JPH05264327A

JPH05264327A - 熱重量測定装置

Info

Publication number: JPH05264327A
Application number: JP9017992A
Authority: JP
Inventors: Shigetoshi Takagi; 繁利高木
Original assignee: Rigaku Corp
Current assignee: Rigaku Corp
Priority date: 1992-03-16
Filing date: 1992-03-16
Publication date: 1993-10-12

Abstract

(57)【要約】【目的】熱重量測定装置において、天秤に荷重をかけ
るための磁石から発生する磁力線を効率良く利用する。
また、その磁石から放射される磁力線がその磁石の近傍
に配置されるヒータコイルによって悪影響を受けるのを
防止する。【構成】ヒータ１２によって加熱される試料１０を支
持する天秤２と、天秤２に連結される磁石１３と、磁石
１３を取り囲むコイル１４，１５とを有しており、コイ
ル１４，１５と磁石１３との間に生じる電磁力を天秤２
に作用させながら試料１０に生じる重量変化を測定する
熱重量測定装置において、磁石１３の両端に強磁性体１
６，１７を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、温度変化に起因して試
料に生じる重量変化を測定する熱重量測定装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】上記の熱重量測定装置として、ヒータの
内部に配置された試料を支持する天秤と、天秤に連結さ
れた磁石と、磁石を取り囲むコイルと、そして天秤の揺
動を検出するセンサとを有するものが知られている。こ
の熱重量測定装置においては、コイルに通電することに
よってコイルと磁石の間に電磁力を発生させ、この電磁
力により天秤に荷重をかけることができる。

【０００３】一般に、試料がヒータによって加熱されて
融解、蒸発等の物理的変化を生じるとその試料の重量が
変化する。試料の重量が変化するとそれを支持している
天秤が揺動し、その揺動は上記のセンサによって検出さ
れる。センサによって天秤の揺動が検出されると、その
検出結果に対応して上記コイルに電流が流されて磁石に
電磁力が発生する。この電磁力が天秤の揺動を抑制する
ように該天秤に荷重となって作用し、天秤を常に水平に
保持させる。このような一連の動作において、コイルに
通電される電流の変化を測定することにより、試料に生
じた重量変化が定量的に測定される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の熱重量測定装置
において、コイルと磁石との間に発生する電磁力は、磁
石から発生する磁力線がコイルを横切ることに起因して
発生すると考えられる。しかしながら従来の熱重量測定
装置においては、磁石から発生する磁力線が広い範囲に
広がってしまい、必ずしもその全てがコイルを横切るこ
とにならず、その結果、コイルに通電した電流が効率良
く電磁力に変換されないという問題があった。また、通
常、試料を加熱するためのヒータは、コイル及び磁石の
近傍に配置される。従来装置のように磁石から放出され
る磁力線が広い範囲に広がる場合は、その広がった磁力
線とヒータコイルから発生した磁力線とが互いに干渉し
合い、磁石に生じる電磁力、従って天秤に加えられる荷
重に悪影響を及ぼすという問題もあった。

【０００５】本発明は、上記従来の問題点を解消するた
めになされたものであって、磁石から発生する磁力線を
効率良く利用すること及び磁石とコイルによって構成さ
れていて天秤に荷重を加えるための装置が、その装置の
近傍に配置されるヒータコイルによって悪影響を受ける
ことがなくなるようにすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明に係る熱重量測定装置は、ヒータによって加熱
される試料を支持する天秤と、天秤に連結される磁石
と、磁石を取り囲むコイルとを有しており、コイルと磁
石との間に生じる電磁力を天秤に作用させながら試料に
生じる重量変化を測定する熱重量測定装置において、上
記磁石の両端に強磁性体を設けたことを特徴としてい
る。

【０００７】

【作用】磁石から放射される磁力線は、その磁石の両端
に設けられた強磁性体によって集束されてそのほとんど
全てがコイルを直角に横切るように進行する。それ故、
磁石とコイルとの間で電磁力を生じさせるにあたって、
磁力線の利用効率が向上する。また、磁石から発生する
磁力線の広がりが抑制されるので、その磁力線がヒータ
コイルから発生する磁力線と干渉することがなくなり、
磁石とコイルとの間に生じる電磁力に誤差変動が生じる
こともない。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明に係る熱重量測定装置の一実
施例を示している。この熱重量測定装置は、ケーシング
１と、そのケーシング１の中に設置された天秤２とを有
している。天秤２は支点３を中心として揺動可能であ
り、その左端には上下方向に延びる試料棒４が連結さ
れ、その右端には揺動検出装置５が連結されている。揺
動検出装置５は、天秤２の右端に固定されたスリット６
と、そのスリット６に光を照射するランプ７と、ランプ
７からの光を受光して電気信号に変換する光電変換器８
とによって構成されている。光電変換器８から出力され
る天秤２の位置情報信号は、電流制御回路１８に入力さ
れる。

【０００９】試料棒４の上端には試料皿９が固定されて
いて、その試料皿９内に測定対象である試料１０が載置
されている。試料１０は保護管１１によって囲まれてお
り、その保護管１１の周囲には試料１０を加熱するため
のヒータ１２が設けられている。ヒータ１２は保護管１
１の回りを周回するコイルを有していて、そのコイルに
通電することにより発熱するようになっている。

