JPH0216431A

JPH0216431A - 熱重量天秤

Info

Publication number: JPH0216431A
Application number: JP63321849A
Authority: JP
Inventors: Joseph E Beshoory; ジヨゼフ、イー、ベシユーリー
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-12-21
Filing date: 1988-12-20
Publication date: 1990-01-19
Also published as: US4817745A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野〕本発明は熱重量天秤に関する。

［発明が解決しようとする課題］熱天秤、あるいは熱重量天秤は、一般に、重量損失など
の試料の熱的性質の分析・測定に使用されてきた。加熱
の結果おこる分解が、天秤装置により決定される。天秤
装置の部品として、さまざまなモータ機構が開発され採
用されてきた。遊びのない回転をするトルク・モータは
、最近の発展を代表している。レバー・アームの揺乱あ
るいは振動は、測定精度に影響をおよぼす。試料を天秤
に乗せる際に必要な条件は、熱源を供給する必要条件と
矛盾する。本発明は、これらのすべての問題について言
及する。

［実施例］本発明による天秤のハウジングは、窪みのある上部ブロ
ック１０−Ａおよび窪みのある下部ブロック１０−Ｂよ
り構成される。上下ブロックが、周辺部に配置されたボ
ルト３０によって連結されると、中央部空Ａ３１は、側
面に伸びている空洞３２および側部の穴３３と、それぞ
れ軸方向の通路３４および３５によって連絡される。ま
た、０−リングのシールによって、ハウジングは加圧が
可能となる。

第２図のブリッジ装置は、概括して４０で示される。基
本的には、そのようなブリッジ装置は、中央部ブリッジ
４３によって連結される二つの反対方向に伸びるレバー
・アーム３および３８から構成され、そのすべてが石英
またはセラミック材料で製作される。レバー・アーム３
、すなわち試料用レバー・アームには、上に折れ曲がっ
た終端部４４があり、その先端には穴があり、台座を作
っている。この先端の穴には、受け皿あるいは試料容器
の支持部４５の軸棒３６が差し込まれる。前記支持部に
は、軸棒３６から放射状にのびる複数のフィンガ３７が
ある。そのようなフィンガは、かご形の試料容器または
受け皿１が、取りはずし可能な形で乗せられる台を形成
する。

レバー・アーム３と反対側には、後方アーム、あるいは
カウンタ・アーム３８が１通路３４を通じて、空洞３２
に伸び、その参照用先端部には、フック４６（第２図参
照）または下方に折れ曲がった先端部７（第１図参照）
がついている。磁石棒８が、前記フック４６からぶら下
げられるか、あるいは、前記下方に折れ曲がった先端部
７に固定されている。前記磁石は、電流を流す安定化用
減衰コイル９の中に、移動可能な形でぶら下げられる。

前記コイルは、リード９−Ｌによって、ブリッジ・コン
トローラ１１０にある接続部に連結されている。そのコ
ントローラは、磁石５とホール検出素子６の総体的な位
置を調節するため、モータ５０（以下に記述される）に
、ブリッジをコントロールする電圧を送る。そのような
コイル９は、磁石８を吸引したり反発したりしてブリッ
ジの揚力を調節し、容器の重さの差引きをしたり、天秤
のゼロ点の調節をしたり、浮き上がり傾向をおさえたり
、ブリッジに必要な減衰あるいはフィルタ機能を持たせ
たりする働きをする。このように、このコイルは、垂直
平面内におかれるカウンタ重量のかわりに、電磁機械的
な制動子として機能し、ブリッジが水平面内で揺れるの
を防ぐ。

中央部ブリッジ４３は、側面支柱４３−Ａおよび４３−
Ｂから構成される。前記それぞれの支柱の対向する一対
の端は、それぞれがＵ形をした一対の端部部品４３−Ｃ
および４３−Ｄのそれぞれに填め込み式に差し込まれる
。前記端部部品のそれぞれは、中間部、すなわち４３−
Ｅ及び４３−Ｆを持つ。二つの側面支柱４３−Ａおよび
４３−Ｂの間を、端部部品４３−Ｃおよび４３−Ｄの接
続部近くで、連結しているのが、一対の横支柱４３−Ｇ
および４３−Ｈである。前記それぞれの横支柱の中央部
から下方に、揺り棒の脚４３−Ｋが伸び、前記脚は、前
記横支柱と反対側で、横木４３−Ｊに接続される。前記
横木にはその中心に、Ｔ形取り付は部品があり、その取
り付は部品の中央部の脚は、磁石５に固定されている。

