DE1798133A1 - Temperaturbehandlungs- oder Temperaturuntersuchungsverfahren und thermogravimetrisches Analysengeraet zur Durchfuehrung desselben - Google Patents
Temperaturbehandlungs- oder Temperaturuntersuchungsverfahren und thermogravimetrisches Analysengeraet zur Durchfuehrung desselbenInfo
- 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
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- temperature
- sample container
- weight
- sample
- housing
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 238000011835 investigation Methods 0.000 title description 2
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 title description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 24
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 20
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 239000010421 standard material Substances 0.000 claims description 11
- 239000012925 reference material Substances 0.000 claims description 8
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000012778 molding material Substances 0.000 claims description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 64
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 5
- 241001122767 Theaceae Species 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 2
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000219492 Quercus Species 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052614 beryl Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000000763 evoking effect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000004442 gravimetric analysis Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/36—Measuring 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
- G01K7/38—Measuring 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N5/00—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- 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,
. - 2 109848/1573
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-
109848/1573
..jAVi'Vi ;m'.· . ■·■■,<?
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-
109848/1573
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.
bW5
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-
- 6 -109848/1573 B*D original
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
— 7 — 109848/1573
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.
109848/1573
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~
9 -109848/1573
BAD
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-
- Io -
109848/1573
BAD
17S8133
- 1ο -
lationswiderstand bei hohen Teaperatmeen zeigt.
Eine Heiz- und Temperaturmeßwicklung $2t die beispielsweise
aus Platindraht hergestellt ist, ist in einer Wendel um die Außenfläche des Ofenkörpers
herumgewickelt. Elektrische Energie zum Beheizen der Probe wix*d der Heizwicklung 52 von einer Stromquelle
54- über die hermetisch abgedichteten Durchführungen
56 und 58 zugeführt. Die Stromquelle für
die Heizener^ie 54 wird von einem Teeperaturprogrammgeber
6o gesteuert und ist zu» Aufheizen der !•robe über einen vorgegebenen Temperaturbereich
eingerichtet. Wie nachstehend ia einseinen gezeigt wird, erfolgt das Beheizen der Wicklung 52 wahrend
eines Teils eines Heiz Heß- Zyklus*, während die
Temperaturmessung während eines anderen Teils des Zyklus erfolgt.
In seiner allgemeinen Wirkungsweise wirkt die elektronische
Waage als ein Regler, welcher den Probenbehälter 16 auf einer vorgegebenen Hßhe innerhalb
des Ofenteils 46 hält. In Pig..1 übt das Gewicht
der Probe ein Drehmoment auf den Waagebalken 11 entgegen dem Uhrzeigersinn aus. BIe Bewegung dee
Waagebalkens wird jedoch durch ein entgegenwirkendes Drehmoment im Uhrzeigersinn begrenzt, welches
auf den Waagebalken 11 von des Hotofr 14 ausgeübt
wird. Jede Änderung des Probengewichte, welche
- 11 -
109848/1573 BAD0R«.NAL
während des Temperaturprogramms stattfindet, ist automatisch mit einer Änderung des von dem Motor
14- ausgeübten Drehmoments verbunden und zwar von solcher Größe und Richtung, daß die bestehende
Höhe des Behälters in dem Ofen beibehalten wird. Wenn sich speziell das Probengewicht verändert,
dann wird der Waagebalken 11 uai einen geringen Win- ^
kel verschwenkt. Gleichzeitig wird die Stellung der Scheibe 28 geändert und damit wird die Intensität
des von der Lichtquelle 3o zum Detektor 32 durchgelassenen
Lichts geändert. Ein Signal des Detektors veranlaßt den Servoverstärker 37 den Strom zu dem
Motor 14- in einer solchen Weise zu ändern, daß das von dem Motor 14 ausgeübte Drehmoment erhöht oder
vermindert wird, um den Probenbehälter 1$ 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-
- 12 109848/1573
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-
- 13 109848/1573
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
- 14 -
109848/1573
1781133
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
- 15 ~
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-
- 16 -
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·
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-
109848/1573 "*
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.
- 18 -
109848/1573
Claims (1)
- Patentansprüche1.) Temperaturbehandlungs- oder Temperaturuntarsu-chungsverfahren, bei welchem eine Eigenschaft ^ eines zu behandelnden oder zu untersuchendenMaterials 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,- 19 109848/1573BAD ORIGINALdaß ira Bereich des Bezugsmaterials ein Magnetfeld erzeugt wird, so daß das Bezugsmaterial ein von seinem gravimetrischen Gewicht abweichendes scheinbares Gewicht zeigt, unddaß 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- 2o 109848/157 3BAD ORIQINAL«■ 2οdaß 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,- 21 -109848/1573daß 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, unddaß 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.- 22 -109848/1573~ 22 -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.109848/1573Le e rs e ι te
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US673098A US3554001A (en) | 1967-10-05 | 1967-10-05 | Thermal gravimetric analysis apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1798133A1 true DE1798133A1 (de) | 1971-11-25 |
Family
ID=24701307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19681798133 Pending DE1798133A1 (de) | 1967-10-05 | 1968-08-28 | Temperaturbehandlungs- oder Temperaturuntersuchungsverfahren und thermogravimetrisches Analysengeraet zur Durchfuehrung desselben |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3554001A (de) |
| JP (1) | JPS4728674B1 (de) |
| AT (1) | AT294461B (de) |
| CH (1) | CH489012A (de) |
| DE (1) | DE1798133A1 (de) |
| FR (1) | FR1589510A (de) |
| GB (1) | GB1234826A (de) |
| NL (1) | NL6813600A (de) |
| SE (1) | SE358239B (de) |
| SU (1) | SU409446A3 (de) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5002399A (en) * | 1987-07-23 | 1991-03-26 | Mufit Akinc | Thermoporosimeter |
| US4850716A (en) * | 1987-11-20 | 1989-07-25 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Remotely detectable sterilization monitor |
| US4817745A (en) * | 1987-12-21 | 1989-04-04 | Beshoory Joseph E | Thermogravimetric balance |
| US5055264A (en) * | 1988-11-08 | 1991-10-08 | Cahn Instruments, Inc. | Apparatus for directing the flow of condensable matter |
| US5255978A (en) * | 1989-01-26 | 1993-10-26 | Solomat Partners L.P. | Apparatus for analyzing relaxation spectra and resonances in materials by thermal stimulated recovery |
| US5360267A (en) * | 1989-01-26 | 1994-11-01 | Ibar Jean Pierre | Apparatus for analyzing relaxation spectra and resonances in materials by thermal stimulated recovery |
| FR2642169B1 (fr) * | 1989-01-26 | 1992-02-07 | Solomat Partners Lp | Procede d'analyse des spectres de relaxation et des resonances dans les materiaux |
| JP3026149B2 (ja) * | 1995-07-11 | 2000-03-27 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 熱重量測定機能付き熱機械的分析装置 |
| US5745039A (en) * | 1997-02-21 | 1998-04-28 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Remote sterilization monitor |
| US6871998B2 (en) * | 2003-08-01 | 2005-03-29 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Method for calibrating a vacuum thermogravimetric analyzer for determination of vapor pressures of compounds |
| US20050025212A1 (en) * | 2003-08-01 | 2005-02-03 | Carter Malika Dothresa | Standards for the calibration of a vacuum thermogravimetric analyzer for determination of vapor pressures of compounds |
| US7059768B2 (en) * | 2003-08-01 | 2006-06-13 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands | Standards for the calibration of a vacuum thermogravimetric analyzer for determination of vapor pressures of compounds |
| US8192080B2 (en) * | 2007-01-23 | 2012-06-05 | Tsi Technologies Llc | Microwire-controlled autoclave and method |
| CN102768159A (zh) * | 2012-07-17 | 2012-11-07 | 北京科技大学 | 一种铁矿石还原性测定装置和方法 |
| PL412536A1 (pl) | 2015-05-29 | 2016-12-05 | Thermolytix Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Urządzenie do analizy termicznej przedmiotów |
| CN109211430A (zh) * | 2018-09-13 | 2019-01-15 | 内蒙古科技大学 | 综合热分析仪及测量磁性材料的居里温度的方法 |
| CN111504494A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-07 | 大连理工大学 | 一种基于热重变化测量磁性纳米颗粒居里温度的方法 |
-
1967
- 1967-10-05 US US673098A patent/US3554001A/en not_active Expired - Lifetime
-
1968
- 1968-08-28 DE DE19681798133 patent/DE1798133A1/de active Pending
- 1968-08-30 CH CH1309268A patent/CH489012A/de not_active IP Right Cessation
- 1968-09-02 AT AT848568A patent/AT294461B/de not_active IP Right Cessation
- 1968-09-23 NL NL6813600A patent/NL6813600A/xx unknown
- 1968-09-30 GB GB46333/68A patent/GB1234826A/en not_active Expired
- 1968-10-04 JP JP7238468A patent/JPS4728674B1/ja active Pending
- 1968-10-04 FR FR1589510D patent/FR1589510A/fr not_active Expired
- 1968-10-04 SU SU1273589A patent/SU409446A3/ru active
- 1968-10-07 SE SE13494/68A patent/SE358239B/xx unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SU409446A3 (de) | 1973-11-30 |
| US3554001A (en) | 1971-01-12 |
| FR1589510A (de) | 1970-03-31 |
| NL6813600A (de) | 1969-04-09 |
| SE358239B (de) | 1973-07-23 |
| CH489012A (de) | 1970-04-15 |
| AT294461B (de) | 1971-11-25 |
| JPS4728674B1 (de) | 1972-07-28 |
| GB1234826A (en) | 1971-06-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE1798133A1 (de) | Temperaturbehandlungs- oder Temperaturuntersuchungsverfahren und thermogravimetrisches Analysengeraet zur Durchfuehrung desselben | |
| DE2326256C3 (de) | Gerät zur Bestimmung der physikalischen Eigenschaften eines Elastomers | |
| FI57181C (fi) | Fastransformationsmaetare | |
| DE2233610B2 (de) | Vorrichtung zur Thermostatisierung eines Kernresonanzgeräts | |
| EP0078373B1 (de) | Vorrichtung zur Durchführung thermomechanischer Analysen | |
| DE3111060C2 (de) | ||
| DE69102312T2 (de) | Winkelgeschwindigkeitsmessaufnehmer. | |
| DE2656838C3 (de) | Magnetometer | |
| DE68912209T2 (de) | Dielektrisches Analysegerät mit parallelen Platten. | |
| DE1598838C3 (de) | Vorrichtung zur thermoanalytischen Prüfung von Stoffen | |
| DE69020420T2 (de) | Verfahren und Anordnung zur beschleunigten Bestimmung der Alterung von einem oder mehreren Elementen mit einem elektromagnetischen Alterungsparameter. | |
| DE1774015C3 (de) | Verfahren zur Untersuchung von Stoffproben | |
| AT139071B (de) | Vorrichtung zum Messen der Temperaturen von Oberflächenschichten elektrisch leitender Körper. | |
| US1925872A (en) | Apparatus for making magnetic tests | |
| DE892981C (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung und Kontrolle der Zusammensetzung von Gasgemischen | |
| DE1943748A1 (de) | Heiz- und Temperaturmessgeraet | |
| DE702089C (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Zaehigkeitsmessung | |
| CH442793A (de) | Einrichtung zum Messen der Wärmeleitfähigkeit und des Wärmeflusses | |
| DE2143552C3 (de) | Verfahren und Einrichtung zum Messen elektrischer Parameter | |
| DE1648228C (de) | Einrichtung zur Bestimmung von Umwandlungstemperaturen | |
| USRE19601E (en) | Apparatus for making magnetic | |
| AT212598B (de) | Vorrichtung zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes in feinkörnigen festen Stoffen, wie Erzmischungen | |
| US1957211A (en) | Apparatus for making magnetic tests and measurements | |
| US2206849A (en) | Spark coil testing | |
| DE852310C (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Kontrolle der Zusammensetzung und Reinheit von Fluessigkeitsgemischen |