JPS6271822A - 天秤型重量測定装置 - Google Patents
天秤型重量測定装置Info
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- JPS6271822A JPS6271822A JP21329285A JP21329285A JPS6271822A JP S6271822 A JPS6271822 A JP S6271822A JP 21329285 A JP21329285 A JP 21329285A JP 21329285 A JP21329285 A JP 21329285A JP S6271822 A JPS6271822 A JP S6271822A
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- Japan
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- balance
- sample
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- Pending
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
２明の目的
本発明は、腐食性ガスを含む雰囲気での測定に適した天
秤型重量測定装置に関する。
秤型重量測定装置に関する。
固体試料を特定のガスの雰囲気下においてその重量変化
を測定しようとする場合の天秤型重量測定装置としては
、ストレンゲージ、差動トランス等を利用したものがあ
る。 これら従来の装置では、重量変化の検知手段およ
び制御手段等を被測定物と同一空間に配置せざるを得な
いため、腐食性ガスを含む雰囲気で測定するに当って、
天秤部分および制御機構を、反応雰囲気による腐食から
守らなければならない。 この目的で、外部から不活性
ガスを送入して腐食性ガスをパージする方法がとられて
いる。 ところが、たとえば熱重量分析法（Ｔ Ｇ法）において
不活性ガスを送入する場合には、微妙なガス圧バランス
が要求され、多量のガス吸収や放出を伴う場合には、精
密な測定が困難でおる。 とくに、反応ガスを循環利用
する場合には、ち密な制御装置を要し、装置はコスト高
になる。 また、真空置換を必゛要とする操作では、天
秤部分に腐食性ガスを流入させないための操作を要し、
測定試料に対して正し・い操作がとりにくく、実際の測
定環境を乱して好ましくない。
を測定しようとする場合の天秤型重量測定装置としては
、ストレンゲージ、差動トランス等を利用したものがあ
る。 これら従来の装置では、重量変化の検知手段およ
び制御手段等を被測定物と同一空間に配置せざるを得な
いため、腐食性ガスを含む雰囲気で測定するに当って、
天秤部分および制御機構を、反応雰囲気による腐食から
守らなければならない。 この目的で、外部から不活性
ガスを送入して腐食性ガスをパージする方法がとられて
いる。 ところが、たとえば熱重量分析法（Ｔ Ｇ法）において
不活性ガスを送入する場合には、微妙なガス圧バランス
が要求され、多量のガス吸収や放出を伴う場合には、精
密な測定が困難でおる。 とくに、反応ガスを循環利用
する場合には、ち密な制御装置を要し、装置はコスト高
になる。 また、真空置換を必゛要とする操作では、天
秤部分に腐食性ガスを流入させないための操作を要し、
測定試料に対して正し・い操作がとりにくく、実際の測
定環境を乱して好ましくない。
本発明の目的は、上記の問題点を解決し、不活性ガスを
送入するなどの手段を要しないで、腐食性ガスを含む雰
囲気での測定に適し、しかも多量の試料の秤量が可能で
あって、測定精度の高い天秤型重量測定装置を提供する
ことにある。 １肌り璽感 （問題点を解決するための手段］ 図面を参照して説明すると、本発明の天秤型重量測定装
置は、第１図に示すように、天秤ビーム３、天秤ビーム
