다. 이러한 차이점을 토대로 룩업 테이블 데이터를 생성하여, 피가열체의 장입량 정보를 추정할 수 있다.
더불어, 열처리 공정에 따라 도 3에 도시된 바와 같이, 가열 패턴이 설정될 경우, 즉 히터(200)가 해당하는 가열 패턴을 그대로 따라갈 수 있을 만큼 충분한 가열용량을 가질 경우, 온도 센서(300)로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도가 설정 온도에 도달하는 과정의 소정 온도 범위에 걸친 소요 시간(①), 및 온도 센서(300)로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도가 설정 온도에 도달하는 과정의 소정 온도 범위 내 단위 시간당 내부 온도 변화량의 평균 기울기(②)가 장입량에 상관없이 동일하게 나타남을 알 수 있다.
이에 반하여, 제어부(400)에 의해 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호의 적분값(③)은 히터(200)가 충분한 가열 용량을 가지더라도 장입량에 따라 상이함을 알 수 있다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 히터(200)가 설정한 가열 패턴을 그대로 따라갈 수 있을 만큼 충분한 가열용량을 가질 경우, 분석부(500)는 온도 센서(300)로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도가 설정 온도에 도달하는 과정의 소정 온도 범위 내 내부 온도 변화량에 따라 제어부(400)에 의해 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호의 적분값(③)을 기준 상태 데이터에 포함하여 룩업 테이블 데이터를 생성하는 것이 바람직하다.
또한, 상태 데이터를 분석함에 있어서도 온도 센서(300)로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도가 설정 온도에 도달하는 과정의 소정 온도 범위 내 내부 온도 변화량에 따라 제어부(400)에 의해 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호의 적분값(③)을 필수로 설정하는 것이 바람직하다.
물론, 온도 센서(300)로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도가 설정 온도에 도달하는 과정의 소정 온도 범위에 걸친 소요 시간(①), 온도 센서(300)로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도가 설정 온도에 도달하는 과정의 소정 온도 범위 내 단위 시간당 내부 온도 변화량의 평균 기울기(②)도 필요에 따라 추가적으로 기준 상태 데이터에 포함할 수 있다.
더불어, 제어부(400)는 분석부(500)에 의한 피가열체(P)의 장입량 정보를 전달받아, 변화하는 열에너지를 기반으로 피가열체의 균열시점을 판단하고, 소오크 시간을 조절할 수 있다.
상세하게는, 제어부(400)는 분석부(500)에 의한 피가열체(P)의 추정 장입량 정보를 전달받아, 해당하는 기준 장입량 조건에서의 챔버(100)의 내부 중심부 온도가 미리 설정된 최소허용온도에 도달하는 시점의 단위시간 당 열에너지 변화율을 기준으로 균열시점을 추정할 수 있다.
물론, 이러한 단위 시간당 열에너지의 투입 변화율을 통해서, 상기 피가열체의 균열시점을 판단하고, 소오크 시간을 조절하게 된다.
뿐만 아니라, 제어부(400)는 미리 설정된 시간별 열에너지 공급량 또는 열에너지 조절신호의 허용 범위를 이용하여, 추정한 장입량 조건에 의한 단위 시간당 열에너지의 투입 변화량이 허용 범위를 벗어나는 경우, 외부 작업자가 이를 인지할 수 있도록 알람을 발생시키는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 방법은, 기준 설정 단계(S100), 기준 데이터 획득 단계(S200), LUT 생성 단계(S300), 열에너지 제어 단계(S400), 실제 데이터 추출 단계(S500) 및 장입량 추정 단계(S600)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 각 단계들은 상술한 바와 같이, 연산처리수단을 통해서 동작이 수행되는 것이 바람직하다.
각 단계에 대해서 자세히 알아보자면,
기준 설정 단계(S100)는 분석부(500)에서, 챔버(100) 내 수용 가능한 최대량의 피가열체(P)가 수용된 조건, 챔버(100) 내 수용 가능한 최대량보다 적은 양의 피가열체(P)가 수용된 다수의 조건으로, 다수의 기준 장입량을 설정하게 된다.
기준 데이터 획득 단계(S200)는 분석부(500)에서, 준 설정 단계(S100)에 의해 설정한 각 기준 장입량 별로, 제어부(400)에서 챔버(100)의 내부 온도를 설정 온도까지 제어(승온 또는 강온)하기 위해, 히터(200)를 통해 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호에 대응하여, 온도 센서(300)로부터 측정되는 챔버(100)의 내부 온도 변화량을 획득하도록 구성된다.
