JPH04301552A - 熱分析装置用加熱炉及び温度制御方法 - Google Patents

熱分析装置用加熱炉及び温度制御方法

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JPH04301552A
JPH04301552A JP9123791A JP9123791A JPH04301552A JP H04301552 A JPH04301552 A JP H04301552A JP 9123791 A JP9123791 A JP 9123791A JP 9123791 A JP9123791 A JP 9123791A JP H04301552 A JPH04301552 A JP H04301552A
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heater
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temperature
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Koji Kuwata
桑田 広治
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、一定の温度条件下、
試料に適当な荷重を加えてその熱的変化に伴う効果を測
定する熱機械分析装置や試料を加熱し試料重量の変化に
伴う熱的効果を測定する熱重量測定装置等で用いられる
熱分析装置用の加熱炉とその温度制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】熱分析装置では加熱炉周囲を低温領域(
−100°C以下)まで冷却し、炉心管に設置した試料
をヒ−タで一定温度に保持しながら測定することがある
。従来このように加熱炉を冷却する場合、炉心管全体を
冷媒槽で覆い液体窒素(N2 )で冷却したり、気化し
た冷媒の低温気体を加熱炉に吹き付けて冷却するような
ものもあった。しかし近時は経済的コスト或いは冷却効
率を考慮して加熱炉本体の下部のみを冷却するような冷
媒を入れた冷媒槽を配置し、冷媒液面が一定レベルにな
るよう液面センサを設置して制御するようにしたものも
ある(平成2年特許願第259889号)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】加熱炉の下部に冷媒槽
を設置し液面センサにより液面レベルを制御するように
したものは効率的で且つ経済的であるが、液面センサに
より液面レベルを制御するだけでは、分析時の温度、昇
降温度等のパラメ−タによって液面レベルのゆらぎが異
なり、この「ゆらぎ」に起因するベ−スラインノイズが
高感度分析時の障害となっているという問題がある。こ
の発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、その
目的とする所は色々な低温領域に設定しても、また昇降
温度の速度等が異なっても安定した液面レベルを確保す
ることの出来る熱分析装置用加熱炉とその温度制御方法
を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】即ち、この考案は上記す
る課題を解決するために、■熱分析装置用加熱炉が、試
料を設置する炉心管と、該炉心管下部に設置され液面セ
ンサを配置した冷媒槽と、ヒ−タ付サイフォンを配置し
前記冷媒槽への管路と電磁バルブとを配管した冷媒入タ
ンクと、前記液面センサとヒ−タ付サイフォンと電磁バ
ルブを制御するコントロ−ラとより成ることを特徴とす
る。また、■上記構成から成る熱分析装置用加熱炉の温
度制御方法が、前記冷媒槽へ供給する冷媒の割合を各設
定温度において、前記コントロ−ラを介して時間的に一
定間隔とすることを特徴とする。
【0005】
【作用】上記手段としたこの発明にかかる熱分析装置用
加熱炉の作用を添付図の符号を用いて説明する。
【0006】熱分析測定の際、冷媒槽3の周囲温度、加
熱或いは冷却速度等の影響で冷媒4の液面が一定レベル
以下になると液面センサ5が作動してコントロ−ラ10
を介して冷媒貯蔵タンクのヒ−タ付サイフォン9のヒ−
タ9aに通電する。すると、該ヒ−タ付サイフォンのヒ
−タ9aの加熱により貯蔵タンク6内の液体窒素の一部
が蒸発しタンク内が加圧され大気圧との差圧により液体
窒素が冷媒槽3に送られる。また、冷媒槽3の冷媒が液
面センサ5の設置されているレベルに達するとコントロ
−ラ10はヒ−タサイフォン9のヒ−タ9aへの通電を
停止し、同時に前記電磁弁8を作動させ「開」として冷
媒4を冷媒槽3へ供給するのを停止する。このように冷
媒の送液と送液停止との繰り返しにより冷媒槽3の冷媒
は一定レベルに保たれる。また、ヒ−タ付サイフォン9
のヒ−タ9aに通電する時間を長くし、通電停止時間を
短くすることにより液体窒素の流量を増やし図2の冷媒
送液時間と送液停止との周期を短くして「ゆらぎ」を小
さくすることが出来る。
【0007】従って、上記手段を用いる方法によれば、
液面センサ5からの信号により常に一定周期となるよう
コントロ−ラ10を介してヒ−タ付サイフォン9のヒ−
タ9aへの通電と通電停止時間の比(デュ−ティ比)を
制御すれば液面レベルの「ゆらぎ」を最小となるように
することが出来る。
【0008】
【実施例】以下、この発明の具体的実施例について図面
を参照して説明する。
【0009】図1はこの発明にかかる熱分析装置用加熱
炉の構成を示す図である。1は試料を置くための炉心管
であり周囲にはヒ−タ2が配置され所定温度に設定出来
るようにしてある。該炉心管1の下部には液体窒素等の
冷媒4を入れた冷媒槽3が設けられ、該冷媒槽3には一
定レベル位置に液面センサ5が設置されている。即ち、
炉心管内の試料部温度は冷媒槽3の冷媒により炉心管1
を冷却すると共にヒ−タ2で加熱することにより所定の
冷却温度に設定することが出来るようになっている。
【0010】6は冷媒貯蔵タンクであって内部には液体
窒素等の冷媒4が入れてある。該冷媒貯蔵タンク6には
管路7が前記冷媒槽3へ配管され冷媒を供給するように
すると共に、他方に電磁弁8が設置されている。また、
該貯蔵タンク6にはヒ−タ付サイフォン9が配置されて
おり、前記冷媒槽3の冷媒4が蒸発等により少なくなる
と後述するように液面センサ5により電源が入るような
仕組みになっている。次に、10はコントロ−ラであっ
て前記液面センサ5とヒ−タ付サイフォン9のヒ−タ9
aと電磁弁8に接続されている。
【0011】この発明にかかる熱分析装置用加熱炉は以
上のような構成から成り、通常、或る低温領域での熱分
析の際は冷媒槽3の冷媒により炉心管1を冷却しつつ回
りのヒ−タ2により測定試料を所定の一定温度として熱
分析測定を行う。
【0012】次に、熱分析測定の際には冷媒槽3の周囲
温度、加熱或いは冷却速度等の影響で冷媒4の液面が一
定レベル以下になると液面センサ5が作動してコントロ
−ラ10を介して冷媒貯蔵タンクのヒ−タ付サイフォン
9のヒ−タ9aに通電する。すると、該ヒ−タ付サイフ
ォン9のヒ−タ9aの加熱により貯蔵タンク6内の液体
窒素の一部が蒸発しタンク内が加圧され大気圧との差圧
により液体窒素が冷媒槽3に送られる。また、冷媒槽3
の冷媒が液面センサ5の設置されているレベルに達する
とコントロ−ラ10はヒ−タサイフォン9のヒ−タ9a
への通電を停止し、同時に前記電磁弁8を作動させ「開
」として冷媒4を冷媒槽3へ供給するのを停止する。こ
のように冷媒の送液と送液停止との繰り返しにより冷媒
槽3の冷媒は一定レベルに保たれる。
【0013】図2は上記構成からなる前記コントロ−ラ
10による送液の停止と供給の時間関係を示した図であ
るが、この場合の周期は熱分析装置の測定温度、加熱・
冷却速度等により変化する。図3は図2のP部に示す冷
媒供給時間帯におけるヒ−タ付サイフォン9のヒ−タ9
aに通電(通常は交流電源)する時間と通電停止時間の
関係を示した図である。この図3からも分かるように、
液体窒素を供給する時にはコントロ−ラ10は間欠的に
ヒ−タに通電して冷媒の流量を制御している。
【0014】また、図4は、図3において示す冷媒供給
中の「通電」と「通電停止」との間隔を変えた場合を示
す図であって通電時間を長くした場合の図であり、図5
は通電時間を短くした場合の図である。前記加熱炉を構
成する炉心管1に設置した冷媒槽3の液面のレベルの「
ゆらぎ」は炉心管1内にある試料部温度の「ゆらぎ」の