の一端から吊具６によって吊り下げた試料皿１４、天秤
ビームの他端から吊具６によって吊り下げた封入鉄心８
の各部材、ならびにこれらの部材を収容する容器を耐食
性材料で形成してガスの流通を許す密閉系を構成してな
る。 天秤ビーム３の支点部５には反射鏡部４を設けるととも
に、密閉系外には、投光部１６、受光部１７および天秤
ビームの自己平衡手段９を設け、投光部１６から投射さ
れた光を反射鏡部４により反割して受光部１７で受光す
ることにより天秤ビーム３の変位を光学的に検知し、検
知された変位にもとづいて自己平衡手段９を作用させて
天秤ビーム３を平衡（指宿状態）に保持し、試１’１皿
１４に置かれた試料の重量および重量変化を測定するよ
うにしたことを特徴とする。 ［作 用］ 本発明の天秤型重量測定装置では、密閉容器内の測定試
料や反応ガスと接触する部材、すなわち、天秤ビーム３
、反射鏡部４、吊具６、試料皿１４、封入鉄心８などの
すべての部材を、耐食性材料で形成するか、または耐食
性材おｌで被覆しである。 したがって、腐食性のガス、たとλば日、、Ｓ、Ｓ０２
、ＮＨ３，ＨＣＵ、Ｃ，ｌ！、などを用いた反応６よび
吸着などの測定を、重量測定法により行なうのに適する
。 従来の装置とは異なり、腐食性ガスを不活性ガスの送入
によりパージする操作を要しないので、微妙な圧力バラ
ンスを必要としたり、反応条件を乱すこともないから、
精密な測定を行なうことが可能であり、真空系、流通系
、循環系のいずれにも適用することができる。 また、
ＴＧ法に使用できることから、従来のＴＧ法とちがって
、何ら特殊な工夫なしに多量の試料の秤量が可能であり
、実験の相対精度が向上する。 ■実施態様】 本発明において使用する耐食性材料としては、耐熱、耐
−薬品性の石英、耐熱ガラス（パイレックス）などが代
表的である。 反応ガスと接触する天秤ビーＡ、３、反
！）！鎖部４、吊具６および試料皿１４は、温度変化に
よる変形を避けるためには、石英製とするのがよい。 天秤ビーム３を石英製とすることから、通常の天秤が有
する重心調整および零点調製のための調節玉は設けず、
代りにビーム３の支点部両側に石英調整上７を吊設する
。 この石英調整上ｉ“は、ビーム作製時に研摩などの
手段で重量を調整する。 石英の熱膨張係数は金属のそれにくらべてきわめて小さ
いから１．いったん製作した天秤ビーム３は、その後の
調整が不要である。 ざらに、天秤ビームを比重の小さ
い石英製にすることにより、金属製のビームにくらべて
重量を軽くできるため、測定の感度を上げることができ
る。 反射鏡部４は、第２図ＡおよびＢに示すように、中空の
直方体セルで、その内面にメッキして鏡面を形成したも
のであり、その反射面は精度の高い平面仕上げをする。 天秤ビーム３の中央においてこのセル状の反射鏡部４
に腕部分を接合することにより、メッキされた内面部分
を気密または真空状態とし、鏡面４ａが外部ガスによる
腐食を受けない構造とするのが好ましい。 別法として
、反射鏡部４は、天秤ビーム３の支点部上面を平滑にし
てメッキを施し、ビームと同質の透明保護基板を接合す
るか、鏡板を貼り合わせて構成しても差し支えない。
なお、支点部５は、ナイフェツジ５ａとその受座５ｂと
からなり、通常メノウ製のものが使用できる。。 天秤ビーム３の両端部には、第３図に示すように受座３
ａが形成されており、こり受座３ａの上に吊具６の枠体
６ａに垂設されたポイント６ｂが支持される。 吊具６
はまたポイント６ｂと直交する水平安定棒６Ｃを有し、
この水平安定棒６Ｃとビーム端にそれぞれ永久磁石６ｄ
と鉄片などの強磁性体３ｄを封入することにより、試料
皿１４などの動揺を小さくしている。 永久磁石６ｄと
強磁性体３ｄはこの逆に設けてよく、もちろん両方に磁
石を封入してもよい。 容器１は、耐熱特性および取扱いの便宜から、天秤ビー
ム３と封入鉄心８などを収容する測定容器部１Ａと、試