一対のホール効果を利用する検出器、ある・いは検知器
６が図示されるように、磁石５の隣に配置されて、前記
磁石の磁場の中に置かれる。これらの検出器は、リード
線Ａ−ＢおよびＣ−Ｄによって、ブリッジ・コントロー
ラ１１０に、特に入力増幅器１１０−Ａに、電気的に接
続される。磁石５の移動の結果性じる信号は、モータ５
０への補正信号となり、これでブリッジ４０を水平にし
、ブリッジがゼロ点位置からどれだけ動いたかを支持す
る表示を動作させ、したがって、試料の重量を表示する
。

トルク・モータ総体が５０で示されている。このモータ
は、中央部ハウジング空洞３１の床にボルト締めされた
ブラケットに、ボルト５１で固定される。モータは、動
きに緩みのないタイプのものである必要がある。許容さ
れるタイプのトルク・モータ、あるいはメータ動作のも
のは、Ｍｏｄｕｔｅｃ社から、モデルＭＰ７−ＤＵＡ−
１００として市販されている。側面支柱４０−Ａおよび
４０−Ｂは、したがってブリッジ装置４０全体は、モー
タ５０の回転部分に、望ましくはそのコイル部分に固定
される。

次に、ブリッジ装置の台座４４の場所にある、移動可能
な炉を考えてみよう。前記炉７０には、第５図に見られ
るように、主要な部品としてドラム７１がある。前記ド
ラムには空洞となった中央部シリンダ７２（第１図参照
）、対面するフランジ７３、及びシリンダ７２の空洞部
９８の内部から放射状に伸びる対面する輪状の出っ張り
１４から構成される。

ボルト穴７４は、上部ハウジング・ブロック１Ｏ−Ａ（
もし必要ならば）及び炉のカバー７５にドラムを固定す
る。次に前記炉のカバーは、その背面で固定された移動
可能な台７６を持ち、その移動可能な台７６は駆動用ハ
ウジング８６に固定される。前記駆動用ハウジングは、
外部供給源から導管１２０を通じて供給されるニューマ
チイック流体による方法で、駆動用シリンダ７７により
駆動され、案内棒７８にそって動く。前記案内棒及び駆
動用シリンダは、アンカー・プレート７９を通して上部
ハウジング・ブロック１０−Ａによって固定され、ここ
では図示されていないが固定された構造体に固定されて
いる。ストップ９８は炉の移動範囲を限定する。

炉７０のヒータ部品は、対面する輪状の出っ張り１４を
貫通する複数のペアとなって並んだ穴８１を含む。垂直
方向に並んだ、中空の絶縁されたチューブ（図示されて
いない）が横方向に並んで、前記輪状の出っ張りの間に
張られる。抵抗を持つ加熱用ワイヤ８３が、前記チュー
ブを通して隣り合ったチューブには逆の方向に通される
形で、全体とじて一連の線として張られる。前記ワイヤ
の終端には、外部のヒータ・コントローラ９７から電流
が供給される。並んだ輪状の出っ張り部８１の二対には
、前記ヒータ部品用チューブが入れられていない。熱転
対装置１６がその対の一つに配置される。その低温度端
は、温度読み出しのため導体１１１を通じてヒータ・コ
ントローラ９７に連結される。前記コントローラ９７は
、その機能を働かせるため、リード線８３に必要な電流
を供給する。もう一方の穴の対に差し込まれているのは
、パージ用のチューブ９２である。前記パージ用チュー
ブの一方の端、即ち炉から外側に伸びている端には、外
部の供給源から、不活性のパージ用ガスまたは燃焼用の
空気が供給される。前記パージ用チューブの側壁にある
ガスの通路９６は、前記外部の供給源から供給されるガ
スを、試料容器ｌに入れられた試料の方向にあてる。

断熱をする輪状の層は１通常ドラム・シリンダ７２の内
壁に付けられる。冷却用コイル１９が、前記ドラム・シ
リンダの外周に螺旋状に巻き付けられる。

冷却用コイルの終端は、冷却用液体の供給源（ここでは
図示されていない）に接続される。

排気用チューブ１８は炉のカバー７５を貫通して伸びて
おり、熱分解する試料からの揮発物を除去するために使
用される。

動作させる時には、先ず炉の部分を持ち上げられた位置
に置き、試料を容器１に入れそれをバスケット４５の上
に置き、バスケットを台座４４の上に置く。移動可能な
炉の部分は駆動シリンダ７７によって下方に下げられる
。その後に、ヒータ・コントローラ９７は、熱伝対１６
がその指定されたあるいはプログラムされたレベルまで
温度が上がるまで、リード線８３を通じて電流を供給す
る。測定したい熱分解がこの温度領域でおこる。その際
の重量損失が、ブリッジ４０を、モータ５０に連結され
た軸の回りに回転させるようにし、緩みのないように回
転部を回転させ、従ってコイルを回転させる。そのよう
なブリッジの回転は、磁石５及び８を回転させ、ホール
検出器６により検出された信号をブリッジ・コントロー
ラ１１０に向けて発生させる。これらの信号をうけ、前
記コントローラはそれに対応した信号をモータ５０のコ
イルに送り、コイルがブリッジ４０をもとの位置に戻る
ように回転させる。そのような対応信号は、コントロー
ラ１１０によって、または付随した装置によって定量化
され、重量損失が測定出来るようにする。コントローラ
１１０によってコイル９に供給される電流は振動を減衰
させたり容器の重量を差し引（目的のために、磁石８を
吸弓したり反発したりする。

ここでは一つの実施例のみが記述されているが、この技
術に精通した人々によって、本発明の精神及び前記の特
許請求に記述された範囲から離れることなしに、多くの
修正が可能であることは明らかであ第１図は本発明のハ
ウジングの模式的垂直断面図、第２図はモータとブリッ
ジ装置の透視図、第３図は台座支持枠及び試料用型の展
開図、第４図はヒータ部品とその上下移動機構の透視図
、第５図はヒータ部品の上部平面図、第６図は本発明の
天秤の概括的な模式回路図。

１・・・受け皿、３・・・レバー・アーム、５・・・磁
石、６・・・ホール検出素子、７・・・下方に折れ曲がった先端部、８・・・磁石棒、
９・・・コイル、１０−Ａ・・・上部ブロック。

１０−Ｂ・・・下部ブロック、１４・・・輪状の出っ張
り、１６・・・熱転対装置、１８・・・排気用チューブ
、１９・・・冷却用コイル、３０・・・ボルト、３１・
・・中央部空洞、３２・・・側面に伸びた空洞、３２・
・・側部の穴、３４．３５・・・軸方向の通路、３６・
・・軸棒、３７・・・フィンガ、３８・・・レバー・ア
ーム、４０・・・ブリッジ装置、４３・・・中央部ブリ
ッジ、４４・・・上に折れ曲がった終端部、４５・・・支持部
、４６・・・フック、５０・・・モータ、５１・・・ボ
ルト、７０・・・炉、７１・・・ドラム、７２・・・中
央部シリンダ、７３・・・フランジ、７４・・・ボルト
穴、７５・・・炉のカバー、７６・・・移動可能な台、
７７・・・駆動用シリンダ、７８・・・案内棒、７９・
・・アンカー・プレート、６・・・駆動用ハウジング、７・・・ヒータ・コントローラ、９８・・・空洞部、８
・・・ストップ、８１・・・穴、８３・・・加熱用ワイ
ヤ、２・・・パージ用チューブ、９６・・・ガスの通路
、１０・・・ブリッジ・コントローラ、１１１・・・導
体、２０・・・導管。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）反対方向に伸びる第１及び第２のレバー・アーム
（３、３８）から構成される天秤装置で、前記第１のレ
バー・アーム（３）には、試験する試料を支持する装置
があり、前記第２のレバー・アーム（３８）には、信号を発生す
る第１の外部コイル（９）と共同して動作する天秤減衰
装置があり、前記第２のレバー・アームにある減衰装置
には、ぶらさがった第１の磁石（８）があり、前記第１及び第２のレバー・アーム（３、３８）は横木
をもったブリッジ装置（４３）で連結され、前記ブリッ
ジ装置にはぶらさがった第２の磁石（５）があり、モータ装置（５０）が前記ブリッジ装置を支持し、前記モータ装置（５０）が前記試料の重量変化を補償す
るよう動作し、前記補償装置は、前記第１の信号を受け
取る装置、磁石とその隣に置かれた少なくとも一対のホ
ール検出器によって発生する第２の信号を受け取る装置
、及び前記第１及び第２の信号をモータ駆動のために変
換する装置（１１０）を含む、天秤装置。
（２）反対方向に伸びる第１及び第２のレバー・アーム
（３、３８）から構成される天秤装置で、前記第１のレ
バー・アーム（３）には試料を支持する装置があり、前記第１及び第２のレバー・アームは、連結装置で連結
され、前記試料の温度を調節するヒータ装置（７１）があり、
前記ヒータ装置は前記試料を取り囲む第１の位置から前
記試料が外部に晒される第２の位置まで移動可能である
、天秤装置。