JPH06160263A - 質量変化量自動測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加熱乾燥部内に多数の試料を収容しても、そ
の収容位置に係わらず個々の試料が受ける熱量を均一化
し、高能率で再現性よく質量変化量を測定することので
きる装置を提供する。 【構成】 所定の時間ごとに加熱乾燥部２内での試料の
位置を変化させる試料位置変更手段と、その位置変更に
伴う個々の試料の座標位置を更新記憶する手段を備え、
試料の上記位置変更は、加熱乾燥部２内の載置台２１の
中心からの距離変更を含めたものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、試料の加熱前後におけ
る質量変化を自動的に測定することにより、例えば試料
の揮発分率、水分率、灰分率等を誘導することのできる
質量変化量自動測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、試料の加熱乾燥前後における質
量変化を測定することにより、試料の水分率や揮発分率
等を算出することができるが、この加熱乾燥処理および
その前後の質量測定を、試料のハンドリング操作を含め
て一貫して自動的に行う装置は既にある。

【０００３】この種の従来装置では、電子天びん等の質
量測定部、加熱乾燥部、ハンドリング機構および測定条
件の設定部等を備え、加熱乾燥処理前の試料質量を測定
した後、その試料をハンドリング機構によって加熱乾燥
部内に移載し、設定された加熱時間が経過した後、試料
をハンドリング機構によって加熱乾燥部から取り出し、
再び質量を測定するようになっている。

【０００４】ここで、この種の測定においては、試料の
加熱乾燥時間が長時間にわたることが多く、そのため、
加熱乾燥部内には多数の試料を収容し得るようにして、
測定能率の向上を図っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の装置
においては、加熱乾燥部内において試料を乾燥させてい
る間、各試料の位置は固定されているか、あるいは、各
試料が受ける熱量の均一化を目的として、せいぜい加熱
乾燥部内にターンテーブルを配置して、これを適宜に回
転させる対策が採られたものもある。

【０００６】加熱乾燥部内には一般に温度ムラが存在す
るため、多数の試料を収容して乾燥部内に固定するタイ
プのものでは、同一の加熱時間であっても、その固定位
置によって試料の受ける総熱量が大きく相違することに
なり、乾燥部内に置かれる位置によって得られる水分率
等の値が相違してしまうことになる。このタイプの装置
でこのような問題を避けて試料が受ける熱量を均一化す
るためには、加熱乾燥部内のごく一部にのみ試料を置く
ようにするしかなく、乾燥部の有効利用の阻害要因、ひ
いては測定能率低下の原因となっている。

【０００７】一方、加熱乾燥部内で試料を載置したター
ンテーブルを回転させるタイプのものでは、テーブルの
中心から同一の距離に置かれた試料については、相互に
同一の熱量を受けるものの、多数の試料を収容すべくタ
ーンテーブル上に同心円状に多重に試料を載せる場合に
は、各同心円上の試料については受ける熱量が相互に同
一となるものの、中心からの距離が異なる位置に置かれ
た試料間では、受ける熱量は同一とはならず、従ってこ
のタイプでも乾燥部内における試料の載置位置に応じて
得られる水分率等の値が相違してしまうことになる。

【０００８】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
ので、加熱乾燥部内に多数の試料を収容しても、その載
置位置に係わらず個々の試料が受ける熱量を均一化する
ことができ、高能率でしかも再現性よく質量変化量を測
定することのできる装置の提供を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の質量変化量自動測定装置は、試料の質量を
測定する質量測定部と、内部に複数の試料を載せ得る載
置台を有する加熱乾燥部と、少なくともこれら各部間で
試料を移動させるハンドリング機構と、試料の加熱時間
等の測定条件を設定する設定部を備え、設定された時間
分の加熱乾燥処理前後の試料の質量の変化量または変化
率を自動的に測定する装置において、所定の時間ごとに
加熱乾燥部内で試料の位置を変化させる試料位置変更手
段と、その位置変更に伴って加熱乾燥部内での個々の試
料の座標位置を更新記憶する記憶手段を備え、上記加熱
乾燥部内での試料の位置変更は、当該加熱乾燥部内の載
置台の中心からの距離の変更を含むことによって特徴づ
けられる。

