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DE1798133A1 - Temperaturbehandlungs- oder Temperaturuntersuchungsverfahren und thermogravimetrisches Analysengeraet zur Durchfuehrung desselben - Google Patents

Temperaturbehandlungs- oder Temperaturuntersuchungsverfahren und thermogravimetrisches Analysengeraet zur Durchfuehrung desselben

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Publication number
DE1798133A1
DE1798133A1 DE19681798133 DE1798133A DE1798133A1 DE 1798133 A1 DE1798133 A1 DE 1798133A1 DE 19681798133 DE19681798133 DE 19681798133 DE 1798133 A DE1798133 A DE 1798133A DE 1798133 A1 DE1798133 A1 DE 1798133A1
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DE
Germany
Prior art keywords
temperature
sample container
weight
sample
housing
Prior art date
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Pending
Application number
DE19681798133
Other languages
English (en)
Inventor
Norem Stanley D
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Applied Biosystems Inc
Original Assignee
Perkin Elmer Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Perkin Elmer Corp filed Critical Perkin Elmer Corp
Publication of DE1798133A1 publication Critical patent/DE1798133A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/36Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using magnetic elements, e.g. magnets, coils
    • G01K7/38Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using magnetic elements, e.g. magnets, coils the variations of temperature influencing the magnetic permeability
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N5/00Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid

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  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Description

Temperaturbehandlung^*- oder Temperature um,e rsuchuiigeverfahren und .thermogravi-JIn alys engerät zur Burchfüh~
Die Erfindung betrifft ein Temperaturbehandlungsoder Temperaturuntersuchungsverfahren, bei welchem eine !Eigenschaft eines zu behandelnden oder zu untersuchenden Materials sich mit Änderung seiner Umgebungsbedingungen ändert.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren für die thermogravimetrische Analyse. Thermogravimetrisch» Analysengeräte sind geeignet, Änderungen, die am Gewiaht einer zu untersuchenden Prob« bei Veränderung der Probenteraperatur in einem vorgegebenen Bereich auftreten, festzustellen und anzuzeigen. Bei einer Form von thermograviraetrischem Analysengerät wird die Probe in einen Probenbehälter gebracht, der an einem Hebelarm einer relativ genauen elektronischen Waage aufgehängt ist. Um den aufgehängten Probenbehälter sind Heizmittel angeordnet,
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welche cue Temperatur der Probe über gebenen Bereich verändern. Während dieser Beh«ieunc erfährt die Probe physikalische Änderungen wie Verlust von Feuchtigkeit usw., das Gewicht der Probe verändert sich und die Waage liefert eine entsprechende Anzeige. Die Analyse wird im allgemeinen von einem Schreibstreifenschreiber aufgezeichnet, bei welchem das Probengewicht beispielsweise als Daten längs einer Ordinatenach.se dargestellt wird, während die Änderung der Probentemperatur über einen Zeitraum hinweg als Daten längs einer Abzisse dargestellt wird.
Die Genauigkeit der Analyse der Probe hängt weitgend von der Genauigkeit ab, mit welcher die Temperatur der Probe gemessen und aufgezeichnet wird. Tm Idealfall wird die Probentemperatur für entsprechende Probengewichte genau aufgezeichnet. Jedoch verhindert ein thermisches Nacheilen, welches durch das Gerät hervorgerufen wird, die gewünschte Genauigkeit merkltcMv. Insbesondere haben vorbekannte thermogravimetrische Analysengeräte,einen Probenbehälter benutzt, der von einem Waagebalken innerhalb eines relativ engen rohrförmigen Teiles eines evakuierten Gehäuses herabhing. Um dieses rohrförmige Teil ist ein elektrischer Ofen angeordnet, dessen Temperatur zur Beheizung der Probe über den Tempe-
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raturbereich hinweg programiert ist. Die Anordnung des Ofens außerhalb des Gehäuses führt zu einem wesentlichen thermischen Nacheilen zwischen der Ofen- und Probentemperatur. Beim Aufzeichnen der Probentemperatur wurde die Wirkung dieser thermischen
Nacheilung teilweise durch Verwendung eines Thermo- ^
elements beseitigt, welches innerhalb dee Gehäuses ^
in der Nähe des Probenbehälters angeordnet war. Eine Temperaturanzeige, die von diesem Thermoelement geliefert wird, wird als Abszissen-Daten für die Schreibstreifenaufzeichnung benutzt.
Obwohl diese Anordnung eine brauchbare Genauigkeit zeigt» so leidet sie doch nichtsdestoweniger an einer relativ merklichen thermischen Nacheilung, da das Thermoelement notwendigerweise im Abstand von dem Probenbehälter angeordnet sein muli, um die freie Bewegung des Probenbehälters und des Waagebalkens zu ermöglichen. Es ist offensichtlich, daß eine gewisse M
geringe thermische Nacheilung zwischen der Temperatur der Probe und der Temperatur eines Fühlers besteht, welcher die Probentemperatur feststellen soll. Es ist jedoch wünschenswert, diese Nacheilung zu vermindern, so daß sie praktisch vernachlässigbar iat. Außerdem ist es weiterhin wünschenswert, eine relativ genaue Temperatureichung für das Gerät zu schaffen, damit der Bedienungsmann einen genauen Bezugs-
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punkt für die Temperaturanzeige erhält.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile vorbekannter Verfahren und Geräte zu vermeiden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein thermogravimetrisches Analysengerät zu schaffen, br-ii welchem die Mittel zur Peststellung der Temperatur relativ eng thermisch mit der zu analyslerenden Probe gekoppelt sind.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein thermogravimetrisches Analysengerät zu schaffen, welches eine relativ genaue Temperatureichung gestattet.
Das Verfahren nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer Anzeige der Umgebungstemperatur eine Menge eines ferromagnetische Bezugsmaterials mit vorgegebener Curie-Temperatur den gleichen Umgebungsbedingungen ausgesetzt und das Auftreten von Änderungen der magnetischen Eigenschaften des Bezugsmateriäls erfaßt wird, was anzoigt, daß die Umgebungstemperatur und die Curie-Temperatur im wesentlichen gleich sind.
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Es wird also die Curie-Temperatur des Bezugsmaterials, welches mit der Probe in engem thermischen Kontakt vorgesehen sein kann, al3 Eichpunkt benutzt. Die Änderung der magnetischen Eigenschaften des Bez^gsmaterials an diesem Curie-Punkt können bequem berührungslos erfaßt werden. Das kann beispielsweise trt der V/eise geschehen, daß im Bereich des Besugs- :wate.cial3 ein Magnetfeld erzeugt wird, so daß das Beaugsraaterial -ein von seinem gravimetrischen Ge-W:'i ohfc nbv/sich'.möes scheinbares Gewicht neigt und rlaß eine Gev/ichtsänderung des Bezugsmaterials von dem scheinbaren Gewicht auf das gravimetrisch^ Gewicht als Anzeichen dafür erfaßt wird, daß dann Ump;ebungstemperatur und Curie-Temperatur im wesentlichen gleich sind.
Hin tharmogravimetrfsches Analysengerät zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens mit einem Probenbehälter und einer Wiegevorrichtung zur Anzeige des Gewichts der zu analysierenden Probe und einer Einrichtung zum Variieren der Teeperatur des Probenbehälters über einen Temperaturbereich ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß in dem Probonbehälter ein magnetisches Normmaterial angeordnet ist, dessen Curietemperatur Tß in dem besagten Temperaturbereich liegt und daß ein Magnet zur" Erzeugung eines Magnetfeldes in der Uiagebung des Pro-
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benbehälters vorgesehen ist, wodurch eine von dem PeId auf das Normmaterial ausgeübte Kraft bewirkt, ' daß das Material ein angezeigtes Gewicht ergibt, welches von dem tatsächlichen Gewicht des Materials abweicht.
α Das thermogravirnetrische Analysengerät enthält also eine gravimetrische Meßeinrichtung mit einem Probenbehälter. Es sind Mittel vorgesehen zum Beheizen des Probenbehälters über einen vorgegebenen Temperaturbereich. Es sind auch Mittel vorgesehen, durch welcbe in der Umgebung des Probenbehälters ein Magnetfeld erzeugt wird. Ein magnetisches !formmaterial mit einem Curiepunkt innerhalb des vorgegebenen Temperaturbereichs ist in dem Probenbehälter angeordnet. Das magnetische Feld erzeugt eine Kraft auf das Norm-Kttterial und führt zu einem scheinbaren Gewicht, wel= ches größer ist als das gravimetrische Gewicht. Wenn die Heizmittel die Temperatur des Nortamaterials auf
φ dessen Curiepunkttemperatür erhöhen, wird das scheinbare Gewicht vermindert und es wird eine deutliche Anzeige einer gravimetrischen Veränderung hervorgerufen. Bei einer anderen Anordnung wird das Wormoa- «srial in dem Probenbehälter zusammen alt der zu untersuchenden Probe und während der Teeiperaturprogramierung der Probe angeordnet. Es wird dadurch, eine relativ genaue Anordnung zur Eichung der Apperatur
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erhalten. Eine Eichanordnung für ein thermogravimetrisches Analysengerät dieser Art ist besonders vorteilhaft, da die gravimetrische Umwandlung für die Eichung eindeutig, umkehrbar und reproduzierbar ist.
Der elektrische Ofen für ein thermogravimetrxsches Analysengerät enthält einen Körper von zylindrischer Grundform aus feuerfestem Material, der innerhalb eines evakuierten Gehäuses des Gerätes angeordnet ist. Der Ofen ist so zu dem Probenbehälter angeordnet, daß sich der Probenbehälter in den Ofeninnenraum erstreckt. Es sind an dem Körper Mittel zum Beheizen der Probe und zum Hessen der Probentemperatur vorgesehen. Dadurch wird eine relativ enge thermische Kopplung hervorgerufen und die Temperaturnacheilung zwischen Probentemperatur und angezeigter Ofentemperatur wird wesentlich vermindert.
Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert:
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung und zeigt eine Anordnung eines thermogravimetrisehen Analysengerätes, welches nach der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
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Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungaform der Erfindung und
Pig. 3 ist; ein Schaltbild und veranschaulicht eine Heiz- und Temperaturmeßanordnung zur Verwendung bei dem thermogravimetrischen Gerät von Fig. 1.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, enthalten die gewichtsmessenden und -anzeigenden Mittel eine empfindliche elektronische Waage, beispielsweise Cahn-Modell 2580, welche in einem L-fönnigen Gehäuse 1o angeordnet ist. Mit dem Gehäuse ist eine Vakuumpumpe I7 über ein Ventil 19 verbunden, durch welche das Gehäuse auf einen gewünschten Druck evakuiert wird. Die elektronische Waage weist einen Waagebalken 11 auf» der an einem Teil 12 befestigt ist, welches starr auf einer drehbaren Ankerwelle 13 eines Motors 14 sitzt. Diese Teile sind in einem Teil 15 des Gehäuses angeordnet. Von einem IJJnde des Waagebalkens hängt ein Probenbehälter 16 an einem Draht 2o herab und erstreckt sich in ein weiteres Teil 21 des Gehäuses. Die Teile 15 und 21 liegen aneinander an und sind an der Oberfläche demontierbar druckdicht miteinander verbunden. An einam anderen Punkt 24 des Waagebalkens 11 ist ein Gegengewicht 23 aufgehängt, während sich ein Arm 26 von dem Punkt 24 erstreckt und eine dünne un~
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durchsichtige Scheibe 28 trägt. Die Scheibe 28 ist zwischen einer Lichtquelle, dargestellt durch eine Wendel 3o, und eine» (nicht dargestellten) Fenster eines photoelektrischen Detektors 32 angeordnet. Der Motor 14, die Lichtquelle 5o und der Detektor 2 2 sind im Abstand von den Wandungen angeordnet und innerhalb des Gehäuses durch geeignete gebräuchliche Mittel gehaltert. Der Deutlichkeit der Zeichnung halber sind diese Halterungsmittel nicht dargestellt.
Dem Detektormotor wird elektrische Energie von einem Servoverstärker 37 über Leitungen 28 und eine druckdichte Durchführung 4o zugeführt. Ein Paar Leitungen 42 geht von dem Detektor 32 aus und ist über die Durchführung 4o mit dem Servoverstärker 37 verbunden. Ein weiteres Paar von Leitungen 45 verläuft von dem Servoverstärker 37 ru dem Schreiber 44.
Die Mittel zum Beheizen des Probenbehälters enthalten einen elektrischen Ofen, der innerhalb des 1Ge* hauses 1o angeordnet ist. Der Ofen weist einen Körper 46 von «ylindrischer Grundform auf, Welcher in dem Gehäuseteil 21 durch eine Tragstange 5o gehalten wird. Der Ofenkörper 46 ist aus ein«« feuerfesten Material wie BerylliunuOcyd hergestellt, einem Material, welches eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit und einen relativ hohen elektrischen Iac-
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lationswiderstand bei hohen Teaperatmeen zeigt. Eine Heiz- und Temperaturmeßwicklung $2t die beispielsweise aus Platindraht hergestellt ist, ist in einer Wendel um die Außenfläche des Ofenkörpers herumgewickelt. Elektrische Energie zum Beheizen der Probe wix*d der Heizwicklung 52 von einer Stromquelle 54- über die hermetisch abgedichteten Durchführungen 56 und 58 zugeführt. Die Stromquelle für die Heizener^ie 54 wird von einem Teeperaturprogrammgeber 6o gesteuert und ist zu» Aufheizen der !•robe über einen vorgegebenen Temperaturbereich eingerichtet. Wie nachstehend ia einseinen gezeigt wird, erfolgt das Beheizen der Wicklung 52 wahrend eines Teils eines Heiz Heß- Zyklus*, während die
Temperaturmessung während eines anderen Teils des Zyklus erfolgt.
In seiner allgemeinen Wirkungsweise wirkt die elektronische Waage als ein Regler, welcher den Probenbehälter 16 auf einer vorgegebenen Hßhe innerhalb des Ofenteils 46 hält. In Pig..1 übt das Gewicht der Probe ein Drehmoment auf den Waagebalken 11 entgegen dem Uhrzeigersinn aus. BIe Bewegung dee Waagebalkens wird jedoch durch ein entgegenwirkendes Drehmoment im Uhrzeigersinn begrenzt, welches auf den Waagebalken 11 von des Hotofr 14 ausgeübt wird. Jede Änderung des Probengewichte, welche
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während des Temperaturprogramms stattfindet, ist automatisch mit einer Änderung des von dem Motor 14- ausgeübten Drehmoments verbunden und zwar von solcher Größe und Richtung, daß die bestehende Höhe des Behälters in dem Ofen beibehalten wird. Wenn sich speziell das Probengewicht verändert,
dann wird der Waagebalken 11 uai einen geringen Win- ^
kel verschwenkt. Gleichzeitig wird die Stellung der Scheibe 28 geändert und damit wird die Intensität des von der Lichtquelle 3o zum Detektor 32 durchgelassenen Lichts geändert. Ein Signal des Detektors veranlaßt den Servoverstärker 37 den Strom zu dem Motor 14- in einer solchen Weise zu ändern, daß das von dem Motor 14 ausgeübte Drehmoment erhöht oder vermindert wird, um den Probenbehälter 1$ in seine anfängliche' Höhe zurückzubringen. Die Stärke des in dem Motor 14 fließenden Stromes ist proportional dem Gewicht der Probe. Der Motorstrom wird Auf den Schreiber 44 über die Leitungen 45 üur Aufzeichnung des Probengewichts gegeben. Wie nach* ' "* M stehend in einseinen beschrieben ist, läßt die Ofenheizung 34 das Heizelement 52 eng einer gewünschten Programmtemperatur folgen, wie sie durch eine Spannung E dargestellt ist, welche von der Spannungsquelle 6o geliefert wird. Die Spannung E ist auch über Leitungen 62 auf den Schreiber ge-
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schaltet. Änderungen iia Gewicht der Probe, wie sie durch Veränderung des Motorerregsrstroms bestimmt werden» werden beispielsweise als Ordinatendaten dargestellt, während die Temperatur der Probe als Abszissendaten dargestellt wird. Die relativ enge thermische Kopplung, die durch diese Heizanordnung geschaffen wird, vermindert wesentlich die thermische Nacheilung, und die aufgezeichnet Temperatur, die der gravimetrischen Anzeige zugeordnet ist, ist eine relativ genaue Anzeige der Probentempera=» tür.
Nach einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung wird durch den Schreiber 4o eine ausgeprägte, reversible, reproduzierbare Eichtemperaturanzeige aufgezeichnet. Diese Anzeige wird als ausgeprägte gravimetrisch© Änderung bei einer bekannten Temperatur aufgezeichnet. Mittel zur Erzeugung eines Magnetfeldes in der Nähe des Probenbehälters 16 sind in Fig. 1 dargestellt und bestehen aus einem Dauermagneten 7o» der an dem Gehäuseteil 21 gehaltert ist. Der Magnet 7o erzeugt einen Magnetfeldgradienten in der Umgebung des Ofens·. Ein magnetisches Normmaterial 72 mit einer vorgegebenen Curiepunkttemperatur wird in dem Behälter 16 (Pig. 2) angeordnet. Dieses Normmaterial ist mit dem Probenmaterial 7^ vermischt und wird mit diesem tempera-
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turprogramlert. Stattdessen kann auch das Gerät vorgeeicht werden, indem das Normal allein in dem Behälter angeordnet wird und das Normal temperaturprogramiert wird. In beiden Fällen übt das Magnetfeld eine Kraft auf das Nprmmaterial aus und bewirkt t daß das Normmaterial ein scheinbares Gewicht seigt, welches von seinem tatsächlichen Gewicht ab~ weicLit. Wenn de? Ofen Ί-6 άε.ε Nonnmaterial über den program!erten Temperaturbereich hinweg aufheizt, wird der Curiepunkt äe3 Normmaterials erreicht und das angezeigte Gewicht des Normmaterials ändert sich von seinem scheinbaren Gewicht auf sein gravirnetrisches Gewicht. Das umfaßt eine wesentliche Änderung und verursacht eine relativ große Änderung des Motorstromes und eine entsprechend aufgezeichnete ausgeprägte Anzeige auf dem Schreibstreifen. Da die Curiepunkttemperatur des. Materials bekannt ist, kann eine relativ ausgeprägte und außerordentlich genaue Temperatureichung hierdurch erhalten werden.
Eine Temperatureichung kann auf 4iee« Vii^ Λ%ί f einen Temperaturbereich hinweg vorgesehen werden, indem eine Mehrzahl von ferromagnetischen Normmaterialien mit verschiedenen Curiepunkten in den Behälter 16 gebracht werden. Typische Materialien zur Verwendung als Normmaterialien sind Hiokel* Mit
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einem Curiepunkt von 35o° C, Eisen mit einen Curiepunkt von 77o° C und verschiedene Niekel-Eisen-Legierungen mit Curiepunkttemperaturen, die »wischen denen von Nickel und Eisen liegen. Andere typische Materialien sind Nicoseal, 27 CK geglühtes Eisen und high sat. 5o Eisen.
Xi Fig· 2 lsi; eine andere Anordnung zua Eichen eines thermogravimetrischen Analysengeräts nach der vorliegenden Erfindung im Schnitt dargestellt. Die Anordnung von Fig. 2 enthält elektromagnetische Mittel mit einer Wicklung 76, die um das Gehäuseteil 21 herumgelegt ist, um das Magnetfeld in der Mähe des Probenbehälters 16 zu erzeugen. Teile in Flg. 2, die ähnliche Funktionen erfüllen wie die Teile, die im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben sind, tragen ähnliche Bezugszeichen. Die Wicklung 72 wird durch eine übliche Schaltung mit einer nicht dargestellten Gleichstromquelle erregt» und es sind geeignete MIttel wie ein einstellbarer ohnscher
Wideretand futr^&tö«ron£ der |igÄ^pi** |λ jter Wicklung 72 tiÖ dir Starke dee erhaltenen Magnet« feides vorgesehen.
In beiden Ausführungsformen sind die »agnetf eiderzeugenden Mittel zur Änderung des scheinbaren Gewichts des Probenmaterials eingerichtet. Das Feld
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kann für eine Verminderung oder eine Erhöhung des scheinbaren Gewichts der Probe eingerichtet sein. In beiden Fällen kann das scheinbare Gewicht des Normmaterials durch geeignete Abgleichmittel kompensiert werden, um eine Ausgangsanzeige mit dem Gewicht Null zu Beginn des Programms zu liefern, bevor das Probenmaterial in den Behälter 16 eingebracht wird.
In den Fällen, wo die su untersuchende Probe ferromagnetische Eigenschaften seigt, wird das Gerät mit einem Normmaterial allein vorgeeicht und die Magnetfeldmittel werden aus der Nähe der Probe während der Temperaturprogramierung entfernt. Man kann auch die Probe selbst auf ihren Curiepunkt aufheizen, bevor die eigentliche gravimetrisch^ Analyse begonnen wird.
