JP6904408B2 - 黒鉛炉および黒鉛炉で使用される変圧器 - Google Patents
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Description
本発明は、黒鉛炉および黒鉛炉で使用される変圧器に関する。
原子吸光分光光度計は、被検査元素ランプから放出される特徴スペクトル線が試料を原子化して発生した原子蒸気を通過することによって、蒸気中に被検査元素の基底状態の原子に吸収され、放射線光の強度が弱まる程度により、試料の中に元素の含有量を待つことを求めているものである。原子吸光分光光度計の一種として、黒鉛炉原子吸光分光光度計が広く用いられており、黒鉛炉原子吸光分光光度計は、昇温速度が速い、絶対感度が高い利点がある。黒鉛炉原子吸光分光光度計は、化合物を遊離原子蒸気に分解するアトマイザーとしての黒鉛炉を有する。
従来の技術において、黒鉛炉原子吸光分光光度計で分析計測を行う時、黒鉛炉の変圧器の温度が許容範囲から外れないために、二回の分析計測の間に変圧器の温度を下げるための冷却待ち時間がソフトウェアによって設定されている。比較的余裕のある冷却待ち時間で、変圧器温度がかなり低いレベルまで下がり、変圧器の使用寿命や性能には影響がなかった。
しかしながら、原子吸光分光光度計黒鉛炉法の分析計測速度を最大限度まで上げるために、手段として変圧器の冷却待ち時間の短縮容易に考えられるが、変圧器の冷却待ち時間が短縮されると、変圧器の温度が以前より上昇し、許容範囲を超えたら使用寿命や性能に影響を及ぼす。現在の問題点は動作中の変圧器の温度が許容範囲内に入っているかどうかの問題である。黒鉛炉の正常動作時に変圧器の温度が許容範囲内にあることを確保するために、変圧器の温度を監視する必要がある。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、本発明は、温度を検知する仕組みを具備した黒鉛炉の変圧器を使用して黒鉛炉の変圧器に対して温度監視を行うことにより、正常動作時に変圧器の温度が許容範囲内にあることを確保して安全面の性能向上を実現でき、かつ分析計測する時、必要以上に分析計測速度を制限する必要がないため、変圧器容量を変えずに速度を上げられる黒鉛炉の変圧器を提供することを目的とする。
上記目的を実現するために、本発明に係る黒鉛炉は、変圧器と温度監視ユニットとを備え、前記変圧器は、前記変圧器の一次コイルと二次コイルとの間に配置された熱伝導部材と、前記熱伝導部材に接続され、前記熱伝導部材から伝導される温度を検出して温度測定値を得るための温度センサ組立品と、を有し、前記温度監視ユニットには、第１の閾値が予め設定され、前記温度センサ組立品からの前記温度測定値を受信し、前記温度測定値が前記第１の閾値よりも大きい場合、前記変圧器の動作を停止させるように指示することを特徴とするものである。
この発明によれば、黒鉛炉の変圧器に対して温度監視を行うことにより、正常動作時に変圧器の温度が許容範囲内にあることを確保して安全面の性能向上を実現でき、かつ分析計測する時、必要以上に分析計測速度を制限する必要がないため、変圧器容量を変えずに速度を上げられる。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
黒鉛炉原子吸光分光光度計は、アトマイザーとしての黒鉛炉を備えており、本実施の形態の黒鉛炉では、変圧器１と温度監視ユニット６とが設けられ、変圧器１により黒鉛炉を加熱して分析計測を行い、温度監視ユニット６は変圧器１の温度を監視するためのものである。
図１は本実施の形態に係る変圧器の概略模式図である。図１に示すように、変圧器１の一次コイルと二次コイルとの間に熱伝導部材２が配置された。変圧器では、一次コイルと二次コイルとの間の温度が最も高いため、熱伝導部材が一次コイルと二次コイルとの間に配置されており、温度測定値が変圧器の最高温度であることが保証される。
