JP3335899B2 - 熱的特性及び／もしくは反応特性の測定装置 - Google Patents
熱的特性及び／もしくは反応特性の測定装置Info
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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- G01N25/20—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity
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- G01N25/4846—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on solution, sorption, or a chemical reaction not involving combustion or catalytic oxidation for a motionless, e.g. solid sample
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、一つあるいは複
数の材料サンプルの熱的特性及び／もしくは反応特性を
測定するための測定装置に関する。材料の熱的特性及び
／もしくは反応特性は、所定の条件のもとでサンプルへ
流入したりサンプルから流出したりする熱流によって表
される。
数の材料サンプルの熱的特性及び／もしくは反応特性を
測定するための測定装置に関する。材料の熱的特性及び
／もしくは反応特性は、所定の条件のもとでサンプルへ
流入したりサンプルから流出したりする熱流によって表
される。
【０００２】
【従来の技術】こうしたタイプの従来の装置は、そのほ
とんどが複雑で重量の大きい大型の装置である。これら
の装置は容易に移動することができず、コストが高いた
めに、実験室でしか使用できない。また、測定チャンバ
の容積と、使用されるセルの反応時間のために、これら
の装置にはかなり大きな熱的慣性(thermal inertia) が
もたらされるため、高性能の等温チャンバを使用する必
要がある。しかし、これによって装置のコストが高くな
り、その寸法も大きくなる。
とんどが複雑で重量の大きい大型の装置である。これら
の装置は容易に移動することができず、コストが高いた
めに、実験室でしか使用できない。また、測定チャンバ
の容積と、使用されるセルの反応時間のために、これら
の装置にはかなり大きな熱的慣性(thermal inertia) が
もたらされるため、高性能の等温チャンバを使用する必
要がある。しかし、これによって装置のコストが高くな
り、その寸法も大きくなる。
【０００３】また、国際特許公開公報第91/02229号の請
求の範囲には、材料サンプルの熱的特性を測定するため
の装置において利用される感度を有する二つの表面領域
の間の温度差を測定するための測定セルが記載されてい
る。しかし、こうしたタイプのセルは脆弱であり、サン
プルを設置したり取り出したりするのに必要な取り扱い
によって損傷を被る危険性がある。さらに、こうしたセ
ルは電子制御回路へ接続しなければならず、また特に部
品交換や保守点検作業のために、常にそれをタップした
り外したりできなければならない。このセルは開放され
た雰囲気中で作動できるが、そのときの測定は大気雰囲
気による擾乱のために誤差を生じる。
求の範囲には、材料サンプルの熱的特性を測定するため
の装置において利用される感度を有する二つの表面領域
の間の温度差を測定するための測定セルが記載されてい
る。しかし、こうしたタイプのセルは脆弱であり、サン
プルを設置したり取り出したりするのに必要な取り扱い
によって損傷を被る危険性がある。さらに、こうしたセ
ルは電子制御回路へ接続しなければならず、また特に部
品交換や保守点検作業のために、常にそれをタップした
り外したりできなければならない。このセルは開放され
た雰囲気中で作動できるが、そのときの測定は大気雰囲
気による擾乱のために誤差を生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的はこれ
らの問題点のすべてを解決することであり、また上述し
たタイプのセルを使用して、外部の雰囲気に対するその
熱的な絶縁と、その機械的な保護と、必要な場合にはそ
れへの、そして電子制御回路あるいは検出回路へのアク
セスを可能にして、材料サンプルの熱的特性及び反応特
性を測定するための装置を改良することである。この発
明の別の目的は、特に可動式で自律的であり測定を行う
場所まで運搬するのに適したコンパクトな測定装置を提
供することである。このコンパクトさによって経済性も
改善されることになる。
らの問題点のすべてを解決することであり、また上述し
たタイプのセルを使用して、外部の雰囲気に対するその
熱的な絶縁と、その機械的な保護と、必要な場合にはそ
れへの、そして電子制御回路あるいは検出回路へのアク
セスを可能にして、材料サンプルの熱的特性及び反応特
性を測定するための装置を改良することである。この発
明の別の目的は、特に可動式で自律的であり測定を行う
場所まで運搬するのに適したコンパクトな測定装置を提