Eine spezielle Schaltungsanordnung, welche das Heizelement 52 sowohl zum Beheizen als auch für die Temperaturmessung benutzt» ist in Fig. 3 dargestellt. Diese Anordnung ist in der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung der gleichen Anmelderin entsprechend USA-Patentanmeldung 673-o4o vom 5· Oktober 1967 beschrieben. In Fig. 3 ist ein üblicher elektromechanischer Zerhacker 82 dargestellt, der Kontakte 84- und 86 besitzt, die mit einem ersten Span-
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nungsteiler 88 und einem zwöiten Spannungsteiler 9o verbunden sind. Der Zerhacker vrira beispielsweise mit 6o Hz betrieben. Der Spannungsteiler 9o enthält das Heizelement 52, einen ohm'sehen Widerstand 92 und eine Gleichspannungsquelle 94·· An dem Element $2 wird eine Gleichspannung erzeugt, die proportional· dem Widerstand des Heizelements und damit der Temperatur des Heizelements ist. Der Ausgangswiderstand des Spannungsteilers 9o ist so gewählt* daß er wesentlich geringer ist als der Ausgangswiderstand des Spannungsteilers 88. Wenn der Schwingarm 96 des Zerhackers periodisch mit dam Kontakt 86 Kontakt gibt und den Kontakt trennt, so erscheint an der Klemme °Λ eine Gleichspannung mit einer Wechselspannungskomponente. Dieses Wechselspannungssignal ist ein Maß für die Abweichung
BL
zwischen der programmierten Temperatur und der Φο»~ peratur des Heizelements 52. Die Wechselepannungs-Signalkoraponente wird verstärkt und über einen üblichen Zündkreis 98 einem gesteuerten Silieium-Gleichrichter 1oo zugeführt. ·Ι>«« nSiielem elektrische Energie, die von den lfets Io2 men wird, über den gesteuerten ter 1oo nach Maßgabe der Amplitude der Wechselstroasignal-Komponente zugeführt. Wenn die Teiöperatur des Elements 52 sich der Sollwerttemperatur 5·
»ρ
nähert, die durch eine langsam sich ändernder Gleich-
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spannung von der Programmspannungsquelle 60 dargestellt wirds so vermindert sich auch die Amplitude der Wechselstromsignal-'Komponente. Die Schaltungsanordnung von Fig. 3 ist somit geeignet, dem Element 52 Heizenergie während eines ersten Teils eines Heiz-Temperaturmeß-Zyklus zuzuführen, wenn der Schwingarm von dem Kontakt 68 abgehoben wird, und zum Messen der Temperatur des Heizelements während desjenigen Teils des Zerhackerzyklus, wenn der Schwingarm mit dem Kontakt 86 Kontakt gibt.
Es ist somit ein verbessertes thermogravimetrisches Analysengerät beschrieben worden * welches vorteil» hafterweise eine relativ genaue Temperaturanzeige der Probentemperatur liefert. Außerdem ergibt es eine genaue, umkehrbare, reproduzierbare Temperatureiahung.
Obwohl vorstehend ein spezielles Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben worden ist, so versteht es sich jedoch., daß verschiedene Abwandlungen daran vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken der Erfindung und dem Schutzuwfang der Ansprüche abzuweichen.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1.) Temperaturbehandlungs- oder Temperaturuntarsu-
    chungsverfahren, bei welchem eine Eigenschaft ^ eines zu behandelnden oder zu untersuchenden
    Materials sich mit Änderungen seiner Uragebungs bedingungen ändert,
    dadurch gekennzeichnet,.
    daß zur Erzeugung einer Anzeige der Umgebungstemperatur eine Menge eines ferromagnetischen Bezugsmeterials mit vorgegebener Curie-Temperatur den gleichen Umgebungsbedingungen ausgesetzt und das Auftreten von Änderungen der magnetischen Eigenschaften des Bezugsmaterials erfaßt wird, Al was anzeigt, daß die Uragebungstemperatur und die Curie-Temperatur im wesentlichen gleich sind.
    2.) Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennaeichnet,
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    daß ira Bereich des Bezugsmaterials ein Magnetfeld erzeugt wird, so daß das Bezugsmaterial ein von seinem gravimetrischen Gewicht abweichendes scheinbares Gewicht zeigt, und
    daß eine Gewichtsänderung des Bezugsmetrials von dem scheinbaren Gewicht auf das gravimetrische Gewicht als Anzeichen dafür erfaßt wirds daß dann Umgebungstemperatur und Gurie-Temperatur im wesentlichen gleich sind.
