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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wärmeanalyseeinrichtung, bei
welcher ein Wärmeofen
durch eine Zuführung
von einem Kühlgas
gekühlt
wird.
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Bisher
wird in der Wärmeanalyseeinrichtung, wie
beispielsweise ein Differenzial-Abtast-Kalorimeter, eine Analyse durch Inbesitznahme
des Wärmeofens
durchgeführt,
welcher in seinem Innenbereich eine Probe (Probestück) unterbringt
und einen Ausgang und einen Eingang von der Wärme der Probe mit seiner Wärmemenge
misst, indem eine Temperatur von der Probe geändert wird, indem sie unter
Verwendung von Wärme-
und Kühleinrichtungen
erhöht oder
verringert wird. In der Wärmeanalyseeinrichtung wie
dieser gibt es eine, bei welcher der Wärmeofen temperaturgesteuert
ist, beispielsweise durch Kühlen des
Wärmeofens
durch ein Zuführen
eines Gases, welches durch ein Flüssigkühlmittel gekühlt wird,
an den Wärmeofen
und ein Erwärmen
des Wärmeofens durch
einen Erwärmer,
welcher im Wärmeofen
bereitgestellt ist, oder dergleichen. In einem Fall, bei welchem
die Kühlung
durchgeführt
wird, gibt es einen, bei welchem eine Steuerung zum Fließen des
Kühlgases
durch Öffnen/Schließen, in Übereinstimmung mit
einer Notwendigkeit, eines elektromagnetischen Ventils durchgeführt wird,
welches zwischen einer Flüssigkühlmittel-Zuführvorrichtung
und dem Wärmeofen
bereitgestellt ist (s. beispielsweise
Japanisches
Patent No. 3066687 Gazette und
JP-B-7-122619 Gazette).
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Das
Patentdokument 1 ist eines, bei welchem die Kühlung des Wärmeofens nach einem Messende
in der Wärmeanalyseeinrichtung
automatisiert ist, um dadurch eine Laboreinsparung in einer Messung
und eine Verbesserung in einer Effizienz zu erlangen, und ist eine,
welche derart erstellt ist, dass, wenn eine Messung beendet ist,
die Kühlung
des Wärmeofens
automatisch gestartet wird, indem das elektromagnetische Ventil
auf EIN gestellt wird, damit somit das Kühlgas einer konstanten Menge
fließt, und
die Kühlung
automatisch beendet wird, wenn der Wärmeofen auf eine zuvor eingestellte
Kühlbeendigungs-Temperatur
abgekühlt
ist, und in einem Fall, bei welchem eine Temperatur des Wärmeofens
abermals durch eine Wärmeträgheit oder
dergleichen ansteigt, wird er auf oder unterhalb einer eingestellten Temperatur
innerhalb einer kurzen Zeit durch eine automatische Durchführung einer
Neukühlung
gekühlt.
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Das
Patentdokument 2 ist eines, bei welchem ein Aufbau einer vollautomatischen
Gaskühlung
durch Flüssigstickstoff
offenbart ist, und zwar einer, welcher derart erstellt ist, dass
dort zuvor ein Temperaturprogramm eingestellt ist, in welchem eine Temperaturänderung
hinsichtlich eines Verstreichens einer Zeit programmiert ist, wobei
dort, um diesem Temperaturprogramm zu folgen, eine Kühlsteuerung von
einer Probenkammer (Wärmeofen)
durch einen elektrischen Energieversorger-Regler zusammen mit dem
Verstreichen der Zeit, und eine Temperatursteuerung von der Probenkammer
durch eine Wärme
des Erwärmers
durchgeführt
werden, und einer, bei welchem eine Temperatur von der Probenkammer
von einer Temperatur, welche niedriger als eine Kammertemperatur
ist, welche eine Flüssigkühlmittel-Temperatur
erreicht, auf eine hohe Temperatur von ungefähr 700°C genau gesteuert wird.
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Jedoch
gibt es bei der Wärmeanalyseeinrichtung,
welche in den Patentdokumenten 1 und 2 verwendet wird, Probleme
wie die Folgenden:
In den Patentdokumenten 1 und 2 gibt es,
wenn gekühlt
wird, indem das Kühlgas
an den Wärmeofen eine
derart hohe Temperatur wird, dass sie beispielsweise 700°C übersteigt,
ein Problem, dass der Wärmeofen,
welcher Keramik enthält,
durch einen Wärmeeinfluss,
welcher auf den Wärmeofen
ausgeübt
wird, zerbrochen und beschädigt
wird. Daher wird sie im Allgemeinen durch ein natürliches
Kühlen
auf ungefähr
700°C verringert,
bei welcher angenommen wird, dass sie eine Temperatur ist, bei welcher
der Wärmeofen
nicht zerbricht, und zwar von einer solch hohen Temperatur, welche
die obige 700°C übersteigt,
und nachdem der Wärmeofen
auf 700°C
oder niedriger kommt, wird das Kühlgas
dem Wärmeofen zugeführt. Jedoch
gibt es in Abhängigkeit
von der Messung eine Anforderung, dass es gewünscht ist, zu messen, indem
die Temperatur schneller als die natürliche Kühlung in einem höheren Temperaturbereich
als die obigen 700°C
verringert wird, so dass ein geeignetes Kühlverfahren erforderlich ist.
