JPS63290939A - Thermobalance device - Google Patents

Thermobalance device

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Publication number
JPS63290939A
JPS63290939A JP12667187A JP12667187A JPS63290939A JP S63290939 A JPS63290939 A JP S63290939A JP 12667187 A JP12667187 A JP 12667187A JP 12667187 A JP12667187 A JP 12667187A JP S63290939 A JPS63290939 A JP S63290939A
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JP
Japan
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balance
arm
fulcrum
sample
tip
Prior art date
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Pending
Application number
JP12667187A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Sugiyama
毅 杉山
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MC SCI KK
Original Assignee
MC SCI KK
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Publication date
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Publication of JPS63290939A publication Critical patent/JPS63290939A/en
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Abstract

PURPOSE:To increase sensitivity by using two balance systems and increasing the length of one arm of each balance system while making the length of the other arm constant and holding support levers supported atop of those arms constant, as it is in horizontal length. CONSTITUTION:A sample holder 8 and a standard sample holder 21 are suspended from the long arm parts 3 and 17 of a 1st balance 2 and a 2nd balance 26 which have the same sensitivity through the supporting levers 5 and 20 and put in a heating furnace 11. A point P which is on the long arm, 17 of the 2nd balance 26 and at the distance of the short arm 14 of the 1st balance 2 from a fulcrum 18 is coupled with the top of the short arm 14 of the 1st balance 2 by a coupling lever 15. Consequently, said two balances can be balanced, so when a sample and a standard sample are applied with the same force owing to variation in convection or buoyancy in heating, it is never as variation in weight. Fine weight variation is therefore measured with high accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は熱天秤装置に係り、特に、昇・降温の際におけ
る加熱炉内の対流や浮力の変化による誤[従来の技術] この種の熱天秤として例えば特公昭54−27158号
公報及び特公昭54.−271.59号公報に記載のも
のか知られている。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a thermobalance device, and is particularly concerned with errors caused by changes in convection and buoyancy within a heating furnace during temperature rise and fall [Prior Art] This type of As a thermobalance, for example, Japanese Patent Publication No. 54-27158 and Japanese Patent Publication No. 54. The one described in Japanese Patent No. 271.59 is known.

特公昭54−27158号公報に記載のものは、主天秤
の両腕の先端に支点を設けて各支点にそれぞれ副天秤を
懸架し、各副天秤の一方の腕を主天秤の支点を通る垂直
線の近傍までそれぞれ延長させて各腕の先端に試料と標
準試料とを懸架することにより、上記試料及び標準試料
を同一の炉の中に配置したものである。
In the system described in Japanese Patent Publication No. 54-27158, fulcrums are provided at the ends of both arms of a main balance, and a sub-balance is suspended from each fulcrum, and one arm of each sub-balance is attached vertically through the fulcrum of the main balance. The sample and the standard sample are placed in the same furnace by suspending the sample and the standard sample from the tip of each arm, each extending close to the line.

また、特公昭54−27159号公報に記載のものは、
天秤の腕と同一の長さの連結杆を」二記腕と平行に配置
して天秤の支点を通る垂直線が該連結杆と交わる点に上
記連結杆を回動自在に結着すると共に垂直に配置した2
本の支持杆をそれぞれ天秤の腕の両端と連結杆の両端と
に回動自在に結着してリンク機構を形成し、上記支持杆
を屈曲させてそれらの先端に取り付けた試料及び標準試
料を前記垂直線の近傍に配置することにより、これ等を
同一の炉の中に収容したものである。
In addition, what is described in Japanese Patent Publication No. 54-27159 is
A connecting rod of the same length as the arm of the balance is placed parallel to the arm, and the connecting rod is rotatably tied to the point where a vertical line passing through the fulcrum of the balance intersects with the connecting rod. 2 placed in
The book support rods are rotatably tied to both ends of the arms of the balance and the connecting rods to form a link mechanism, and the support rods are bent to attach the sample and standard sample to their tips. These are housed in the same furnace by arranging them near the vertical line.

これ等従来の熱天秤装置はいずれも試料と標準試料とに
同一の力が加わった場合、これ等の力はそれぞれ天秤の
両方の腕の先端に作用してキャンセルされるから重量変
化としては現われない。したがって、例えば、試料と標
準試料とが収容されている加熱炉を昇・降温する過程に
おいて該加熱炉内の対流や試料等の浮力に変化が生じた
場1合においても、これ等の変化によって前記試料と標
準試料とに作用する力はほぼ同一であるから、これ等力
はキャンセルされて重量変化としては現われない。一方
、試料もしくは標準試料のいずれか一方に重量変化が生
じた場合には通常の天秤と同様にその重量変化を検出す
ることかできるものである。これにより、天秤を高感度
にしても対流や浮力の影響を受けることかないから微少
な重量変化を比較的高精度で測定することかできる。
In all of these conventional thermobalance devices, when the same force is applied to the sample and the standard sample, these forces act on the tips of both arms of the balance and cancel out, so it does not appear as a weight change. do not have. Therefore, for example, even if a change occurs in the convection in the heating furnace or the buoyancy of the sample during the process of raising or lowering the temperature of the heating furnace in which the sample and standard sample are housed, these changes will cause Since the forces acting on the sample and the standard sample are almost the same, these forces cancel out and do not appear as a weight change. On the other hand, if a weight change occurs in either the sample or the standard sample, the weight change can be detected in the same way as a normal balance. As a result, even if the balance is made highly sensitive, it will not be affected by convection or buoyancy, making it possible to measure minute changes in weight with relatively high precision.

[発明が解決しようとする問題点] ところか、これ等従来の熱天秤装置は、試料と標準試料
とを同一炉内に収容するために、特公昭5/1−271
58号公報記載のものにあっては、主天秤の両腕に懸架
された各副天秤の一方の腕を主天秤の支点を通る垂直線
の近傍までそれぞれ延長させて各腕の先端に(特公昭5
4−27159号のものにあっては、天秤の両腕に回動
自在に結着した支持杆をそれぞれ屈曲させて天秤の支点
を通る垂直線の近傍まで延長させてこれ等の先端に)試
料と標準試料とを懸架する構成となっている。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in order to house the sample and the standard sample in the same furnace, these conventional thermobalance devices
In the device described in Publication No. 58, one arm of each sub-balance suspended on both arms of the main balance is extended to the vicinity of a vertical line passing through the fulcrum of the main balance, and a Kosho 5
In the case of No. 4-27159, the support rods rotatably attached to both arms of the balance are bent and extended to the vicinity of a vertical line passing through the fulcrum of the balance, and the sample is attached to the tip of these rods. The structure is such that the standard sample and the standard sample are suspended.

すなわち、この構成によれば、前記副天秤の一方の腕の
長さ、あるいは、前記支持杆の屈曲して延長された腕の
長さを必然的に主天秤、あるいは、天秤の一方の腕の長
さとほぼ同じ長さにしなければならない。このため、天
秤を高感度にするために天秤の腕の長さを長くするとそ
の分副天秤の腕、あるいは、支持杆の腕も長くなる。そ
うすると、特公昭54−271.58号公報記載のもの
は、副天秤の他方の腕に懸架する重錘9をその分重くし
てバランスを取らなければならないから、天秤系全体が
重くなってそれによる感度低下をきたし、前記主天秤の
腕を長くしたことによる感度向上の効果を大巾に相殺す
ることになる。また、特公昭54−27159号公報記
載のものにあっては、前記天秤の腕を長くした分支持杆
の腕を長くしなければならず、その長くしたことによる
モーメントの増大分たけ天秤にかかる加重が増えて天秤
系全体を重くすると共に、天秤かいずれかに振れようと
する際に連結杆(3)によって支持杆(5)に作用する
垂直分力も前記モーメントの増大分だけ増大し、加えて
、前記連結杆(3)の各支点に作用する力も増大するか
ら各支点の摩擦力も増大して、結局天秤の腕を長くした
ことによる感度向上の効果を大きく相殺する。
That is, according to this configuration, the length of one arm of the sub-balance, or the length of the bent and extended arm of the support rod, is necessarily the same as that of the main balance or one arm of the balance. It should be approximately the same length as the length. Therefore, if the length of the arm of the balance is increased in order to make the balance highly sensitive, the arm of the sub-balance or the arm of the support rod will also be lengthened accordingly. Then, in the system described in Japanese Patent Publication No. 54-271.58, the weight 9 suspended on the other arm of the sub-balance must be made that much heavier for balance, making the entire balance system heavier. This results in a decrease in sensitivity, which largely cancels out the effect of improving sensitivity by lengthening the arm of the main balance. Furthermore, in the device described in Japanese Patent Publication No. 54-27159, it is necessary to lengthen the arm of the support rod by the length of the arm of the balance, and the increased moment due to the lengthening of the arm of the balance is proportional to the length of the arm of the balance. The weight increases, making the entire balance system heavier, and the vertical force acting on the support rod (5) by the connecting rod (3) when the balance is about to swing also increases by the increase in moment, causing Since the force acting on each fulcrum of the connecting rod (3) also increases, the frictional force at each fulcrum also increases, which ultimately cancels out the effect of improving sensitivity by lengthening the arms of the balance.

このように、上記従来の熱天秤装置にあっては、いずれ
もその高感度化には一定の限界を有していたものである
As described above, all of the above-mentioned conventional thermobalance devices have a certain limit in increasing their sensitivity.

本発明の目的は、このような従来の熱天秤装置の欠点を
除去し、さらに高感度二高精度化か可能な熱天秤装置を
提供することにある。
An object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the conventional thermobalance device, and to provide a thermobalance device that is capable of achieving higher sensitivity and higher accuracy.

[問題点を解決するための手段] 本発明にかかる熱天秤装置は、2つの天秤系を用い、各
天秤系の一方の腕の長さを一定にしてこれ等腕の先端に
支持された支持杆の水平方向の長さを一一定に保持した
ままで他方の腕の長さを十分に長くすることにより、さ
らに高感度・高精度化を実現可能としたもので、具体的
には、第1の固定支点に支持された第1の天秤と、第2
の固定支点に支持された第2の天秤とを有し、前記第1
の天秤は、前記第1の固定支点の一方の側に設けられた
長いと腕と、他方の側に設けられた短い腕と、前記長い
腕の先端に設けられた第1の移動支点と、この第1の移
動支点に回転自在に支持されて垂直に配置された第1の
支持杆とを有し、この第1の支持杆は、その一方の端部
が水平方向に屈曲して延長されてその先端部に第1の試
料ホルダか取り付けられ、その他方の端部は、該端部を
通る水平線が前記第1の固定支点を通る垂直線に交わる
点から該端部までの距離が一定になるように該端部を回
動自在に規制する第1の規制手段によって支持されたも
のであり、一方前記第2の天秤は、前記第2の固定支点
が、前記第1の天秤の短い腕の先端を通る垂直線と前記
第2の固定支点を通る水平線との交点から該固定支点ま
での距離が前記第1の天秤の短い腕の長さと同一になる
位置に設置され、かつ、前記第1の天秤の長い腕と同一
の長さを有し前記第2の固定支点にその一端が支持され
た腕と、この腕の他端に設けられた第2の移動支点と、
この第2の移動支点に回転自在に支持されて垂直に配置
された第2の支持杆とを有し、この第2の支持杆は、そ
の一端部が水平方向に屈曲して延長されてその先端部に
第2の試料ホルタが取り付けられ、さらに、その屈曲部
に近い垂直部の点が、鎖点を通る水平線と前記第2の固
定支点を通る垂直線との交点となす距離が一定となるよ
うに鎖点を回動自在に規制する第2の規制手段によって
支持されたものであって、前記第1の天秤の短い腕の先
端と該先端を通る垂直線か前記第2の天秤の腕に交わる
交点とを、これ等の間の距離が一定となるように回動自
在に規制する第3の規制手段によって連結するとともに
、前記第1及び第2の試料ホルダの先端に取り付けられ
た被測定試料及び標準試料を同一の炉内に収容するした
構成を有する。
[Means for Solving the Problems] The thermobalance device according to the present invention uses two balance systems, one arm of each balance system has a constant length, and a support supported at the tip of each arm is used. By keeping the horizontal length of the rod constant and making the other arm sufficiently long, it is possible to achieve even higher sensitivity and precision. Specifically, a first balance supported on a first fixed fulcrum;
a second balance supported on a fixed fulcrum;
The balance has a long arm provided on one side of the first fixed fulcrum, a short arm provided on the other side, and a first movable fulcrum provided at the tip of the long arm. It has a first support rod rotatably supported by the first moving fulcrum and disposed vertically, and one end of the first support rod is bent and extended in the horizontal direction. A first sample holder is attached to the tip of the holder, and the other end has a constant distance from the point where a horizontal line passing through the end intersects a vertical line passing through the first fixed fulcrum. The second balance is supported by a first regulating means that rotatably regulates the end portion such that The balance is installed at a position where the distance from the intersection of the vertical line passing through the tip of the arm and the horizontal line passing through the second fixed fulcrum to the fixed fulcrum is the same as the length of the short arm of the first balance, and an arm having the same length as the long arm of the first balance and having one end supported by the second fixed fulcrum, and a second movable fulcrum provided at the other end of the arm;
It has a second support rod rotatably supported by the second moving fulcrum and disposed vertically, and the second support rod has one end bent and extended in the horizontal direction. A second sample holder is attached to the tip, and the distance between a point on the vertical part near the bent part and the intersection of a horizontal line passing through the chain point and a vertical line passing through the second fixed fulcrum is constant. It is supported by a second regulating means for rotatably regulating the chain point so that the chain point is rotatably controlled, and the vertical line passing through the tip of the short arm of the first balance and the tip of the short arm of the second balance is The intersection points intersecting the arms are connected by a third regulating means that rotatably regulates the distance between them so that the distance between them is constant, and the third regulating means is attached to the tips of the first and second sample holders. It has a configuration in which the sample to be measured and the standard sample are housed in the same furnace.

[作用] 第1の天秤は長い腕と短い腕のそれぞれの先端にかかる
加重か所定の比になったときにバランスし、第2の天秤
は、前記第2の移動支点にかかる加重と前記第1の天秤
の短い腕の先端と該先端を通る垂直線が前記第2の天秤
の腕に交わる交点(以下9点という)に作用する力とか
所定の比率になったときバランスする。そして、第2の
天秤の9点に作用する力は前記第1の天秤の短い腕の先
端にかかる加重そのものである。かつ、各天秤の感度き
める腕の長さが同じであるから、第1の−つ − 天秤と第2の天秤とはほぼ同一の感度を有する。
[Function] The first balance balances when the load applied to the tips of the long arm and the short arm reaches a predetermined ratio, and the second balance balances the load applied to the tip of the second moving fulcrum and the load applied to the tip of the short arm. Balance occurs when the forces acting on the tip of the short arm of the first balance and the intersection point (hereinafter referred to as 9 points) where the vertical line passing through the tip intersects with the arm of the second balance reach a predetermined ratio. The force acting on the nine points of the second balance is the load itself applied to the tip of the short arm of the first balance. Moreover, since the length of the arm that determines the sensitivity of each balance is the same, the first balance and the second balance have almost the same sensitivity.

したがって、前記各料ホルダに同一の力が加わったとき
は、これ等の力は第2の規制手段の作用によって相殺さ
れていずれの天秤系にも何等の変化も起こさせない。一
方、前記各試料ホルダに異なる力か加わった場合にはこ
れ等力の差分が重量変化として検出される。しかも、前
記各天秤の腕、各支持杆及び各規制手段はそれぞれ各天
秤系毎にいわゆるロバ−パル機構を構成しているから各
天秤系が傾いても各支持杆はほぼ垂直に保持されて測定
に支障をきなすことかない。そして、短い腕の長さを一
定にして支持杆の水平延長部の長さを一定にし、長い腕
の長さを十分長くすることにより従来の熱天秤装置に比
較して極めて高感度な熱天秤装置にすることができる。
Therefore, when the same force is applied to each of the material holders, these forces are canceled out by the action of the second regulating means and do not cause any change in either balance system. On the other hand, if different forces are applied to each of the sample holders, the difference between these forces is detected as a weight change. Furthermore, the arms of each balance, each support rod, and each regulating means constitute a so-called donkey pal mechanism for each balance system, so even if each balance system is tilted, each support rod is held almost vertically. There is no problem with measurement. By keeping the length of the short arm constant, keeping the length of the horizontal extension of the support rod constant, and making the length of the long arm sufficiently long, the thermobalance is extremely sensitive compared to conventional thermobalance devices. It can be made into a device.

U実lff1例コ 第1図は本発明の第1実施例の構成を示ず図、第2図は
本発明の第2実施例の構成を示す図、第3図は本発明の
第3実施例の構成を示す図である。
Figure 1 shows the configuration of the first embodiment of the invention, Figure 2 shows the configuration of the second embodiment of the invention, and Figure 3 shows the third embodiment of the invention. FIG. 3 is a diagram showing an example configuration.

第1図において、第1の固定支点1に支持され= 10
 = た第1の天秤2の一方の長い腕3の先端には第1の移動
支点4が設けられ、この第1の移動支点4には垂直に配
置された第1の支持杆5が回転自在に支持されている。
In Fig. 1, supported by the first fixed fulcrum 1 = 10
= A first movable fulcrum 4 is provided at the tip of one long arm 3 of the first balance 2, and a first support rod 5 disposed perpendicularly to this first movable fulcrum 4 is rotatable. is supported by

この第1の支持杆5は前記第1の移動支点4から上下に
のびる腕6及び7がらなっており、前記腕6の上端部は
屈曲されて前記第1の天秤2の腕3と並行に前記第1の
固定支点1の側に延長され、その先端部に第1の試料ホ
ルダ8が固定されている。この試料ボルダ8は、その下
端部か前記試料ホルダに固定されたアルミナ等の耐熱材
料で形成された細長い棒体9と、この棒体の上端部に固
定された第1の試料皿10とがら構成されているもので
、この試料皿10は加熱炉11内に配置されているもの
である。一方、前記第1の支持杆5の下側の腕7の下端
部には第1の規制手段たるワイヤ12の一端が固定され
、該ワイヤ12は前記第1の天秤2の腕3と並行に延長
されて前記第1の固定支点1を通る垂直線上にある固定
部13にその他端か固定されている。
The first support rod 5 has arms 6 and 7 extending vertically from the first moving fulcrum 4, and the upper end of the arm 6 is bent to extend parallel to the arm 3 of the first balance 2. It extends toward the first fixed fulcrum 1, and a first sample holder 8 is fixed to its tip. This sample boulder 8 is composed of an elongated rod 9 made of a heat-resistant material such as alumina whose lower end is fixed to the sample holder, and a first sample dish 10 which is fixed to the upper end of this rod. This sample dish 10 is placed inside a heating furnace 11. On the other hand, one end of a wire 12 serving as a first regulating means is fixed to the lower end of the arm 7 on the lower side of the first support rod 5, and the wire 12 runs parallel to the arm 3 of the first balance 2. The other end is fixed to a fixed part 13 which is extended and lies on a vertical line passing through the first fixed fulcrum 1.

また、前記第1の天秤2の他方の腕14は前記−11= 一方の腕3に比較して短く形成され、その先端部、すな
わち、図中右端部には第3の規制手段たるワイヤ15の
一端が固定され、該ワイヤ15は垂直下に延長されて第
2の天秤16の一方の長い腕17にその他端が固定され
ている。この第2の天秤16はその腕17における前記
ワイヤ15の他端か固定された点pから前記第1の天秤
の他方の短い腕14の長さだけ図中右方に位置する部位
を第2の固定支点18によって支持されている。また、
前記第2の天秤16の腕17の長さ、すなわち、前記第
2の固定支点18から図中左端部に至る長さか前記第1
の天秤2の長い腕3の長さと同じに形成されている。す
なわち、今前記第1の天秤2の一方の腕3の長さをaと
し、他方の腕14の長さをbとすると、前記第2の天秤
の一方の腕17の長さ、すなわち、前記第2の固定支点
18から図中左端部に至る長さがaであり、第2の固定
支点18からp点に至る長さがbとなっている。
Further, the other arm 14 of the first balance 2 is formed shorter than the -11= one arm 3, and a wire 15 serving as a third regulating means is attached to its tip, that is, the right end in the figure. One end of the wire 15 is fixed, and the wire 15 is extended vertically downward and the other end is fixed to one long arm 17 of a second balance 16. This second balance 16 has a second portion of its arm 17 located to the right in the figure by the length of the other short arm 14 of the first balance from the point p where the other end of the wire 15 is fixed. It is supported by a fixed fulcrum 18. Also,
The length of the arm 17 of the second balance 16, that is, the length from the second fixed fulcrum 18 to the left end in the figure, or the first
It is formed to have the same length as the long arm 3 of the balance 2. That is, if the length of one arm 3 of the first balance 2 is a and the length of the other arm 14 is b, then the length of one arm 17 of the second balance, that is, the length of the other arm 14 is The length from the second fixed fulcrum 18 to the left end in the figure is a, and the length from the second fixed fulcrum 18 to point p is b.

前記第2の天秤16の腕17の図中左端部には、第2の
移動支点1つか設けられており、この第2−12 = の移動支点19には垂直に配置された第2の支持杆20
か回転自在に支持されている。この第2の支持杆20の
上端部は前記第1の支持杆5の上側の腕6と対称的に図
中左方に屈曲して前記第1の天秤2の腕3と並行に延長
され、その先端部に第2の試料ホルタ21が固定されて
いると共に、該第2の支持杆20の上部には第2の規制
手段たるワイヤ22の一端が固定され、このワイヤ22
の他端は前記第2の天秤16の腕17と並行に延長され
て第2の固定支点18を通る垂直線と交わる固定点23
に固定されている。前記第2の試料ホルタ21は前記第
1の試料ボルダ8と同様に棒体24と、この棒体24の
上端部に固定された第2の試料皿25とからなっており
、この試料皿25は前記加熱炉11内に前記第1の試料
皿10と対称的に配置されて収容されている。なお前記
第2の天秤16は、前記第2の固定支点18の図中右方
に向かって前記第1の天秤2の他方の腕14の長さと同
じ長さたけ延長された他方の腕26を有しており、前記
第1及び第2の天秤系の質量の均衡か図られている。そ
して、前記第1の天秤2の前記固定支点1の部位には該
第1の天秤の傾きを検出するための検出杆27が固定さ
れ、この検出杆27の変位を検出する変位検出器28が
設けられているとともに、前記第2の天秤16の腕17
のp点には磁石2つが固定され、制御コイル30に嵌合
されている。すなわち、これ等変位検出器28及び制御
コイル30は、図示しない外部の制御回路に接続されて
おり、前記変位検出器28の変位が常にゼロになるよう
な力が前記磁石29に働くように前記制御コイル30に
補償電流を流し、この補償電流を重量変化として検出す
るように構成されているものである。
One second movable fulcrum is provided at the left end in the figure of the arm 17 of the second balance 16, and a second support disposed perpendicularly to this second movable fulcrum 19 is provided. Rod 20
It is rotatably supported. The upper end of the second support rod 20 is bent to the left in the figure symmetrically with the upper arm 6 of the first support rod 5 and extends parallel to the arm 3 of the first balance 2, A second sample holder 21 is fixed to the tip of the second support rod 20, and one end of a wire 22 serving as a second regulating means is fixed to the upper part of the second support rod 20.
The other end is a fixed point 23 that extends parallel to the arm 17 of the second balance 16 and intersects with a vertical line passing through the second fixed fulcrum 18.
is fixed. Like the first sample boulder 8, the second sample holder 21 consists of a rod 24 and a second sample pan 25 fixed to the upper end of the rod 24. are housed in the heating furnace 11 and arranged symmetrically with the first sample dish 10 . Note that the second balance 16 has another arm 26 extending toward the right in the figure of the second fixed fulcrum 18 by the same length as the other arm 14 of the first balance 2. The weight of the first and second balance systems is balanced. A detection rod 27 for detecting the inclination of the first balance is fixed to the fixed fulcrum 1 of the first balance 2, and a displacement detector 28 for detecting the displacement of this detection rod 27 is fixed. and an arm 17 of the second balance 16
Two magnets are fixed at point p, and are fitted into the control coil 30. That is, the displacement detector 28 and the control coil 30 are connected to an external control circuit (not shown), and the displacement detector 28 and the control coil 30 are connected to an external control circuit (not shown). A compensation current is caused to flow through the control coil 30, and this compensation current is detected as a weight change.

上述の構成において、第1の天秤2は長い腕3と短い腕
14のそれぞれの先端にかかる加重か所定の比になった
ときにバランスし、第2の天秤16は、前記移動支点1
9にかかる加重とp点に作用する力とか所定の比率にな
ったときバランスする。そして、第2の天秤16のp点
に作用する力は前記第1の天秤2の短い腕14の先端に
かかる− 14 = 加重そのものである。かつ、各天秤の作用力点と支点と
の距離の関係は第1図に示される関係にあるから、第1
の天秤2と第2の天秤16とはほぼ同一の感度を有する
。したがって、前記試料ホルタ8及び21に同一の力が
加わったときは、これ等の力はワイヤ15の作用によっ
て相殺されていずれの天秤系にも何等の変化も起こさせ
ない。一方、前記試料ホルタ8と21とに異なる力が加
わった場合にはこれ等力の差分か重量変化として検出さ
れる。しかも、前記各天秤の腕、各支持杆及び各ワイヤ
はそれぞれ各天秤系毎にいわゆるロバ−パルt[を構成
しているから各天秤系が傾いても各支持杆はほぼ垂直に
保持されて測定に支障をきたすことかないものである。
In the above-mentioned configuration, the first balance 2 is balanced when the loads applied to the tips of the long arm 3 and the short arm 14 reach a predetermined ratio, and the second balance 16 is balanced when the weights applied to the ends of the long arm 3 and the short arm 14 reach a predetermined ratio.
Balance occurs when the load applied to point 9 and the force acting on point p reach a predetermined ratio. The force acting on point p of the second balance 16 is the -14 = weight applied to the tip of the short arm 14 of the first balance 2. In addition, since the relationship between the distance between the force point of each balance and the fulcrum is as shown in Figure 1, the first
The balance 2 and the second balance 16 have almost the same sensitivity. Therefore, when the same force is applied to the sample holters 8 and 21, these forces are canceled out by the action of the wire 15 and do not cause any change in either balance system. On the other hand, when different forces are applied to the sample holters 8 and 21, it is detected as a difference between these forces or a weight change. In addition, the arms, support rods, and wires of each of the balances constitute a so-called donkey pallet for each balance system, so even if each balance system is tilted, each support rod is held almost vertically. It does not cause any trouble to the measurement.

この熱天秤装置によって熱重量変化を測定するときは、
まず、第1の天秤2と第2の天秤16とがバランスする
ように調整し、次に前記試料皿10に加熱によって重量
変化を生ずる被測定紙isを充填し、試料皿25に加熱
によって重量変化を生じない標準試料Rを充填してこれ
等を加熱炉11によって加熱する。これにより、所定の
温度で被測定試料Sに重量変化か生ずるとこれを検出す
ることかできるものである。
When measuring thermogravimetric changes using this thermobalance device,
First, the first balance 2 and the second balance 16 are adjusted so that they are balanced, and then the sample plate 10 is filled with the paper to be measured whose weight changes when heated, and the sample plate 25 is heated to cause the weight to change. A standard sample R that does not cause any change is filled and heated in a heating furnace 11. Thereby, it is possible to detect when a weight change occurs in the sample S to be measured at a predetermined temperature.

上述の第1実施例にあっては以下の利点かある。The first embodiment described above has the following advantages.

すなわち、はぼ同一の感度を有する2つの天秤を用いて
それぞれの長い腕の力点に支持杆を介して各々試料及び
標準試料を懸架し、一方、それぞれの短い腕の力点同士
を連結することにより、前記2つの天秤のバランスをと
る構成としているので、試料及び標準試料を加熱昇温す
る際に対流もしくは浮力の変化によってこれ等に同一の
力か加わってもこれが重量変化として検出されることが
ない。
That is, by using two balances with approximately the same sensitivity, suspending a sample and a standard sample through a support rod at the force points of each long arm, and connecting the force points of each short arm. Since the two balances are balanced, even if the same force is applied to the sample and standard sample due to changes in convection or buoyancy when heating them, this will not be detected as a weight change. do not have.

したかって、対流や浮力の影響を受けることなく微少な
重量変化を極めて高精度で測定することができる。また
、各天秤の長い腕の先端(力点)同士の水平方向におけ
る距離、すなわち、前記垂直に配置された各支持杆同士
の距離が各天秤の短い腕の長さの2倍となるから、これ
等支持杆に固定する試料と標準試料とを同一の炉内に収
容するためにこれ等支持杆を屈曲して延長する距離Cか
前−16= 記名天秤の短い腕の長さbよりも小さてすむ。この点は
、前記従来のこの種天秤では実現できない極めて重大な
利点をもたらす。すなわち、前記距離cが長くなるとそ
れによって増大するモーメントを打ち消すために前記ワ
イヤ12及び22に働く張力が増大し、これにともなっ
て各天秤の力点に作用する力も増大するから結局天秤系
全体の質量が大きくなり、これによって天秤の感度低下
を招く。従来の天秤は感度を増すために天秤の腕を長く
するとその分前記Cに相当する長さが長くなるから感度
向上に一定の限界があった。これに対し、上記実施例で
は前記Cの長さは短い腕すの長さだけに規制され、天秤
の感度をきめる長い腕aの長さには左右されない。した
かつて、aの長さを十分長くすることにより従来実現で
きなかったような高感度の天秤とすることか可能である
。さらに、前記各天秤の傾きにともなって各支持杆に作
用するワイヤの垂直分力も前記Cの長さが短いほど小さ
くてずむから、これによる感度低下も低く押さえること
ができる。また、前記各支持杆5及び20のバランスを
とるのにそれぞれワイヤ】2及び22を用いているから
、例えば、ワイヤを用いずに剛体の連結杆を用いてこの
剛体の各端部を前記各支持杆の端部及び固定点に回転自
在に支持する場合に比較して、各支点同士の位置関係を
正確に調整する必要かないから組み付は調整か極めて容
易であるとともに、支点部材等がいらないから製造コス
トも廉価ですむ。
Therefore, minute changes in weight can be measured with extremely high precision without being affected by convection or buoyancy. Also, since the distance in the horizontal direction between the tips (points of force) of the long arms of each balance, that is, the distance between the vertically arranged support rods, is twice the length of the short arm of each balance, this In order to accommodate the sample fixed to the equal support rod and the standard sample in the same furnace, the distance C must be extended by bending the support rod - 16 = smaller than the length b of the short arm of the register balance Well, that's it. This point provides an extremely important advantage that cannot be achieved with the conventional balances of this type. That is, as the distance c increases, the tension acting on the wires 12 and 22 increases to cancel the increased moment, and the force acting on the force point of each balance increases accordingly, so that the mass of the entire balance system ultimately decreases. becomes large, which causes a decrease in the sensitivity of the balance. In conventional balances, when the arms of the balance are lengthened to increase sensitivity, the length corresponding to C increases accordingly, so there is a certain limit to the improvement of sensitivity. On the other hand, in the above embodiment, the length of C is limited only by the length of the short arm, and is not affected by the length of the long arm a, which determines the sensitivity of the balance. However, by making the length of a sufficiently long, it is possible to obtain a balance with high sensitivity, which has not been possible in the past. Furthermore, as the length of C becomes shorter, the vertical force of the wire that acts on each support rod due to the inclination of each balance becomes smaller, so that the deterioration in sensitivity due to this can be suppressed to a low level. Furthermore, since the wires 2 and 22 are used to balance the support rods 5 and 20, for example, instead of using wires, a rigid connecting rod may be used to connect each end of the rigid body to each of the support rods 5 and 20. Compared to the case where it is rotatably supported at the end of the support rod and a fixed point, there is no need to accurately adjust the positional relationship between each fulcrum, so assembly is extremely easy to adjust, and there is no need for fulcrum members, etc. The manufacturing cost is also low.

第2図は本発明の第2実施例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.

この実施例においては、前記第1実施例におけるワイヤ
12及び22を用いるかわりに連結杆12a及び22a
を用い、それぞれ支点12b、12C及び22b、22
cによって支持したものであり、他の構成は前記第1実
施例と全く同一である。
In this embodiment, instead of using the wires 12 and 22 in the first embodiment, connecting rods 12a and 22a are used.
using the supporting points 12b, 12C and 22b, 22, respectively.
The other configurations are completely the same as those of the first embodiment.

この構成によっても前記第1実施例のワイヤを用いたこ
とによる利点を除けは、同−作用及び利点を得ることが
できる。
With this configuration as well, the same functions and advantages can be obtained, except for the advantages of using the wire of the first embodiment.

さらに第3図は本発明の第3実施例を示ず図であり、こ
の実施例は、前記第2実施例の天秤系を逆様にしていわ
ゆる下吊り型の熱天秤としたものでこのようにしても前
記第2実施例と全く同−作用及び利点を得ることができ
る。
Further, FIG. 3 does not show the third embodiment of the present invention, and this embodiment is a so-called downward hanging type thermobalance by inverting the balance system of the second embodiment. However, the same effects and advantages as in the second embodiment can be obtained.

[発明の効果] 以上詳述したように、本発明は、はぼ同一の感度を有す
る第1及び第2の天秤を用いてそれぞれの長い腕の先端
に設けられた力点に支持杆を介して各々試料及び標準試
料を懸架し、一方、第1の天秤の短い腕の先端に設けら
れた力点と、第2の天秤の長い腕上における点であって
該第2の天秤の支点から前記第1の天秤の短い腕の長さ
と同じ距離たけ離れた点に設けられた力点同士を連結す
ることにより、前記2つの天秤のバランスをとる構成と
しているので、試料及び標準試料を加熱昇温する際に対
流もしくは浮力の変化によってこれ等に同一の力か加わ
ってもこれか重量変化として検出されることかなく、し
たがって、対流や浮力の影響を受けることなく微少な重
量変化を高精度で測定することを可能にしているととも
に、各天秤の長い腕の先fIA(力点)同士の水平方向
における距離、すなわち、前記垂直に配置された各支持
杆同士の距離か各天秤の短い腕の長さの2倍となるから
、これ等支持杆に固定する試料と標準試料とを同一の炉
内に収容するためにこれ等支持杆を屈曲して延長する距
離が前記各天秤の短い腕の長さよりも短くてずみ、これ
により各天秤の長い腕を短い腕に比較して十分長く設計
することにより結局天秤系全体の感度を極めて高感度な
ものにすることができるというすぐれた効果を奏するも
のである。
[Effects of the Invention] As described in detail above, the present invention uses the first and second balances having the same sensitivity to apply force to the point of force provided at the tip of each long arm via the support rod. A sample and a standard sample are each suspended, while a force point provided at the tip of a short arm of a first balance and a point on a long arm of a second balance from the fulcrum of the second balance to the The two balances are balanced by connecting the points of force that are separated by the same distance as the length of the short arm of the first balance, so when heating the sample and standard sample, Even if the same force is applied to them due to changes in convection or buoyancy, it will not be detected as a change in weight. Therefore, minute changes in weight can be measured with high precision without being affected by convection or buoyancy. In addition, the distance in the horizontal direction between the tips fIA (points of force) of the long arms of each balance, that is, the distance between the vertically arranged support rods, or the length of the short arm of each balance. Therefore, in order to accommodate the sample fixed to the support rods and the standard sample in the same furnace, the distance to extend the support rods by bending them is longer than the length of the short arm of each balance. This has the excellent effect of making the entire balance system extremely sensitive by designing the long arms of each balance to be sufficiently long compared to the short arms. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1実施例の構成を示す図、第2図は
本発明の第2実施例の構成を示す図、第3図は本発明の
第3実施例の構成を示ず図である。 ■・・・第1の固定支点、2・・・第1の天秤、3・・
・第1の天秤の長い腕、4・・・第1の移動支点、5・
・・第1の支持杆、8・・・第1の試料ホルタ、】1・
・・加熱炉、12.12a・・・第1の規制手段として
のワイヤ及び連結杆、14・・・第1の天秤の短い腕、
15゜15a・・・第3の規制手段としてのワイヤ及び
連結杆、16・・・第2の天秤、17・・・第2の天秤
の腕、18・・・第2の固定支点、1つ・・・第2の移
動支点、20・・・第2の支持杆、21・・・第2の試
料ホルダ、22.22a・・・第2の規制手段としての
ワイヤ及び連結杆。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a first embodiment of the invention, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a second embodiment of the invention, and FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a third embodiment of the invention. It is a diagram. ■...First fixed fulcrum, 2...First balance, 3...
・Long arm of the first balance, 4...First moving fulcrum, 5.
...First support rod, 8...First sample holder, ]1.
... Heating furnace, 12.12a... Wire and connecting rod as first regulating means, 14... Short arm of first balance,
15° 15a...Wire and connecting rod as third regulating means, 16...Second balance, 17...Second balance arm, 18...Second fixed fulcrum, one . . . second moving fulcrum, 20 . . . second support rod, 21 . . . second sample holder, 22. 22a .

