(57)【要約】  【課題】測定用液体が少なく、試料搭載スペースが広くとれる液中秤量皿を提供する。  【解決手段】両端が開口し、その一端側に内向きの円縁１１ａを形成し、他端側の内面に複数個のストッパ１１ｂを固着した筒体１１と、前記円縁１１ａとストッパ１１ｂ間に挿入したメッシュ又は多孔状で円形の底板１２で液中秤量皿１を構成する。液体中に液中秤量皿１を浸漬し、前記底板１２の上側又は下側に固体試料２を置いて、吊下具１３で液中秤量皿１を吊下げてその重量を秤量することにより、固体試料２の比重を測定する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体中での固体試料の重量または浮力を受ける液中秤量皿であって、一定の範囲内で上下方向に移動可能な底板を具備するとともに、液体より比重の大きい固体試料は底板の上面側に置いて底板に固体試料の重量が加えられるようにし、液体より比重の小さい固体試料は底板の下面側に置いて底板に固体試料の浮力が加えられるようにしたことを特徴とする液中秤量皿。
【請求項２】
請求項１の液中秤量皿を下方に、空気中で固体試料の重量を受ける秤量皿を上方に配設して、前記液中秤量皿と前記秤量皿とを連結したことを特徴とする液中秤量皿。
【請求項３】
請求項２の液中秤量皿と、液中秤量皿を支持する枠体と、重量測定部とを具備し、前記枠体を前記重量測定部に載置して比重を測定するようにしたことを特徴とする比重測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体中での固体試料の重量または浮力を受ける液中秤量皿および固体試料の比重を測定する比重測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、体積不明の固体試料の比重を測定するには、固体試料の空気中重量と、同固体試料の液体中重量又は浮力を測定し、次式（１）の関係から比重を算出する方法が用いられている。
比重＝空気中重量／（空気中重量−液体中重量）＝空気中重量／浮力・・・（１）
このような、固体試料の空気中重量と液体中重量あるいは空気中重量と浮力を測定して固体試料の比重を算出する方式は、以下に例示すように従来の比重測定装置に数多く取り入れられている。例えば、図８に示す比重測定装置５Ａは、固体試料２を吊持して空気中と液槽３中に置き替えてその重量を電子天びん７で秤量することによって比重を測定するものである。また、図９に示す比重測定装置５Ｂは、液槽３Ｂ中にあって固体試料２を載せる液中秤量皿１Ａを電子天びん７上に配設し、液中秤量皿１Ａごとで固体試料２の重量を秤量した後、その風袋を差し引き固体試料２の比重を測定するようにしたものである。
【特許文献１】特開平１１−２３０８８５号公報
【特許文献２】特開２００２−２４３６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の比重測定装置や液中秤量皿は上記のように構成されているが、図８に示したような固体試料２を吊持する方法は、形の異なる固体試料２を取り替えながら吊持するのに手間がかかることと、図９に示したように常時固体試料２の重量を測定する液中秤量皿１Ａを設けて置く方法では、固体試料２の比重が液体に比して軽い場合、固体試料２が浮き上がる。この浮き上がりを防止するには、図９のような重し枠８を使用したり、図示しないが液体Ｌ中に蓋を設ける方法などが考えられるが、測定ごとに重し枠８の出し入れを行なったり、蓋の開け閉めを行なったりする必要があり、図８の場合と同様に利便性に欠けるという問題がある。また、固体試料２が液体Ｌに沈む場合と浮き上がるものとで、異なる構成の液中秤量皿１Ａを使用するのは保守管理や液体Ｌの使用量が増加する問題がある。