【００１０】

【作用】加熱乾燥部内で加熱中の各試料は、適宜時間ご
とにその位置が変更され、しかもその位置変更は加熱乾
燥部内の載置台の中心からの距離の変更を含めたもので
あるから、単にターンテーブルを回転させるものに比し
て、加熱乾燥部内での温度ムラの影響がより一層除去さ
れ、設定された加熱時間中に個々の試料が受ける総熱量
をより均一化することが可能となる。また、加熱乾燥部
内での試料の位置変更に伴い、個々の試料の座標位置を
更新記憶することで、乾燥前後での各試料の質量データ
の混同を避けることができる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明実施例の構成図である。この実
施例においては、加熱乾燥処理前の試料質量を測定する
ための前測定用天びん１と、ヒータ（図示せず）を備え
た加熱乾燥部２、加熱乾燥後の試料を放冷するための放
冷室３、加熱乾燥処理後の試料質量を測定するための後
測定用天びん４、および試料棄却部５が順に配置されて
いるとともに、試料を移動させるためのハンドリング機
構６を備えている。

【００１２】被測定試料はそれぞれ試料容器Ｃ内に収容
された状態で、前測定用天びん１の近傍に設けられた台
１０上に用意される。ハンドリング機構６は、この台１
０上に置かれた試料を容器Ｃごと把持し、後述する手順
のもとに前測定用天びん１以下へと搬送していくように
なっている。

【００１３】ハンドリング機構６は、先端部に試料容器
Ｃを把持するためのハンド６１を有するとともに、ステ
ッピングモータ５２を駆動源としており、このステッピ
ングモータ６２は駆動回路部７からの駆動信号に基づい
て駆動制御される。

【００１４】加熱乾燥部２および放冷室３の内部には、
それぞれ多数個の試料容器Ｃを載置し得る円板状のター
ンテーブル２１ないしは３１が設けられており、このタ
ーンテーブル２１および３１はステッピングモータ２２
ないし３２の駆動によって回転が与えられるようになっ
ている。このステッピングモータ２２および３２も、上
述の駆動回路部７から供給される駆動信号によって駆動
制御されるようになっている。加熱乾燥部２内のターン
テーブル２１および放冷室３内のターンテーブル３１に
は、それぞれの回転中心軸Ａのまわりに同心円状に複数
列の試料載置位置が設定されている。なお、加熱乾燥部
２および放冷室３には、それぞれ開閉扉（図示せず）が
設けられており、試料の移動に際しては該当の扉が開か
れるようになっている。

【００１５】前測定用および後測定用の天びん１および
４は、上述の駆動回路部７とともにデータ処理・制御部
８に接続されている。データ処理・制御部８はパーソナ
ルコンピュータを主体としており、加熱乾燥時間や放冷
時間等の条件を設定するためのキーボード８１を備え、
後述するプログラムに基づいて、駆動回路部７に対して
指令信号を発して各ステッピングモータ２２，３２およ
び６２を駆動しつつ、各天びん１および４の出力をサン
プリングし、各試料についての乾燥前後における質量の
変化量を算出して、その結果をプリンタ９に印字し、あ
るいは内蔵のフロッピディスクに書き込むように構成さ
れている。

【００１６】図２はデータ処理・制御部８の動作プログ
ラムを表すフローチャートで、以下、この図を参照しつ
つ本発明実施例の作用を述べる。測定に先立ち、キーボ
ード８１を介して試料の加熱乾燥時間および放冷時間、
および移動インターバル等の条件を設定する。移動イン
ターバルは、加熱乾燥部２内および放冷室３内で試料を
移動させるインターバルを意味し、この移動インターバ
ルは、加熱乾燥時間に比して十分に短い時間に設定され
る。

【００１７】さて、システムに起動指令が与えられる
と、まず、設定条件を読み込んでイニシャライズを行
う。次に、ハンドリング機構６を駆動して、台１０上に
用意された試料を試料容器Ｃごと１個ずつ前測定用天び
ん１上に載せ、その状態で天びん１の出力をサンプリン
グした後、それぞれ加熱乾燥器部２内のターンテーブル
２１上に順に移送する。サンプリングした質量データ
は、各試料ごとに乾燥前質量データとして、ターンテー
ブル２１上へのそれぞれの載置位置座標とともに記憶さ
れる。

【００１８】その後、加熱乾燥部２内に試料を移送した
時刻と、設定された加熱乾燥時間とに基づく加熱乾燥終
了時刻が到来すると、各試料はハンドリング機構６によ
って放冷室３内のターンテーブル３１上に移送される
が、この加熱乾燥中において、あらかじめ設定された移
動インターバルに基づく試料の移動時刻が到来するごと
に、加熱乾燥部２内のターンテーブル２１を適宜角度だ
け回転させるとともに、ハンドリング機構６によって、
ターンテーブル２１上の各試料の回転中心からの距離が
変化するように載せ変える。すなわち、例えば図３に平
面図で示すようにターンテーブル２１の回転中心軸Ａの
まわりに同心円上に２列に試料載置位置が設定されてい
るとすると、外側の円周上に置かれている試料は内側
に、内側の円周上に置かれているものは外側に移載され
る。

【００１９】そして、この加熱乾燥部２内での各試料の
位置を変更するごとに、データ処理・制御部８内に記憶
している各試料の座標位置を更新記憶する。このように
加熱乾燥中の試料の位置を、ターンテーブル２１の回転
と、その回転中心からの距離変更を伴う移載によって逐
次変化させることにより、加熱乾燥部２内での温度ムラ
があっても、各試料は加熱乾燥中にムラなく加熱され、
同一の加熱乾燥時間中に受ける総熱量は互いに同一とな
る。

【００２０】さて、加熱乾燥を終了すると各試料を放冷
室３内に移送するとともに、その位置座標を記憶する。
そして、その移送時刻と移動インターバルに基づき、移
動時刻が到来するごとに、ターンテーブル３１を適宜角
度ずつ回転させ、かつ、同様にしてその回転により変化
した各試料の位置座標をデータ処理・制御部８に更新記
憶する。

【００２１】放冷室３内に試料を移送した後、放冷時間
が経過すると、順次各試料を後測定用天びん４上に移送
し、乾燥後の質量データをサンプリングした後、試料棄
却部５に廃棄する。

【００２２】データ処理・制御部８では、乾燥後の質量
データをサンプリングするごとに、座標位置で特定され
ている該当の試料についての乾燥前の質量データを読み
出して、両者の差を算出して質量変化量としてプリンタ
９に印字もしくはフロッピディスクに記憶していき、全
ての試料についてのデータを得た時点で測定動作を終了
する。

【００２３】なお、以上の実施例では、加熱乾燥前後の
質量を測定するために前測定用天びん１と後測定用天び
ん４を設けたが、これらを１個の天びんによって兼用さ
せてもよい。

【００２４】また、以上の実施例においては放冷室３内
にターンテーブル３１を設け、放冷中の試料の位置をも
適宜時間ごとに変更するように構成したが、このターン
テーブル３１は必ずしも必要ではなく、放冷室３内での
試料位置は固定してもよく、更には、放冷室３そのもの
をなくし、加熱乾燥後の試料をそのまま質量測定するよ
うに構成してもよい。

【００２５】更に、以上の実施例では、加熱乾燥部２内
での試料位置変更手段として、加熱乾燥部２内にターン
テーブル２１を設けて、これを回転させつつ、そのター
ンテーブル２１上での試料の回転中心からの距離を変化
させるように移載した例を示したが、試料位置変更手段
としてはこれに限定されることなく、例えば図４に示す
ような手段を採用することができる。