原因となり、図2に示す送液時間と送液停止時間の周期
が短いほどこの「ゆらぎ」は小さく、周期が長くなった
場合は「ゆらぎ」も大きくなる。故に、図3の通電時間
と通電停止の時間間隔を図4で示すように、ヒ−タ付サ
イフォン9のヒ−タ9aに通電する時間を長くし、通電
停止時間を短くすることにより液体窒素の流量を増やし
図2の冷媒送液時間と送液停止との周期を短くして「ゆ
らぎ」を小さくすることが出来る。従って、液面センサ
5からの信号により、その時の測定温度を考慮して、常
に一定周期となるようコントロ−ラ10を介してヒ−タ
付サイフォン9のヒ−タ9aへの通電と通電停止時間の
比(デュ−ティ比)を制御すれば液面レベルの「ゆらぎ
」を最小となるようにすることが出来るのである。
【0015】尚、上記実施例ではヒ−タ付サイフォンの
ヒ−タは交流電源により通電する時間間隔を制御するこ
とにより送液を制御したが、交流電圧値を変化させて制
御するようにしても良い。
【0016】
【発明の効果】この発明にかかる熱分析装置用加熱炉及
び温度制御方法は以上詳述したような構成としたので、
炉心管に設置する試料温度を所定の低温に設定する場合
、精密な液面レベルの制御を行いどの設定温度でも「ゆ
らぎ」を最小にして温度を安定させることが出来る。従
って極めて低い温度での熱分析を正確に行うことが出来
る。
【0017】
【図面の簡単な説明】
【図1】  この発明にかかる熱分析装置用加熱炉の構
成を示す図である。
【図2】  この発明にかかる熱分析装置用加熱炉のコ
ントロ−ラによる送液の停止と供給の時間関係を示した
図である。
【図3】  図2のP部に示す冷媒供給中にヒ−タ付サ
イフォンのヒ−タに通電する時間と通電停止時間の関係
を示した図である。
【図4】  図3において示す冷媒供給中の「通電」と
「通電停止」との間隔を変えた場合を示す図であって通
電時間を長くした場合の図である。
【図5】  図3において示す冷媒供給中の「通電」と
「通電停止」との間隔を変えた場合を示す図であって通
電時間を短くした場合の図である。
【符号の説明】
1  炉心管          2  ヒ−タ   
       3  冷媒槽          4 
 冷媒 5  液面センサ      6  冷媒貯蔵タンク 
       8  電磁弁 9  ヒ−タ付サイフォン          9a 
 ヒ−タ        10  コントロ−ラ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】試料を設置する炉心管と、該炉心管下部に
    設置され液面センサを配置した冷媒槽と、ヒ−タ付サイ
    フォンを配置し前記冷媒槽への管路と電磁バルブとを配
    管した冷媒入タンクと、前記液面センサとヒ−タ付サイ
    フォンと電磁バルブを制御するコントロ−ラとより成る
    ことを特徴とする熱分析装置用加熱炉。
  2. 【請求項2】試料を設置する炉心管と、炉心管下部に設
    置され液面センサを配置した冷媒槽と、ヒ−タ付サイフ
    ォンを配置し前記冷媒槽への管路と電磁バルブとを配管
    した冷媒入タンクと、前記液面センサとヒ−タ付サイフ
    ォンと電磁バルブを制御するコントロ−ラとより成る熱
    分析装置用加熱炉において、前記冷媒槽へ供給する冷媒
    の割合を、各設定温度において、前記コントロ−ラを介
    して時間的に一定間隔とすることを特徴とする温度制御
    方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110763855A (zh) * 2019-12-03 2020-02-07 贝士德仪器科技(北京)有限公司 全自动物理吸附仪
WO2024201614A1 (ja) * 2023-03-24 2024-10-03 株式会社日立ハイテク イオンミリング装置

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CN110763855A (zh) * 2019-12-03 2020-02-07 贝士德仪器科技(北京)有限公司 全自动物理吸附仪
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