[實用新型]一種新型步進電機控制式差熱天平測量裝置

有效

• 申請號: 201220567738.2
• 申請日: 2012-11-01
• 公開（公告）號: CN203310714U
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 孫立鑫
• 申請（專利權）人: 孫立鑫
• 主分類號: G01N5/00
• 分類號: G01N5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種差熱天平測量裝置，特別是一種新型步進電機控制式差熱天平測量裝置。?

背景技術

差熱天平是一種重要的熱分析儀器，目前國內現有差熱天平存在如下不足：熱重測量分辨率低下，升溫過程中氣流擾動產生的熱重漂移大，升溫過程中氣體產生的表現增重誤差大；差熱分辨率低、靈敏度低；樣品溫度傳感速率過慢，測量精度差，恒溫效果差；升溫速率過慢；線路干擾過大；樣品用量少等。?

發明內容

本實用新型的目的是提供一種新型步進電機控制式差熱天平測量裝置，以解決傳統差熱天平存在的熱重測量分辨率低下，升溫過程中氣流擾動產生的熱重漂移大，升溫過程中氣體產生的表現增重誤差大；差熱分辨率低、靈敏度低；樣品溫度傳感速率過慢，測量精度差，恒溫效果差；升溫速率過慢；線路干擾過大；樣品用量少等問題。?

本實用新型解決上述問題的技術方案是：?

一種新型步進電機控制式差熱天平測量裝置包括質量測量單元、差熱測量單元、加熱單元、防氣流擾動單元、恒溫單元、爐體降溫系統、溫度測量單元、儀器氣氛控制單元、儀器控制電路單元。所述質量測量單元主要由零位式機械天平完成質量的測量，包括天平橫梁系統、無線信號操作及傳輸單元、支撐桿系統、天平底座、天平基座和天平保護罩，所述的天平橫梁系統主要通過橫梁一端的光電檢測器的光學?特性的改變調節橫梁水平，當天平因樣品質量變化而出現微小傾斜時，光電傳感器就產生一個相應極性的信號，送到測重放大器控制電路單元連接外部計算機，與計算機進行通信檢測，采用寶石三角刀口為支點，代替傳統的吊帶，也叫張絲，支撐天平的金屬橫梁，增加天平的承重力，在橫梁另一端由吊帶前架連接固定一天平吊鉤和天平吊環，二者共同用于懸掛天平的平衡砣以確保支撐桿的縱向浮動平衡，無線信號操作及傳輸單元主要包括步進電機、線性導軌以及水銀槽等，通過在寶石刀口上端硬性連接一步進電機，并將橫梁兩側的金屬導電棒插入水銀槽中，當外電路接通時，電機運轉協同絲杠旋轉，帶動掛有砝碼的滑塊在線性導軌上滑動，調整砝碼位置，準確稱量樣品質量，整個電機的控制信號通過無線傳輸到儀器控制電路單元，減小了線路對橫梁的阻力，提高天平的測量精度，支撐桿通過與差熱傳感器的連接起到支撐穩固樣品坩堝的作用，樣品托盤實為差熱傳感器熱電偶的板狀一極，支撐桿是一空心的陶瓷桿，與熱電偶板狀極性相反的線性一極穿過支撐桿的內空腔與板狀一極連接，完成樣品與參比物的差熱測量；差熱測量單元采用啞鈴型平板熱電偶作為傳感器，經過放大電路實現測量過程；加熱單元由加熱爐和溫度控制系統組成，以硅碳管作為加熱源，采用內加熱方式，外罩保溫套和不銹鋼爐筒，保證整個反應過程中溫度達到指定的溫度，并且可保證爐體加熱到更高的溫度段；防氣流擾動單元采用膨脹式消音原理及多層擋板結構在爐腔內，使氣體形成多次膨脹、收縮的過程，減緩了氣體的快速對流，避免升溫氣流擾動及通入氣體時引起的天平支撐桿顫動對質量測量的影響；恒溫系統采用爐絲旁單獨放置一控溫電偶，進行溫度的控制及線性補?償；爐體降溫系統由循環冷卻水套構成，由水流循環將熱量帶出爐體從而起到降溫效果；溫度測量單元采用熱電偶進行樣品溫度的采集，兩個單元均置于反應器保護管內的天平支撐桿上；氣氛控制單元是控制質量流量計，完成氣體流量的控制和測量，保證實驗過程中所需的氣氛流量的穩定；儀器控制電路單元連接外部計算機，與計算機進行通信，控制儀器各數據采集單元間的相互工作；橫梁系統、無線信號操作及傳輸單元以及支撐桿系統由機械框架連接固定，構成天平的主體結構，機械框架又連在天平基座之上，從而固定整個天平，并且在天平底座板上加一對天平鎖緊架，在移動天平之前將天平橫梁鎖死，方便天平的移動和運輸；加熱管件、爐體降溫系統以及天平間的連接、處全部采用O型膠圈密封，保證整個結構的密封性良好；本裝置可實行各種樣品在不同條件下的測量，以及滿足從微量樣品到大劑量樣品的測量。?

如上所述的加熱爐采用硅碳管加熱。?

如上所述的加熱爐邊添加測溫熱電偶做溫度的線性補償。?

如上所述的多層擋板結構采用耐高溫陶瓷擋片。?

如上所述的天平支點為寶石三角刀口。?

如上所述的天平砝碼懸掛于滑塊下，并由步進電機帶動絲杠旋轉自動調節砝碼位置，準確檢測樣品重量變化。?

如上所述的步進電機的控制信號通過無線傳輸到儀器控制電路單元，可減小線路對橫梁的阻力。?

如上所述的天平光電檢測系統包括硅光電池、發光二極管和光欄。?

本實用新型與傳統熱天平相比具有如下優點：?