CN101101252A - 用于通过重量分析法确定水分含量的测量设备 - Google Patents

Abstract

根据本发明，用于通过重量分析确定水分含量的测量设备包括至少一个辐射器、称重单元和试样接纳装置，该接纳装置可以连接到称重单元。试样接纳装置具有这样的结构，该结构允许试样被放置在试样接纳装置上，或者从试样接纳装置取下。所述至少一个辐射器相对于负荷方向设置在试样上方和/或下面。这意味着辐射器可以设置在试样上方、试样下面，也可以位于试样上方和下面。在每个辐射器和试样之间，具有可旋转安装的导热体，其旋转轴线与试样或试样接纳装置在其中延伸的平面正交。导热体设计成具有下面的能力：能够吸收辐射器的辐射的至少一部分，能够将所吸收的辐射通过导热体的至少一个辐射释放表面以热辐射的形式输送给试样，并且由于它能够旋转，能够照射试样的整个表面。

Description

用于通过重量分析法确定水分含量的测量设备

技术领域

本发明涉及一种用于通过重量分析法确定水分含量的测量设备。

背景技术

为了确定试样中的水分含量，试样被干燥，并且测量干燥过程之前和之后的试样重量。由于所包括的大量工作，这种方法非常昂贵并且容易产生错误。

在一些情况中，重量损失也可以在干燥过程中被测量。在给定的试样中，重量的减少是温度、干燥时间长度、以及测试室(testcompartment)中的条件的函数，并且它符合代表作为所消耗时间的函数的试样重量的曲线，该曲线逐渐接近试样的干燥重量。对于给定试样的曲线通过比较试验确定，并且可以通过近似公式在数学上被表达。用于通过重量分析法确定水分含量的测量设备，适合地装配有可获得的电子技术，可以基于上述曲线的测量参数并且基于干燥时间的长度计算出试样的水分含量，并且将结果表示在显示单元上。利用这种方法，待干燥的物质不再需要被完全脱水干燥；足以确定出在重量对时间的图形中两个测量点的坐标。

如开始所述，试样的重量改变基本是温度、干燥时间长度、和测试室的条件的函数。尤其施加在测试室上的严格要求和它的设计特征限制了市场上可购买的设备的准确性。

这里的术语“测试室”意思是由测量设备的壳体封闭的空间，并且该空间可以被开启以放入或者取出试样。同样设置在测试室内的是试样接纳装置和用于加热试样的装置。试样接纳装置连接到重量分析测量设备。

通常，试样在平坦的试样接纳装置例如试样盘上分布成一薄层。试样盘优选以这样一种方式设置在用于通过重量分析法确定水分含量的测量设备中，即试样承载区域水平方向是平坦的(leveled)，从而低粘度的试样不会聚集在试样盘的最低点处(相对于负荷的方向)。

使用各种辐射源作为用于加热试样的装置，例如热辐射器、微波发生器、卤素灯和石英灯。上述类型的重量分析法水分含量测定设备在欧洲专利EP 0 611 956 B1中公开。在这种设备中，当称重盘位于重量分析法水分含量测定设备外时，试样物质被放置在称重盘上。为了这样做，天平在滑动抽屉状承载件上被拉出测量设备的壳体外。对于辐射源，环形卤素灯被使用，当设备处于它的操作状态时，其设置在试样接纳装置上方。在试验中发现，所使用的辐射源的类型和设计结构是现有的重量分析法水分含量测定设备中的不准确测量结果的主要原因之一。例如，具有穿孔的辐射器或者辐射基本从点或者线开始的辐射器会使得试样受到不均匀的照射，结果，试样的各个点处的能量密度会非常高以至于使得在一些位置中造成试样的热损伤(thermal breakdown)。

如果辐射器在展开的并且很大程度上平坦的结构中跨在试样上方，那么水分饱和的气垫将在试样和辐射器之间形成并且保持在适合的位置，从而进一步防止水分从试样排出。这种对干燥过程的阻碍在干燥时间上具有显著的影响，其中，特别是辐射器和试样之间的温度相关的随机大气对流进入测量结果中。