【００１０】試料棒４の下端部には円柱状の磁石１３が
固定されており、その磁石１３の上端部周囲及び下端部
周囲にコイル１４及び１５が位置不動に設けられてい
る。図２に拡大して示すように、磁石１３の上端及び下
端には、磁石１３の中心軸線Ｌを中心とする円盤形状の
強磁性体１６及び１７が固着されている。これらの強磁
性体１６，１７の中心軸線Ｌ方向の高さＨは、中心軸線
Ｌと直角方向の幅すなわち円盤の直径Ｄよりも小さく設
定されている。つまり、高さよりも幅の方が広い形状に
なっている。

【００１１】図１において、コイル１４，１５には電流
制御回路１８から電流が供給される。電流制御回路１８
は、光電変換器８の出力信号に基づいてコイル１４，１
５に供給する電流の大きさを制御する。

【００１２】以下、上記構成よりなる熱重量測定装置の
作用について説明する。試料１０は、ヒータ１２によっ
て加熱されて温度変化する。その温度変化の際、試料１
０に固有の性質に応じて融解、蒸発等の物理的変化が発
生し、それに起因して試料１０の重量が変化する。試料
１０に重量変化が発生すると、天秤２が支点３を中心と
して揺動する。この揺動により、天秤２の右端に固定し
たスリット６の位置が変化し、該スリット６を通して光
電変換器８に入射するランプ７からの光の光量が変化
し、その変化が電気信号に変換されて電流制御回路１８
に送られる。

【００１３】天秤２の左端に連結された試料棒４の下端
において、コイル１４，１５に電流が流されると、磁石
１３に電磁力が発生し、その電磁力が天秤２に荷重とな
って作用する。電流制御回路１８は、光電変換器８から
送り込まれる天秤２に関する揺動信号を受け取り、その
信号に基づいてコイル１４，１５に流す電流を制御す
る。具体的には、磁石１３に発生する電磁力が、天秤２
の揺動を打ち消すような荷重として天秤２に加わるよう
に、電流を制御する。これにより、天秤２は常に水平状
態を保持する。天秤２を水平に保持するために供された
電流変化は、とりもなおさず試料１０に発生した重量変
化に対応する物理量であり、この電流変化が試料１０に
発生した重量変化として記録装置１９に表示される。

【００１４】上記の熱重量測定装置において、磁石１３
の上下両端には、円盤状の強磁性体１６，１７が設けら
れている。この強磁性体１６，１７を設けたことによ
り、図２に示すように、磁石１３から放射される磁力線
は強磁性体１６，１７によって集束されて矢印Ａで示す
ようにそのほとんどがコイル１４，１５を直角に横切る
ように進行する。従って、コイル１４，１５に電流が流
されたとき、磁石１３からの磁力線が効率良く電磁力に
変換される。この電磁力が天秤２に荷重として作用する
ことは上述の通りである。

【００１５】磁石１３に強磁性体１６，１７を設けない
従来の熱重量測定装置においては、磁石１３から放射さ
れる磁力線が、図２に矢印Ｂで示すように広い範囲に広
がってしまい、コイル１４，１５に有効に取り込まれな
かった。そのため、強磁性体１６，１７を設けた本発明
の装置に比べて、無駄な電流損失が有った。また、磁力
線が矢印Ｂのように広く広がる従来の装置においては、
その広がった磁力線とヒータ１２（図１参照）のコイル
から発生する磁力線とが互いに干渉し合い、その結果、
磁石１３に発生する電磁力が変動するおそれがあった。
これに対し、磁力線の広がりを抑制した本発明の装置に
おいては、そのような電磁力の変動がなくなった。

【００１６】なお、強磁性体１６，１７の高さＨを幅Ｄ
よりも小さく設定したことにより、すなわち磁石１３の
中心軸線Ｌの方向の強磁性体１６，１７の寸法を中心軸
線Ｌと直角方向の強磁性体１６，１７の寸法よりも小さ
く設定したことにより、磁石１３から放射されるより多
くの磁力線をコイル１４，１５の方向へ向けることがで
きる。

【００１７】また、強磁性体１６，１７を磁石１３より
も半径方向に突出させることにより、強磁性体１６，１
７とコイル１４，１５との間隔が、磁石１３とコイル１
４，１５との間隔よりも狭くなるように設定されてい
る。このことも、より多くの磁力線をコイルの方向へ向
けることに関して好都合である。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、コイルと対をなす磁石
の両端に強磁性体を固着したので、磁石から放射される
磁力線が広い範囲に広がることが防止され、その多くが
コイルを直角に横切るようになった。その結果、磁石か
ら放射される磁力線を効率良く利用して安定した電磁力
を発生し、安定した荷重を天秤に加えることができるよ
うになった。また、コイル及び磁石の近傍に配置される
ヒータのコイルによって悪影響を及ぼされることがなく
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る熱重量測定装置の一実施例を示す
正面断面図である。

【図２】上記熱重量測定装置の要部を拡大して示す図で
ある。

【符号の説明】

２天秤１０試料１３磁石１４，１５コイル１６，１７強磁性体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ヒータによって加熱される試料を支持す
る天秤と、天秤に連結される磁石と、磁石を取り囲むコ
イルとを有しており、コイルと磁石との間に生じる電磁
力を天秤に作用させながら試料に生じる重量変化を測定
する熱重量測定装置において、上記磁石の両端に強磁性
体を設けたことを特徴とする熱重量測定装置。
【請求項２】強磁性体とコイルとの間隔が、磁石とコ
イルとの間隔よりも狭いことを特徴とする請求項１記載
の熱重量測定装置。
【請求項３】磁石の中心軸線方向の強磁性体の寸法が
該中心軸線と直角方向の強磁性体の寸法よりも小さいこ
とを特徴とする請求項１記載の熱重量測定装置。