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Ferner,
in einem Fall, bei welchem lediglich durch ein EIN/AUS des elektromagnetischen
Ventils, wie in Patentdokumenten 1 und 2, gesteuert wird, wird,
wie oben erwähnt,
wenn durch Öffnen
des elektromagnetischen Ventils zu einem Zeitpunkt, bei welchem
700°C oder
weniger erlangt werden, folgen, dass die Temperatur des Wärmeofens
sich rapide verringert, und es gibt einen Nachteil darin, dass eine schnelle Änderung
in der Temperatur eine Rückführsteuerung
des Erwärmers
schwierig gestaltet, so dass es einen Nachteil darin gibt, dass
eine präzise Temperatursteuerung
des Wärmeofens
unmöglich ist.
Daher gibt es ein Problem darin, dass ein genaues Messergebnis nicht
erlangt wird.
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Die
vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben erwähnten Probleme
erstellt, und es ist ihre Aufgabe, eine Wärmeanalyseeinrichtung bereitzustellen,
welche derart erstellt ist, dass sie die Temperatur des Wärmeofens
ohne ein Beschädigen
des Wärmeofens
kühlt,
indem das Kühlgas
von einer geeigneten Flussrate zugeführt wird.
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UMRISS DER ERFINDUNG
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Um
die obige Aufgabe zu lösen,
in einer Wärmeanalyseeinrichtung
bezogen auf die vorliegende Erfindung, ist sie eine Wärmeanalyseeinrichtung, welche
einen Wärmeofen,
und einen Erwärmer,
welcher einen Innenbereich des Wärmeofens
erwärmt, enthält, und
ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Temperaturerfasser, welcher
eine Temperatur innerhalb des Wärmeofens
misst, einen Wärmeprogramm-Einsteller,
welcher ein Temperaturprogramm einstellen kann, welches eine Temperaturänderung innerhalb
des Wärmeofens
in Übereinstimmung
mit einem Verstreichen von einer Zeit vornimmt und ein Temperaturprogrammsignal
ausgibt, eine Temperatursteuersektion, welche eine elektrische Versorgungsenergie
an den Erwärmer
in Übereinstimmung mit
einer Differenz zwischen dem Temperaturprogrammsignal und einem
Erfassungssignal von dem Temperaturerfasser einstellt, eine Prozessorsektion, welche
eine Kühlgas-Flussrate
in Übereinstimmung mit
einer Programmtemperatur von dem Temperaturprogramm berechnet, und
eine Kühlgas-Flussraten-Einstellsektion,
welche mit dem Temperaturprogramm-Einsteller über die Prozessorsektion verbunden
ist und eine Kühlgas-Flussrate,
welche innerhalb des Wärmeofens
zugeführt
wird, in Übereinstimmung mit
einem Signal von der Kühlgas-Flussrate, welche durch
die Prozessorsektion berechnet wird, einstellt, enthält, und
wobei in der Prozessorsektion Betriebsausdrücke, welche die Kühlgas-Flussrate
berechnen, derart eingestellt sind, dass sie sich jeweils in einer höheren Temperaturseite
und einer niedrigeren Temperaturseite als eine vorbestimmte Grenztemperatur unterscheiden,
und die Kühlgas-Flussrate,
welche durch den Betriebsausdruck in der höheren Temperaturseite berechnet
ist, auf einen Grad erstellt ist, bei welchem der Wärmeofen
nicht beschädigt
wird.
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In
der vorliegenden Erfindung wird eine geeignete Kühlgas-Flussrate gemäß dem Verstreichen einer
Zeit des Temperaturprogramms gefunden, ein Signal wird der Kühlgas- Flussrate-Einstellsektion ausgegeben,
die Kühlgas-Flussrate-Einstellsektion wird
eingestellt, und ein Kühlgas
einer vorbestimmten Menge wird dem Wärmeofen zugeführt und
somit kann dieser gekühlt
werden. Zusätzlich,
wenn die Programmtemperatur ein höherer Temperaturbereich als
eine vorbestimmte Grenztemperatur wird, indem die Kühlgas-Flussrate von einer
geringen Menge des Grades, bei welchem der Wärmeofen nicht beschädigt wird,
dem Wärmeofen
zugeführt
wird, ist es möglich,
ihn schneller als die natürliche
Kühlung
zu kühlen.
Ferner, wenn sie in einem niedrigeren Temperaturbereich als die
vorbestimmte Grenztemperatur ist, ist es möglich, die Kühlgas-Flussrate
von einer hohen Menge dem Wärmeofen
zuzuführen.
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Ferner
ist es in einer Wärmeanalyseeinrichtung,
bezogen auf die vorliegende Erfindung, wünschenswert, dass an der Programmtemperatur
der Betriebsausdruck in der höheren
Temperaturseite als die Grenztemperatur einen ersten Betriebsausdruck erstellt
und der Betriebsausdruck in der niedrigeren Temperaturseite einen
zweiten Betriebsausdruck erstellt, und dass Kühlgas-Flussraten-Kurvenverläufe, welche
von jedem aus dem ersten Betriebsausdruck und dem zweiten Betriebsausdruck
gefunden werden, durch einen Kühlgas-Flussraten-Kurvenverlauf verbunden
werden, welcher von einem dritten Betriebsausdruck gefunden wird,
welcher eine unterschiedliche Kontinuität erstellt.
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In
der vorliegenden Erfindung, da die Kühlgas-Flussraten-Kurvenverläufe, welche
von jedem aus dem ersten Betriebsausdruck und dem zweiten Betriebsausdruck
gefunden werden, verbunden werden, während behutsam durch den Kühlgas-Flussraten-Kurvenverlauf, basierend
auf dem dritten Betriebsausdruck, welcher die unterschiedliche Kontinuität hat, fortgefahren
wird, kann anhand der Tatsache, dass es möglich ist, eine Kühlung zu
realisieren, welche keine schnelle Temperaturänderung hat, eine Temperatursteuerung
des Erwärmers
in der Temperatursteuersektion genau durchgeführt werden, so dass es möglich ist,
genaue Messdaten zu erlangen.
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Ferner
ist es in einer Wärmeanalyseeinrichtung,
bezogen auf die vorliegende Erfindung, vorteilhaft, wenn die Grenztemperatur
600–800°C beträgt.
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In
der vorliegenden Erfindung ist ein Temperaturbereich von 600–800°C als der
Grad eingestellt, bei welchem der Wärmeofen nicht beschädigt wird, und
kann dem Wärmeofen
mit der Kühlgas-Flussrate zugeführt werden,
welche in einem Fall der höheren Temperaturseite
als diese Grenztemperatur und einem Fall der niedrigeren Temperaturseite
als derselbigen geändert
wird.
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Ferner
ist es in einer Wärmeanalyseeinrichtung,
bezogen auf die vorliegende Erfindung, vorteilhaft, wenn die Grenztemperatur
700°C beträgt.
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In
der vorliegenden Erfindung ist 700°C als der Grad eingestellt,
bei welchem der Wärmeofen nicht
beschädigt
wird, und sie kann dem Wärmeofen mit
der Kühlgas-Flussrate
zugeführt
werden, welche in dem Fall von der höheren Temperaturseite als diese
Grenztemperatur und dem Fall der niedrigeren Temperaturseite als
derselbigen geändert
wird.
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Gemäß der Wärmeanalyseeinrichtung
von der vorliegenden Erfindung ist es möglich, sie dem Wärmeofen
mit der Kühlgas-Flussrate
von einer kleinen Größe zuzufließen, wenn
die Programmtemperatur der höhere
Temperaturbereich als die Grenztemperatur ist, und sie mit der Kühlgas-Flussrate
von einer hohen Größe zuzufließen, wenn
sie der niedrigere Temperaturbereich als die Grenztemperatur ist. Demgemäß, in dem
höheren
Temperaturbereich als die Grenztemperatur, indem das Kühlgas des
Grades, bei welchem der Wärmeofen
nicht beschädigt wird,
dem Wärmeofen
zugeführt
wird, ist es möglich, schneller
als bei der natürlichen
Kühlung
zu kühlen. Daher
wird der Temperaturbereich des Wärmeofens, welchem
das Kühlgas
zugeführt
wird, umfangreich, so dass ein derartiger Vorteil erbracht wird,
dass es möglich
ist, eine Messung in einem umfangreicheren Bereich durchzuführen.
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Ferner,
in der höheren
Temperaturseite als die Grenztemperatur, da die Kühlgas-Flussrate des Grades,
in welchem der Wärmeofen
nicht durch die Kühlung
beschädigt
wird, durch die Prozessorsektion berechnet wird, ist es möglich, eine
solche Tatsache wie im Stand der Technik aufzuheben, dass der Wärmeofen
beschädigt
wird, indem er schnell gekühlt
wird.
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Darüber hinaus,
anhand der Tatsache, dass eine geeignete Kühlgas-Flussrate dem Wärmeofen auf
der Basis des Temperaturprogramms zugeführt werden kann, ist es möglich, eine
genaue Temperatursteuerung durchzuführen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm, welches einen gesamten Auszug von einer Wärmeanalyseeinrichtung
durch eine Ausführungsform
von der vorliegenden Erfindung erläutert.
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2 ist
ein Diagramm, welches ein Temperaturprogramm zeigt, welches durch
einen Temperaturprogramm-Einsteller eingestellt ist.
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3 ist
ein Kurvenverlauf, welcher eine Beziehung zwischen einer Programmtemperatur
und einer Luftflussrate zeigt.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Im
Folgenden wird eine Wärmeanalyseeinrichtung
durch eine Ausführungsform
von der vorliegenden Erfindung auf der Basis von 1 bis 3 erläutert.
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1 ist
ein Blockdiagramm, welches einen gesamten Auszug von der Wärmeanalyseeinrichtung durch
die Ausführungsform
von der vorliegenden Erfindung erläutert, 2 ist ein
Diagramm, welches ein Temperaturprogramm zeigt, welches durch einen Temperaturprogramm-Einsteller
eingestellt ist, und 3 ist ein Kurvenverlauf, welcher
eine Beziehung zwischen einer Programmtemperatur und einer Luftflussrate
zeigt.
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Wie
in 1 gezeigt, ist die Wärmeanalyseeinrichtung durch
die vorliegende Erfindung jene, welche in einer Wärmeanalyseeinrichtung 1 adaptiert ist,
wie beispielsweise ein Differenzial-Abtast-Kalorimeter, welches
dazu in der Lage ist, eine Größe eines
Ausganges und eines Einganges von einer Wärme zu messen, indem eine Wärmeanalyse
durchgeführt
wird, um eine physikalische Eigenschaftsänderung (struktureller Phasenübergang,
thermische Denaturierung, Fusion, Kristallisation oder dergleichen), welche
auf eine Weise durch eine Temperaturänderung auftritt, eine Thermobalance,
welche eine Gewichtsänderung
von der Sache erfasst, und dergleichen zu erfassen.
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Zunächst wird
ein schematischer Aufbau der Wärmeanalyseeinrichtung 1 durch
die vorliegende Ausführungsform
auf der Basis von der Zeichnung erläutert.
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Wie
in 1 gezeigt, enthält die Wärmeanalyseeinrichtung 1 der
vorliegenden Ausführungsform einen
Wärmeofen 2,
welcher eine Probe M (Probenexemplar), welche ein Messobjekt wird,
und eine Referenzprobe (eine diagrammartige Darstellung ist ausgelassen),
welche eine thermisch träge
Referenzsache ausmacht, unterbringt, und einen Erwärmer 3 zum
Erhöhen
einer Temperatur des Wärmeofens 2.
Zusätzlich
wird eine Wärmeflussrate
gemessen, welche einen Eingang und einen Ausgang zu und von der
Probe M pro Zeiteinheit erstellt, indem eine Temperaturdifferenz
zwischen der Probe M und der Referenzprobe erfasst wird, während die
Temperatur des Wärmeofens 2 durch
eine Temperatursteuerung des Erwärmers 3 erhöht oder
verringert wird.
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Zusätzlich ist
die Wärmeanalyseeinrichtung 1 schematisch
durch einen Temperatursensor 4 (Temperaturerfasser), welcher
die Temperatur innerhalb des Wärmeofens 2 misst,
einen Temperaturprogramm-Einsteller 5, welcher dazu in
der Lage ist, ein Temperaturprogramm P (s. 2) einzustellen
und ein Temperaturprogrammsignal auszugeben, eine Temperatursteuersektion 6,
welche mit dem Temperaturprogramm-Einsteller 5, dem Temperatursensor 4 und
dem Erwärmer 3 verbunden
ist und eine elektrische Energieversorgung an den Erwärmer 3 in Übereinstimmung
mit einer Differenz zwischen dem Temperaturprogrammsignal und einem
Erfassungssignal des Temperatursensors 4 einstellt, eine
Prozessorsektion 7, welche eine Luftflussrate (Kühlgas-Flussrate)
entsprechend einer Programmtemperatur des Temperaturprogramms P
berechnet, und eine Massenfluss-Steuerung 8 (Kühlgas-Flussrate-Einstellsektion),
welche mit dem Temperaturprogramm-Einsteller 5 über die
Prozessorsektion 7 verbunden ist und die Luftflussrate,
welche innerhalb des Wärmeofens 2 zugeführt wird,
in Übereinstimmung
mit einem Signal von der Prozessorsektion 7 einstellt,
gebildet.
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Der
in 1 gezeigte Wärmeofen 2 erstellt einen
Ofenkörper
für hohe
Temperaturen und kann eine Erwärmungstemperatur
auf beispielsweise maximal etwa 2000°C erhöhen. Ferner ist der Erwärmer 3 ein
Wärmemittel
zum Erwärmen
des Wärmeofens 2 auf
eine solche Weise wie oben erwähnt,
und es ist möglich,
beispielsweise einen elektrisch erwärmten Erwärmer zu adaptieren, welcher
wie eine Spule angeordnet wird, um somit eine Seitenflächen-Peripherie
des Wärmeofens 2 zu
umgeben, oder dergleichen.
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Zusätzlich sind
der Erwärmer 3 und
der Temperatursensor 4 des Wärmeofen 2 Innenbereiches mit
dem Temperaturprogramm-Einsteller 5 über die Temperatursteuersektion 6 verbunden.
Die Temperatursteuersektion 6 steuert derart, um die elektrische Energieversorgung
an den Erwärmer 3 in Übereinstimmung
mit einer Differenz (Temperatur-Differenzsignal)
zwischen einem Ausgangssignal des Temperaturprogramms P des Temperaturprogramm-Einstellers 5 und
einem Ausgangssignal des Temperatursensors 4 einzustellen.
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Zusätzlich wird
eine Wirkung der Temperatursteuersektion 6 detaillierter
erläutert.
Die in 1 gezeigte Temperatursteuersektion 6 steuert
die Temperatur genau bezogen auf das Temperatur-Differenzsignal
zwischen dem Temperaturprogramm-Einsteller 5 und dem Temperatursensor 4,
wobei der Wärmeofen 2 dem
Temperaturprogramm P folgt, welches im Temperaturprogramm-Einsteller 5 eingestellt ist,
indem ein elektrischer Leistungswert, welcher resultierend aus einem
bekannten PID (Proportion/Integration/Differenzial) Steuerbetrieb
erlangt wird, an den Erwärmer 3 zurückgeführt wird.
Mit anderen Worten, wenn die Temperatur des Wärmeofens 2 niedriger
als eine durch das Temperaturprogramm P eingestellte Temperatur
wird, wird eine Wärmemenge
durch den Erwärmer 3 erhöht, und
wenn die Temperatur des Wärmeofens 2 zu
hoch ist, wird die Wärmemenge verringert.
Zusätzlich,
in einem Fall, bei welchem diese Temperatur des Wärmeofens 2 auf eine
Temperatur verringert wird, welche niedriger als eine Raumtemperatur
ist, oder die Temperatur schnell verringert wird, ist es möglich, mit
Luft zu kühlen,
indem die Luft denn Wärmeofen 2 Innenbereich unter
Verwendung der Massenfluss-Steuerung 8 (später detaillierter
erwähnt)
zugeführt
wird.
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Ferner
wird die Temperatursteuerung des Wärmeofens 2 durch die
Temperatursteuersektion 6 stets unabhängig von einem Vorliegen/Nicht-Vorliegen
eines Betriebes der Massenfluss-Steuerung 8 durchgeführt, und
die Temperatursteuerung wird in einem umfangreichen Bereich von
einer niedrigen Temperatur zu einer hohen Temperatur (beispielsweise
in der vorliegenden Ausführungsform
maximal etwa 2000°C)
durchgeführt.
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Der
in 1 gezeigte Temperaturprogramm-Einsteller 5 kann
ein Temperaturmuster (das heißt,
das in 2 gezeigte „Temperaturprogramm P") einstellen, wobei
die Temperatur des Wärmeofens 2 Innenbereiches
zusammen mit dem Verstreichen der Zeit geändert wird (erhöht oder
verringert), und gibt vom Temperaturprogramm-Einsteller 5 ein Temperatursignal
aus, welches durch das Programm eingestellt ist.
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Hier
ist das in 2 gezeigte Temperaturprogramm
P durch eine Zeit S in der Abszissenachse und eine Programmtemperatur
T (°C) in
der Ordinatenachse gebildet, wobei es eine Temperaturänderung
zeigt, welche hinsichtlich der Zeit bestimmt ist, und einen Zielwert
zum Messen der Probe M erstellt. Das heißt, dass in der vorliegenden
Wärmeanalyseeinrichtung 1 folgt,
dass die Temperatursteuersektion 6 und die Massenfluss-Steuerung 8 derart
gesteuert sind, um dem Temperaturprogramm P zu folgen. Im Übrigen ist
das in 2 gezeigte Temperaturprogramm P ein Beispiel von
einem Temperatur-Anstieg/Abfall
in Bezug auf die Messung von der Probe M und kann willkürlich durch
eine Messeinrichtungs-Person eingestellt werden, während es
von Messbedingungen und dergleichen abhängt.
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Wie
in 1 gezeigt, ist die Massenfluss-Steuerung 8 mit
dem Temperaturprogramm-Einsteller 5 verbunden,
und es wird eine Luftflussrate, welche von einer Gas-Zuführsektion 9 zugeführt wird,
in Übereinstimmung
mit einem Ausgangssignal von dem Temperaturprogramm-Einsteller 5 (genauer
gesagt, die Prozessor-Sektion 7) eingestellt, wodurch sie
dem Wärmeofen 2 Innenbereich zugeführt wird.
Hier ist in der Wärmeanalyseeinrichtung 1 eine
Gaspipeline 10 bereitgestellt, um das Gas dem Wärmeofen 2 Innenbereich
von der Gas-Zuführsektion 9 über die
Massenfluss-Steuerung 8 zuzuführen.
