JP3103955B2 - 熱分析装置 - Google Patents

熱分析装置

Info

Publication number
JP3103955B2
JP3103955B2 JP5441393A JP5441393A JP3103955B2 JP 3103955 B2 JP3103955 B2 JP 3103955B2 JP 5441393 A JP5441393 A JP 5441393A JP 5441393 A JP5441393 A JP 5441393A JP 3103955 B2 JP3103955 B2 JP 3103955B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
generated
sample
temperature
generated gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP5441393A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06265492A (ja
Inventor
良一 木下
芳彦 寺本
Original Assignee
セイコーインスツルメンツ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by セイコーインスツルメンツ株式会社 filed Critical セイコーインスツルメンツ株式会社
Priority to JP5441393A priority Critical patent/JP3103955B2/ja
Publication of JPH06265492A publication Critical patent/JPH06265492A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3103955B2 publication Critical patent/JP3103955B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、試料の温度特性を調査
する熱分析装置に関するもので、特に熱による重量変
化、機械的変化、発熱・吸熱特性と同時に試料からの発
生ガスを調査する装置である。
【0002】
【従来の技術】試料を加熱して、試料から発生するガス
を分析する装置は、従来から熱分析装置の一種として使
用されていた。この場合、一定の速度で試料の温度を変
化(昇温)させ、その時試料から発生するガスを温度の
関数として求める方法が一般的である。
【0003】また、熱重量測定(TG)は、試料の温度
に対する重量変化を測定するものである。ある温度で試
料からガスが発生した場合、その発生したガスの重量を
TGにて測定することができる。そして最近では、TG
での試料から発生するガスをフーリエ変換赤外分光光度
計(FT−IR)や質量分析(MS)に導入し、発生ガ
スの定量と定性分析することが行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の熱分析装置にお
いて、試料の温度を一定の速度で昇温し、その際試料か
ら発生するガスを検知するものである。昇温中に試料か
ら複数の種類が発生することが多い。そしてそれらのF
T−IRやMSにて検出した赤外スペクトルや質量スペ
クトルは、複数種の混合ガス物質のスペクトルになる。
そしてそれらのスペクトルは複雑になり、これらのスペ
クトルから発生ガスの同定は困難になる。
【0005】そこで、本発明の目的は、試料を昇温し、
試料から発生する複数のガスを容易に同定することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、試料を加熱する加熱炉と、加熱炉の温度
を所定のプログラムにて制御する温度制御装置と、試料
の温度上昇に伴い試料から発生する発生ガスを検知し、
発生ガスの濃度に対応したガス検知信号を出力する発生
ガス検知器と、ガス検知器の信号に応じて、温度制御装
置により制御する加熱炉の温度の昇温を変化させる発生
ガスコントローラとからなる熱分析装置である。
【0007】
【作用】上記のように構成された熱分析装置において
は、試料の昇温に伴い試料からガス(第1のガス)が発
生すると、ガス検知器はそのガスを検知し、そのガスの
濃度(量)に基づいて信号を出力する。ガス検知器が信
号を出力したら、発生ガスコントローラは、温度制御装
置に出力し、昇温速度を遅くする。例えば昇温速度をゼ
ロにする。この温度より少し高い温度にて試料から別種
のガス(第2のガス)が発生する試料であっても、発生
ガスコントローラにより温度制御装置に試料の温度は上
昇しないように指令を出すので、別種のガス(第2のガ
ス)は発生しないで、初めの種類のガス(第1のガス)
が発生し続け、そして初めの種類のガス(第1のガス)
の発生が無くなってくる。そして、ガス検知器は、ガス
検知することがなくなり、信号を出力しなくなる。
【0008】そして、発生ガスコントローラは、出力し
なくなり、元の昇温速度にて試料を昇温することにな
る。これに伴い、今度は、別種のガス(第2のガス)が
発生することになり、再びガス検知器は、ガスを検知す
ることになる。前述同様ステップを行うことにな
る。
【0009】つまり、以上のように、従来の装置では、
ほぼかさなって検知されていた第1と第2のガスが、時
間的に分離されてそれぞれ検知することができる。
【0010】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図1は本発明の実施例のブロック図である。熱分析
装置で測定される試料1は、加熱炉2内に載置され、試
料1は加熱され、熱分析測定される。試料1は、加熱炉
2のファーナスチューブ12の中の試料ホルダ11に載
置されており、そして試料ホルダ11は天秤ビーム10
の先端に取り付けられている。天秤ビーム10は、加熱
炉2より加熱された試料1の温度における試料1の重量
を測定する。つまり、試料1の熱による重量変化を測定
(TG)する。これらは、試料1に与える温度による試