料皿１４を収容する反応容器部１Ｂとに二重し、両者を
ジャケット式冷却管１２を僅えたすり合わせ継手１Ｃに
よって連結することが好ましい。 測定容器部１Ａの片端にはすり合わせキャップ２を設け
、両側に吊り下げ管１ａ、１ｂを接続させる。 キャッ
プ側の吊り下げ管１ａの下端には入口管１９を有するコ
ック１８を連結しである。 反応容器部１Ｂは、とくに加熱機構を付属させる場合は
、下半部を二重構造とした石英製の管とし、外筒部に出
口管１３を有し、内部にサーモ−フェル１５を設けるこ
とが実用上好ましい。 図では１９．１３をそれぞれ入
口管、出口管としているが、１９を出口管とし１３を入
口管として用いてもよい。 投光部１６は、発光ダイオードや白色ランプを用い、受
光部１７は代表的には光導電セルを用いる。 反射鏡部
４と受光部１７の闇に集光ランプやスリット（図示して
ない）を設けて、変位により反射光量が変化するように
する。 この受光部１７は、図示してない制御器および
増１】器を介して、封入鉄心８を収容する吊り下げ管１
ａをどっかこむ電磁コイルに接続されて、天秤ビーム３
の自動平衡手段９を構成している。 天秤ビームの他端
に吊り下げた封入鉄心８は、図示したように、バランス
鍾１０をそなえたものを使用することが好ましい。 こ
れにより測定の感度を試料の小鼻にかかわりなく一定に
することができ、多量の試料も精度よく秤量できるから
でおる。 なお、１１は石英製の標準分銅、２０は石英製の細棒で
ある。 また、熱重量分析を行なう場合には反応容器部
１Ｂの外周に、加熱手段を設ければよい。 第４図に、本発明の天秤型重量測定装置を使用した反応
実験装置のフローを示す。 図において、４１はガスホ
ルダー、４３は自動平衡手段のコントローラーであり、
４４はデータプロセッサーでおる。 Ｐはポンプ、Ｓは
サンプリングコックをあられす。 次に、第４図にもとづいて試料の重量測定法について述
べる。 試料の重量および重量変化の測定は、反応容器部１Ｂを
測定容器部１Ａから外して試料皿１４に試料を載せ、そ
の連結後必要に応じて加熱し、コック■を開いて反応ガ
スを入口管１９から送入しながら行なう。 真空条件下
の測定は、コック■を開いて真空ユニットにより排気し
て実施する。 反応ガスを循環利用する場合には、コック■を循環ライ
ンに切り換え、循環ポンプＰを用いて行７）う。 ｉｔ＋！定は、試料と封入鉄心８を天秤ビーム３の両件
゛に吊り下げ、電磁コイルにかかる力を電流値とし・て
収出し、これを重量に換算して行なうのであって、ビー
ムの支点部上面にある鏡面４ａにより外設投光部１６か
ら投射された光束を反射させ、受光部１７で受光した光
束の変化量によりビーム３の左右の傾きを検知し、この
変位をゼロとするように前記自己平衡手段としての電磁
コイル９への電流量を変化させ、その電流量により重量
を知る。 測定された重量は前記制御器に何段したデー
タブロセッザ４４により、時間、温度（サーモウェル１
５）とともにデータを蓄え、さらにデータ処理すること
ができる。 ［発明の効果］ 本発明の天秤型重量測定装置は、部材をすべて耐食性材
料で構成しであるので、任意の腐食性ガス雰囲気下での
測定を容易に行なうことができ、その際に従来のような
不活性ガスによるパージや精密なコントロールを要しな
い。 また、天秤式であるから、多量の、かつ広い重量
変化範囲にわたる試料の測定が可能であり、実験の相対
精度を高めることができる。
送入するなどの手段を要しないで、腐食性ガスを含む雰
囲気での測定に適し、しかも多量の試料の秤量が可能で
あって、測定精度の高い天秤型重量測定装置を提供する
ことにある。 １肌り璽感 （問題点を解決するための手段］ 図面を参照して説明すると、本発明の天秤型重量測定装
置は、第１図に示すように、天秤ビーム３、天秤ビーム
の一端から吊具６によって吊り下げた試料皿１４、天秤
ビームの他端から吊具６によって吊り下げた封入鉄心８