由干燥过程中的阻碍引起的干燥时间的误差和/或由于热分解造成的试样重量值的测量误差在利用上述数学模型的分析中可得到的准确性上施加了限制。作为对利用数学模型的可替换技术方案，可以使用已知的方法，其中，所有的水分——到了尽可能的程度——必须被排出试样外。然而，这需要很长的干燥时间，这增加了下面的风险，即试样的热分解或者氧化将由于长时间持续暴露到辐射器的热辐射而发生。

由于上述原因，几乎不可能利用重量分析法水分含量测定设备确定水分含量的绝对值。对于物质的水分含量的更准确的测定，或者为了干燥机的校准，已知的Karl Fischer滴定法因此仍然在使用。这种方法非常耗费劳动力，容易产生使用者错误，并且很昂贵。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种具有辐射器的用于通过重量分析法测定水分含量的设备，其具有试样上的改善的辐射分布。另外，来自试样的水分的排出不应当由于辐射的改善分布被损害。

根据本发明，这个目的通过一种通过重量分析法测定水分含量的测量设备满足，其中包括：至少一个辐射器，称重单元，和试样接纳装置，试样接纳装置可连接到称重单元并且构造成使得试样可以放置在试样接纳装置上或者从试样接纳装置取下，其特征在于，所述至少一个辐射器相对于负荷方向设置在试样的上方和/或下面，至少一个被可旋转支撑的导热体设置在所述至少一个辐射器和试样之间，其中，所述导热体的旋转轴线相对于所述试样或者试样接纳装置在其中延伸的平面正交地定向，其中，导热体能够吸收辐射器的辐射α中的至少一部分，另外能够将所吸收的辐射α通过所述导热体的至少一个辐射释放表面以热辐射β的形式输送给试样，并且由于它能够旋转因此能够照射试样的整个表面。

根据本发明，用于通过重量分析法测定水分含量的测量设备包括至少一个辐射器、称重单元、和试样接纳装置，试样接纳装置可以连接到称重单元。试样接纳装置具有这样的结构，该结构允许试样被放置在试样接纳装置上或者从试样接纳装置取下。所述至少一个辐射器相对于负荷的方向被设置在试样的上方和/或下面。这意味着辐射器可以设置在试样上方、试样下方，并且可以在试样上方和下方。被可旋转支撑的导热体设置在每个辐射器和试样之间，其中，导热器的旋转轴线与试样或者试样接纳装置在其上延伸的表面区域正交定向。辐射器的辐射至少可以部分被导热体吸收；所吸收的辐射可以作为热辐射通过导热体的辐射释放表面被输送到试样；并且至少由于导热体的旋转，试样的整个表面可以被照射。因此，根据本发明的测量设备中的导热体的功能没有被限制到吸收和释放热辐射。根据本发明，导热体也可以用于吸收其它类型的辐射，例如电磁辐射，并且将它转换成热辐射，热辐射可以通过辐射释放表面被输送给试样。因此对于导热体不必跨过由试样占据的整个区域，因为旋转的导热体扫过试样的整个表面上方，同时不接触后者，从而，热辐射以大致均匀的方式被分布在试样上方。

术语“导热体”是指具有至少一个这样的部位的装置，通过该部位，它可以吸收辐射能量，并且具有辐射释放表面，通过该表面，辐射能量再次以热辐射的形式通过大致均匀的分布被释放。为了执行这个功能，辐射器是否设置成与壳体固定连接并且从导热体分离或者辐射器是否整体结合在导热体中不相关。

为了实现热辐射的均匀分布，在它整个旋转扫描过程中，辐射释放表面优选与试样在其中展开的平面保持相同距离。因此有利的是如果导热体被设计成具有位于一平面中的平坦表面，该平面与旋转轴线正交，其中，辐射释放表面本质上与朝向试样的导热体的平坦表面重合。另外有利的是如果导热体的旋转轴线平行于负荷的方向设置。

导热体的辐射释放表面优选是圆形表面，该表面的面积基本等于试样在其上展开的平坦面积。结果，辐射器很大程度上被导热体保护防止在下面的情况中被上升的气体污染，即如果导热体不具有穿孔，或者不是由气体可穿透材料制成。

如果辐射器直接设置在导热体中，所述至少一个导热体也可以是扇形的。

在第一实施例中，导热体可具有穿孔和/或切口，所述穿孔或切口优选沿着负荷方向定向，以防止在干燥过程中从试样排出的水分被收集在位于导热体和试样之间的气垫中并且因此对干燥过程产生不利影响。