料1の物理量の変化を測定する装置である。
【0011】加熱炉2は、温度制御装置3に接続してい
る。温度制御装置3は、オペレータから入力された温度
プログラム(時間に対する温度の変化を指定したプログ
ラム)に従って、加熱炉2および試料1の温度を制御す
る。加熱炉2のファーナスチューブ15の一端には、ト
ランスファーチューブ15を介してガス検知器4が取り
付けられている。本実施例では、ガス検知器4としてフ
ーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)4を用いる。
FT−IR4には、FT−IR測定室4aが備えられて
いる。FT−IR測定室4aには、試料1からの発生ガ
スを導入するガスセル4bが備えられている。試料1か
ら発生したガスは、試料1の周辺を流れるキャリアガス
によりトランスファーチューブ15を通り、FT−IR
測定室4aのガスセル4bに導入される。FT−IR4
は、逐次ガスセル4bに導入された発生ガス赤外吸収
スペクトルを測定する。
【0012】発生ガスが赤外吸を持つ場合その吸収強
度は発生ガスの発生濃度と対応する。従って、発生ガス
の赤外吸収強度を逐次計測すれば、その量は、発生ガス
の発生濃度(発生量)に対応した発生ガス検知信号とな
る。よく知られているようにFT−IR測定では、スペ
クトルとしてインターフェログラムを測定し、そのイン
ターフェログラムをフーリエ変換して赤外吸収スペクト
ル(IRスペクトル)を得ている。
【0013】一方、逐次測定されるIRスペクトルの吸
収強度は、文献〔D.A.Hanna et al., Chromatgraphic S
ci. 17, 423 (1979)〕に明らかにされているように、イ
ンターフェログラムから逐次計算することができる。F
T−IR4はIRスペクトルの吸収強度信号を発生ガス
検知信号20として発生ガスコントローラ6に出力す
る。発生ガスコントローラ6は、予め発生ガスコントロ
ーラ6に適切に設定されている発生ガスの上下限値とF
T−IR4から出力される発生ガス検知信号20とを比
較し、発生ガス検知信号が上限値を越えた時点で温度制
御装置3に温度プログラムによる昇温速度を変化させる
ような指示信号21を加熱炉2に出力する。本実施例の
場合は、昇温速度をゼロに変更する指示とする。
【0014】温度制御装置3は、発生ガスコントローラ
6からの指示信号21に従い昇温速度をゼロにして変更
して、加熱炉2の昇温を止めるように制御する。その
後、FT−IR4からの発生ガス検知信号20が、発生
ガスコントローラ6に設定されている下限値を下回った
時点で、発生ガスコントローラ6は再び、指示信号21
を温度制御装置3に出力する。この場合は、加熱炉2の
昇温速度をゼロにする前に温度制御装置3に設定されて
いた昇温速度に戻すための信号である。この指示信号2
1に従い温度制御装置3は、再びもとの昇温速度で加熱
炉2を加熱制御する。
【0015】次に、本実施例による具体的操作を説明す
る。図2は、一定の昇温速度にて試料1を加熱したとき
の発生ガス検知信号20の時間に対する変化と、加熱炉
2(試料1)の温度23の変化を示した図である。本実
施例では、2種類の発生ガス(低い温度で発生する第1
の発生ガス、および比較的高い温度で発生する第2のガ
ス)が比較的近い温度帯にて発生する場合を示す。検知
信号20は2種類の発生ガスに対応した2つのピークを
有する。破線は、それぞれ第1と第2の発生ガス20
a、20bに対応する検知信号である。
【0016】測定開始(昇温開始)時を時間ゼロとし、
試料1から第1の発生ガスは時間t1(その時の温度T1
から発生し、時間t3(T3)にて発生が終了する。また、試
料1から第2の発生ガスは時間t2(その時の温度T2)か
ら発生し、時間t4(T4)にて発生が終了する。発生ガス検
知手段をFT−IR4で構成した場合、図2において時
間t1からt4の間で得られるIRスペクトルから発生ガス
を同定することができる。しかし、時間t2からt3の間
は、2種の発生ガスが試料1から同時に発生するため、
2種類の混合したIRスペクトルが得られるため、同定
は困難になる。
【0017】従って、発生ガスの同定を簡便に行うため
には、発生ガスの成分が1種類である時間t1からt2と、
時間t3からt4でFT−IR分析するのがよい。しかし、
従来の構成では、試料1は一定の昇温速度で昇温される
ため、時間と温度とはリニアな関係になる。近い温度域
で2種類のガス成分が試料1から発生する場合は、t1
t2、およびt3とt4が非常に近くなる。そしてt1とt2との
間およびt3とt4との間での発生ガス濃度は非常に低く、
得られるIRスペクトルのS/N比はわるくなり、同定
は困難になる。
【0018】一方、図2に対応する試料1を、前述の本
発明の装置にて測定を行うと、発生ガス検知信号20の
測定時間に対する変化は、図3に示したようになる。試
料1は、昇温を開始して時間t1(温度T1)になった時点
で第1の発生ガスが発生し始める。その後、時間t1
(T1’)にて第1の発生ガスによる発生ガス検知信号2
0aは、発生ガスコントローラ6に設定されている上限
値に達するため、発生ガスコントローラ6は、温度制御
装置3に加熱炉2(試料1)の昇温速度をゼロにする指
示信号21を出力する。この指示信号21に従い温度制
御装置3は、加熱炉2の温度をT1’に保持するように制
御する。この温度T1’にて、第1の発生ガスは継続的に
試料1から発生する。その後、第1の発生ガスはだんだ
んと試料1からの発生が少なくなり停止する。そして、
時間t3’にて、第の発生ガスによる発生ガス検知信号
20aは、発生ガスコントローラ6に設定されている下
限値に達する。そして、発生ガスコントローラ6は、温
度制御装置3に再びもとの昇温速度に戻すための指示信
号21を出力する。これに従い、温度制御装置3は、再
び加熱炉2を元の昇温速度で昇温を制御する。
【0019】試料1の温度がT2に達した時点(時間
t2’)から、試料1から第2の発生ガスが発生しはじめ
る。以降、第2の発生ガスによる発生ガス検知信号20