の各部材、ならびにこれらの部材を収容する容器を耐食
性材料で形成してガスの流通を許す密閉系を構成してな
る。 天秤ビーム３の支点部５には反射鏡部４を設けるととも
に、密閉系外には、投光部１６、受光部１７および天秤
ビームの自己平衡手段９を設け、投光部１６から投射さ
れた光を反射鏡部４により反割して受光部１７で受光す
ることにより天秤ビーム３の変位を光学的に検知し、検
知された変位にもとづいて自己平衡手段９を作用させて
天秤ビーム３を平衡（指宿状態）に保持し、試１’１皿
１４に置かれた試料の重量および重量変化を測定するよ
うにしたことを特徴とする。 ［作 用］ 本発明の天秤型重量測定装置では、密閉容器内の測定試
料や反応ガスと接触する部材、すなわち、天秤ビーム３
、反射鏡部４、吊具６、試料皿１４、封入鉄心８などの
すべての部材を、耐食性材料で形成するか、または耐食
性材おｌで被覆しである。 したがって、腐食性のガス、たとλば日、、Ｓ、Ｓ０２
、ＮＨ３，ＨＣＵ、Ｃ，ｌ！、などを用いた反応６よび
吸着などの測定を、重量測定法により行なうのに適する
。 従来の装置とは異なり、腐食性ガスを不活性ガスの送入
によりパージする操作を要しないので、微妙な圧力バラ
ンスを必要としたり、反応条件を乱すこともないから、
精密な測定を行なうことが可能であり、真空系、流通系
、循環系のいずれにも適用することができる。 また、
ＴＧ法に使用できることから、従来のＴＧ法とちがって
、何ら特殊な工夫なしに多量の試料の秤量が可能であり
、実験の相対精度が向上する。 ■実施態様】 本発明において使用する耐食性材料としては、耐熱、耐
−薬品性の石英、耐熱ガラス（パイレックス）などが代
表的である。 反応ガスと接触する天秤ビーＡ、３、反
！）！鎖部４、吊具６および試料皿１４は、温度変化に
よる変形を避けるためには、石英製とするのがよい。 天秤ビーム３を石英製とすることから、通常の天秤が有
する重心調整および零点調製のための調節玉は設けず、
代りにビーム３の支点部両側に石英調整上７を吊設する
。 この石英調整上ｉ“は、ビーム作製時に研摩などの
手段で重量を調整する。 石英の熱膨張係数は金属のそれにくらべてきわめて小さ
いから１．いったん製作した天秤ビーム３は、その後の
調整が不要である。 ざらに、天秤ビームを比重の小さ
い石英製にすることにより、金属製のビームにくらべて
重量を軽くできるため、測定の感度を上げることができ
る。 反射鏡部４は、第２図ＡおよびＢに示すように、中空の
直方体セルで、その内面にメッキして鏡面を形成したも
のであり、その反射面は精度の高い平面仕上げをする。 天秤ビーム３の中央においてこのセル状の反射鏡部４
に腕部分を接合することにより、メッキされた内面部分
を気密または真空状態とし、鏡面４ａが外部ガスによる
腐食を受けない構造とするのが好ましい。 別法として
、反射鏡部４は、天秤ビーム３の支点部上面を平滑にし
てメッキを施し、ビームと同質の透明保護基板を接合す
るか、鏡板を貼り合わせて構成しても差し支えない。
なお、支点部５は、ナイフェツジ５ａとその受座５ｂと
からなり、通常メノウ製のものが使用できる。。 天秤ビーム３の両端部には、第３図に示すように受座３
ａが形成されており、こり受座３ａの上に吊具６の枠体
６ａに垂設されたポイント６ｂが支持される。 吊具６
はまたポイント６ｂと直交する水平安定棒６Ｃを有し、
この水平安定棒６Ｃとビーム端にそれぞれ永久磁石６ｄ
と鉄片などの強磁性体３ｄを封入することにより、試料
皿１４などの動揺を小さくしている。 永久磁石６ｄと
強磁性体３ｄはこの逆に設けてよく、もちろん両方に磁
石を封入してもよい。 容器１は、耐熱特性および取扱いの便宜から、天秤ビー
ム３と封入鉄心８などを収容する測定容器部１Ａと、試
料皿１４を収容する反応容器部１Ｂとに二重し、両者を
ジャケット式冷却管１２を僅えたすり合わせ継手１Ｃに
よって連結することが好ましい。 測定容器部１Ａの片端にはすり合わせキャップ２を設け