在第二实施例中，导热体也可以包括多孔的材料，该材料允许气体沿着负荷方向通过。这同样实现了下面的目的，即离开试样的水分不会保留在试样的表面上方。

在第三实施例中，导热体可具有至少一个穿孔或者切口，所述穿孔或切口以这样一种方式设计，即至少一个推进器叶片形状的或者勺形的横向元件形成在导热体上。利用这个至少一个横向元件，移动的气流可以在气态介质中产生，优选与负荷方向反向，从而，富含水分的气态介质从试样的附近被去除。

当辐射器的辐射释放表面被旋转时，紧邻辐射释放表面的附近中的气垫的部分被拖长(drag along)，并且由于离心力，被向外推动到辐射释放表面的边缘区域中。从其处，已经被移动到边缘区域中的富含水分的介质可以被拾取(pick up)，并且例如通过抽吸装置中的涌流(flow current)被去除。作为另一种可能性，通过冷的并且因此重的气态介质的流入，被加热的气态介质从边缘区域中的紧邻试样接纳装置的附近被移动。结果，热的气体介质在测试室中升高，并且通过通风槽离开后者，如现有技术中可获知的。作为用于利用导热体的相同旋转速度提高去除率，导热体的辐射释放表面可以装配有至少一个脊部、凹槽、通道或者凹部。

为了以均匀的强度将热辐射输送到整个辐射释放表面上方，导热体的至少一部分应当包括具有良好导热率的材料，例如铝、铝合金、陶瓷或者玻璃。如果辐射源产生交替的电磁场，那么导热体可以整体或者部分由铁磁材料例如铁板制成。交替的电磁场在这个铁板中感应出涡电流，这将使得后者温度升高。取决于导热体的设计，后者的表面可以设置有表面覆层。为了提高耐腐蚀性和辐射发射特性，铝制的导热体例如可以被黑色氧化层覆盖。

理想的是，导热体通过轴连接到驱动源，所述轴在一个或多个轴承中延伸，所述轴承刚性连接到壳体。驱动源可以是电动机，但它也可以使用被动式(passive)驱动源，所述被动式驱动源利用壳体中存在的气流模式。还可以通过齿轮级(gear stage)驱动导热体旋转。在这种情况中，导热体可以通过滚球的环(相当于转台)支撑在壳体中，其在这里也称为球轴承套圈(ball bearingring)。这具有下面的优点，即在导热体的中间不存在轴，轴的辐射强度将不同于导热体的剩余部分。当然，还可以使用适合类型的滑动环轴承来代替滚球的环。

取决于试样的材料特性，即使温和地加热，部分试样也可能会升华或者分解。这种分解产物容易沉积在辐射器或者导热体的热的部分上，在其处，它们将形成隔离层。因此，导热体优选通过可释放的紧固元件连接到轴或者连接到球轴承套圈。这允许导热体和如果可应用的辐射器被拆下用于清洁，并且随后被重新安装并且没有任何问题。可用于这个目的的可释放的紧固元件例如包括螺栓、销、螺杆和卡合锁定元件，例如具有锁定球的螺栓、弹簧夹、球形棘爪(ball detent)等。如果导热体被球轴承套圈支撑，通过简单地将它提升出来并且将它重新设置到适合的位置，它可以被拆下用于清洁，并且随后被重新安装。

例如可以使用加热板、加热金属薄片、热辐射器、感应线圈、卤素等或石英灯作为辐射器。

取决于所使用的辐射器，辐射本质上从一点或线开始，并且将它本身分布在整个测试室中。结果，部分测量设备同样被加热，而不仅是试样，这会造成能量损失，并且还对测量装置产生影响，特别是对称重单元。因此如果辐射器另外设置在引导辐射的辐射引导体内具有实际的优点，从而导热体例如可以在较大的表面上吸收热量。这种条件例如通过加热板并且通过加热金属薄片来满足，所述板或者金属薄片安装在平坦的金属主体上。由于它们的金属特性，热量产生中的局部变化在金属主体内已经被抵消，从而热辐射可以以更均匀的强度并且通过更大的表面积传输到导热体。例如如果红外灯或者卤素灯被用作辐射源，那么辐射引导体也可以是中空的主体，该主体至少在一侧上开口，并且它的内表面例如设置有反射表面。取决于它们的设计，这种类型的辐射引导体可以集中、分散、引导或者另外成形所述辐射，取决于辐射源和导热体如何构造。在大部分情况中，辐射引导体的基本形状是旋转对称的。