    Thermograviinetrisches Analysengerät zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, mit einem Probenbehälter und einer Wiegevorrichtung zur Anzeige des Gewichts der zu analysierenden Probe und einer Einrichtung zum Variieren der Temperatur des Probenbehälter über einen Temperaturbereich,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in dem Probenbehälter (16) ein magnetisches !formmaterial angeordnet ist, dessen Curietemperatur T in dem besagten Temperaturbereich liegt, und
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    «■ 2ο
    daß ein Magnet (?o) zur Erzeugung eines Magnetfeldes in der Umgebung des Probenbehälters (16) vorgesehen ist,
    wodurch eine von dem Feld auf das Normmaterial ausgeübte Kraft bewirkt, daß das Material ein angezeigtes Gewicht ergibt, welches, von dem tatsächlichen Gewicht des Materials abweicht.
    '+, ) Gerät nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet,
    daß die Wiegevorrichtung eine den Probenbehälter (16) tragende elektronische Waage ist.
    5.) Gerät nach Anspruch 3 oder 4-, dadurch gekennzeichnet,
    daß zum Variieren der Temperatur in dem Temperaturbereich eine Heizvorrichtung, z.B. ein elektrischer Ofen (46, 52) vorgesehen ist.
    6.) Gerät insbesondere nach Anspruch 4- und 5 t dadurch gekennzeichnet,
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    daß die elektronische Waage in einen Gehäuse angeordnet ist und einen Hebelara (11) besitzt, an welchem der Probenbehälter (16) aufgehängt ist,
    daß in dem Gehäuse (1o) die Heisvorrichtung mit dem elektrischen Ofen (46, 52) angeordnet ist, welche einen Temperaturfühler zur Messung der Temperaturen des Probenbehälter« (16) aufweist, und
    daß eine Registriervorrichtung (44) zum Aufzeichnen des Gewichte einer zu analysierenden Probe in dem Temperaturbereich vorgesehen 1st.
    7.) Gerät nach einem der Ansprüche 3 bis 6j dadurch gekennzeichnet,
    daß zur Erzeugung des Magnetfeldes ein Dauermagnet (7o) vorgesehen ist.
    8.) Gerät nach einem der Ansprüche ^ bie 6, dadurch gekennzeichnet,
    daß zur Erzeugung des Magnetfeldes ein Elektromagnet (76) vorgesehen ist.
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    9.) Gerät nach den Ansprüchen 3 Me 6 dadurch gekennzeichnet,
    daß das Gehäuse (1o) evakuiert ist, L-föraige Grundform besitzt und aus eines ersten und einem zweiten Teil (15, 21) besteht, die abdichtend miteinander verbunden und voneinan der trennbar sind, ua den Zugang zur Waage zu ermöglichen,
    daß die elektronische Waage in dea ersten Gehäuseteil (15) angeordnet ist und einen von eine« Drehmomentgeber oder Motor (14) verschwenkbaren Hebelara (11) aufweist,
    daß der rohrförmige elektrische Ofen (46, 52) in des zweiten Gehäuseteil (21) angeordnet ist und den von dea Hebelara (11) herabhängenden Probenbehälter (16) aufniaat,
    und daß auf den Ofen ein Hei*- und FQhlerglied (52) aufgewickelt und alt einer BoIs- und Weßschaltung (54) verbunden ist, durch welches der Probenbehälter während eines ersten Teiles eines Heiz- und Meßzyklus beheizbar und die Teaperatur des Probenbehälters während eines «weiten Teils des Zyklus «eßbar ist.
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    Le e rs e ι te
DE19681798133 1967-10-05 1968-08-28 Temperaturbehandlungs- oder Temperaturuntersuchungsverfahren und thermogravimetrisches Analysengeraet zur Durchfuehrung desselben Pending DE1798133A1 (de)

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Publications (1)

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DE1798133A1 true DE1798133A1 (de) 1971-11-25

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DE19681798133 Pending DE1798133A1 (de) 1967-10-05 1968-08-28 Temperaturbehandlungs- oder Temperaturuntersuchungsverfahren und thermogravimetrisches Analysengeraet zur Durchfuehrung desselben

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CH (1) CH489012A (de)
DE (1) DE1798133A1 (de)
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GB (1) GB1234826A (de)
NL (1) NL6813600A (de)
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