JPS5821701B2 - 熱分解チヤンバ内に置かれた金属箔を所定温度にする方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、とくにガスクロマトグラフに関連して使用す
る熱分解チャンバ内に置かれた金属箔を所定の温度にす
る方法に関する。

この熱分解室は質量分析器にも使用できる。

熱分解ガスクロマトグラフは、重合物質や不揮発性の物
質の性質を特定するために有用な技術であることは以前
から知られている。

しかし、その有用性は種々の熱分解装置により再現可能
な結果を得るために、熱分解条件を標準化する際の困難
さにより制限される。

環境による影響に起因する２次反応の発生なしにある明
確な温度まで物質全体を迅速に加熱することを要する理
想的な条件は、はとんどの場合に明確な熱分解を行わせ
る。

しかし、そのような理想的な条件は実際には得ることが
できない。

本発明の方法の目的は少くとも理想的に条件に近づける
ことである。

したがって、本発明は、とくにガスクロマトグラフに関
連して使用する熱分解チャンバ内に置かれている金属箔
であって、その端部が少くとも１個の可変抵抗と、共に
一定の振幅を持つ、短くて強力な加熱パルスとそれより
も弱い熱分解パルスとを発生するように構成されている
パルス発生器とに接続される前記金属箔を、非破壊温度
測定により所定の温度にする方法を提供するものである
。

この方法では、金属箔を任意の第１温度まで加熱し、そ
のために金属箔から発生される輻射線の少くとも一部を
電圧対温度の関係を予め較正しであるホトダイオードに
入射させ、温度を読取ってからその温度における金属箔
の抵抗値を測定し、それからホトダイオードを切り離し
、それから任意の第２温度で予め決定されている抵抗値
一温度値を前記測定した抵抗値とともに用いて、金属箔
の抵抗一温度依存性を基にしたグラフを描いてほぼ直線
のグラフを得、この直線を用いて前記所定温度における
金属箔の抵抗値を決定し、そゐ抵抗値を基にして抵抗を
調整するものである。

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

図に示す装置は熱分解チャンバ１′１を有する。

プラチナ基１２がロッド１３，１４により熱分解チャン
バ１１内に吊るされる。

各ロッド１３．１４の一端はプレー１−１５，１６にそ
れぞれ連結されてそれらのプレートを支持する。

プレート１５゜１６は対となって配置され、プレート１
５と１６の間にはプラチナ基１２の端部がねじ１７によ
り固定される。

ロッド１３，１４の他端はパルス発生器１８に接続され
る。

このパルス発生器１８は短くて強力な加熱パルスと、そ
れより弱い熱分解パルスを発生するように構成されてい
る。

これらのパルスの振幅は一定である。

プラチナ基１２には可変抵抗が並列に接続される。

したがって、プラチナ基１２は２種類の電流パルスによ
り加熱される。

第１のパルスは短い強力なパルスでプラチナ基を熱分解
温度まで加熱するために用いられ、第２のパルスはプラ
チナ基に取りつけられている物質がガス状になっている
間に、第１パルスにより加熱された熱分解温度を維持す
るために主として用いられ、そのために持続時間は長い
。

いいかえれば、第２のパルスは熱分解が起っている間に
生ずる冷却を補償するために使用される。

第１パルスの電流はほぼ６〜１００Ａの範囲テあるが、
なるべくなら１０〜６０Ａがよく、持続時間はほぼ−２
〜１００ミリ秒であるが、なるべくなら５〜５０ミリ秒
にする。

第２パルスの電流はほぼ１〜ＩＯＡの範囲であるが、な
るべく３〜６Ａにし、持続時間は６ミリ秒〜６０秒の範
囲であるが、なるべくなら１０ミリ秒〜１０秒にする。

これらのパルスの持続時間は、とくに金属箔の材質とそ
の寸法と、周囲温度と、熱分解すべき物質と、その物質
の量とに応じて上記範囲内で変えることができる。

窒素のような不活性担体ガスを含む容器が導管２０によ
り熱分解室１１に連結され、熱分解室１１は導管゛２１
によりガスクロマトグラフ２２に連結される。

破線２４で示すように熱分解室１１はなるべくカバーで
囲むようにする。

このカバーはたとえばアルミニウムで作り、熱分解チャ
ンバ１１の壁を一定温度に保って、比較的不揮発性の物
質がその壁に付着して残ることを阻止するために加熱カ
ートリッジ（図示せず）を有する。