供することである。このコンパクトさによって経済性も
改善されることになる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このことを念頭におい
て、この発明は固体、液体、もしくは気体の材料から成
る一つもしくは複数のサンプルの熱的特性及び／もしく
は反応特性の測定装置であって、表面の二つの領域の間
の温度差を検出するのに適した電子部品によって構成さ
れた測定セルと、前記測定セルを収容する内部チャンバ
を構成する熱的慣性ブロックとを有し、該ブロックは前
記測定セルの上方に配置された開口部と、前記チャンバ
を取り囲むスカートとを有しており、該スカートがほぼ
水平方向の支持面まで垂直方向に下方へ延びていること
を特徴とする。この発明によれば、測定セルは断熱ブロ
ックによって覆われ、このブロックはセルを機械的に保
護するとともに断熱している。セル上方の開口部によっ
て、その熱的特性を測定しようとしている材料サンプル
をセルの上面に設置できるようになっている。
て、この発明は固体、液体、もしくは気体の材料から成
る一つもしくは複数のサンプルの熱的特性及び／もしく
は反応特性の測定装置であって、表面の二つの領域の間
の温度差を検出するのに適した電子部品によって構成さ
れた測定セルと、前記測定セルを収容する内部チャンバ
を構成する熱的慣性ブロックとを有し、該ブロックは前
記測定セルの上方に配置された開口部と、前記チャンバ
を取り囲むスカートとを有しており、該スカートがほぼ
水平方向の支持面まで垂直方向に下方へ延びていること
を特徴とする。この発明によれば、測定セルは断熱ブロ
ックによって覆われ、このブロックはセルを機械的に保
護するとともに断熱している。セル上方の開口部によっ
て、その熱的特性を測定しようとしている材料サンプル
をセルの上面に設置できるようになっている。
【０００６】この発明の有利な第１の実施の形態におい
ては、熱的慣性ブロックが例えばアルミニウムのような
金属から形成されている。良好な機械加工特性と、この
金属が有する比較的小さい密度と、低いコストのため
に、安い価格で所望の機能を効果的に実現する比較的軽
量のブロックを得ることができる。
ては、熱的慣性ブロックが例えばアルミニウムのような
金属から形成されている。良好な機械加工特性と、この
金属が有する比較的小さい密度と、低いコストのため
に、安い価格で所望の機能を効果的に実現する比較的軽
量のブロックを得ることができる。
【０００７】この発明のさらに別の有利な実施の形態に
おいては、この装置は開口部シャッタを有している。こ
のシャッタの中央にはサンプルのための挿入チャンネル
が設けられている。従って、シャッタを閉じた状態でサ
ンプルを設置することができ、その結果、測定セルへ直
接にはアクセスできないようになっており、セルは誤っ
た取り扱いに対して保護されており、外部の空気の流れ
が測定に影響を与えることがないようになっている。他
方において、セルを清掃するためにセルへアクセスする
必要が生じた場合には、シャッタを開口部から取り外
し、必要な予防手段を取ることによって、測定セルに対
して作業を行うことができる。
おいては、この装置は開口部シャッタを有している。こ
のシャッタの中央にはサンプルのための挿入チャンネル
が設けられている。従って、シャッタを閉じた状態でサ
ンプルを設置することができ、その結果、測定セルへ直
接にはアクセスできないようになっており、セルは誤っ
た取り扱いに対して保護されており、外部の空気の流れ
が測定に影響を与えることがないようになっている。他
方において、セルを清掃するためにセルへアクセスする
必要が生じた場合には、シャッタを開口部から取り外
し、必要な予防手段を取ることによって、測定セルに対
して作業を行うことができる。
【０００８】この発明の有利な或る実施の形態において
は、この装置は管状のスリーブを有している。このスリ
ーブは測定セルの上に配置されており、サンプルを保持
する坩堝を収容するのに適している。これは、特にサン
プルが液体であるときには、サンプルを保持する坩堝の
正確な設置に寄与する。この発明の有利な別の実施の形
態においては、この装置は、内部チャンバの内側におい
て測定セルの近傍に配置されている少なくとも一つのペ
ルチェ素子を有している。このペルチェ素子によって、
測定セルの温度及び／もしくは前記チャンバの調節が行
われる。この発明のこの特徴によって、測定温度を所望
の温度の範囲に合わせて、所定の温度範囲において測定
を行うことが可能になる。
は、この装置は管状のスリーブを有している。このスリ
ーブは測定セルの上に配置されており、サンプルを保持
する坩堝を収容するのに適している。これは、特にサン
プルが液体であるときには、サンプルを保持する坩堝の
正確な設置に寄与する。この発明の有利な別の実施の形
態においては、この装置は、内部チャンバの内側におい
て測定セルの近傍に配置されている少なくとも一つのペ
ルチェ素子を有している。このペルチェ素子によって、
測定セルの温度及び／もしくは前記チャンバの調節が行
われる。この発明のこの特徴によって、測定温度を所望
の温度の範囲に合わせて、所定の温度範囲において測定
を行うことが可能になる。
【０００９】この発明の有利な別の実施の形態において