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであって、液体より固体試料の比重が大きくても小さくても同一構成で、コンパクトで液体使用量も少ない液中秤量皿及び比重測定装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を達成するため、本発明の液中秤量皿は、一定の範囲内で上下方向に移動可能な底板を具備するとともに、液体より比重の大きい固体試料は底板の上面側に置いて底板に固体試料の重量が加えられるようにし、液体より比重の小さい固体試料は底板の下面側に置いて底板に固体試料の浮力が加えられるようにした。
また、本発明の他の液中秤量皿は、一定の範囲内で上下方向に移動可能な底板を具備した液中秤量皿を下方に、空気中で固体試料の重量を受ける秤量皿を上方に配設して、前記液中秤量皿と前記秤量皿を連結した。
さらに、本発明の比重測定装置は、本発明の液中秤量皿と、該液中秤量皿を支持する枠体と、重量測定部を具備し、前記枠体を前記重量測定部に載置して比重を測定するようにした。
本発明の液中秤量皿及び比重測定装置は、上記のように構成されており、液中秤量皿の底板が移動して固体試料を内部に取り込めるので、占有スペースを小さく、液体使用量を少なくすることができる。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の液中秤量皿及び比重測定装置は、液中秤量皿の底板を移動可能に設けて、液体より比重の重い固体試料は底板の上に置いてその重力で底板と一体で下降させ、液体より比重の軽い固体は底板の下においてその浮力で底板と一体で上昇させるので、固体試料は常に液中秤量皿内に移動する。これにより、液中秤量皿及び比重測定装置とこれに使用する液槽はともに小形化され、液体使用量も減少する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施例による液中秤量皿及び比重測定装置の構成と機能を図面を参照しながら説明する。図１は、請求項１の実施例による液中秤量皿１の構成を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面断面図である。
【０００７】
本液中秤量皿１は、両端が開口し、その一端側に円縁１１ａを曲げ加工あるいは溶接等により設けるとともに、他端内側に中心角で９０度おきに４個のストッパ１１ｂを固着した金属製の筒体１１と、前記円縁１１ａとストッパ１１ｂ間に挿入されている金属製で、網目又は多孔状に隙間が設けられた円形状の底板１２と、前記筒体１１の上部に係着して、前記筒体１１を吊り下げるための金属製の吊下具１３から構成されている。前記底板１２は通常前記円縁１１ａに接触しているが、下部から底板１２の液中重力に打ち勝つ浮力が加わると前記ストッパ１１ｂに当たるまで上昇する。
【０００８】
図２は、固体試料２を収容した状態での液中秤量皿１の正面断面図で、（ａ）は固体試料２の比重が液体Ｌより大きい場合、（ｂ）は固体試料２の比重が液体Ｌより小さい場合を示したものである。図２に基づき、以下に前記液中秤量皿１を用いた固体試料２の比重測定方法を説明する。
【０００９】
先ず、液槽３に液中秤量皿１を浸漬した状態で吊下具１３を介して天びん秤等の秤量器（図示省略）で液中秤量皿１自体の重量Ｗ０を秤量する。そして、固体試料２の比重が液体Ｌより大きい場合、図２（ａ）のように、固体試料２を底板１２上に搭載する。この状態で、液中秤量皿１の重量Ｗ１を秤量する。空気中で測定した固体試料２の重量をＷａとすると、固体試料２の比重Ｓは、次式（２）により算出される。
Ｓ＝Ｗａ／（Ｗａ−（Ｗ１−Ｗ０））・・・（２）
【００１０】