本実施の形態では、アルミニウムの熱伝導性が良く、コストが低く、変圧器の仕事に影響を与えることはないので、この熱伝導部材２をアルミブロックとする。これに限定されるものではなく、熱伝導性の良い他の材料を用いてもよい。
図２は熱伝導部材２の平面図であり、図３は熱伝導部材２の側面図である。
図２、図３に示すように、熱伝導部材２の先端には凹部２１が形成され、前記凹部２１には雌ねじが形成され、この凹部２１は温度センサ組立品３に接続するためのものである。
図４は温度センサ組立品３を示す構造図である。図４に示すように、温度センサ組立品３はハウジング３１を有し、このハウジング３１の熱伝導部材２の先端と相対した端面には凸部３１１が形成され、凸部３１１には雄ねじが形成される。
ハウジング３１の内部に温度センサ３２が配置されており、温度センサ３２は、熱伝導性の接着剤によってハウジング３１内に固定されている。例えば、温度センサ３２は、ＰＳＢ−Ｓ３型温度センサとすることができる。温度センサ３２の一端には、温度測定値を伝送するためのケーブル４および接続端子５が接続されている。
ねじ山でハウジング３１の凸部３１１の雄ねじと熱伝導部材２の凹部２１の雌ねじと結合することができ、これにより温度センサ組立品３が熱伝導部材２上に固定されている。変圧器１の温度は、熱伝導部材２を介して温度センサ３２に伝達される。温度センサ３２は、温度を感知して温度測定値を生成し、ケーブル４および接続端子５を介して温度測定値を送信する。
図５は温度センサ組立品３と温度監視ユニット６を示す回路ブロック図である。
図５に示すように、温度センサ組立品３から引き出されたケーブル４および接続端子５は、温度監視ユニット６に接続されている。
温度監視ユニット６は、例えばＣＰＵ基板であり、温度センサ３２から送信された温度測定値は、ケーブル４及び接続端子５を介してＣＰＵ基板に送信され、ＣＰＵ基板は、アナログ−デジタル変換回路を介して温度センサのデータをＣＰＵに送信する。ＣＰＵは変圧器１の温度を監視する。
温度監視ユニット６には、第１の閾値（例えば、１５０℃）が予め設定されている。第１の閾値は、変圧器の妥当な動作温度を示している。変圧器の温度が第１の閾値よりも低い場合、変圧器が妥当な温度範囲にあることを示す。
以下、動作時における変圧器１の動作について説明する。
黒鉛炉法の分析計測を行うために、まず、操作者が黒鉛炉内の変圧器１を起動し、黒鉛炉が加熱し始め、黒鉛炉内の試料が分解し始める。一次コイルと二次コイルとの間に位置する熱伝導部材２は、接続された温度センサ組立品３に温度を伝達し、温度センサ組立品３内の温度センサ３２は、変圧器１の温度を感知して温度測定値を生成し、生成された温度測定値は、ケーブル４及び接続端子５を介して温度監視ユニット６に送信される。温度監視ユニット６は、温度センサ３２からのデータをＡ／Ｄ変換して変圧器１の温度を監視する。温度監視ユニット６には、第１の閾値が設定され、温度センサ３２からの温度測定値を受信し、監視された温度測定値が第１の閾値に達していない場合、変圧器１は妥当な温度範囲内で正常に動作する。監視された温度測定値が第１の閾値よりも大きい場合、変圧器１は妥当な温度範囲内になく、温度監視ユニット６は変圧器１に動作停止を指示する。変圧器１の停止後、変圧器１の温度が急激に低下し、約数十秒後操作者が手動で変圧器１を再起動させ、次回の分析計測を開始する。
これにより、分析計測の時に黒鉛炉の変圧器に対して温度監視を行うことにより、正常動作時に変圧器の温度が許容範囲内にあることを確保して安全面の性能向上を実現でき、かつ分析計測する時、必要以上に分析計測速度を制限する必要がないため、変圧器容量を変えずに速度を上げられる。
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。具体的な構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であり、上記実施の形態は任意に組み合わせることができる。