bは、発生ガスコントローラ6に設定されている上限値
に達するため、発生ガスコントローラ6は、温度制御装
置3に加熱炉2(試料1)の昇温速度をゼロにする指示
信号21を再び出力する。そして、第2の発生ガスは試
料1から徐々に発生しなくなり、時間t4’にて、第2の
発生ダスによる発生ガス検知信号20aは、発生ガスコ
ントローラ6に設定されている下限値に達する。そし
て、発生ガスコントローラ6は、温度制御装置3に再び
もとの昇温速度に戻すための指示信号21を出力する。
これに従い、温度制御装置3は、再び加熱炉2を元の昇
温速度で昇温を制御する。
【0020】図3から明らかなように、時間t1からt3
の間は、第1の発生ガスのみが試料1から発生し、時間
t2’からt4’の間は、主に第2の発生ガスが試料1から
発生する。従って、時間t1からt3’の間で得られたIR
スペクトルを積分すると、第1の発生ガス成分のIRス
ペクトルがよいS/N比で得られる。また、時間t2’か
らt4’の間で得られたIRIRスペクトルを積分する
と、第2の発生ガス成分のIRスペクトルがよいS/N
比で得られる。つまり、試料1からの2成分の発生ガス
を時間的に分離して検知できるため、それぞれの成分の
同定を簡便に行うことができる。
【0021】また、上記実施例のように、試料1の加熱
手段を熱重量測定装置で構成する場合は、それぞれの発
生ガス成分に対応した重量も同時に測定できるため、そ
れぞれの成分の定量も簡便に行われる。さらに、上記実
施例において、第1の発生ガス成分がある程度予想でき
る場合は、赤外吸収強度を計測する波数帯を予想した成
分に特有の赤外吸収波数帯に限定して設定することによ
り、選択的に予想成分の発生ガスを検知することができ
る。この発生ガス検知信号に従って昇温速度を変更制御
するため、第1の発生ガス成分の同定をより確実に行う
ことができる。
【0022】以上のように、本実施例では、試料1の加
熱部分の装置は、熱重量測定装置を用いた例を開示した
ものであるが、その他の装置、例えば、示差走査熱量
計、熱機械的分析装置等、温度制御装置により温度制御
される加熱炉で試料の加熱が可能なものであれば、それ
らに置き換えるても同様の効果が得られる。
【0023】また、本実施例の発生ガス検知手段として
FT−IRで説明したが、発生ガス検出手段として、F
T−IRに限らず、例えば、質量分析装置(MS)
ス検出手段としてよく用いられる水素炎イオン化検出
器、熱伝導検出器等を用いても同様の効果が得られるこ
とは明白である。MSを発生ガス検出手段として用いた
場合は、特定の範囲の質量数のイオンカウント数を発生
ガス検出信号として用いることができる。
【0024】また、第1の発生ガス成分がある程度予想
できる場合は、予想される成分の質量数のイオンカウン
ト数を発生ガス検出信号とすることにより、FT−IR
の場合と同様に、選択的に予想成分の発生ガスを検知す
ることができる。この発生ガス検知信号に従って昇温速
度を変更制御するため、第1の発生ガス成分の同定をよ
り確実に行うことができる。
【0025】
【発明の効果】本発明による構成の熱分析装置により、
近い温度域で複数の発生ガスが発生する試料に対して
も、発生ガスの濃度に応じて昇温速度を変化させるた
め、複数の発生ガスを時間的に分離して同定することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック入り断面図で
ある。
【図2】試料を一定の昇温速度で加熱した場合の発生ガ
スの濃度変化を示すグラフである。
【図3】本発明の装置により熱分析したときの発生ガス
の濃度変化を示したぐらふである。
【符号の説明】
1 試料 2 加熱炉 3 温度制御装置 4 ガス検知手段(TE−IR) 6 発生ガスコントローラ 10 天秤ビーム 11 試料ホルダ 12 ファーナスチューブ 20 発生ガス検知信号 21 指示信号
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 25/00 G01N 25/20 G01N 5/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料を加熱する加熱炉と、前記試料の加
    熱速度を制御するための温度制御装置と、前記試料の温
    度による物理的変化を測定する物理量測定装置と、前記
    試料が前記加熱炉にて加熱されることにより発生する発
    生ガスを検出し、前記検出した発生ガスの濃度に対応し
    たガス検知手段と、前記ガス検知手段からのガス検知信
    号に基づいて前記温度制御装置に前記加熱炉の加熱速度
    を変える信号を発生する発生ガスコントローラとからな
    ることを特徴とする熱分析装置。
  2. 【請求項2】 前記ガス検知手段は、前記試料から発生
    するガスをフーリエ変換赤外分光光度測定した赤外吸収
    スペクトルの特定の波数域における赤外吸収スペクトル
    強度を前記ガス検知信号としたフーリエ変換赤外分光光
    度計であり、前記物理量測定装置は、前記試料の重量変
    化を測定する熱重量測定装置である請求項1記載の熱分
    析装置。
JP5441393A 1993-03-15 1993-03-15 熱分析装置 Expired - Fee Related JP3103955B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5441393A JP3103955B2 (ja) 1993-03-15 1993-03-15 熱分析装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5441393A JP3103955B2 (ja) 1993-03-15 1993-03-15 熱分析装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06265492A JPH06265492A (ja) 1994-09-22
JP3103955B2 true JP3103955B2 (ja) 2000-10-30