附图说明

根据本发明的测量装置的详细结构可以在附图所示的实施例的下面的描述中找到，附图中：

图1示出了测量装置的剖视图，所述测量装置具有壳体，测试室和称重单元并排设置在所述壳体中，并且具有辐射器，安装在盖子中，所述盖子绞接在壳体上，从而它可以在基本水平的绞接轴线上被抬高或降低，并且具有抽吸装置，其结合在盖子中，并且具有隔离通风管道，设置在称重单元和测试室之间；

图2a示出了辐射释放表面的剖视图，示为图1中的放大的详细结构，并且装配有脊部；

图2b示出了沿着图2a中表示的方向X观察的图2a的辐射释放表面的平面图，具有脊部的第一种结构；

图2c示出了沿着图2a中的方向X观察的图2a的辐射释放表面的平面图，具有脊部的第二种结构；

图3a示出了导热体的剖视图，其中结合了辐射器；

图3b示出了沿着图3a所示的方向Z观察的图3a的辐射释放表面的平面图；

图4示出了另外的实施例的剖视图，仅示出了测量设备的测试室，其具有辐射器、试样、试样接纳装置、轴和导热体，后者设置有穿孔并且通过可释放的紧固元件连接到轴；和

图5示出了另外的实施例的剖视图，其中，测量装置的仅测试室示为具有辐射器、辐射引导体、试样、试样接纳装置和被滚球可旋转支撑的转台，所述转台具有设置在适合位置的导热体。

具体实施方式

图1示出了测量设备10的剖视图。测量设备10具有壳体20，测试室30设置在壳体20中。壳体20被分成可移动的壳体部件22和静止的壳体部件21。静止壳体部件21中设置的是称重单元(weighing cell)43、校准砝码(calibration weight)搬运机构44和至少一个电子模块45，所有这些都通过通讯装置51彼此连接。电子模块45包括至少一个信号处理模块，该模块没有详细示出，并且也可以是控制模块和/或调节模块。称重单元43至少具有静止部分46和负荷承受部分47。已知类型的称重单元例如是承载应变片的弹性变形体、或者基于电磁力补偿(electromagneticforce compensation)原理的称重单元、或者具有摆动带(oscillating string)、电容性称重传感器等的称重单元。静止部分46刚性连接到静止壳体部件21。设置在负荷承受部分47上的是连接元件53，元件53将试样接纳装置60连接到负荷承受部分47。如图所示，具有试样62的试样盘61可以设置在试样接纳装置60上。利用试样接纳装置60的适合设计，当然也可以将试样62直接放置在试样接纳装置60上。

另外，校准砝码接纳座48形成在连接元件53上。校准砝码49可以通过校准砝码搬运机构44被放置在砝码接纳座48上，机构44由使用者致动或者在测量设备10的控制下被致动，从而基于测量设备10的目前操作状态确定对于测量信号的校正值。在已经确定校正值之后，校准砝码49再次从校准砝码接纳座48脱离，并且由校准砝码搬运机构44紧靠支承托板(cradle)50保持，直到下一个校准循环开始。理想的是，作为避免校正值中的偏心负荷误差的方法，校准砝码49的质量中心或者如果可行的话多个校准砝码49的综合的质量中心位置靠近这样的轴线，该轴线穿过试样接纳装置60的和/或试样盘61的和/或试样62的重心。术语“偏心负荷误差”(同样称为隅负荷(corner load)误差)是指：对于一个和相同的负荷，当它被偏心地放置在试样接纳装置60上时，与当它放置在中心位置时相比，由称重装置测量的重量中产生的偏差。

如图1所示，可移动的壳体部件22构造成一盖子，辐射源11设置在所述盖子中。壳体20的上部部件中的绞接件29将可移动壳体部件22连接到静止的壳体部件21，其中绞接件29的轴线基本水平地设置。可移动的壳体部件22形成测试室30的上部。图1示出了处于操作位置的测量设备10，意思是测试室30的盖子示为处于闭合位置。

