JPH02189456A - 常磁性特性を有する物質の成分の測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、混合物質中の常磁性特性を有する物質の例え
ば酸素の成分の測定装置であって、該混合物質は装置ケ
ーシングの中において回転可能なキュベツト装置により
、４個のまたはそれより多い偶数個の磁界ソース装置を
通過可能にされており、該磁界ソースにはそれぞれコイ
ル装置が、該コイル装置の中で常磁性物質により生ぜさ
せられる磁束変化を電気信号に変換するために配属され
ており、この場合、磁界ソースの磁化の極性と、磁界ソ
ースの測定磁界コイルの磁化の極性とは、交番的な配列
で組み合わされている、常磁性特性を有する物質の成分
の測定装置に関する。

従来技術 この種の装置はドイツ連邦共和国特許出願公開公報第３
５４４９６７号公報に示されているこの公知の磁界ソー
ス装置は４個またはそれより多くの偶数個の磁石からま
たは磁界フィルから構成されており、これらはケーシン
グ中で回転可能なキュベツト装置の回転端面の両側に設
けられている。

磁界ソースの各々にはコイルが巻回されており、このコ
イルは、常磁性材料により生ぜさせられる磁界の変化を
検出して評価装置へ伝送することができる。磁界ソース
の磁界方向と測定コイルの磁界方向とは、漂遊磁界によ
るまたは伝送装置による障害が補償されるように、設定
されている。測定結果は実質的に磁力線による測定キュ
ベツトの貫通に依存するため、互いに対向する磁界ソー
スと測定磁界コイルとの特別に正確な軸線の芯合わせが
必要とされる。わずかなずれでさえも異なる磁束密度と
して現われるようになり、そのため不所望の測定値変動
が生じてしまう。さらに必要とされることは、測定キュ
ベツトの回転を、振動が少ないように構成するために、
駆動軸の著しく正確でかつ高価な軸受けが必要とされる
。キュベツト回転中は、磁界ソースの磁力線が種々異な
る量で、個々のキュベツト区間を貫通する。そのため一
定の磁束の磁界ソースが、回転運動中に、キュベツト装
置の個々の測定区間を異なる起電力（電圧）で貫通する
。その結果、測定信号は、測定キュベツトの磁界中への
侵入時には、わずかな値から最大値へ上昇し、直ちに最
大の起磁力に達せられ、次に磁界から出てゆく際に測定
信号は相応に再び減少する。この信号変動は、測定値変
動を除去すべき限り、測定値処理のために付加的な費用
を必要とする。駆動軸のこの構成により、磁界ソース装
置を貫通し−Ｃ１通常は金−の駆動軸に起因して漂遊磁
界が発生する。この漂遊磁界はキュベツトと共に回転し
て測定結果を誤らせる。

発明の解決すべき問題点 本発明の課題は物質の常磁性特性を測定するための前述
の装置を次のように改善することである。即ちキュベツ
トの磁界貫通への外部の障害の影響の作用を低減し、さ
らに測定特性を、磁界発生用の複数個の装置の位置に互
いに無関係にし、この場合、測定装置全体の構造を一層
簡単にかつ組み立てを一層容易にするように、改善する
ことである。さらにキュベツト回転中にキュベツト装置
を貫通する磁界ができるだけ一定になるようにすべきこ
とである。

問題点を解決するための手段 この課題は本発明により、装置ケーシングの中において
磁界ソースの装置が、キュベツト装置の、駆動軸とは反
対側の回転面の側だけに対向するように取りつけられて
おり、さらに磁界ソースの装置は支持体プレートを有し
該支持体プレート上に、測定磁界コイルを支持する磁界
ソースが取り付けられており、該磁界ソースはそれらの
端面がキュベツト装置へ向けられている構成により解決
されている。