は、測定セルは弾性引き戻し部材によって開口部の方向
に支持されている。この発明のこの実施の形態によれ
ば、チャンバの内側におけるセルの正確な位置決めが可
能である。しかし、膨張が生じたときのためにある程度
の隙間が設けられていて、ペルチェ素子などの最終的な
温度制御素子との密接な温度接触が確保されている。こ
の発明の有利な別の実施の形態においては、この装置
は、熱交換面を構成するフィンが設けられた固体部材を
有している。従って、装置全体の熱的慣性を小さくする
ことが可能である。従って、この固体部材を介する熱流
交換がどのようなものであっても、この部材の温度は周
囲温度に近い状態に維持される。これによって、測定セ
ルを十分な温度範囲の中に効果的に制御することが可能
となる。実際、セルの温度がどのようであっても、固体
部材は、その温度が少なくとも近似的には一定であると
みなすことができる参照部材を構成している。
は、測定セルは弾性引き戻し部材によって開口部の方向
に支持されている。この発明のこの実施の形態によれ
ば、チャンバの内側におけるセルの正確な位置決めが可
能である。しかし、膨張が生じたときのためにある程度
の隙間が設けられていて、ペルチェ素子などの最終的な
温度制御素子との密接な温度接触が確保されている。こ
の発明の有利な別の実施の形態においては、この装置
は、熱交換面を構成するフィンが設けられた固体部材を
有している。従って、装置全体の熱的慣性を小さくする
ことが可能である。従って、この固体部材を介する熱流
交換がどのようなものであっても、この部材の温度は周
囲温度に近い状態に維持される。これによって、測定セ
ルを十分な温度範囲の中に効果的に制御することが可能
となる。実際、セルの温度がどのようであっても、固体
部材は、その温度が少なくとも近似的には一定であると
みなすことができる参照部材を構成している。
【００１０】この発明の有利な別の実施の形態において
は、熱的慣性ブロックが載っている水平方向の支持面
は、内部チャンバと外部との間に少なくとも一つの連結
用開口部を有している。この開口部を使って、測定セル
及び／あるいはそこへ接続されている電子制御回路へア
クセスすることができる。この発明の有利な変形におい
ては、セルはサンプルの質量あるいは質量の変動を求め
るのに適している。これによって、サンプルの対象範囲
を理解することができる。
は、熱的慣性ブロックが載っている水平方向の支持面
は、内部チャンバと外部との間に少なくとも一つの連結
用開口部を有している。この開口部を使って、測定セル
及び／あるいはそこへ接続されている電子制御回路へア
クセスすることができる。この発明の有利な変形におい
ては、セルはサンプルの質量あるいは質量の変動を求め
るのに適している。これによって、サンプルの対象範囲
を理解することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】この発明は、この発明の原理に基
づいて材料サンプルの熱的特性を測定するための装置の
二つの実施の形態に関する以下の説明を通じて、よりよ
く理解することができるであろうし、発明の他のいくつ
かの利点もより明瞭となるであろう。以下の説明は単な
る例示であり、添付図面を参照しつつ行う。
づいて材料サンプルの熱的特性を測定するための装置の
二つの実施の形態に関する以下の説明を通じて、よりよ
く理解することができるであろうし、発明の他のいくつ
かの利点もより明瞭となるであろう。以下の説明は単な
る例示であり、添付図面を参照しつつ行う。
【００１２】図１に示されている装置は測定セル１を有
している。測定セル１はその中央領域１ａと周辺領域１
ｂとの間の温度差を検出するのに適した電子部品から構
成されている。必ずしもそれに限定されるわけではない
が、例として挙げると、セル１は国際特許公開公報第91
/02229号に記載されたタイプのものである。それは、差
動式(differential)の測定セル、すなわち対称か、ある
いは絶対的な、すなわち非対称なものである。
している。測定セル１はその中央領域１ａと周辺領域１
ｂとの間の温度差を検出するのに適した電子部品から構
成されている。必ずしもそれに限定されるわけではない
が、例として挙げると、セル１は国際特許公開公報第91
/02229号に記載されたタイプのものである。それは、差
動式(differential)の測定セル、すなわち対称か、ある
いは絶対的な、すなわち非対称なものである。
【００１３】この発明においては、熱的慣性ブロック２
は内部チャンバ３を構成しており、チャンバ３の内側に
はセル１が配置されている。ブロック２には外側に環状
のスカート４が設けられている。スカート４はチャンバ
３を取り囲んでおり、ラジエータ５のほぼ水平方向に設
けられた支持面５ａまで垂直方向に下方へ延びている。
ラジエータ５には熱交換用のフィン５ｂが設けられてい
る。ブロック２にはセル１の上方に開口部６が設けられ
ている。この開口部６によって、セル１の上側表面への
アクセスが可能になっている。例えばトロイダルジョイ
ントのようなジョイント７が、ブロック２の一つの面に
設けられた環状の溝の中にセル１へ向かう方向に設置さ
れている。その機能は、チャンバ３を開口部６から隔絶
するものであり、特に、チャンバ３から、セル１の中央
領域１ａの上面へ向かう空気の循環を遮ることである。
は内部チャンバ３を構成しており、チャンバ３の内側に
はセル１が配置されている。ブロック２には外側に環状
のスカート４が設けられている。スカート４はチャンバ
３を取り囲んでおり、ラジエータ５のほぼ水平方向に設
けられた支持面５ａまで垂直方向に下方へ延びている。
ラジエータ５には熱交換用のフィン５ｂが設けられてい
る。ブロック２にはセル１の上方に開口部６が設けられ
ている。この開口部６によって、セル１の上側表面への
アクセスが可能になっている。例えばトロイダルジョイ
ントのようなジョイント７が、ブロック２の一つの面に
設けられた環状の溝の中にセル１へ向かう方向に設置さ
れている。その機能は、チャンバ３を開口部６から隔絶
するものであり、特に、チャンバ３から、セル１の中央
領域１ａの上面へ向かう空気の循環を遮ることである。
【００１４】ブロック２とラジエータ５はアルミニウム
から形成されているか、あるいは比較的安いコストで良
好な熱的特性と良好な機械加工性が得られる別の非鉄金
属から形成されている。セル１には電子回路８が接続さ
れている。この電子回路８はセルに対する電源として機
能するとともに、外部に配置されたインディケータとの
通信を行う。ケーブル束９がラジエータ５の上側の支持
面５ａに形成された通信用開口部５ｃの中を通ってい
る。この通信用開口部５ｃは、チャンバ３及び周囲雰囲
気と連通している。セル１はブロック２を支持面５ａの
上に設置するまえに所定の位置へ設置される。セルを点
検する必要があるときには、ブロック２を容易に取り外
すことができる。
から形成されているか、あるいは比較的安いコストで良
好な熱的特性と良好な機械加工性が得られる別の非鉄金
属から形成されている。セル１には電子回路８が接続さ
れている。この電子回路８はセルに対する電源として機
能するとともに、外部に配置されたインディケータとの
通信を行う。ケーブル束９がラジエータ５の上側の支持
面５ａに形成された通信用開口部５ｃの中を通ってい
る。この通信用開口部５ｃは、チャンバ３及び周囲雰囲
気と連通している。セル１はブロック２を支持面５ａの
上に設置するまえに所定の位置へ設置される。セルを点
検する必要があるときには、ブロック２を容易に取り外
すことができる。
【００１５】密閉部材１０の寸法は、ブロック２の上に
載って開口部６を閉じるようなものになっている。この
密閉部材１０には中央にチャンネル１０ａが設けられて
いる。チャンネル１０ａによって、密閉部材１０を所定
の位置に設置したままで、熱的特性を測定しようとして
いる材料サンプルを挿入することが可能になる。これに
よって、セル１を誤った取り扱いから保護することによ
って、破壊することなく測定を行うことが可能になる。
サンプルは、注射器に連結された針を用いて、あるいは
毛細管などの他の類似の手段によってチャンネル１０ａ
を介してセル１の上方へ挿入することができる。
載って開口部６を閉じるようなものになっている。この
密閉部材１０には中央にチャンネル１０ａが設けられて
いる。チャンネル１０ａによって、密閉部材１０を所定
の位置に設置したままで、熱的特性を測定しようとして
いる材料サンプルを挿入することが可能になる。これに
よって、セル１を誤った取り扱いから保護することによ
って、破壊することなく測定を行うことが可能になる。
サンプルは、注射器に連結された針を用いて、あるいは
毛細管などの他の類似の手段によってチャンネル１０ａ
を介してセル１の上方へ挿入することができる。
【００１６】管状のスリーブ１１がセル１の上に取り付
けられる。このスリーブ１１は、中に材料サンプルが設
置されている坩堝１２を収容するのに適している。機能
は以下のとおりである。測定を行うまえに、スリーブ１
１と坩堝１２をセル１の上面に設置する。次に、密閉部
材１０を設置したあと、分析すべき材料サンプルを坩堝
１２の中に入れる。測定作業が終わったあとに、密閉部
材１０を外して坩堝１２を回収する。坩堝１２が存在す
るために、測定セル１の上面は分析しようとする製品サ
ンプルによって汚されることがないことに留意しなけれ
ばならない。また、特に坩堝１２の形状により設置がう
まく行える場合には、スリーブ１１は不要である。
けられる。このスリーブ１１は、中に材料サンプルが設
置されている坩堝１２を収容するのに適している。機能
は以下のとおりである。測定を行うまえに、スリーブ１
１と坩堝１２をセル１の上面に設置する。次に、密閉部
材１０を設置したあと、分析すべき材料サンプルを坩堝
１２の中に入れる。測定作業が終わったあとに、密閉部
材１０を外して坩堝１２を回収する。坩堝１２が存在す
るために、測定セル１の上面は分析しようとする製品サ
ンプルによって汚されることがないことに留意しなけれ
ばならない。また、特に坩堝１２の形状により設置がう
まく行える場合には、スリーブ１１は不要である。
【００１７】この発明の第２の実施の形態においては、
図２に示されているように、図１の実施の形態と同様な
部材は、５０だけ数を増やした同様な参照番号で示され
ている。この実施の形態においては、測定セル５１は、
熱的慣性ブロック５２によって構成されているチャンバ
５３の内に取り付けられている。セル５１は外側に環状