Family

ID=12970021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5441393A Expired - Fee Related JP3103955B2 (ja) 1993-03-15 1993-03-15 熱分析装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3103955B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105424638A (zh) * 2015-11-06 2016-03-23 国家电网公司 一种室内gis设备sf6气体泄漏检测方法及其装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009008664A (ja) * 2007-05-25 2009-01-15 Shiseido Co Ltd 成分分析方法
DE102012105101B3 (de) * 2012-06-13 2013-07-04 Netzsch-Gerätebau GmbH Thermoanalysevorrichtung
JP7055323B2 (ja) * 2017-07-21 2022-04-18 株式会社日立ハイテクサイエンス 質量分析装置及び質量分析方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105424638A (zh) * 2015-11-06 2016-03-23 国家电网公司 一种室内gis设备sf6气体泄漏检测方法及其装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06265492A (ja) 1994-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Detalle et al. An evaluation of a commercial Echelle spectrometer with intensified charge-coupled device detector for materials analysis by laser-induced plasma spectroscopy
US3820901A (en) Measurement of concentrations of components of a gaseous mixture
US3560738A (en) Flow-responsive detector unit and its applications to infrared gas analyzers
JPH081414B2 (ja) 高分離度の分析を行うための方法と装置
EP0930500B1 (en) Differential thermal analyzer
Mitchell et al. On the temperature and reaction rate of burning pulverized fuels
US3032654A (en) Emission spectrometer
CN102410993B (zh) 基于激光诱导等离子体发射光谱标准化的元素测量方法
JPH0682098B2 (ja) 応力評価装置
JPH0238850A (ja) X線分光器を用いた定性分析方法
US3675465A (en) Apparatus and method for differential thermal analysis
US2443427A (en) Infrared gas analyzer
US2404064A (en) Apparatus for investigating absorption spectra of substances
JP3103955B2 (ja) 熱分析装置
US6210035B1 (en) High-speed thermal analyzer
US2849618A (en) High resolution infra-red spectrometer analyzer for gases
JPH0672841B2 (ja) 原子吸光分光光度計
US2844033A (en) Radiant energy measurement methods and apparatus
US2333762A (en) Gas analysis
JPH07260663A (ja) 熱重量測定における発生ガス分析方法
JPH09178656A (ja) 赤外線ガス分析計
JP3020626B2 (ja) フーリエ変換赤外分光計を用いたエンジン排ガス分析装置
JP3230193B2 (ja) 質量分析方法
Tschudi et al. Measuring temperatures on absorbers irradiated in a solar furnace by flash assisted multi-wavelength pyrometry (FAMP)
US2874297A (en) Analyzer

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070901

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080901

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090901

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees