JP3016095B2 - 熱重量測定装置 - Google Patents
熱重量測定装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、材料の重量の温度依存性を測定する熱重量
測定装置に関するものである。
測定装置に関するものである。
本発明は、熱重量測定において、試料の搬送と熱重量
測定とを交互に、断続的にかつ自動的に行ない、熱重量
測定の効率化と測定精度の向上を目的とするものであ
る。そのため本発明では試料容器を載置するためのホル
ダと加熱炉を有する熱天秤と、試料容器を予め配置する
ための試料容器トレーと、試料容器を試料容器トレーか
らホルダーへ自動的に搬送するだけでなく、これと逆に
試料容器をホルダーから試料容器トレーへ自動的に搬送
するオートサンプラー装置とを組み合わせることによ
り、試料容器のトレーからホルダー間への搬送を自動的
かつ連続的に行なうようにするとともに、測定精度を向
上することを目的とするものである。
測定とを交互に、断続的にかつ自動的に行ない、熱重量
測定の効率化と測定精度の向上を目的とするものであ
る。そのため本発明では試料容器を載置するためのホル
ダと加熱炉を有する熱天秤と、試料容器を予め配置する
ための試料容器トレーと、試料容器を試料容器トレーか
らホルダーへ自動的に搬送するだけでなく、これと逆に
試料容器をホルダーから試料容器トレーへ自動的に搬送
するオートサンプラー装置とを組み合わせることによ
り、試料容器のトレーからホルダー間への搬送を自動的
かつ連続的に行なうようにするとともに、測定精度を向
上することを目的とするものである。
一般的に熱分析法の方法としては熱天秤による熱重量
測定法、示差熱分析法、示差走査熱量測定法などがあ
る。そのうち熱分析法は、古くから確立している分析法
であるが、近年、計測技術の進歩でその計測精出や性能
が著しく向上している。
測定法、示差熱分析法、示差走査熱量測定法などがあ
る。そのうち熱分析法は、古くから確立している分析法
であるが、近年、計測技術の進歩でその計測精出や性能
が著しく向上している。
更に、その分析法はその利用分野が広く、材料の物性
分析や新素材の研究開発、さらには品質管理用として広
く利用されている。今迄一部に自動化された装置はある
が、熱重量測定を行なう熱天秤では、自動化、連続化さ
れた装置はなく、人手により各測定を行なっている。従
って最近では、熱分析装置での連続測定化が望まれてい
た。
分析や新素材の研究開発、さらには品質管理用として広
く利用されている。今迄一部に自動化された装置はある
が、熱重量測定を行なう熱天秤では、自動化、連続化さ
れた装置はなく、人手により各測定を行なっている。従
って最近では、熱分析装置での連続測定化が望まれてい
た。
熱天秤による熱重量測定の場合には、測定度毎に試料
容器の載せ換えを行うが、試料容器の位置がその度ごと
に異なるため、手動による方法では測定の効率が悪かっ
た。
容器の載せ換えを行うが、試料容器の位置がその度ごと
に異なるため、手動による方法では測定の効率が悪かっ
た。
本発明は、オートサンプラーを設けて、熱重量測定の
自動化・連続化を計った装置を提供することを目的とす
る。
自動化・連続化を計った装置を提供することを目的とす
る。
本発明の主たる構成部分は、試料容器を載置するため
のホルダと、該ホルダを温度制御器によって制御される
加熱炉を有する熱天秤と、複数の試料容器を予め収容す
るトレーと、前記試料容器をトレーからホルダへ搬送す
るとともに、逆にホルダからトレーへ搬送するためのオ
ートサンプラーとから成り、これにより試料容器を、ト
レーとホルダとの間で自動的に搬送を繰り返し自由にす
ることにより自動的、連続的に熱重量測定を行なうこと
を特徴とする。
のホルダと、該ホルダを温度制御器によって制御される
加熱炉を有する熱天秤と、複数の試料容器を予め収容す
るトレーと、前記試料容器をトレーからホルダへ搬送す
るとともに、逆にホルダからトレーへ搬送するためのオ
ートサンプラーとから成り、これにより試料容器を、ト
レーとホルダとの間で自動的に搬送を繰り返し自由にす
ることにより自動的、連続的に熱重量測定を行なうこと
を特徴とする。
トレー上に配置してある複数の試料容器の内、第１の
試料容器をオートサンプラーによって把持し、その位置
からホルダー上に搬送する。加熱炉を試料ホルダー部を
おおうように設置し、熱重量測定を行なう。測定終了後