磁界ソースを片側に配置することにより、異なる磁界ソ
ースおよび測定磁界フィルの困難な組み立ておよび軸線
の芯合わせが行なわなくてすむようになる。

駆動軸が磁界を貫通しないため、変動する漂遊磁界によ
る障害が回避される。この種の装置の構成は次のように
簡単にできる。即ち、軸およびこの軸に固定されたキュ
ベツト装置を有する駆動モータを含む個別の駆動ブロッ
クが、別個の磁界部材と組み合わされていることにより
簡単にされる。これらの駆動ブロックと磁界部材は、両
方ともそれ自体で前記の課題充足に関連づけて最適化す
ることができる。これにより測定中の信号変動が低減さ
れ、さらに著しく高い回転周波数においても、−層高い
機械的な安定性が達せられる。

特別に有利なキュベツト装置は円形ディスクから＊成さ
れる。この円形ディスクは次のように構成された（回転
軸対称の）切欠を有する、即ち磁界ソースの一方の端面
を完全に露出させる位置に一方の切欠の位置においては
、所属の磁界ソースのその都度に隣り合う端面を切欠の
輪郭部が開かないようにし、この場合、切欠の輪郭部を
通って部分的にだけ露出される複数個の端面の横断面積
の和が実質的に一定に保持されるように、円形ディスク
が構成される。キュベツト装置のこの種の構成により、
回転運動の各時点において、測定キュベツトの近似的に
−様な磁束の貫通が達成できるようになる。磁界ソース
の一方が完全に切欠の中に現われる時はその都度に隣り
合う磁界ソースはまだ完全におおわれている；次に進行
するキュベツトの回転運動により当該の磁界ソースの端
面が部分的に被われると、直ちに隣り合う磁界ソースの
相応の部分が、進行する切欠により露出される。

このようにして磁界ソースは、できるだけ大きい測定信
号に対する前提としての一定の誘導電圧用の磁気ソース
として作用する。

磁界ソースは好適に、磁化可能な材料から成るコアとす
ることができる。このコアは、ディスク状の磁石プレー
トとして構成された支持プレート上に取り付られている
。次にコアに、それらに配属される測定磁界コイルが巻
回される。磁界ソースの別の実施例は電流コイルとして
構成され、この電流コイルは支持グレート上に取り付け
られさらに測定磁界コイルにより囲まれている。

切欠輪郭部の特別に有利な形状は、回転軸に円心的に延
在する円形リングセグメントにより形成される。このセ
グメントの寸法は次のように選定されている、即ちキュ
ベツトの回転運動中にセグメントが磁界ソースの端面上
方を通過する際に、磁気ソースの端面を完全に露出する
ように、選定されている。

同様に良好な切欠輪郭部は、回転軸を中心に同心的に延
在するじん臓形の切欠により形成される。

磁界ソースとして磁化可能なコアがディスク状の永久磁
石の上に設けられ、コアが等ポテンシャルのディスクと
して用いられる、良好な導磁材料から成るプレートを介
して結合されることにより、等ポテンシャル特性の改善
が達成できる。

この目的に適する材料として、高透磁性の鉄コバルト合
金が等ポテンシャルのディスクに対して用いられる。

キュベツト装置のための駆動ユニットと駆動モータとの
間の振動の減結合を一層大きくするための構成として、
駆動ケーシングに迷路状の壁部を設け、この壁部の振動
減結合が磁気ソースへの物体振動の伝達を回避する。

実施例の説明 次に本発明の実施例を図面を用いて説明する第１図に装
置ケーシングｌが示されている。

このケーシング中で、磁石プレート２は鉄コア３．５の
ための支持体として用いられる。鉄コアは等ポテンシャ
ルのグレートＩＩを介して互いに結合されている。磁気
プレート２の極性は記号ＮとＳで示されている。コア３
．５はその所属の測定磁界コイル７．９により囲まれて
いる。コア３．５の端面１２は、ディスク状のキュベツ
ト装置１５の切欠１３．１４の方向へ向いている。キュ
ベツト装置は軸ジヤーナル１６に取り付けられている。