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 第1の固定支点に支持された第1の天秤と、第2の固定
支点に支持された第2の天秤とを有し、前記第1の天秤
は、前記第1の固定支点の一方の側に設けられた長いと
腕と、他方の側に設けられた短い腕と、前記長い腕の先
端に設けられた第1の移動支点と、この第1の移動支点
に回転自在に支持されて垂直に配置された第1の支持杆
とを有し、この第1の支持杆は、その一方の端部が水平
方向に屈曲して延長されてその先端部に第1の試料ホル
ダが取り付けられ、その他方の端部は、該端部を通る水
平線が前記第1の固定支点を通る垂直線に交わる点から
該端部までの距離が一定になるように該端部を回動自在
に規制する第1の規制手段によって支持されたものであ
り、一方前記第2の天秤は、前記第2の固定支点が、前
記第1の天秤の短い腕の先端を通る垂直線と前記第2の
固定支点を通る水平線との交点から該固定支点までの距
離が前記第1の天秤の短い腕の長さと同一になる位置に
設置され、かつ、前記第1の天秤の長い腕と同一の長さ
を有し前記第2の固定支点にその一端が支持された腕と
、この腕の他端に設けられた第2の移動支点と、この第
2の移動支点に回転自在に支持されて垂直に配置された
第2の支持杆とを有し、この第2の支持杆は、その一端
部が水平方向に屈曲して延長されてその先端部に第2の
試料ホルダが取り付けられ、さらに、その屈曲部に近い
垂直部の点が、該点を通る水平線と前記第2の固定支点
を通る垂直線との交点となす距離が一定となるように該
点を回動自在に規制する第2の規制手段によつて支持さ
れたものであつて、前記第1の天秤の短い腕の先端と該
先端を通る垂直線が前記第2の天秤の腕に交わる交点と
を、これ等の間の距離が一定となるように回動自在に規
制する第3の規制手段によって連結するとともに、前記
第1及び第2の試料ホルダの先端に取り付けられた被測
定試料及び標準試料を同一の炉内に収容するようにした
ことを特徴とする熱天秤装置。
It has a first balance supported on a first fixed fulcrum and a second balance supported on a second fixed fulcrum, the first balance being on one side of the first fixed fulcrum. a long arm provided on the other side, a short arm provided on the other side, a first movable fulcrum provided at the tip of the long arm, and a vertical movable arm rotatably supported by the first movable fulcrum. a first support rod disposed at the first support rod, one end of which is bent and extended in the horizontal direction, and a first sample holder is attached to the tip thereof; The other end is rotatably regulated so that the distance from the point where a horizontal line passing through the end intersects with a vertical line passing through the first fixed fulcrum to the other end is constant. The second balance is supported by a first regulating means, and the second fixed fulcrum is between a vertical line passing through the tip of the short arm of the first balance and the second fixed fulcrum. is installed at a position where the distance from the intersection with the horizontal line passing through the horizontal line to the fixed fulcrum is the same as the length of the short arm of the first balance, and has the same length as the long arm of the first balance. an arm having one end supported by the second fixed fulcrum; a second movable fulcrum provided at the other end of the arm; and an arm rotatably supported by the second movable fulcrum and disposed vertically. The second support rod has one end bent and extended in the horizontal direction, a second sample holder is attached to the tip, and the second support rod has a second sample holder attached to the tip thereof, a second regulating means rotatably regulating the point so that the distance between the point on the vertical portion near the point and the intersection of the horizontal line passing through the point and the vertical line passing through the second fixed fulcrum is constant; The distance between the tip of the short arm of the first balance and the point of intersection of the vertical line passing through the tip with the arm of the second balance is fixed. The sample to be measured and the standard sample attached to the tips of the first and second sample holders are housed in the same furnace. A thermobalance device characterized by:
JP12667187A 1987-05-23 1987-05-23 Thermobalance device Pending JPS63290939A (en)

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