、両側に吊り下げ管１ａ、１ｂを接続させる。 キャッ
プ側の吊り下げ管１ａの下端には入口管１９を有するコ
ック１８を連結しである。 反応容器部１Ｂは、とくに加熱機構を付属させる場合は
、下半部を二重構造とした石英製の管とし、外筒部に出
口管１３を有し、内部にサーモ−フェル１５を設けるこ
とが実用上好ましい。 図では１９．１３をそれぞれ入
口管、出口管としているが、１９を出口管とし１３を入
口管として用いてもよい。 投光部１６は、発光ダイオードや白色ランプを用い、受
光部１７は代表的には光導電セルを用いる。 反射鏡部
４と受光部１７の闇に集光ランプやスリット（図示して
ない）を設けて、変位により反射光量が変化するように
する。 この受光部１７は、図示してない制御器および
増１】器を介して、封入鉄心８を収容する吊り下げ管１
ａをどっかこむ電磁コイルに接続されて、天秤ビーム３
の自動平衡手段９を構成している。 天秤ビームの他端
に吊り下げた封入鉄心８は、図示したように、バランス
鍾１０をそなえたものを使用することが好ましい。 こ
れにより測定の感度を試料の小鼻にかかわりなく一定に
することができ、多量の試料も精度よく秤量できるから
でおる。 なお、１１は石英製の標準分銅、２０は石英製の細棒で
ある。 また、熱重量分析を行なう場合には反応容器部
１Ｂの外周に、加熱手段を設ければよい。 第４図に、本発明の天秤型重量測定装置を使用した反応
実験装置のフローを示す。 図において、４１はガスホ
ルダー、４３は自動平衡手段のコントローラーであり、
４４はデータプロセッサーでおる。 Ｐはポンプ、Ｓは
サンプリングコックをあられす。 次に、第４図にもとづいて試料の重量測定法について述
べる。 試料の重量および重量変化の測定は、反応容器部１Ｂを
測定容器部１Ａから外して試料皿１４に試料を載せ、そ
の連結後必要に応じて加熱し、コック■を開いて反応ガ
スを入口管１９から送入しながら行なう。 真空条件下
の測定は、コック■を開いて真空ユニットにより排気し
て実施する。 反応ガスを循環利用する場合には、コック■を循環ライ
ンに切り換え、循環ポンプＰを用いて行７）う。 ｉｔ＋！定は、試料と封入鉄心８を天秤ビーム３の両件
゛に吊り下げ、電磁コイルにかかる力を電流値とし・て
収出し、これを重量に換算して行なうのであって、ビー
ムの支点部上面にある鏡面４ａにより外設投光部１６か
ら投射された光束を反射させ、受光部１７で受光した光
束の変化量によりビーム３の左右の傾きを検知し、この
変位をゼロとするように前記自己平衡手段としての電磁
コイル９への電流量を変化させ、その電流量により重量
を知る。 測定された重量は前記制御器に何段したデー
タブロセッザ４４により、時間、温度（サーモウェル１
５）とともにデータを蓄え、さらにデータ処理すること
ができる。 ［発明の効果］ 本発明の天秤型重量測定装置は、部材をすべて耐食性材
料で構成しであるので、任意の腐食性ガス雰囲気下での
測定を容易に行なうことができ、その際に従来のような
不活性ガスによるパージや精密なコントロールを要しな
い。 また、天秤式であるから、多量の、かつ広い重量
変化範囲にわたる試料の測定が可能であり、実験の相対
精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の装置の構造を示す断面図である。
第２図は、天秤ビームの反射鏡部を説明するものであっ
て、Ａは斜視図であり、Ｂは横断面図である。 第３図は、吊り具と天秤ビームとの揺動防止手段を示す
部分拡大斜視図である。 第４図は、本発明の天秤型重量測定装置を使用した実験
装置の構成を示すフローチャートである。 １Ａ・・・測定容器部 １Ｂ・・・反応容器部３・・
・天秤ビーム １１・・・反射鏡部 ＣＩ・・・吊具 ８・・・封入鉄心 ９・・自動平衡手段 １４・・・試料皿