軸ジヤーナルは駆動モータ１８の軸１７に取り付けられ
ておりさらに軸受１９において回転される。モータ１８
とモータ支持体２０は、迷路状に形成された壁部材２１
を介して、互いに結合されている。検査ガスの案内は、
測定室２４へ連通しているガス案内管２３を介して行な
われる。この測定室はキュベラ）１５の回転領域の中へ
達してここから出口２５を介して周囲へ導かれる。

第２図にキュベツト装置１５の平面が示されている。こ
の場合、モータ１８と、迷路状壁部２１を有するモータ
支持体２０とから構成されている駆動ユニットは取り除
かれている。キュベツト１５はケーシングｌにおける軸
１７を介して、回転方向矢印２６の方向へ、回転可能に
設けられている。ディスクとして構成されたキュベラ１
−１５は、軸を中心に対向する、じん臓に似た形の２つ
の切欠１３．１４を有する。この切欠は、図示の位置に
おいて、コア３，５の端面１２を完全に開放する。相応
の隣り合うコア４．６は、各々の切欠１３．１４の輪郭
によりちょうど接触されるが、しかし端面はまだ開かれ
ていない。キュベラ１−１５が矢印２６の方向へ回転す
ると、コア３．５はそれらの開かれる貫通路が、切欠１
３．１４を通って取り出される。この場合、コア４．６
の端面ば相応の面積量で切欠１３．１４の中へ侵入し、
そのためコア３．５の、進行するしゃへい作用により減
少される磁界の貫通量が、コア４，６の、増加に向って
開かれてゆく磁界により実質的に補償される。測定磁界
コイル３．５の巻線方向と測定磁界コイル４，６の巻線
方向とは互い違いである。そのため第３図に示されてい
る様に、常磁性材料の中へ、磁界が消滅方向で侵入する
際にコイル７．９の中へ発生される磁束が取り出される
と、正の電圧が発生される。これに対してコイル８．Ｉ
Ｏにおいては前記とは巻線方向が逆である。そのため切
欠１３，１４を通る磁束が増加に向うと、コイル８．１
０に発生される磁束増加も正の電圧を生ぜさせる。この
ようにして４つの個別コイル７．８．９．１０の−様な
起電力にもとづく測定信号により、実質的に−様な一定
の全体信号が得られる。

第３図は第１図の部分断面を示す。この場合、磁界プレ
ート２だけがその上に置かれた等ポテンシャルのプレー
ト１１と共に、示されている。この等ポテンシャルプレ
ート上にコア３゜４．５．６が、それらに所属の磁界コ
イル７゜８．９．１０と共に示されている。コア３．４
５．６における磁束の方向はそれぞれ白い矢印２７によ
り示されている。測定磁界コイル７８．９．１０の巻線
方向はコイル体に付された黒点により示されている。こ
の場合、測定磁界コイル７．８．９．ｔｏの中に発生さ
れる磁界の流れの方向は細い矢印２８により示されてい
る。信号の取り出しは信号線路２９から行なわれる。こ
の場合、個々の測定コイル７．８゜９．１０は接続線路
３０を介して互いに接続されている。

第４図は個々のコア３，４．５．６における磁束Ｉ３〜
Ｉ６の時間変化をこれらに所属の測定コイル７．８，９
．１０の中で発生される個々の電圧信号Ｕ７〜ＵｔＯと
共に示した波形図および、信号線路２９から取り出され
る全体電圧Ｕの時間変化の波形図を示す。この場合、時
間ｔはキュベツト１５の回転運動の経過を示す。