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Im Übrigen ist
die Gas-Zuführsektion 9 beispielsweise
ein Luftkompressor oder dergleichen, und eine komprimierte Luft,
welche von der Gas-Zuführsektion 9 ausgesendet
wird, wird an den Wärmeofen 2 Innenbereich
gesendet, während
sie durch die Gaspipeline 10 passiert. Zusätzlich ist
im Wärmeofen 2 ein
Luft-Entladeanschluss 2a bereitgestellt.
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Ähnlich,
indem der Luftkompressor in der Gas-Zuführsektion 9 adaptiert
wird, und in einer Kühlquelle
die komprimierte Luft durch den Kompressor verwendet wird, welche
lediglich durch eine elektrische Leistung zugeführt werden kann, wird es unnötig, ein
Kühlmittel,
wie beispielsweise Flüssigstickstoff,
in einem Tank nachzufüllen.
Zusätzlich,
obwohl später
detailliert erwähnt,
ist es in einem Fall der Luftkühlung,
anhand der Tatsache, dass sie eine gewöhnliche Temperatur in Vergleich
mit dem Niedrigtemperatur-Kühlmittel
wird, möglich,
eine Kühlung durchzuführen, bei
welcher ein solcher thermischer Einfluss, um den Wärmeofen
zu beschädigen,
gering erstellt wird, und zwar sogar dann, wenn sie in einem hohen
Temperaturbereich (beispielsweise eine Temperatur höher als
700°C) ist.
Darüber
hinaus, da die Kühlsteuerung
durch die Luftkühlung
in ihrer Temperaturdifferenz nicht so hoch ist wie beim Kühlmittel, wird
ein derartiger Vorteil erbracht, dass die Temperatursteuerung einfach
durchzuführen
ist.
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Ferner
hat die Massenfluss-Steuerung 8 ein Flussraten-Steuerventil
(eine schaubildartige Darstellung ist ausgelassen), bei welchem
eine Steuerung bei einer hohen Genauigkeit durch eine digitale Steuerung
möglich
ist, später
detailliert erwähnt,
wobei sie einen Aufbau erhält,
bei welchem das Flussraten-Steuerventil gemäß einem Ausgangssignal von einer
Luftflussrate entsprechend der Programmtemperatur T (°C) von dem
Temperaturprogramm P, welches durch die Prozessorsektion 7 eingestellt
ist, eingestellt wird.
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Im Übrigen sind
die Steuerungen des Temperaturprogramm-Einstellers 5, der
Prozessorsektion 7 und der Massenfluss-Steuerung 8 auf
Leerlauf-Steuerungen erstellt, und nicht auf jene, bei welchen die
Temperatur des Wärmeofen 2 Innenbereiches
durch eine Rückführung an
die Prozessorsektion 7 und die Massenfluss-Steuerung 8 gesteuert wird.
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Als
Nächstes
wird ein Aufbau von der Prozessorsektion 7 und dergleichen
auf der Basis von den Zeichnungen erläutert.
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Wie
in 1 gezeigt, ist die Prozessorsektion 7 mit
dem Temperaturprogramm-Einsteller 5 verbunden,
und eine Steuervorrichtung führt
die Steuerung durch, indem die Luftflussrate berechnet wird, welche
von der Gas-Zuführsektion 9 ausgesendet wird,
welche der Programmtemperatur T (°C)
von dem Temperaturprogramm P (s. 2) ent spricht, und überträgt ein Ausgangssignal
von der berechneten Luftflussrate an die Massenfluss-Steuerung 8.
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Genauer
gesagt, ist in der Prozessorsektion 7 ein Betriebsausdruck
(Funktion) zum Berechnen einer Luftflussrate Q entsprechend der
Programmtemperatur T eingestellt, welche von dem Temperaturprogramm-Einsteller 5 eingegeben
ist, das heißt
ein Betriebsausdruck, bei welchem die Temperatur und eine Kühlgeschwindigkeit
zu Parametern erstellt sind. 3 ist eine,
bei welcher auf der Basis von diesem Betriebsausdruck eine Beziehung
zwischen der Programmtemperatur T (°C) und der Luftflussrate Q zu
einem Kurvenverlauf erstellt ist. Hier ist dieser Kurvenverlauf
zu einem Luftflussraten-Kurvenverlauf erstellt,
welcher mit R gekennzeichnet ist.
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Dieser
Luftflussraten-Kurvenverlauf R dient zum Berechnen einer geeigneten
Luftflussrate gemäß der Programmtemperatur
des Temperaturprogramms P, um den Wärmeofen 2 mit Luft
zu kühlen, und,
indem 700°C
zu einer Grenztemperatur T0 erstellt ist, sind ein Temperaturbereich
in einer höheren Temperaturseite
als diese Grenztemperatur T0 und ein Temperaturbereich in einer
niedrigeren Temperaturseite als die Grenztemperatur T0 durch unterschiedliche
Betriebsausdrücke
eingestellt.
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Mit
anderen Worten, in einem Fall, bei welchem eine Temperatur höher als
die Grenztemperatur T0 ist, wird sie durch einen ersten Betriebsausdruck
R1 gekennzeichnet, bei welchem sie eine leichte Flussrate eines
Grades wird, bei welchem der Wärmeofen 2 nicht
zerbrochen und beschädigt
wird, und in einem Fall, bei welchem eine Temperatur niedriger als
die Grenztemperatur T0 ist, wird sie durch einen zweiten Betriebsausdruck
R2 gekennzeichnet, welches einen derartigen quadratischen Kurvenverlauf
erstellt, dass die Luftflussrate zusammen mit beispielsweise einem
Abfall von der Programmtemperatur ansteigt. Zusätzlich werden die Luftflussraten-Kurvenverläufe, welche
von jedem aus dem ersten Betriebsausdruck R1 und dem zweiten Betriebsausdruck
R2 gefunden werden, gegenseitig, und zwar in der Nähe von der
Grenztemperatur T0 oder von Änderungspunkten
von beiden Luftflussraten-Kurvenverläufen, mit einem sanften Kurvenverlauf,
welcher eine Kontinuität
hat, durch einen Luftflussraten-Kurvenverlauf verbunden, welcher
von einem dritten Betriebsausdruck R3 gefunden wird, welches eine
Funktion erstellt, welche eine unterschiedliche Kontinuität hat.
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Hier
wird die Grenztemperatur T0 (etwa 700°C) als eine Temperatur erachtet,
welche den thermischen Einfluss auf einen keramischen Ofenkern von
dem Wärmeofen 2 übersteigt.
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Dadurch,
wenn die Programmtemperatur in einem höheren Temperaturbereich (beispielsweise eine
in 3 gezeigte Temperatur T1) als die Grenztemperatur
T0 ist, kann sie an den Wärmeofen 2 mit einer
Luftflussrate (Q1) einer kleinen Menge geflossen werden, und wenn
sie in einem niedrigeren Temperaturbereich (beispielsweise eine
in 3 gezeigte Temperatur T2) als die Grenztemperatur
T0 ist, kann sie an den Wärmeofen 2 mit
einer Luftflussrate (Q2) einer hohen Menge geflossen werden. Demgemäß ist es
in der vorliegenden Wärmeanalyseeinrichtung 1 möglich, den
Wärmeofen 2,
welcher in denn Temperaturbereich von der Temperatur höher als 700°C ist, auf
700°C zu
kühlen,
und zwar schneller als die natürliche
Kühlung,
und es ist möglich,
die Temperatursteuerung durchzuführen,
indem eine geeignete Luftflussrate an den Wärmeofen 2 auf der Basis
von dem Temperaturprogramm P zugeführt wird.
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Zusätzlich,
in der Nähe
von der Grenztemperatur T0, da die Luftflussraten-Kurvenverläufe, welche
von jedem aus den ersten Betriebsausdruck R1 und dem zweiten Betriebsausdruck
R2 gefunden werden, verbunden werden, während sie sanft durch den Luftflussraten-Kurvenverlauf,
basierend auf dem dritten Betriebsausdruck R3, fortgeführt werden,
welcher die unterschiedliche Kontinuität hat, ist es anhand der Tatsache,
dass eine Kühlung,
welche keine schnelle Temperaturänderung
hat, realisiert werden kann, möglich,
eine Temperatursteuerung des Erwärmers 3 in
der Temperatursteuersektion 6 präzise durchzuführen, so
dass es möglich
wird, akkurate Messdaten zu erlangen.
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Ebenso
werden, indem der Luftflussraten-Kurvenverlauf R entsprechend der
Programmtemperatur eingestellt wird, wobei die geeignete Luftflussrate
Q gefunden wird, welche nach dem Verstreichen von der Zeit des Temperaturprogramms
P folgt, ein Signal an die Massenfluss-Steuerung 8 ausgegeben,
die Massenfluss-Steuerung 8 eingestellt, und die komprimierte
Luft von einer vorbestimmten Menge dem Wärmeofen 2 zugeführt, und
wird dieser dadurch luftgekühlt.
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Als
Nächstes
werden Betriebe der Wärmeanalyseeinrichtung 1 durch
die vorliegende Ausführungsform
auf Basis von 1 bis 3 erläutert.
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Zunächst wird
das in 2 gezeigte gewünschte
Temperaturprogramm P zuvor in dem Temperaturprogramm-Einsteller 5 (s. 1)
eingestellt. Wenn der Temperaturprogramm-Einsteller 5 betrieben
wird, wird ein Temperatursignal vom Temperaturprogramm-Einsteller 5 ausgegeben.
In einem Fall, bei welchem das Temperatursignal durch das Temperaturprogramm
P einen Temperaturanstieg (Bezugszeichen P1, wie in 2 gezeigt)
erfährt,
wird die Temperatur des Wärmeofens 2 eine
Temperatur T3 von 700°C
bei einer Zeit S1 durch den Betrieb des Erwärmers 3.