이 때, 기준 데이터 획득 단계(S200)는 본 발명의 일 실시예에 따른 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 방법을 원활히 수행하기 위하여, 적어도 한번은 외부 작업자로부터 미리 현재의 장입량 조건을 입력받고, 각 기준 장입량 별로 제어부(400)에 의해 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호에 대응하여, 온도 센서(300)로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도 변화량을 획득하는 것이 바람직하다.
LUT 생성 단계(S300)는 분석부(500)에서, 기준 데이터 획득 단계(S200)에 의해 획득한 챔버(100)의 내부 온도 변화량을 분석하여, 각 기준 장입량 별 기준 상태 데이터를 추출하고, 기준 상태 데이터를 룩업 테이블(Look-Up Table) 데이터 형태로 생성하게 된다.
이때, 챔버(100)의 내부 소정 온도 범위 내 장입량에 따른 열에너지, 온도 변화시간 또는 변화율 등 데이터를 분석함에 있어서 가장 구분하기 적절한 온도 범위를 반영하여 분석하는 것이 바람직하다. 이때, 가장 구분하기 적절한 온도 범위는 피가열체(P)의 종류에 따라 상이하게 설정되는 것이 바람직하다.
열에너지 제어 단계(S400)는, 기준 설정 단계(S100), 기준 데이터 획득 단계(S200) 및 LUT 생성 단계(S300)를 통해서 장입량을 추정하기 위한 준비가 완료된 후, 실제 열처리 공정이 진행됨에 따라 제어부(400)에서 온도 센서(300)로부터 전달받은 챔버(100)의 내부 온도를 설정 온도까지 제어하기 위하여, 히터(100)를 통해 투입되는 열에너지를 조절한다.
실제 상태 데이터 추출 단계(S500)는, 열에너지 제어 단계(S400)에 의하여 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호에 대응하여, 온도 센서(300)로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도의 변화량을 토대로 상태 데이터(현재 상태 데이터)를 추출한다.
이때, LUT 생성 단계(S300)에 의한 기준 상태 데이터와, 실제 데이터 추출 단계(S500)에 의한 상태 데이터는, 온도 센서(300)로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도가 설정 온도에 도달하는 과정의 소정 온도 범위에 걸친 소요 시간(①), 온도 센서(300)로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도가 설정 온도에 도달하는 과정의 소정 온도 범위 내 단위 시간당 내부 온도 변화량의 평균 기울기(②), 및 온도 센서(300)로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도가 설정 온도에 도달 과정의 소정 온도 범위 내 내부 온도 변화량에 따라 제어부(400)에 의해 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호의 적분값(③)을 적어도 하나 이상 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
다만, 히터(200)가 해당하는 가열 패턴을 그대로 따라갈 수 있을 만큼 충분한 가열용량을 갖거나 히터(200)의 용량 대비 완만한 가열 패턴과 같이 온도 센서(300)로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도가 설정 온도에 도달하는 과정의 소정 온도 범위에 걸친 소요 시간(①), 및 온도 센서(300)로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도가 설정 온도에 도달하는 과정의 소정 온도 범위 내 단위 시간당 내부 온도 변화량의 평균 기울기(②)가 장입량에 상관없이 동일하게 나타날 수 있다. 따라서, 이러한 경우에는 온도 센서(300)로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도가 설정 온도에 도달하는 과정의 소정 온도 범위 내 내부 온도 변화량에 따라 제어부(400)에 의해 상기 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호의 적분값(③)을 기준 상태 데이터 또는 상태 데이터로 포함하여 구성하고, 온도 센서(300)로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도가 설정 온도에 도달하는 과정의 소정 온도 범위에 걸친 소요 시간(①), 및 온도 센서(300)로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도가 설정 온도에 도달하는 과정의 소정 온도 범위 내 단위 시간당 내부 온도 변화량의 평균 기울기(②)를 부가적인 기준 상태 데이터 또는 상태 데이터로 포함하여 구성하는 것도 가능하다.
장입량 추정 단계(S600)는 분석부(500)에서 LUT 생성 단계(S300)에 의해 생성한 룩업 테이블 데이터를 이용하여, 각 기준 장입량 별 기준 상태 데이터들과, 실제 데이터 추출 단계(S500)에 의해 추출한 현재 장입량의 상태 데이터를 비교하여, 챔버(100) 내 수용된 피가열체(P)의 장입량 정보를 추정할 수 있다.
상세하게는, 장입량 추정 단계(S600)는 룩업 테이블 데이터를 이용하여, 각 기준 장입량 별 기준 상태 데이터들과 분석한 상태 데이터를 비교하여, 분석한 상태 데이터가 어느 하나의 기준 상태 데이터와 일치할 경우, 해당하는 기준 장입량 조건으로 챔버(100) 내 현재 수용된 상기 피가열체의 장입량 정보를 추정할 수 있다.
