トランジスタ温度上昇監視用温度計を用意する

超音波洗浄機の故障だが、交換した（手持ち品でドレイン電流が小さい）ハーフブリッジ回路のドライブ用パワーMOS-FETがONの瞬間に壊れる（ショートモード）のでは無く、少し時間（30秒～2分程度）で壊れるという現象があり、メル友に相談したところ素子の温度上昇で壊れるのが考えられるのでサーミスタ等で温度監視してはどうかというので、温度計を探して見た。
1つは、以前SP01.JPで購入した「-50度～+70度デジタル温度計」395円でセンサーにリード線がついているタイプだが、測定温度誤差が大きいので使っていなかった。今回、確認してみたら温度表示の誤差はボタン電池の消耗が原因らしく新品の電池に交換したら±1℃に収まっている様だ。
この原因が判らないかったので、買わなくてはと地元のデスカウントショップで室内/室外同時表示温度計が980円だったので購入しておいた。これも屋外測定はサーミスタにリード線が出ている。
これを機会に両方の中身を見てみた。
サーミスタの抵抗は３個共に20℃あたりで約12ｋΩと同じ特性のを使っている様だ。
室内用のサーミスタは基板にチップ部品として直付けされていた。これを外してリード線を付ければ、離した状態での測定も可能だろう。


その後の調査で使用されているのと同じ特性と見られるＮＴＣ-サーミスタが秋月より販売されている。
ＮＴＣサーミスタ（温度検知・温度補償用）１０ｋΩ（５個入）200円
ＮＴＣサーミスタ（温度検知・温度補償用）１０ｋΩ［１６０８］サイズ（２０個入）200円
これにある計算式で算出してみた。THS-keisan.xls」をダウンロード
Web上で計算してくれるページもメル友より紹介いただいた。
NTCサーミスタの温度特性（B定数による計算）
このままではリニアに変化しないので、リニアライズ回路（といっても抵抗１本）を計算してみた。楽しい勉強会１６を参考

超音波洗浄機の故障調査再開

現地改修も一段落したので、休暇をもらい、午後から、作業が中断していた故障箇所の調査を開始した。
まずは出口から
超音波振動子が壊れていないかという点だ。
槽に定量の液体が入っていないと壊れる場合があるというが、今回これを知らず少ない量で動作確認を行ったので心配だった。
1台に10個の振動子が接着されているが1個ずつ配線を切っていくのも、その後の接続を考えると大変なので、それをしないで確認する方法が無いか考えて見た。
以前大量に頂いた超音波センサーの残りが有ったので、これで振動音がモニター出来ないかとやってみた。
今回の洗浄機は発振回路の周波数が40ｋHｚであることが確認とれているし、超音波センサーの中心周波数も同じ40ｋHｚなので使える。
信号発振器より40ｋHz信号を印加してみる。
シンセサイザー方式のは正弦波しか出ないが、出力レベルが+15ｄBm/600Ωと110Ωまで出せる。一方、CR発振器は矩形波も出せるが、出力が0ｄBmまでしか出せない。
これで実験してみると、矩形波でも振動子が共振しるので、出力波形は正弦波となる。
マッチングトランス経由と無しで比較したが、無しのほうがレベルが高く出た。おそらくトランス出力のが入力に対しインピーダンスが低くなっているのだろう。トランスも壊れてはいない様だ。
振動子のインピーダンスは公表されている国産メーカーので見ると35Ω以下となっており、これが10個並列なので3.5Ωとかなり低インピーダンスとなる。
ということで、振動子に直接シンセサイザー式発振器600Ω出力（マッチングからすると110Ωとなるのだが出力電圧が大きい600Ωとする）から印加する。
超音波センサーは出力レベルが小さいのだが、取り敢えずオシロスコープに直接接続して波形を見てみた。画面の様に正弦波が観測された。
これを各振動子に近づけてみると、夫々に観測されるので良いのかなと。でも槽に一体にくっついているので他の振動子の影響も出るのかも知れない。
まあ半信半疑ではあるが、次の段階に進めたいと考えている。
出力のN-CHパワーMOS-FETについて、安価な秋月の2SK2372（100円）と電流の大きい2SK3681（1050円）を付けて見て、これのB電圧は実験用可変直流電源を使い温度センサーで監視しながら電圧を上げてみての異常発生が無いか確認したいと思う。但し、規定量の水を入れて確認する必要があるので、ドライブ基板と本体を離すための延長コードを作らなければならない。

現地改修作業でブログ更新が滞る

4/12（木）～4/15（日）の4日間は、設計した私書箱の不具合で現地改修のために朝は始発（5：09発）電車に乗り、帰りは21時以降会社着という生活を送っていました。延べ人数も18人を出しての作業。
3日目は、前日、会社での資料作成で1時過ぎまで掛かったので、目覚ましに気がつかず、慌てて起きて車を飛ばし、駐車場（1ｋｍ位あるか）からは重い荷物を担いで駆け足。電車のドアが閉まる寸前間に合った。近頃、高血圧症で急激な運動は良く無いのだが、そうは言ってられない。倒れずには済んだが心臓の鼓動の高鳴りがしばらく収まらなかった。
現場は地下2階なので、その間、太陽を拝むことも無く久しぶりに見た4/16（月）の太陽は眩しかった。そういったモグラ生活でした。
4/15（日）はなんとしても終わらさないといけないので私が最後まで残り、不具合箇所の修正を10時半近くまで掛かって何とか目鼻はついたかという感じで帰って来ました（といっても帰る電車が、もう無いので、長男のところに泊めてもらいました）。