【００２６】この図４の例では、加熱乾燥部２内に固定
された載置台２０１を配置して、ハンドリング機構６に
よって、試料容器ＣをＸ−Ｙ軸の双方に移動させ、加熱
乾燥中に全ての試料を、載置台２０１上においてＸおよ
びＹ軸上の双方の座標が均等に変更されるように移動さ
せてもよい。

【００２７】また、以上の各実施例では、加熱乾燥部２
内での試料位置変更手段として、試料を各部間で移動さ
せるためのハンドリング機構６を利用したが、このハン
ドリング機構６とは別に、加熱乾燥部２内に試料位置変
更用の専用のハンドリング機構を設けてもよいことは勿
論であり、更には、移動インターバルを０、すなわち、
加熱乾燥部２内で各試料が常に位置変更されるように構
成してもよいことは言うまでもない。

【００２８】更に、ステッピングモータ２２と３２を一
つのステッピングモータ、例えば３２で共用させ、加熱
乾燥部２内のターンテーブル２１は放冷室３内のターン
テーブル３１と同期して回転するようドライブシャフト
を両テーブル間に設けてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
加熱乾燥部内の試料位置が、その中心からの距離の変更
を含めて適宜に変更されるから、加熱乾燥中に受ける各
試料の総熱量が均一となり、測定の再現性並びに信頼性
が向上する。このことは、同じ大きさの加熱乾燥部を用
いてもその内部に多数個の試料を収容して正確な測定を
行えることを意味し、加熱乾燥部の有効利用性に寄与す
るところ大となり、ひいては測定の能率向上もしくは装
置のコンパクト化を達成することができる。

【００３０】すなわち、加熱乾燥部内で試料位置を固定
した従来の装置によれば、正確な測定を行うためには加
熱乾燥部のごく一部にしか試料を収容できなかったのに
対し、本発明では同じ大きさの加熱乾燥部でもその内部
に多数の試料を収容することが可能となり、また、加熱
乾燥部内に単にターンテーブルを設けて回転を与える方
式の従来装置では、正確な測定を行うためには回転中心
から一定の距離の１つの同心円上に一列状にしか試料を
載置できなかったに比して、本発明では同じ大きさのタ
ーンテーブルを用いて複数列に試料を載置しても正確な
測定を行うことが可能となり、測定能率を向上させるこ
とができる。逆に、同じ処理能力を達成するためには、
本発明の採用によって加熱乾燥部を小さくすることが可
能となり、この場合は装置のコンパクト化を達成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の構成図

【図２】そのデータ処理・制御部８の動作プログラムを
示すフローチャート

【図３】本発明実施例のターンテーブル２１上での試料
の移載手法例の説明図

【図４】本発明の他の実施例の試料位置変更手段の説明
図

【符号の説明】

１ 前測定用天びん ２ 加熱乾燥部 ２１ ターンテーブル ２２ ステッピングモータ ３ 放冷室 ３１ ターンテーブル ３２ ステッピングモータ ４ 後測定用天びん ５ 試料棄却部 ６ ハンドリング機構 ６１ ハンド ６２ ステッピングモータ ７ 駆動回路部 ８ データ処理・制御部 ８１ キーボード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料の質量を測定する質量測定部と、内
   部に複数の試料を載せ得る載置台を有する加熱乾燥部
   と、少なくともこれら各部間で試料を移動させるハンド
   リング機構と、試料の加熱時間等の測定条件を設定する
   設定部を備え、設定された時間分の加熱乾燥処理前後の
   試料の質量の変化量または変化率を自動的に測定する装
   置において、所定の時間ごとに上記加熱乾燥部内で試料
   の位置を変化させる試料位置変更手段と、その位置変更
   に伴って上記加熱乾燥部内での個々の試料の座標位置を
   更新記憶する記憶手段を備え、上記加熱乾燥部内での試
   料の位置変更は、当該加熱乾燥部内の載置台の中心から
   の距離の変更を含むことを特徴とする質量変化量自動測
   定装置。