所示实施例中的辐射器11被辐射引导体15封闭，辐射引导体15具有形成在它的中心处的轴承14。辐射引导体15通过支撑柱23连接到可移动壳体部件22。设置作为辐射发生器的热辐射器、加热金属薄片、微波发生器、卤素灯或者石英灯可位于辐射引导体15内。在所示的实施例中，具有辐射释放表面12的盘形导热体16设置在辐射器11和试样60之间。导热体连接到轴13，轴13可旋转地支撑在轴承14中。盘16优选包括具有良好导热性的材料。由于它的导热性和密度以及容易加工并且耐腐蚀的优点，非常有利的是使用铝和铝合金。优选向铝制部件施加覆层，理想的是黑色氧化层。然而，导热体16也可以由陶瓷材料或者玻璃制成。轴13的旋转轴线沿着负荷的方向定向。沿着负荷方向朝向的轴13的端部连接到具有辐射释放表面12的导热体16，表面12的形状和尺寸本质上与由试样62填充的区域的形状和尺寸匹配。在辐射引导体15中，产生辐射，本质上是热辐射，热辐射被传递给导热体16，导热体16依次将辐射通过辐射释放表面释放到样品62，所述辐射释放表面朝向试样。在干燥过程中，导热体16被驱动机构17旋转，机构17在下面进行描述。由于辐射释放表面12的平坦的和平面的结构、它与试样62的平行对齐、它的旋转运动、和与离试样62的距离相匹配的它的表面结构，由辐射释放表面12沿着负荷方向发射的辐射可以以均匀的方式加热试样62。

当然，下面的设计也是可行的，其中，整个辐射器11直接设置在导热体16中或者上，如图3a和3b所示。然而，利用这种设计类型为辐射器11提供能量变得更加困难。电能的供应例如可以通过具有碳刷的整流子(collector)或通过电磁感应以无接触的方式实现。

抽吸装置70结合在可移动壳体部件22中的辐射器11上方。抽吸装置70包括静止组件和轴向转子，电动机结合在所述静止组件中。在这个实施例中，前面描述的轴13连接到电动机17。当然，轴13也可以直接或者通过变速箱连接到抽吸装置70的驱动源，在这种情况中，单独的电动机17可以省略。如果充分体积和速度的气态介质流反向于(against)负荷方向流动穿过测试室30，那么导热体16也可以装配有叶片或者勺状件(scoop)，类似于轴流式涡轮机中的涡轮机叶轮。在这种情况中，运动穿过叶片的气流将使导热体16旋转。

测试室30的下部形成在静止壳体部件21中。机械连接到称重单元43的连接元件53同样突出到测试室30的下部中，从而连接到连接元件53的试样接纳装置60完全设置在测试室30中。为了提供隔热，称重单元43和测试室30之间的静止壳体部件21的壁28至少部分构造成双壁。利用壁28的双壁结构形成通风管道27，通过管道27，气态介质可以被引导到测试室30中。在测量过程中流动穿过管道的介质冷却所述壁28，从而从测试室30辐射的热量不能穿入包括称重单元43的壳体的部件中。当然，被引导通过通风管道27的气态介质不必被引入测试室30中。在这方面，也可以使用US 6,920,781 B2中公开的类型的简单的通风管道。

另外，第二辐射器32可以设置在试样接纳装置60下面的测试室30中。因为来自第二辐射器32的辐射在试样盘61的底部处被引导，并且因为后者在大多数情况中由本身具有某种分布效果的导热材料制成，因此不是绝对需要将第二被可旋转支撑的导热体设置在第二辐射器32和试样62之间。当然，如果为了实现甚至更好的辐射分布它看起来可行的话，这个特征仍然可以在设计中采用。

另外，各种辅助装置可以设置在通风管道27中。例如，气态介质可以通过离子发生器90被电离，从而消除测试室30内的静电荷。为了允许连接元件53突出到测试室中，壁28具有通道开口24。这个通道构造成闭合的管状管路，从而流动穿过通风管道27的介质不能通过通道24进入测试室30中，也不能在连接元件53上施加力。

在图2a中以局部图示出的导热体116与图1中的盘相同，除了脊部117，脊部117已经被增设到辐射释放表面112。原理上，对这些脊部的形状没有施加限制。然而，为了满足对于将富含水分的气态介质尽可能排出并且尽可能均匀的辐射强度的同步要求，某些结构是优选的，其中两个在图2b和2c中以平面图示出，其中是沿着图2a中的箭头所示的方向X观察的。