て、Ａは斜視図であり、Ｂは横断面図である。 第３図は、吊り具と天秤ビームとの揺動防止手段を示す
部分拡大斜視図である。 第４図は、本発明の天秤型重量測定装置を使用した実験
装置の構成を示すフローチャートである。 １Ａ・・・測定容器部 １Ｂ・・・反応容器部３・・
・天秤ビーム １１・・・反射鏡部 ＣＩ・・・吊具 ８・・・封入鉄心 ９・・自動平衡手段 １４・・・試料皿
Claims (6)
- （１）天秤ビーム、天秤ビームの一端から吊具によって
吊り下げた試料皿、天秤ビームの他端から吊具によって
吊り下げた封入鉄心の各部材、ならびにこれらの部材を
収容する容器を耐食性材料で形成してガスの流通を許す
密閉系を構成してなり、前記天秤ビームの支点部に反射
鏡部を設けるとともに、密閉系外に投光部、受光部およ
び天秤ビームの自己平衡手段を設け、投光部から投射さ
れた光を反射鏡部で反射させて受光部で受光することに
より天秤ビームの変位を光学的に検知し、検知された変
位にもとづいて自己平衡手段を作用させて天秤ビームを
平衡に保持し、試料の重量および重量変化を測定するよ
うにしたことを特徴とする天秤型重量測定装置。 - （２）耐食性材料が石英である特許請求の範囲第１項に
記載の装置。 - （３）反射鏡部が内面にメッキ処理を施した中空の気密
または真空の直方体セルで形成され、天秤ビームの支点
部に位置している特許請求の範囲第１項に記載の装置。 - （４）天秤ビームの先端部と吊具に、揺動防止のための
マグネットまたはマグネットと鉄片が装入されている特
許請求の範囲第１項に記載の装置。 - （５）容器が、吊り下げられた試料皿を収容する反応容
器部と、天秤ビームその他の部材を収容する測定容器部
とからなり、その間に冷却手段を設けた特許請求の範囲
第１項に記載の装置。 - （６）封入鉄心が耐食性材料で形成されたバランス錘を
そなえたものである特許請求の範囲第１項に記載の装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21329285A JPS6271822A (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | 天秤型重量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21329285A JPS6271822A (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | 天秤型重量測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6271822A true JPS6271822A (ja) | 1987-04-02 |
Family
ID=16636701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21329285A Pending JPS6271822A (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | 天秤型重量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6271822A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6451853U (ja) * | 1987-09-29 | 1989-03-30 |
-
1985
- 1985-09-26 JP JP21329285A patent/JPS6271822A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6451853U (ja) * | 1987-09-29 | 1989-03-30 |
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