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Zusätzlich,
in einem Fall, bei welchem eine bestimmte vorbestimmte Zeit verstreicht
und das Temperatursignal durch das Temperaturprogramm P einen Temperaturabfall
(Bezugszeichen P2, wie in 2 gezeigt)
erfährt,
wird eine Temperaturverwaltung des Wärmeofens 2 mit dem
Erwärmer 3,
welcher seinen Betriebszustand beibehält, durchgeführt, und
ein Temperatursignal des Temperaturprogramm-Einstellers 5 wird
der Prozessorsektion 7 eingegeben. Zusätzlich wird zu dieser Zeit
an die Massenfluss-Steuerung 8 ein Signal der Luftflussrate ausgegeben,
welche in einem Temperaturbereich von der Temperatur T3 bis 700°C in der
Prozessorsektion 7 auf der Basis von dem ersten Betriebsausdruck
R1, wie in 3 gezeigt, oder in einem Temperaturbereich
von 700°C
zu einer Temperatur T4, ähnlich
auf der Basis von dem zweiten Betriebsausdruck R2 berechnet wird,
und es folgt, dass die Luft von einer vorbestimmten Menge dem Wärmeofen 2 zugeführt wird,
und dieser somit luftgekühlt
wird. Zusätzlich
wird um den Temperatur-Anstieg/Abfall des Temperaturprogramms P
nach der Temperatur T4 zu einer Zeit S2 die Massenfluss-Steuerung 8 durch
Betriebe ähnlich
jenen wie oben erwähnt
gesteuert.
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Wie
oben erwähnt,
ist es in der Wärmeanalyseeinrichtung
durch die vorliegende Ausführungsform
möglich,
an den Wärmeofen
eine Luftflussrate von einer kleinen Menge zu fließen, wenn
die Programmtemperatur T im höheren
Temperaturbereich als die Grenztemperatur T0 ist, und an ihn die
Luftflussrate einer hohen Menge zufließen, wenn sie der niedrigere
Temperaturbereich als die Grenztemperatur T0 ist. Demgemäß, im höheren Temperaturbereich
als die Grenztemperatur T0, indem die Luft des Grades, bei welchem
der Wärmeofen 2 nicht
beschädigt
wird, an den Wärmeofen 2 zugeführt wird,
ist es möglich,
schneller als bei der natürlichen
Kühlung
zu kühlen.
Daher wird der Temperaturbereich des Wärmeofens 2 zum Zuführen der
Luft umfangreich, so dass ein derartiger Vorteil erbracht wird,
dass es möglich
ist, eine Messung in einem umfangreichen Bereich durchzuführen.
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Ferner
ist es in der höheren
Temperaturseite als die Grenztemperatur T0, da eine Luftflussrate
des Grades, bei welchem der Wärmeofen 2 nicht
durch die Kühlung
beschädigt
wird, durch die Prozessorsektion 7 berechnet wird, möglich, eine
solche Tatsache wie im Stand der Technik aufzuheben, dass der Wärmeofen
beschädigt
wird, indem er schnell gekühlt
wird.
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Darüber hinaus,
anhand der Tatsache, dass eine geeignete Luftflussrate dem Wärmeofen 2 auf der
Basis von dem Temperaturprogramm P zugeführt werden kann, ist es möglich, die
genaue Temperatursteuerung durchzuführen.
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In
dem Obigen, obwohl dort der Modus von der Wärmeanalyseeinrichtung durch
die vorliegende Erfindung erläutert
ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obige Ausführungsform
beschränkt,
und sie kann geeigneterweise in einem Umfang modifiziert werden,
welcher nicht von seinem Hauptinhalt abweicht.
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Beispielsweise,
obwohl in der vorliegenden Ausführungsform
700°C als
die Grenztemperatur T0 erstellt ist, ist sie numerisch nicht auf
diese 700°C
beschränkt,
und es ist möglich,
zu bewirken, dass ihr Temperaturbereich von der Grenztemperatur
T0 einen vorbestimmten Bereich hat. Beispielsweise ist es erachtet,
dass es keine Rolle spielt, wenn die Grenztemperatur T0 in einem
Bereich von 600–800°C ist.
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Ferner,
obwohl in der vorliegenden Ausführungsform
die Luftflussrate unter Verwendung der Massenfluss-Steuerung 8 gesteuert
wird, bei welcher die digitale Steuerung möglich ist, kann sie derart
erstellt werden, dass, indem ein bekanntes Flussraten-Steuerventil
verwendet wird, seine Öffnungs-/Schließmenge gesteuert
wird.
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Zusätzlich,
obwohl in der vorliegenden Ausführungsform
als das Kühlverfahren
ein Luftkühlsystem
durch die komprimierte Luft adaptiert ist, ist sie nicht darauf
beschränkt,
und es spielt keine Rolle, wenn es derart erstellt ist, dass ein
Kühlgas,
wie beispielsweise Flüssigstickstoff,
verwendet wird.