图2b中所示的导热体116具有矩形横截面的窄的突出脊部117B。这些脊部117B沿着径向方向弯曲。因此，通过脊部117B彼此分开的凹陷区域118B同样沿着径向方向弯曲。从泵和通风机可知，曲率使得可以根据需要选择径向流动速度。结果，可以防止脊部117B之间的气态介质的停滞的积聚，停滞的积聚会使得在试样和辐射释放表面之间产生过度的紊流。这种类型的紊流可以关键地影响由称重单元确定的测量结果。当然，同样可行的是，仅单个脊部形成在辐射释放表面上，其中单个脊部沿着径向方向强烈地弯曲，从而它在辐射释放表面上形成螺旋。

图2c中所示的导热体116同样装配有突出的脊部117c，所述脊部在附图中被阴影化从而更加清楚。然而，与图2b中的脊部不同，脊部117c的宽度朝着导热体116的边缘119连续地变大，从而脊部117C的突起表面等于形成在脊部117C之间的凹陷表面区域118C。与图2b所示的实施例相比，这导致辐射强度的均匀性进一步提高。脊部117C和凹部118C同样沿着径向方向弯曲，如对于图2b所描述的那样。

图3a中示意性示出了另一个实施例。以剖视图示出的导热体216包括整体结合的辐射器211。导热体216具有相对于旋转轴线和轴213不对称的结构。为了实现辐射的均匀分布，导热体216设计成朝着辐射释放表面212具有更大的质量。辐射器211例如加热金属薄片也可以设置在导热体216的顶部上。

图3b示意性示出了沿着图3a中的箭头Z所示的方向观察的图3a中的导热体216的平面图。导热体216具有圆形的扇形的形状。这种结构避免了下面的问题：轴213附近的辐射密度比朝着边缘219更高，因为边缘219附近的切向速度自然比轴213附近更高。辐射器211的形状被设计成具有三角形轮廓，并且完全嵌入在导热体216中，如在图3a中所描述的。关于朝着试样的能量流动或者朝着试样的辐射输送，具有这种嵌入设置的图3a和图3b所示的实施例同样可具有设置在辐射器211和试样之间的被可旋转支撑的导热体216。

图4示出了根据本发明的测量设备310的另一个实施例。漏斗形的、旋转对称结构的承载体位于连接到壳体320的它的狭窄开口314的区域中，壳体320围绕测试室330。承载体315的对称轴线沿着负荷的方向定向，并且狭窄直径的开口314反向于负荷方向朝向。设置在承载体315的锥形外表面上的是辐射器311，辐射器311发出射线α，该射线被引导到一可旋转设置的盘形导热体316，如图4所示。导热体316通过可释放的连接器元件355连接到轴313。轴313由驱动源317驱动，驱动源317设置在狭窄开口314中。可释放的连接器元件355示为螺纹连接，但是当然也可以使用任何其它已知的可释放和不可释放的连接器元件。

由于使导热体316设置在辐射器311和试样362之间，由辐射器311发射的辐射α被导热体316吸收。导热体316将所吸收的能量作为热辐射β输送到试样362。从不同的标志可以推断出，辐射α和β不需要是相同类型的辐射。同样可行的是，转换发生在导热体316中，例如，通过将电磁波(微波，电感)转换成热辐射。

盘形的旋转对称的导热体316具有多个穿孔356，穿孔356允许被加热的和水分饱和的气态介质通过，从而它可以通过狭窄开口314离开测试室330。这防止水分饱和的气垫能够保持被收集在导热体316和试样362之间。因为试样362也可以包括溶剂或者其它高度挥发性成分，因此可能在干燥过程中另外的挥发性成分被排出试样362外，所述成分例如可具有强烈的臭味，或者可能是有毒的或者腐蚀性的。用作排气通道的承载体315的狭窄开口314因此优选装配有冷凝器371，离开试样362的水分和/或挥发性物质在它已经离开测试室之后通过冷却从而被沉积在所述冷凝器中。代替冷凝器或者除了冷凝器，狭窄开口314可具有化学过滤器。在特别优选的实施例中，过滤器包括吸附剂例如活性炭。试样362被分布在试样盘361上。后者依次支承在试样接纳装置360上，试样接纳装置360在图4中示为普通的天平称重盘。