発明の効果 本発明より外部からの障害作用を実質的に受けない、か
つキュベツト装置を貫通ずる磁束の和が一定に保持され
したがって常磁性特性を有する物質の測定精度が著しく
向上した測定装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は常磁性の測定装置の断面図、第２図は駆動ユニ
ットにおけるキュベツトを取り出して示した平面図、第
３図は磁束ソースに対しての磁界コイルの巻線方向を示
す断面図、第４図は発生される測定信号の時間経過図を
示す。 ｌ・・・装置ケーシング、２・・・磁石プレート、３４
．５．６・・・鉄コア、７，８．９．１０・・・測定コ
イル、■ｌ・・・等ポテンシャルのプレート、１２・・
・コアの端面、１３．１４・・・断面、１５・・・キュ
ベツト装置、１６・・・軸ジヤーナル、１７・・・軸、
１８・・・駆動モータ、１９・・・軸受け、２０・・・
モータ支持体、２１・・・壁部、２３・・・ガス案内部
材、２４・・・測定室、２５・・・出口、２９・・・信
号線路 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、混合物質中の常磁性特性を有する物質の成分の測定
   装置であって、該混合物質は装置ケーシングの中におい
   て回転可能なキュベット装置により、４個のまたはそれ
   より多い偶数個の磁界ソース装置を通過可能にされてお
   り、該磁界ソースにはそれぞれコイル装置が、該コイル
   装置の中で常磁性物質により生ぜさせられる磁束変化を
   電気信号に変換するために配属されており、この場合、
   磁界ソースの磁化の極性と、磁界ソースの測定磁界コイ
   ルの磁化の極性とは、交番的な配列で組み合わされてい
   る、常磁性特性を有する物質の成分の測定装置において
   、装置ケーシング（１）の中において磁界ソースの装置
   が、キュベット装置（１５）の、駆動軸（１７）とは反
   対側の回転面の側だけに対向するように取りつけられて
   おり、さらに磁界ソースの装置は支持体プレート（２）
   を有し該支持体プレート上に、測定磁界コイル（７、８
   、９、１０）を支持する磁界ソース（３、４、５、６）
   が取り付けられており、該磁界ソースはそれらの端面が
   キュベット装置（１５）へ向けられていることを特徴と
   する常磁性特性を有する物質の成分を測定する装置。 ２、キュベット装置が回転軸に対して対称な切欠（１３
   、１４）を有し、該切欠の構成において、切欠（１３、
   １４）の一方が磁界ソース（３、５）の一方の端面を露
   出全開する位置においては、所属の磁界ソース（４、６
   ）の、それぞれ隣り合う端面（１２）が切欠輪郭部（１
   ３、１４）により開かれないようにされ、さらに回転運
   転中に切欠輪郭部（１３、１４）により部分的にだけ露
   出して開かれる、複数個の端面（１２）の横断面積の和
   が実質的に一定であるようにした請求項１記載の装置。 ３、支持プレートが磁石プレート（２）として構成され
   ており、該磁石プレート上に鉄コア（３、４、５、６）
   として形成された磁界ソースが取り付けられており、該
   鉄コアのまわりに測定磁界コイル（７、８、９、１０）
   が巻回されている請求項１又は２記載の装置。 ４、切欠が、回転軸に対して同心的に延在する円形リン
   グセグメント（１３、１４）であるようにした請求項２
   から３までのいずれか１項記載の装置。 ５、切欠が、回転軸に対してじん臓の形状に延在する輪
   郭部（１３、１４）を有するようにした請求項２から３
   までのいずれか１項記載の装置。 ６、コア（３、４、５、６）が、等ポテンシャルのディ
   スクとして用いられる、良好な導磁性材料から成るプレ
   ートを介して結合されており、該プレート上に磁石プレ
   ート（２）が取り付けられている請求項３から５までの
   いずれか１項記載の装置。 ７、等ポテンシャルのディスク（１１）が高透磁率の鉄
   ・コバルト合金から構成されている請求項６記載の装置
   。 ８、キュベット装置（１５）の駆動がモータ（１８）に
   より行なわれるようにし、該モータが、迷路状の壁部（
   ２１）を有するモータ支持体（２０）を介して、ケーシ
   ング（１）に取り付けられている請求項１から７までの
   いずれか１項記載の装置。