このカバーの底には箔１２の中心部分にちょうど向い合
う位置に穴が設けられる。

本発明の一実施例によれば、この穴の面積はおよそ１−
である。

この穴の目的は後で詳しく説明する。

以上説明したような種類の熱分解装置はスイス特許第３
６２９６５号に開示されている。

このスイス特許に開示されている熱分解装置は、本発明
の方法に用いるのに非常に適していることが判明してい
る。

熱分解ガスクロマトグラフィーにおいては、再現可能な
結果を得るための努力が続けられ、熱分割においてこの
再現性を達成するためには、熱分解温度に短時間で達し
て一定期間だけ一定温度を維持して熱分解温度を再現で
きなければならないことが判明した。

本発明の方法を適用することにより、非常に良い再現性
が簡単な手段で達成される。

熱分解チャンバ内に置かれた金属箔の温度を決定するた
めの従来技術においては熱電対が用いられていた。

これらの熱電対のワイヤが金属箔の中心部分にスポット
溶接される。

温度測定終了後はワイヤを外し、それらのワイヤから金
属の痕跡の除去を開始せねばならない。

更に、熱電対の反応は非常に遅くて、金属箔中で起る急
速な温度変化を測定することはできない。

温度を測定する別の公知技術によれば、融点が既知であ
る塩の結晶を金属箔の上に置き、その後で箔を加熱して
塩の結晶が融解する時の温度を目視で記録する。

この技術は結晶が融解する時点を裸眼で決定することが
困難であることと、その結果として温度を正確に決定で
きないという欠点がある。

本発明の方法は上記の欠点を解消し、金属箔の所定温度
を金属箔に何ら損傷を与えることなしに測定できる。

次に図に示す装置を参照して本発明の方法を詳しく説明
する。

まず、任意の第１温度まで金属箔を加熱する。

この加熱により金属箔から輻射される輻射線の少くとも
一部をホトダイオードに入射させる。

このホトダイオードは電圧と温度の関係について予め較
正しである。

先に説明したように、壁がガラス、石英またはテフロン
（登録商標）で作られている熱分解チャンバはアルミニ
ウム製のカバーでなるべく囲み、このカバーの底の箔１
２の中央部に向い合う部分に約１−の大きさの穴を設け
る。

箔の温度を測定するために、前もって較正しであるホト
ダイオードを、上記穴を通過した輻射線がホトダイオー
ドの活性表面に当るようにして、アルミニウム製カバー
の下に置く。

輻射線を受けたホトダイオードは出力を発生し、この出
力を前もって行っていた較正に従って温度に換算して箔
の温度を容易に決定できる。

それと同時にその温度における箔の抵抗値が決定される
。

この温度と抵抗値の決定の後でホトダイオードを切り離
す。

金属箔の温度と抵抗の関係は熱電対を用いて、ホトダイ
オードの較正と同時に較正しておく。

これらの抵抗値と温度を用いて金属箔の抵抗値一温度関
係を示すグラフを描く。

このグラフはほぼ直線となる。

抵抗体の抵抗値は温度によって変化するから、ＲＴを金
属箔の中央部分の温度がＴ’Ｃの時の金属箔の抵抗値、
Ｒｒｅｆを金属箔全体の温度がＴｒｅｆの時の金属箔の
抵抗値、αを抵抗温度係数、ΔＴ＝Ｔ−Ｔｒｅｆとする
と ＲＴ＝Ｒｒｅｆ （１＋αΔＴ） という式が成立つことは周知である。