のスカート５４が設けられている。スカート５４はラジ
エータ５５の上に載っているプレート６５のほぼ水平方
向に設けられた支持面６５ａの方へ垂直方向に下方へ延
びている。ラジエータ５５にはフィン５５ｂが設けられ
ている。またブロック５２には、周囲雰囲気との熱交換
を容易にするフィン５２ａが設けられている。
図２に示されているように、図１の実施の形態と同様な
部材は、５０だけ数を増やした同様な参照番号で示され
ている。この実施の形態においては、測定セル５１は、
熱的慣性ブロック５２によって構成されているチャンバ
５３の内に取り付けられている。セル５１は外側に環状
のスカート５４が設けられている。スカート５４はラジ
エータ５５の上に載っているプレート６５のほぼ水平方
向に設けられた支持面６５ａの方へ垂直方向に下方へ延
びている。ラジエータ５５にはフィン５５ｂが設けられ
ている。またブロック５２には、周囲雰囲気との熱交換
を容易にするフィン５２ａが設けられている。
【００１８】ラジエータ５５とプレート６５とブロック
５２はネジ７５によって相互に固定されている。これに
よって、装置全体を一つのブロックとして、例えば測定
場所まで移動することが可能になる。セル５１あるいは
それへ接続されている電子装置を設置したり、前者ある
いは後者を検査したいときには、ネジ７５を外してブロ
ック５２をプレート６５から取り外す。ブロック５２に
はセル５１の上方に開口部５６が設けられており、また
開口部５６を閉じるのに適した密閉部材６０が設けられ
ている。セル５１は電子制御回路５８へ接続されてい
る。セル５１と回路５８との間にはサポート６６が配置
されている。このサポート６６には、セル５１のコネク
タピン５１ｃと協働するのに適したコネクタソケット６
６ａが設けられている。上記実施態様と同様に、セル５
１はその上面の中央領域５１ａと周辺領域５１ｂとの間
の温度差を測定することができる。この発明によれば、
壊れやすいセル５１は、熱的にも機械的にもブロック５
２によって効果的に保護されている。
５２はネジ７５によって相互に固定されている。これに
よって、装置全体を一つのブロックとして、例えば測定
場所まで移動することが可能になる。セル５１あるいは
それへ接続されている電子装置を設置したり、前者ある
いは後者を検査したいときには、ネジ７５を外してブロ
ック５２をプレート６５から取り外す。ブロック５２に
はセル５１の上方に開口部５６が設けられており、また
開口部５６を閉じるのに適した密閉部材６０が設けられ
ている。セル５１は電子制御回路５８へ接続されてい
る。セル５１と回路５８との間にはサポート６６が配置
されている。このサポート６６には、セル５１のコネク
タピン５１ｃと協働するのに適したコネクタソケット６
６ａが設けられている。上記実施態様と同様に、セル５
１はその上面の中央領域５１ａと周辺領域５１ｂとの間
の温度差を測定することができる。この発明によれば、
壊れやすいセル５１は、熱的にも機械的にもブロック５
２によって効果的に保護されている。
【００１９】回路５８とプレート６５の支持面６５ａと
の間には若干圧縮されたバネ６７が設置されている。バ
ネ６７は回路５８及びそれを支持する部材、特にセル５
１の、開口部５６の方向への、弾力的な引き戻し部材を
構成している。この発明のこの実施の形態において、セ
ル５１は開口部５６の近傍に永久的に設置されている。
バネ６７の機能は、回路５８と表面６５ａとの間に設置
される、回路５８の横方向の寸法とほぼ同じ直径を有す
る単一の圧縮バネによっても得ることができる。
の間には若干圧縮されたバネ６７が設置されている。バ
ネ６７は回路５８及びそれを支持する部材、特にセル５
１の、開口部５６の方向への、弾力的な引き戻し部材を
構成している。この発明のこの実施の形態において、セ
ル５１は開口部５６の近傍に永久的に設置されている。
バネ６７の機能は、回路５８と表面６５ａとの間に設置
される、回路５８の横方向の寸法とほぼ同じ直径を有す
る単一の圧縮バネによっても得ることができる。
【００２０】プレート６５には複数の穴が設けられてお
り、図２には一つの穴６５ｂのみが示されている。この
穴６５ｂはラジエータ５５の開口部５５ｃといっしょに
なって、チャンバ５３と外部との間にケーブル束５９を
通せるようにしている。この発明の有利な実施の形態に
おいては、チャンバ５３の中のセル５１の近傍にペルチ
ェ素子６８が配置されており、セル５１及び／あるいは
チャンバ５３の温度を、実施している測定の要件に応じ
て調節することが可能である。ペルチェ素子６８とセル
５１との間にはブロックサーモスタット６９が挟まれて
いて、ペルチェ素子６８への電気供給を制御するレギュ
レータを構成している。ペルチェ素子は、電流が供給さ
れると、電流の方向に応じて一方の側においては温度を
上昇させ他方の側においては温度を降下させるような熱
的効果を与える電子部品であることを思い起こす必要が
ある。従って、ユーザのオプションとして、また供給さ
れる電流の方向に応じて、この素子はセル５１及び／あ
るいはチャンバ５３を加熱するか、あるいは冷却する。
ペルチェ素子６８はブロック５２と接触するような形に
配置されている。その結果、これら二つの部材の間では
直接熱交換が行われる。そして、フィン５２ａのため
に、ペルチェ素子６８によって発生された、あるいは吸