일 예를 들자면, 기준 장입량 조건으로 100%, 90%, 70%, 50%에서의 기준 상태 데이터들을 분석하여 룩업 테이블 데이터를 생성하고, 분석한 상태 데이터가 기준 상태 데이터들 중 어느 하나와 일치할 경우, 해당하는 기준 장입량 조건으로 챔버(100) 내 현재 수용된 피가열체의 장입량 정보를 추정할 수 있다. 이때, 분석한 상태 데이터와 기준 상태 데이터와의 일치 정도는 피가열체(P)의 종류 또는 열처리 공정의 조건에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
또한, 장입량 추정 단계(S600)는 룩업 테이블 데이터를 이용하여, 각 기준 장입량 별 기준 상태 데이터들과 분석한 상태 데이터를 비교하여, 분석한 상태 데이터가 어느 두 개의 기준 상태 데이터 간의 사이값에 해당할 경우, 해당하는 기준 장입량 조건 중 보다 많은 양이 수용된 장입량 조건으로 챔버(100) 내 현재 수용된 피가열체의 장입량 정보를 추정하는 것이 바람직하다.
일 예를 들자면, 기준 장입량 조건으로 100%, 90%, 70%, 50%에서의 기준 상태 데이터들을 분석하여 상기 룩업 테이블 데이터를 생성하고, 분석한 상태 데이터가 기준 상태 데이터들 중 70% 장입량 조건의 기준 상태 데이터와 50% 장입량 조건의 기준 상태 데이터 간의 사이값에 해당할 경우, 보다 많은 양이 수용된 장입량 조건인 70% 장입량 조건으로 챔버(100) 내 현재 수용된 피가열체의 장입량 정보를 추정하는 것이 바람직하다. 여기에서, 상기 사이값이란, 분석한 상태 데이터와 기준 상태 데이터와의 일치 정도를 벗어난 모든 경우를 의미하며, 중간값이 아닌 어느 하나의 기준 상태 데이터와의 일치 정도는 벗어나면서, 어느 두 개의 기준 상태 데이터 간의 사이에 있는 모든 값을 의미한다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100 : 챔버
200 : 히터
300 : 온도 센서
400 : 제어부
500 : 분석부

Claims (11)

  1. 내부에 적어도 하나의 피가열체가 수용되도록 마련되는 챔버;
    상기 챔버의 내부가 가열되도록 열에너지를 투입하는 히터;
    상기 챔버의 내부 온도를 측정하도록 마련되는 온도 센서;
    상기 온도 센서로부터 측정한 상기 챔버의 내부 온도를 전달받아, 입력되는 설정 온도까지 제어를 위해 상기 히터를 통해 투입되는 열에너지를 조절하는 제어부; 및
    상기 제어부에 의해 상기 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호에 대응하여, 상기 온도 센서로부터 측정한 상기 챔버의 내부 온도의 변화량을 감지하여, 상기 챔버 내 수용된 상기 피가열체의 장입량 정도를 추정하는 분석부를 포함하고,
    상기 분석부는,
    상기 챔버 내 수용 가능한 최대량의 피가열체가 수용된 조건, 상기 챔버 내 수용 가능한 최대량보다 적은 양의 피가열체가 수용된 다수의 조건으로, 다수의 기준 장입량을 설정하고,
    설정한 각 기준 장입량 별로, 상기 제어부에 의해 상기 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호에 대응하여, 상기 온도 센서로부터 측정한 상기 챔버의 내부 온도의 변화량을 토대로 기준 상태 데이터를 분석하고,
    각 기준 장입량 별, 상기 분석한 기준 상태 데이터를 룩업 테이블(Look-Up Table) 데이터 형태로 생성하는, 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분석부는,
    상기 제어부에 의해 상기 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호에 대응하여, 상기 온도 센서로부터 측정한 상기 챔버의 내부 온도의 변화량을 토대로 상태 데이터를 분석하고, 상기 룩업 테이블 데이터를 이용하여, 각 기준 장입량 별 상기 기준 상태 데이터들과 상기 분석한 상태 데이터를 비교하여, 상기 분석한 상태 데이터가 어느 하나의 기준 상태 데이터와 일치할 경우, 해당하는 기준 장입량 조건으로 상기 챔버 내 현재 수용된 상기 피가열체의 장입량 정도를 추정하는, 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 분석부는,
    상기 제어부에 의해 상기 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호에 대응하여, 상기 온도 센서로부터 측정한 상기 챔버의 내부 온도의 변화량을 토대로 상태 데이터를 분석하고,
    상기 룩업 테이블 데이터를 이용하여, 각 기준 장입량 별 상기 기준 상태 데이터들과 상기 분석한 상태 데이터를 비교하여, 상기 분석한 상태 데이터가 어느 두 개의 기준 상태 데이터 간의 사이값에 해당할 경우, 해당하는 두 개의 기준 장입량 조건 중 보다 많은 양이 수용된 장입량 조건으로 상기 챔버 내 현재 수용된 상기 피가열체의 장입량 정도를 추정하는, 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 시스템.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 기준 상태 데이터 또는 상기 상태 데이터는,
    상기 온도 센서로부터 측정한 상기 챔버의 내부 온도가 상기 설정 온도에 도달 과정의 소정 온도 범위 내 내부 온도 변화량에 따라 상기 제어부에 의해 상기 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호의 적분값을 포함하는, 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 시스템.