には加熱炉を移動除去するとともに、試料ホルダー上に
載置されている試料容器をオートサンプラーによってト
レー上に戻す。以下同様の一連の動作を繰り返すことに
より、複数試料の熱重量測定を自動的かつ連続的に行な
うようにして測定効率を高める。さらに、オートサンプ
ラーによって定位置搬送を可能にして、置く位置のばら
つきを少なくし、測定精度を高める。
試料容器をオートサンプラーによって把持し、その位置
からホルダー上に搬送する。加熱炉を試料ホルダー部を
おおうように設置し、熱重量測定を行なう。測定終了後
には加熱炉を移動除去するとともに、試料ホルダー上に
載置されている試料容器をオートサンプラーによってト
レー上に戻す。以下同様の一連の動作を繰り返すことに
より、複数試料の熱重量測定を自動的かつ連続的に行な
うようにして測定効率を高める。さらに、オートサンプ
ラーによって定位置搬送を可能にして、置く位置のばら
つきを少なくし、測定精度を高める。
以下本発明の一実施例について図面に基づき詳細に説
明する。
明する。
第１図は、本発明の全構成を示すための装置の斜視図
であり、第２図は主要構成部分の加熱炉移動機構の構成
を示す断面図である。
であり、第２図は主要構成部分の加熱炉移動機構の構成
を示す断面図である。
最初に、本装置の測定装置主要部分について説明す
る。
る。
第１図、第２図において、１は純白金、焼結アルミナ
等で成形されたホルダでこの上に試料容器が載置され
る。このホルダ１は焼結アルミナ管で成形された天秤ビ
ーム３の一端に固定されており、又天秤ビーム３の他端
は天秤部４の図示しない軸に連結されている。天秤ビー
ム３の管中には、熱電対２が収容されており、熱電対２
の１端は前記ホルダ１の底部に溶接等により固着されて
いる。加熱炉５は連結棒６を介して内部にモーターを有
する加熱炉移動機構７に連結され、移動機構７により上
下移動及び回転移動を行なうことができる。
等で成形されたホルダでこの上に試料容器が載置され
る。このホルダ１は焼結アルミナ管で成形された天秤ビ
ーム３の一端に固定されており、又天秤ビーム３の他端
は天秤部４の図示しない軸に連結されている。天秤ビー
ム３の管中には、熱電対２が収容されており、熱電対２
の１端は前記ホルダ１の底部に溶接等により固着されて
いる。加熱炉５は連結棒６を介して内部にモーターを有
する加熱炉移動機構７に連結され、移動機構７により上
下移動及び回転移動を行なうことができる。
10はトレーであり、平板の上に複数の円形状の溝が規
則的に刻まれていて、試料８を収容するためにカップ状
に成形された試料容器９が測定順序に従って配置されて
いる。トレー10を保持するためのトレー台11は、連結棒
12を介してトレー移動機構13に接続されており、該トレ
ー移動機構13によって前後左右の往復運動を行なうこと
ができる。
則的に刻まれていて、試料８を収容するためにカップ状
に成形された試料容器９が測定順序に従って配置されて
いる。トレー10を保持するためのトレー台11は、連結棒
12を介してトレー移動機構13に接続されており、該トレ
ー移動機構13によって前後左右の往復運動を行なうこと
ができる。
次に、本装置のオートサンプラー装置について説明す
ると、第３図に示すように、オートサンプラー装置14は
後述するロボットアーム15、このアームを駆動する駆動
軸18、アームを上下回転駆動するための駆動機構19及び
フィンガー可動部20によって構成されている。ロボット
アーム部15の内部には、ロボットアーム16と、該ロボッ
トアームを往復運動させるためのアーム駆動機構17とが
ある。ロボットアーム部15は、駆動軸18によって支持さ
れており、駆動軸18は、駆動機構19に接続されているか
ら、該オートサンプラー駆動機構19によって回転運動及
び上下運動を行なうことができる。ロボットアーム16の
前端には、フィンガー可動部20が固定されており、その
フィンガー可動部20はフィンガー22とフィンガー駆動機
構21よりなる。ロボットフィンガー22は、一対のフィン
ガーから構成され、周知の偏心カムを備えたフィンガー
駆動機構21によって開閉動作を行なうことができる。
ると、第３図に示すように、オートサンプラー装置14は
後述するロボットアーム15、このアームを駆動する駆動
軸18、アームを上下回転駆動するための駆動機構19及び
フィンガー可動部20によって構成されている。ロボット
アーム部15の内部には、ロボットアーム16と、該ロボッ
トアームを往復運動させるためのアーム駆動機構17とが
ある。ロボットアーム部15は、駆動軸18によって支持さ
れており、駆動軸18は、駆動機構19に接続されているか
ら、該オートサンプラー駆動機構19によって回転運動及
び上下運動を行なうことができる。ロボットアーム16の
前端には、フィンガー可動部20が固定されており、その
フィンガー可動部20はフィンガー22とフィンガー駆動機
構21よりなる。ロボットフィンガー22は、一対のフィン
ガーから構成され、周知の偏心カムを備えたフィンガー
駆動機構21によって開閉動作を行なうことができる。
次に、本実施例による動作について説明する。まず予
め測定しようとする試料８を入れた試料容器９をトレー
10上に測定する順序に従って配置する。装置を作動させ
ると、トレー10がトレー移動機構13により予め定められ
た第１の位置に移動する。
め測定しようとする試料８を入れた試料容器９をトレー
10上に測定する順序に従って配置する。装置を作動させ
ると、トレー10がトレー移動機構13により予め定められ
た第１の位置に移動する。
次に、ロボットアーム16がアーム駆動機構17により伸
長するとともに、駆動機構19を駆動させるとロボットフ
ィンガー17が第１の試料容器９上に位置するように移動
する。さらに、フィンガー駆動機構21を作動させると、
フィンガー22の先端部が試料容器９をはさみ保持する。
駆動機構19を動作し、駆動軸18の上昇動作により試料容
器９を上方に移動させるとともに回転動作でホルダ１の
方向に移動する。この位置でロボットアーム16を下方に
移動させ、所定の位置で停止する。この位置で再びフィ
ンガー22を開放させることによって試料容器９を前記試
料ホルダ１上に載置し、一連の搬送動作は終了する。そ
の後、加熱炉移動機構７により、加熱炉５が下方に移動
し、試料外周部をおおうように移動配置されると次の測
定が開始される。
長するとともに、駆動機構19を駆動させるとロボットフ
ィンガー17が第１の試料容器９上に位置するように移動
する。さらに、フィンガー駆動機構21を作動させると、
フィンガー22の先端部が試料容器９をはさみ保持する。
駆動機構19を動作し、駆動軸18の上昇動作により試料容
器９を上方に移動させるとともに回転動作でホルダ１の
方向に移動する。この位置でロボットアーム16を下方に
移動させ、所定の位置で停止する。この位置で再びフィ
ンガー22を開放させることによって試料容器９を前記試
料ホルダ１上に載置し、一連の搬送動作は終了する。そ
の後、加熱炉移動機構７により、加熱炉５が下方に移動
し、試料外周部をおおうように移動配置されると次の測
定が開始される。
次に測定状況について説明すると、加熱炉５により試
料８が加熱されると、その試料温度は、ホルダ内の熱電
対２により検出されるとともに、試料重量の変化は天秤
４により計測される。測定が終了すると、加熱炉５は前
記加熱炉移動機構７により前記試料ホルダ１の上部に移
動する。すると、上記の同様の動作により、フィンガー
22を前記試料ホルダ１上へ移動させ、動作閉鎖すること
によりホルダ上の試料容器９を把持し、後方・回転・下
向運動によりトレー10上に搬送して元の位置に戻す。
料８が加熱されると、その試料温度は、ホルダ内の熱電
対２により検出されるとともに、試料重量の変化は天秤
４により計測される。測定が終了すると、加熱炉５は前
記加熱炉移動機構７により前記試料ホルダ１の上部に移
動する。すると、上記の同様の動作により、フィンガー
22を前記試料ホルダ１上へ移動させ、動作閉鎖すること
によりホルダ上の試料容器９を把持し、後方・回転・下
向運動によりトレー10上に搬送して元の位置に戻す。
第２の試料容器９についても上記と同様の動作によ
り、順次試料容器トレー10から前記試料ホルダ１上に搬
送して測定が行なわれる。
り、順次試料容器トレー10から前記試料ホルダ１上に搬
送して測定が行なわれる。
次に、他の実施例として熱天秤の構造が水平差動型で
ある場合のオートサンプラー付き熱重量測定装置につい
て説明する。
ある場合のオートサンプラー付き熱重量測定装置につい
て説明する。
第４図は他の実施例の水平差動型熱重量測定装置の外
観図であり、第５図は第４図の要部断面図である。試料
ホルダー１は、測定試料を入れた試料容器を載置するた
めのホルダーで、参照ホルダ1Aは熱的に変態のない参照
試料（例えばアルミナ粉末）を入れた試料容器を載置す
るためのホルダである。前記試料ホルダ１は、管状に形