収された熱量はブロック５２によって周囲温度と交換さ
れる。ブロック５２にフィンが設けられていなくても、
それはラジエータ５５と間接的に接触しており、このラ
ジエータ５５を介して熱交換が行われる。
り、図２には一つの穴６５ｂのみが示されている。この
穴６５ｂはラジエータ５５の開口部５５ｃといっしょに
なって、チャンバ５３と外部との間にケーブル束５９を
通せるようにしている。この発明の有利な実施の形態に
おいては、チャンバ５３の中のセル５１の近傍にペルチ
ェ素子６８が配置されており、セル５１及び／あるいは
チャンバ５３の温度を、実施している測定の要件に応じ
て調節することが可能である。ペルチェ素子６８とセル
５１との間にはブロックサーモスタット６９が挟まれて
いて、ペルチェ素子６８への電気供給を制御するレギュ
レータを構成している。ペルチェ素子は、電流が供給さ
れると、電流の方向に応じて一方の側においては温度を
上昇させ他方の側においては温度を降下させるような熱
的効果を与える電子部品であることを思い起こす必要が
ある。従って、ユーザのオプションとして、また供給さ
れる電流の方向に応じて、この素子はセル５１及び／あ
るいはチャンバ５３を加熱するか、あるいは冷却する。
ペルチェ素子６８はブロック５２と接触するような形に
配置されている。その結果、これら二つの部材の間では
直接熱交換が行われる。そして、フィン５２ａのため
に、ペルチェ素子６８によって発生された、あるいは吸
収された熱量はブロック５２によって周囲温度と交換さ
れる。ブロック５２にフィンが設けられていなくても、
それはラジエータ５５と間接的に接触しており、このラ
ジエータ５５を介して熱交換が行われる。
【００２１】図には示されていないこの発明の実施の形
態においては、セル５１のコネクタソケットがその周辺
部に設けられていて、水平方向に延びている。サポート
６６の対応するコネクタピンは水平方向に設けられてい
る。セル５１の上方に、装置の熱効率及び反応時間を改
善するための第２のペルチェ素子を設置することも可能
である。図に示されている二つの装置は、非常にコンパ
クトで、場所の移動が容易であり、電力消費が小さいと
いう利点を有している。従って、これらの装置は実験室
の外で使用することができ、特に測定を行う場所で使用
することができる。ケーブル束９、５９によって、使い
やすくするためのラップトップコンピュータなどの制御
装置への接続が可能である。
態においては、セル５１のコネクタソケットがその周辺
部に設けられていて、水平方向に延びている。サポート
６６の対応するコネクタピンは水平方向に設けられてい
る。セル５１の上方に、装置の熱効率及び反応時間を改
善するための第２のペルチェ素子を設置することも可能
である。図に示されている二つの装置は、非常にコンパ
クトで、場所の移動が容易であり、電力消費が小さいと
いう利点を有している。従って、これらの装置は実験室
の外で使用することができ、特に測定を行う場所で使用
することができる。ケーブル束９、５９によって、使い
やすくするためのラップトップコンピュータなどの制御
装置への接続が可能である。
【００２２】さらに、使用するセルが小型であることと
高速の応答時間を有することを考慮すると、この装置は
等温の囲いの中に閉じ込めずに使用することができる。
これによって、価格は妥当なレベルに抑えられ、小型化
が可能である。図には示されていないこの発明の実施の
形態においては、ケーブル束９、５９を通せるようにな
っているプラグで開口部５ｃ、６５ｂを密閉するような
設計にすることができる。このプラグによって、チャン
バ３、５３を周囲雰囲気と隔離することが可能である。
高速の応答時間を有することを考慮すると、この装置は
等温の囲いの中に閉じ込めずに使用することができる。
これによって、価格は妥当なレベルに抑えられ、小型化
が可能である。図には示されていないこの発明の実施の
形態においては、ケーブル束９、５９を通せるようにな
っているプラグで開口部５ｃ、６５ｂを密閉するような
設計にすることができる。このプラグによって、チャン
バ３、５３を周囲雰囲気と隔離することが可能である。
【００２３】熱的特性を測定しようとする材料が固体で
あっても液体であっても気体であっても、その材料の特
性に関係なくこの装置を使用することができる。また、
この装置を使ってセルの上に並べて配置されたいくつか
のサンプルの特性を同時に測定することが可能である。
図に示されていないこの発明の変形においては、測定セ
ルはサンプルの質量あるいは質量の変動を求めるのに適
している。実際、サンプルの質量は、それが物理−化学
反応に影響し、その反応が質量の変動につながる程の、
サンプルの反応特性の一つである。質量の測定は任意の
適当な方法、さらに詳しくはセルを支持している機械シ
ステムを平衡させるのに使われるエネルギの測定によっ
て行うことができる。
あっても液体であっても気体であっても、その材料の特
性に関係なくこの装置を使用することができる。また、
この装置を使ってセルの上に並べて配置されたいくつか
のサンプルの特性を同時に測定することが可能である。
図に示されていないこの発明の変形においては、測定セ
ルはサンプルの質量あるいは質量の変動を求めるのに適
している。実際、サンプルの質量は、それが物理−化学