例えば、上記実施の形態では、温度監視ユニットが変圧器に対して動作停止を指示した後に、約数十秒後操作者が手動で変圧器を再始動させたが、この時間は把握が難しく、通常に経験に基づいて取得するものである。従って、温度監視ユニットにさらに第１の閾値よりも小さい第２の閾値が予め設定され、変圧器が停止した後、温度測定値が第２の閾値よりも小さい場合にのみ、変圧器の再作業が許されることもできる。また、温度監視ユニットにさらに規定時間が予め設定され、変圧器が停止した後、規定時間を経過した場合にのみ、変圧器の再作業が許されることもできる。
例えば、上記実施の形態では、熱伝導部材と温度センサ組立品とをねじ山により接続したが、スナップなどの他の手段で接続してもよい。
符号の説明
１…変圧器
２…熱伝導部材
２１…凹部
３…温度センサ組立品
３１…ハウジング
３１１…凸部
３２…温度センサ
４…ケーブル
５…接続端子
６…温度監視ユニット
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Claims (10)
- 黒鉛炉であって、
前記黒鉛炉を加熱するための変圧器と、前記変圧器の温度を監視するための温度監視ユニットとを備え、
前記変圧器は、
前記変圧器の一次コイルと二次コイルとの間に配置された熱伝導部材と、
前記熱伝導部材に接続され、前記熱伝導部材から伝導される温度を検出して温度測定値を得るための温度センサ組立品と、を有し、
前記温度監視ユニットには、第１の閾値が予め設定され、前記温度センサ組立品からの前記温度測定値を受信し、前記温度測定値が前記第１の閾値よりも大きい場合、前記変圧器の動作を停止させるように指示することを特徴とする、黒鉛炉。 - 前記温度センサ組立品はハウジングを有し、
前記ハウジングの内部には温度センサが配置され、前記温度センサはケーブルおよび接続端子を介して前記温度監視ユニットに接続される、請求項１に記載の黒鉛炉。 - 前記温度監視ユニットには、さらに、前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値が予め設定され、前記変圧器が停止した後、前記温度測定値が前記第２の閾値よりも小さい場合にのみ、変圧器の再作業が許される、請求項１に記載の黒鉛炉。
- 前記温度監視ユニットには、さらに、規定時間が予め設定され、前記変圧器が停止した後、前記規定時間を経過した場合にのみ、変圧器の再作業が許される、請求項１に記載の黒鉛炉。
- 前記熱伝導部材は、ねじ山で前記温度センサ組立品に接続される、請求項１に記載の黒鉛炉。
- 前記温度センサ組立品はハウジングを有し、前記ハウジングの内部には温度センサが配置され、
前記熱伝導部材の先端には凹部が形成され、前記凹部には雌ねじが形成され、
前記ハウジングの前記熱伝導部材の先端と相対した端面には凸部が形成され、前記凸部には雄ねじが形成される、請求項５に記載の黒鉛炉。 - 前記熱伝導部材はアルミブロックである、請求項１に記載の黒鉛炉。
- 黒鉛炉を加熱するための変圧器であって、
前記変圧器は、
前記変圧器の一次コイルと二次コイルとの間に配置された熱伝導部材と、
前記熱伝導部材に接続され、前記熱伝導部材から伝導される温度を検出して温度測定値を得るための温度センサ組立品と、を有することを特徴とする、変圧器。 - 前記温度センサ組立品はハウジングを有し、前記ハウジングの内部には温度センサが配置され、
前記熱伝導部材の先端には凹部が形成され、前記凹部には雌ねじが形成され、
前記ハウジングの前記熱伝導部材の先端と相対した端面には凸部が形成され、前記凸部には雄ねじが形成される、請求項８に記載の変圧器。 - 前記熱伝導部材はアルミブロックである、請求項８に記載の変圧器。
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