成された試料側天秤ビーム26の一端に固定され、他方参
照ホルダ1Aは管状に形成された参照側天秤ビーム27の一
端に固定されているが、これらのビームの他端はそれぞ
れ天秤４に接続されている。加熱炉５は、その下部が連
結棒６を介して加熱炉移動機構７に連結されており、該
加熱炉移動機構７によって往復運動し、前記試料ホルダ
１とホルダ1Aを取り巻く形で配置することが可能になっ
ている。すなわち、本実施例では前記第１の実施例のと
異なり、加熱炉５が水平に移動する構造となっている。
又、上記以外の他の構成要素は前記実施例と同様である
ので説明を省略する。
観図であり、第５図は第４図の要部断面図である。試料
ホルダー１は、測定試料を入れた試料容器を載置するた
めのホルダーで、参照ホルダ1Aは熱的に変態のない参照
試料（例えばアルミナ粉末）を入れた試料容器を載置す
るためのホルダである。前記試料ホルダ１は、管状に形
成された試料側天秤ビーム26の一端に固定され、他方参
照ホルダ1Aは管状に形成された参照側天秤ビーム27の一
端に固定されているが、これらのビームの他端はそれぞ
れ天秤４に接続されている。加熱炉５は、その下部が連
結棒６を介して加熱炉移動機構７に連結されており、該
加熱炉移動機構７によって往復運動し、前記試料ホルダ
１とホルダ1Aを取り巻く形で配置することが可能になっ
ている。すなわち、本実施例では前記第１の実施例のと
異なり、加熱炉５が水平に移動する構造となっている。
又、上記以外の他の構成要素は前記実施例と同様である
ので説明を省略する。
本実施例の動作は、まず予め測定しようとする試料８
を入れた試料容器９と、これと別に参照試料を入れた別
の試料容器９をトレー10上に測定する順序に従って配置
する。装置を作動させると、前述の第１の実施例の場合
と同様の動作を行なう。即ち、初めに、トレー10がトレ
ー移動機構13により予め定められたトレー台11上の第１
の位置に移動するとともに、オートサンプラー装置14の
前述したと同様の動作によって、試料容器９を前記試料
ホルダ１上に載置する。次いで、トレー10がトレー移動
機構13により予め定められた第２の位置に移動し、参照
試料の入った試料容器９をオートサンプラー装置14の搬
送動作によって参照ホルダ1A上に載置する。その後で、
前記加熱炉５が水平移動し前記試料ホルダ１及び前記参
照ホルダ1Aの外周部を覆うように配置され、測定が開始
される。測定の終了後、上記の動作の逆動作を行ないオ
ートサンプラー装置14によって測定済みの前記試料容器
９及び参照試料容器9Aはトレー10上に戻される。
を入れた試料容器９と、これと別に参照試料を入れた別
の試料容器９をトレー10上に測定する順序に従って配置
する。装置を作動させると、前述の第１の実施例の場合
と同様の動作を行なう。即ち、初めに、トレー10がトレ
ー移動機構13により予め定められたトレー台11上の第１
の位置に移動するとともに、オートサンプラー装置14の
前述したと同様の動作によって、試料容器９を前記試料
ホルダ１上に載置する。次いで、トレー10がトレー移動
機構13により予め定められた第２の位置に移動し、参照
試料の入った試料容器９をオートサンプラー装置14の搬
送動作によって参照ホルダ1A上に載置する。その後で、
前記加熱炉５が水平移動し前記試料ホルダ１及び前記参
照ホルダ1Aの外周部を覆うように配置され、測定が開始
される。測定の終了後、上記の動作の逆動作を行ないオ
ートサンプラー装置14によって測定済みの前記試料容器
９及び参照試料容器9Aはトレー10上に戻される。
以上概略的に示した一連の動作の繰り返しによって、
水平差動型熱重量測定装置においては、試料容器と参照
容器の両方を交換することができ、自動的かつ断続的に
熱重量測定ができる。
水平差動型熱重量測定装置においては、試料容器と参照
容器の両方を交換することができ、自動的かつ断続的に
熱重量測定ができる。
以上のように本発明によれば、多種多量の試料の熱重
量測定を、自動的かつ連続的に測定を行なうことができ
るため測定効率の向上を図ることができる。又、オート
サンプラーによって試料ホルダの一定位置の試料容器を
置くことが可能なために従来の位置ずれ等を少なくする
ことができ、測定のばらつきを極力押さえ、測定精度の
向上を図ることができた。
量測定を、自動的かつ連続的に測定を行なうことができ
るため測定効率の向上を図ることができる。又、オート
サンプラーによって試料ホルダの一定位置の試料容器を