反応に影響し、その反応が質量の変動につながる程の、
サンプルの反応特性の一つである。質量の測定は任意の
適当な方法、さらに詳しくはセルを支持している機械シ
ステムを平衡させるのに使われるエネルギの測定によっ
て行うことができる。
【図１】この発明による測定装置の第１の実施の形態の
断面図である。
断面図である。
【図２】この発明による測定装置の第２の実施の形態を
示す、図１と類似した断面図である。
示す、図１と類似した断面図である。
１ セル １ａ 中央領域 １ｂ 周辺領域 ２、５２ ブロック ３ チャンバ ４ スカート ５ ラジエータ ５ａ 支持面 ５ｂ フィン ５ｃ 開口部 ６ 開口部 ７ ジョイント ８ 電子回路 ９ ケーブル束 １０ 密閉部材 １０ａ チャンネル １１ スリーブ １２ 坩堝 ５１ セル ５１ａ 中央領域 ５１ｂ 周辺領域 ５１ｃ コネクタピン ５２ ブロック ５２ａ フィン ５３ チャンバ ５４ スカート ５５ ラジエータ ５５ｂ フィン ５５ｃ 開口部 ５６ 開口部 ５８ 回路 ５９ ケーブル束 ６０ 密閉部材 ６５ プレート ６５ａ 支持面 ６５ｂ開口部 ６６ サポート ６７ バネ ６８ ペルチェ素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピエール・ル・パーラー フランス国 69300 カルール，シュマ ン・ド・クレピュー 35 (72)発明者 ジャン・ルイ・ドドン フランス国 69300 カルール，ル・ピ エール・ブルゲオイ 11 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 25/00 G01N 25/18
Claims (11)
- 【請求項１】 固体、液体、もしくは気体の材料から成
る一つもしくは複数のサンプルの熱的特性及び／もしく
は反応特性の測定装置であって、表面の二つの領域（１
ａ、１ｂ；５１ａ、５１ｂ）の間の温度差を検出するの
に適した電子部品によって構成された測定セル（１、５
１）と、前記測定セルを収容する内部チャンバ（３、５
３）を構成する熱的慣性ブロック（２、５２）とを有
し、該ブロックは前記測定セルの上方に配置された開口
部（６、５６）と、前記チャンバを取り囲むスカート
（４、５４）とを有しており、該スカートがほぼ水平方
向の支持面（５ａ、６５ａ）まで垂直方向に下方へ延び
ている測定装置。 - 【請求項２】 前記ブロック（２、５２）がアルミニウ
ムのような金属から形成されている請求項１記載の測定
装置。 - 【請求項３】 前記開口部（６）のための密閉部材（１
０）が設けられており、該密閉部材がサンプルを挿入す
るためのチャンネル（１０ａ）を中央に備えている請求
項１記載の測定装置。 - 【請求項４】 前記測定セル（１）に取り付けられた管
状のスリーブ（１１）を備えており、該スリーブがサン
プルを収容している坩堝（１２）を保持するのに適して
いる請求項１記載の測定装置。 - 【請求項５】 少なくとも一つのペルチェ素子（６８）
が設けられており、該ペルチェ素子が前記内部チャンバ
（５３）の中において測定セル（５１）の近傍に設置さ
れている請求項１記載の測定装置。 - 【請求項６】 前記測定セル（５１）が、開口部（５
６）の方向の弾性引き戻し部材（６７）によって支持さ
れている請求項１記載の装置。 - 【請求項７】 前記弾性引き戻し部材が少なくとも一つ
の圧縮バネ（６７）からなっており、この圧縮バネが、
前記測定セルへ接続されていてそれを支持しているプリ
ント回路５８と、ほぼ水平方向の支持面６５ａとの間に
挿入されている請求項６記載の測定装置。 - 【請求項８】 固体部材（５、５５、５２）を有してお
り、該固定部材に熱交換面を構成するフィン（５ｂ、５
５ｂ、５２ａ）が設けられている請求項１記載の測定装
置。 - 【請求項９】 前記支持面（５ａ、６５ａ）が、内部チ
ャンバ（３、５３）と外部との間を連通する少なくとも
一つの穴（５ｃ、６５ｂ）を有している請求項１記載の
測定装置。 - 【請求項１０】 前記セル（１、５１）に電源の供給を
行うとともにこれを制御するためのケーブル束（９、５
９）が前記連通用の穴（５ｃ、６５ｂ）を通っている請
求項９記載の測定装置。 - 【請求項１１】 前記セル（１、５１）がサンプルの質
量もしくは質量の変動を求めるのに適している請求項１
記載の測定装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR97:02959 | 1997-03-07 | ||
| FR9702959A FR2760530B1 (fr) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | Dispositif de mesure des proprietes thermiques et/ou reactionnelles d'un ou plusieurs echantillons de matiere |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10253558A JPH10253558A (ja) | 1998-09-25 |