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 기준 상태 데이터 또는 상기 상태 데이터는,
    상기 온도 센서로부터 측정한 상기 챔버의 내부 온도가 상기 설정 온도에 도달하는 과정의 소정 온도 범위에 걸친 소요 시간, 또는 상기 온도 센서로부터 측정한 챔버(100)의 내부 온도가 설정 온도에 도달하는 과정의 소정 온도 범위 내 단위 시간당 내부 온도 변화량의 평균 기울기 중 적어도 하나 이상을 포함하는, 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 시스템.
  7. 장입량 추정 시스템에 의해 각 단계가 수행되는 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 방법에 있어서,
    챔버 내 수용 가능한 최대량의 피가열체가 수용된 조건, 및 챔버 내 수용 가능한 최대량보다 적은 양의 피가열체가 수용된 다수의 조건으로 다수의 기준 장입량을 설정하는 기준 설정 단계;
    상기 기준 설정 단계에 의해 설정한 각 기준 장입량 별로, 제어부에 의해 챔버의 내부 온도를 입력되는 설정 온도까지 제어하기 위하여 히터를 통해 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호에 대응하여, 온도 센서로부터 측정되는 챔버의 내부 온도 변화량을 획득하는 기준 데이터 획득 단계;
    상기 기준 데이터 획득 단계에 의해 획득한 상기 챔버의 내부 온도 변화량을 기준으로 각 기준 장입량 별 기준 상태 데이터를 추출하고, 추출한 상기 기준 상태 데이터를 룩업 테이블(Look-Up Table) 데이터 형태로 생성하는 LUT 생성 단계;
    온도 센서로부터 전달받은 챔버의 내부 온도를 입력되는 설정 온도까지 제어하기 위해, 히터를 통해 투입되는 열에너지를 조절하는 열에너지 제어 단계;
    상기 열에너지 제어 단계에 의한 상기 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호에 대응하여, 온도 센서로부터 측정한 챔버의 내부 온도의 변화량을 획득하고, 획득한 상기 챔버의 내부 온도 변화량 기준으로 상태 데이터를 추출하는 실제 데이터 추출 단계; 및
    상기 LUT 생성 단계에 의해 생성한 상기 룩업 테이블 데이터를 이용하여, 각 기준 장입량 별 상기 기준 상태 데이터들과, 상기 실제 데이터 추출 단계에 의해 추출한 상기 상태 데이터를 비교하여, 챔버 내 수용된 피가열체의 장입량 정도를 추정하는 장입량 추정 단계를 포함하는, 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기준 상태 데이터 또는 상기 상태 데이터는, 챔버의 내부 온도가 설정 온도에 도달 과정의 소정 온도 범위 내 내부 온도 변화량에 따라 투입되는 열에너지 또는 열에너지 조절신호의 적분값을 포함하는, 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 기준 상태 데이터 또는 상기 상태 데이터는, 챔버의 내부 온도가 설정 온도에 도달하는 과정 중 소정 온도 범위에 걸친 소요 시간, 또는 챔버의 내부 온도가 설정 온도에 도달하는 과정의 소정 온도 범위 내 단위 시간당 내부 온도 변화량의 평균 기울기 중 적어도 하나 이상을 포함하는, 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 장입량 추정 단계는, 각 기준 장입량 별 상기 기준 상태 데이터들과 추출한 상기 상태 데이터를 비교하여, 추출한 상기 상태 데이터가 어느 하나의 기준 상태 데이터와 일치할 경우, 해당하는 기준 장입량 조건으로 상기 챔버 내 현재 수용된 피가열체의 장입량 정도를 추정하는, 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 장입량 추정 단계는, 각 기준 장입량 별 상기 기준 상태 데이터들과 추출한 상기 상태 데이터를 비교하여, 추출한 상기 상태 데이터가 어느 두 개의 기준 상태 데이터 간의 사이값에 해당할 경우, 해당하는 두 개의 기준 장입량 조건 중 보다 많은 양이 수용된 장입량 조건으로 상기 챔버 내 현재 수용된 피가열체의 장입량 정도를 추정하는, 산업용 온도제어장치 내 장입량 추정 방법.
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