置くことが可能なために従来の位置ずれ等を少なくする
ことができ、測定のばらつきを極力押さえ、測定精度の
向上を図ることができた。
第１図は本発明の一実施例を示す熱重量測定装置の斜視
図、第２図は第１図の主要構成部分の縦断面図、第３図
は、第１図のオートサンプラー部を模式的に示す縦断面
図、第４図は本発明の他の実施例を示す水平差動型熱重
量測定装置の外観図、第５図は、第４図の試料ホルダ周
辺及び試料容器トレー周辺を示す縦断面図である。 １、1A……ホルダ、参照ホルダ ３……天秤ビーム ４……天秤部 ５……加熱炉 ６……連結棒 ７……加熱炉移動機構 ８……試料 ９、9A……試料容器、参照試料容器 10……トレー 11……トレー台 12……連結棒 13……トレー移動機構 14……オートサンプラー装置 15……アーム可動部 16……アーム 17……アーム駆動機構 18……駆動軸 19……駆動機構 20……フィンガー可動部 21……フィンガー駆動機構 22……ロボットフィンガー 26……試料側天秤ビーム 27……参照側天秤ビーム
図、第２図は第１図の主要構成部分の縦断面図、第３図
は、第１図のオートサンプラー部を模式的に示す縦断面
図、第４図は本発明の他の実施例を示す水平差動型熱重
量測定装置の外観図、第５図は、第４図の試料ホルダ周
辺及び試料容器トレー周辺を示す縦断面図である。 １、1A……ホルダ、参照ホルダ ３……天秤ビーム ４……天秤部 ５……加熱炉 ６……連結棒 ７……加熱炉移動機構 ８……試料 ９、9A……試料容器、参照試料容器 10……トレー 11……トレー台 12……連結棒 13……トレー移動機構 14……オートサンプラー装置 15……アーム可動部 16……アーム 17……アーム駆動機構 18……駆動軸 19……駆動機構 20……フィンガー可動部 21……フィンガー駆動機構 22……ロボットフィンガー 26……試料側天秤ビーム 27……参照側天秤ビーム
Claims (2)
- 【請求項１】試料容器を設置するためのホルダーと、前
記ホルダー上の試料の重量を連続的に測定する天秤機構
と、前記ホルダーを温度制御器によって制御させる加熱
炉と、内部にモーターを有し前記加熱炉を移動させる加
熱炉移動機構と、前記試料容器が複数個あらかじめ規則
的に配置されたトレーと、前記トレーを所定の位置に移
動するためのトレー移動機構と、前記試料容器を前記ト
レーから前記ホルダーへ定位置搬送し、前記測定後前記
試料容器を前記ホルダーから前記トレー上の元の位置へ
搬送することの可能なオートサンプラー装置と、前記オ
ートサンプラー装置は搬送を行うための回転運動または
直線運動のできるロボットアームを備え、且つ、前記試
料容器を把持するための一対のフィンガーから前記ロボ
ットアームの前端に固定され、前記フィンガーは偏心カ
ム等を備えたフィンガー駆動機構より開閉動作を行える
ことを特徴とし、前記加熱炉移動機構による加熱炉移動
と前記トレー移動機構によるトレーの所定位置への移動
と前記オートサンプラー装置のロボットアームの運動と
フィンガーの開閉動作との組み合わせにより、前記複数
の試料容器を、測定する順序に従って順次前記トレーと
前記ホルダーの間で供給・排出すると共に熱重量測定を
連続的に行うことを特徴とする熱重量測定装置。 - 【請求項２】前記試料容器は試料を収容するためにカッ
プ状に成形されており、前記トレーは、前記試料容器を
配置するため、平板の上に複数の円形状の溝が規則的に
刻まれていることを特徴とする請求項１記載の熱重量測
定装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2339879A JP3016095B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 熱重量測定装置 |
| DE4138689A DE4138689C2 (de) | 1990-11-29 | 1991-11-25 | Gerät zur thermogravimetrischen Bestimmung |
| US07/799,833 US5215377A (en) | 1990-11-29 | 1991-11-27 | Thermogravimetric apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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