| JP3335899B2 true JP3335899B2 (ja) | 2002-10-21 |
Family
ID=9504673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05226398A Expired - Fee Related JP3335899B2 (ja) | 1997-03-07 | 1998-03-04 | 熱的特性及び／もしくは反応特性の測定装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6062727A (ja) |
| EP (1) | EP0863397A1 (ja) |
| JP (1) | JP3335899B2 (ja) |
| FR (1) | FR2760530B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102768161A (zh) * | 2012-08-15 | 2012-11-07 | 重庆大学 | 一种块煤裂解在线监测实验装置及方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100369712B1 (ko) * | 1999-08-20 | 2003-01-29 | 금호산업 주식회사 | 에스-에스비알 분석법 |
| US20110164652A1 (en) * | 2010-01-05 | 2011-07-07 | Refalo Lee A | Differential Thermoelectric Cooler Calorimeter |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4117712A (en) * | 1976-01-23 | 1978-10-03 | Armstrong Cork Company | Emissimeter and method of measuring emissivity |
| US4303615A (en) * | 1980-06-02 | 1981-12-01 | Fisher Scientific Company | Crucible with lid |
| JPS57113332A (en) * | 1980-12-30 | 1982-07-14 | Horiba Ltd | Compensating thermopile detector |
| JPS6141978A (ja) * | 1984-08-06 | 1986-02-28 | Hitachi Ltd | 可搬型温度試験装置 |
| GB8528517D0 (en) * | 1985-11-20 | 1985-12-24 | United Biscuits Ltd | Radiant heat measurement |
| JPH0242371A (ja) * | 1989-07-19 | 1990-02-13 | Hitachi Ltd | 可搬型温度試験装置 |
| DE3925391A1 (de) * | 1989-08-01 | 1991-02-07 | Braun Ag | Thermosaeule |
| US5520866A (en) * | 1994-08-09 | 1996-05-28 | Cytec Technology Corp. | Process for the preparation of friction materials containing blends of organic fibrous and particulate components |
-
1997
- 1997-03-07 FR FR9702959A patent/FR2760530B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-02-25 US US09/030,225 patent/US6062727A/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-03-04 JP JP05226398A patent/JP3335899B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-03-05 EP EP98420042A patent/EP0863397A1/fr not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102768161A (zh) * | 2012-08-15 | 2012-11-07 | 重庆大学 | 一种块煤裂解在线监测实验装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0863397A1 (fr) | 1998-09-09 |
| JPH10253558A (ja) | 1998-09-25 |
| FR2760530A1 (fr) | 1998-09-11 |
| FR2760530B1 (fr) | 1999-04-16 |
| US6062727A (en) | 2000-05-16 |
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