图5示出了作为本发明另一实施例的测量设备410。旋转对称的辐射引导体415具有狭窄的开口414，并且在所述开口附近连接到壳体420，壳体420封闭试样箱430。辐射引导体415具有沿着负荷方向定向的对称轴线，并且狭窄直径开口414反向于负荷方向朝向。辐射引导体415的内部设置有辐射反射表面，该表面在附图中未示出。辐射器411设置在辐射引导体415的焦点中，辐射器411沿着所有方向发射射线α，如图5所示，其中，反射表面将一部分辐射α朝着盘形导热体416的中间部分引导。导热体416具有到转台413的形状配合的(form-fitting)可释放连接装置，所述转台413由滚球(roller ball)支撑。转台413的可移动部分被驱动源417驱动，驱动源417设置在壳体420和辐射引导体415之间。转矩可以从驱动源417通过成对的摩擦轮之间的接触或者通过如图所示的齿轮之间的形状配合接触被传递给转台413。在图5所示的设置中，导热体416松散地落座在凸缘458上，凸缘458形成在转台环413的内部上。当然，导热体416也可以由可释放连接器元件固定，防止落出或者被移动。

由于将导热体416设置在辐射器411和试样462之间，由辐射器411发出的辐射α被导热体416吸收。导热体416将所吸收的能量作为热辐射β输送给试样462。

盘形的旋转对称导热体416具有多个穿孔456，穿孔456允许被加热的和水分饱和的气态介质通过，并且允许它通过狭窄的开口414离开测试室430。由于穿孔456，三个横向元件459形成，横向元件459具有有利的轮廓以增大流动运动。因此，所述三个横向元件459作用不仅是朝着试样462的辐射释放表面，而且同步地支持水分从试样462的附近去除。如果导热体416的旋转速度小，可以在试样462和导热体416之间的空间中产生近似层流和/或微微降低的压力。锥形吸收器主体454设置在导热体416的中部中，主体454用作用于横向元件459的连接器元件，并且形成对于辐射α的目标，射线α通过辐射引导体415被反射。试样462被分布在试样盘461上。后者依次支承在试样接纳装置460上，其再次在图5中示为普通的天平称重盘。

此处所述的实施例示出了用于水分含量的重量分析法测定的具有不同特性和特征的测量设备。在清楚方面，不同的特性和特征已经在不同实施例中示出，但是也可以将所提出的特征和特性的组合实现在一个测量设备中。另外，轴没有穿过辐射器中的开口而是延伸到辐射器外的技术方案同样在本发明的范围内。本发明也不限于仅具有一个轴的结构。另外，连续的旋转运动对于本发明执行它的功能不是必须的条件；同样，轴和/或辐射释放表面来回振动也是可行的并且在本发明的范围内。本发明的范围不限于图1所示的称重单元和壳体的结构，而是可用在所有已知的具有设置在试样上方的辐射器的测量设备中。

附图标记列表

410，310，10测量设备，测量装置

411，311，211，11辐射器

212，112，12辐射释放表面

313，213，13轴

14轴承

415，15辐射引导体

416，316，216，116，16导热体

417，317，17电动机

420，320，20壳体

21壳体的静止部件

22壳体的活动部件

23支撑柱

24通道

27通风管道

28壁

29绞接件

430，330，30测试室

32第二辐射器

43称重单元

44校准砝码搬运机构

45电子模块

46静止部分

47负荷承受部分

48校准砝码接纳座

49校准砝码

50支撑托板

51通讯装置

53连接元件

460，360，60试样接纳装置

461，361，51试样盘

462，362，62试样

70抽吸装置

90离子发生器

117C，117B，117脊部

118C，118B凹部

219，119边缘

414，314狭窄开口

315承载件主体

355可释放连接器元件

456，356穿孔

371冷凝器

413滚球支撑的转台

454吸收主体

458圆形凸缘

459横向元件

Claims (13)