抵抗値の上記の値が上式に関してグラフで表される場合
には、（ＲＴ−Ｒｒｅｆ ）／Ｒｒｅｆが縦軸、ΔＴを
横軸にとると近似的な直線が得られる。

このグラフから任意の温度における金属箔の抵抗値を知
ることができる。

パルス発生器１８により発生されるパルスの振幅は常に
一定であるから、箔に接続されている可変抵抗の抵抗値
をグラフで得られる抵抗値に対応する抵抗値に調整する
ことにより、金属箔を所定の温度にすることはかなり簡
単である。

金属箔を交換した場合には上記の操作を繰り返えす、す
なわち、ホトダイオードを再び接続し、前記した測定を
行って新たな抵抗値一温度のグラフを描く。

本発明の方法を用いることにより、同一の箔については
温度を測定する必要がなくなるという利点が得られる。

本発明の方法により金属箔を所定温度にすることが容易
にできるようになる。

先に説明したように、本発明では大振幅の短い加熱パル
スと、それより振幅の小さい長い熱分解パルスとを発生
するパルス発生器を使用する。

本発明の一実施例によれば、これらのパルスの電力した
がって金属パルスの加熱は各パルスに１個のポテンショ
メータを用いて制御できる。

金属箔の抵抗値はオツシロスコープにより制御される。

金属箔をある所定の温度にするために、その温度に対応
する金属箔の抵抗値をグラフで調べる。

２個のポテンショメータをその抵抗値に従って調整し、
オツシロスコープにより金属箔の抵抗値を観察しつつポ
テンショメータを更に精密に調整する。

本発明を用いることにより温度を非常に良く再現するこ
とが可能になった。

更に、グラフが得られると温度測定のために外部機器を
使用する必要はなくなり、そのために誤差発生源の１６
をなくすことができるという利点が得られる。

得られたグラフはホトダイオードと熱電対が使用される
と同時に描くことができるから、測定確度は更に高くな
る。

更に、結果が既知である物質の熱分解を行うことにより
、測定結果を更に確認できる。

こうすることによって、得られたグラフの正しさを更に
確認できる。

可変抵抗はパルス発生器内に組込むこともできれば、パ
ルス発生器と金属箔の間に金属箔と直列または並列に接
続でき、あるいはポテンショメータ式に接続することも
できる。

可変抵抗は１台またはそれ以上のパルス発生器を制御す
るように用いることもできる。

しかし、可変抵抗の実際の使用法は本発明の構成には含
まれない。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の方法を実施する熱分解装置の一例を
示す線図である。 １１・・・・・・熱分解チャンバ、１２・・・・・・金
属箔、１３゜１４・・・・・・ロッド、１５，１６・・
・・・・プレート、１８・・・・・・パルス発生器、１
９・・・・・・不活性ガス容器、２２・・・・・・ガス
クロマトグラフ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ とくにガスクロマイグラフに関連して使用する熱分
   解チャンバ内に置かれた金属箔であって、その端部が少
   くとも１個の可変抵抗と、共に一定の振幅を有する、短
   くて強力な加熱パルスとそれよりも弱い熱分解パルスと
   を発生するように構成されているパルス発生器とに接続
   される前記金属箔を、非破壊温度測定により所定温度に
   する方法であって、金属箔を第１任意温度まで加熱して
   、その加熱の結果その金属箔から発生される輻射線の少
   くとも一部を、前もって電圧一温度関係を較正されてい
   るホトダイオードに入射させて温度を測定する過程と、
   この温度で金属箔の抵抗値を測定し、それからホトダイ
   オードを切り離す過程と、第２の任意温度で予め決定さ
   れている抵抗値一温度値の関係を前記測定した抵抗値と
   ともに用いて金属箔の抵抗値一温度値の関係を示すグラ
   フを描く過程と、このグラフにより前記所定温度におけ
   る抵抗値を決定する過程と、その抵抗値に従って抵抗を
   調整する過程とを具えることを特徴とする熱分解チャン
   バ内に置かれた金属箔を所定温度にする方法。 ２、特許請求の範囲の第１項に記載の方法において、第
   ２の任意温度において決定される抵抗値一温度値の関係
   はホトダイオードの校正によって得られることを特徴と
   する方法。