1.一种用于通过重量分析法测定水分含量的测量设备(10，310，410)，包括：至少一个辐射器(11，32，211，311，411)，称重单元(43)，和试样接纳装置(60，360，460)，试样接纳装置可连接到称重单元(43)并且构造成使得试样(62，362，462)可以放置在试样接纳装置(60，360，460)上或者从试样接纳装置取下，其特征在于，所述至少一个辐射器(11，32，211，311，411)相对于负荷方向设置在试样(62，362，462)的上方和/或下面，至少一个被可旋转支撑的导热体(16，116，216，316，416)设置在所述至少一个辐射器(11，32，211，311，411)和试样(62，362，462)之间，其中，所述导热体(16，116，216，316，416)的旋转轴线相对于所述试样(62，362，462)或者试样接纳装置(60，360，460)在其中延伸的平面正交地定向，其中，导热体(16，116，216，316，416)能够吸收辐射器(11，32，211，311，411)的辐射α中的至少一部分，另外能够将所吸收的辐射α通过所述导热体(16，116，216，316，416)的至少一个辐射释放表面(12，112，212)以热辐射β的形式输送给试样(62，362，462)，并且由于它能够旋转因此能够照射试样(62，362，462)的整个表面。

2.如权利要求1所述的测量设备(10，310，410)，其特征在于，导热体(16，116，216，316，416)设计成使得它基本在与旋转轴线正交的平面中延伸，其中，辐射释放表面(12，112，212)基本与朝向试样(62，362，462)的导热体(16，116，216，316，416)的表面区域重合。

3.如权利要求1或2所述的测量设备(10，310，410)，其特征在于，导热体(16，116，216，316，416)的旋转轴线平行于负荷的方向设置。

4.如权利要求1-3中任一项所述的测量设备(10，310，410)，其特征在于，辐射释放表面(12，112，212)是圆形的区域或者至少是圆的扇形的区域。

5.如权利要求1-4中任一项所述的测量设备(10，310，410)，其特征在于，导热体(16，116，216，316，416)具有位于辐射释放表面(12，112，212)中的穿孔(356，456)和/或切口，所述穿孔和切口优选沿着负荷的方向定向，和/或导热体(16，116，216，316，416)由多孔材料制成，所述多孔材料允许气体沿着负荷的方向穿过导热体。

6.如权利要求1-4中任一项所述的测量设备(10，310，410)，其特征在于，导热体(16，116，216，316，416)具有至少一个穿孔或者切口(456)，所述穿孔或者切口以这样一种方式设计，即至少一个横向元件(459)形成在导热体上，所述横向元件具有与推进器叶片或者勺状件类似的形状，并且通过所述横向元件(459)，优选反向于负荷方向被引导的流动运动可以在气态介质中产生。

7.如权利要求1-6中任一项所述的测量设备(10，310，410)，其特征在于，辐射释放表面(12，112，212)具有至少一个突出的脊部(117，117B，117C)、凹槽、通道或者凹部(118B，118C)。

8.如权利要求1-7中任一项所述的测量设备(10，310，410)，其特征在于，导热体(16，116，216，316，416)至少部分包括铝、铝合金、铁、陶瓷材料或者玻璃。

9.如权利要求1-8中任一项所述的测量设备(10，310，410)，其特征在于，导热体(16，116，216，316，416)通过轴(13，213，313)连接到驱动源(17，317，417)，所述轴在一个或多个刚性连接到壳体的轴承中延伸，或者导热体(16，116，216，316，416)由转台(413)支撑，所述转台在滚球上运行，并且通过齿轮级连接到驱动源(17，317，417)。

10.如权利要求9所述的测量设备(10，310，410)，其特征在于，导热体(16，116，216，316，416)通过可释放的连接器元件连接到轴(13，213，313)或者连接到滚球支撑的转台(413)。

11.如权利要求1-10中任一项所述的测量设备(10，310，410)，其特征在于，所述至少一个辐射器(11，32，211，311，411)是加热板、加热金属薄片、热辐射器、感应线圈、卤素灯或者石英灯。

12.如权利要求1-11中任一项所述的测量设备(10，310，410)，其特征在于，所述至少一个辐射器(11，32，211，311，411)设置在辐射引导体(15，415)内，所述辐射引导体用于引导辐射。

13.如权利要求1-12中任一项所述的测量设备(10，310，410)，其特征在于，辐射引导体(15，415)是平坦的金属板(15)或者是在至少一侧上开口并且它的内部设置有反射表面的辐射引导体(415)，通过所述辐射引导体，辐射器(11，32，211，311，411)的辐射α可以会聚在导热体(416)上。

Images