次に固体試料２の比重が液体Ｌより小さい場合、液中秤量皿１を持上げて図２（ｂ）のように固体試料２を底板１２の下側に入れる。固体試料２はその浮力によって底板１２に接触し共に上昇し、ストッパ１１ｂまでの安定した位置で静止する。この状態で液中秤量皿１の重量Ｗ２を秤量する。これにより、固体試料２の比重Ｓは、次式（３）により算出される。
Ｓ＝Ｗａ／（Ｗ０−Ｗ２）・・・（３）
【００１１】
図３は、請求項２の実施例による液中秤量皿４の構成を示すもので、（ａ）は一部断面正面図、（ｂ）は平面図である。本液中秤量皿４は、前記液中秤量皿１を下方に、円形状の金属製または樹脂製の容器を用いた空中秤量皿４１を上方に配設し、この両方を連結棒４２により連結するとともに、空中秤量皿４１に吊下具４３を係着して構成されたもので、固体試料を空中秤量皿４１に収容して空気中重量を秤量し、固体試料を底板１２の上又は下に置いて液中における重量又は浮力を秤量することができる。
【００１２】
図４は、液槽３内において固体試料２Ａ、２Ｂ、２Ｃを収容した液中秤量皿４の状態を示す一部断面正面図である。図４において固体試料２Ａは空気中における重量を秤量する場合に、固体試料２Ｂは液体Ｌより比重が大きく、液中で重量を秤量する場合に、固体試料２Ｃは液体Ｌより比重が小さく、液中で浮力を秤量する場合に配置される固体試料を示すものである。図４に基づき、前記液中秤量皿４を用いた固体試料２Ａ、２Ｂ、２Ｃの比重測定方法を以下に説明する。
【００１３】
先ず、液槽３に液中秤量皿４のみを浸漬した状態で吊下具４３を介して天びん秤等の秤量器（図示省略）で液中秤量皿４自体の重量Ｗ０を秤量する。次に固体試料２Ａを搭載した状態で液中秤量皿４の重量Ｗ１を秤量する。そして、固体試料の比重が液体Ｌより大きい場合、固体試料２Ｂを図４の位置に搭載する。この状態で、液中秤量皿４の重量Ｗ２を秤量する。固体試料２Ｂの比重Ｓは、次式（４）により算出される。
Ｓ＝（Ｗ１−Ｗ０）／（Ｗ１−Ｗ２）・・・（４）
【００１４】
次に固体試料の比重が液体Ｌより小さい場合、液中秤量皿４を持上げて図４のように固体試料２Ｃを底板１２の下側に入れる。固体試料２Ｃはその浮力によって底板１２に接触し共に上昇し、ストッパ１１ｂまでの安定した位置で静止する。この状態で液中秤量皿４の重量Ｗ３を秤量する。これにより、固体試料２Ｃの比重Ｓは、次式（５）により算出される。
Ｓ＝（Ｗ１−Ｗ０）／（Ｗ０−Ｗ３）・・・（５）
【００１５】
図５は、後述する請求項３の実施例による比重測定装置５に用いられる試料セット台６の斜視図である。この試料セット台６は、前記液中秤量皿４と、この液中秤量皿４を支持する枠体６Ａと、液中秤量皿４を浸漬させる液体を収容した液槽３と、前記枠体６Ａの下枠６２を跨いで液槽３を搭載するための液槽台６Ｂから構成されている。
【００１６】
前記枠体６Ａは、上枠６１と、後述する電子天びん７の秤量皿７１上に載置される下枠６２と、これらを一定の高さにして連結するための連結棒６３、６４および止めネジ６５から構成されている。前記上枠６１には、前記液中秤量皿４を取外し可能に係止するためのＶ字型の切欠部６６が、前記連結棒６３、６４の間隔に合わせて設けられている。液中秤量皿４は、連結棒６３、６４を前記切欠部６６に通して枠体６Ａに支持され、空中秤量皿４１を持上げ手前に引き寄せることによって枠体６Ａから取り外すことができる。
【００１７】
図６は、前記試料セット台６と電子天びん７を組合わせた比重測定装置５に固体試料２を搭載した状態における一部断面正面図で、（ａ）は液体Ｌより比重の大きい固体試料２を搭載した状態、（ｂ）は液体Ｌより比重の小さい固体試料２を搭載した状態を示している。この状態において、前記下枠６２は電子天びん７の秤量皿７１上に、液槽台６Ｂは電子天びん７の架台７９上に設置されている。
【００１８】
前記電子天びん７の構成を図７に示す。本電子天びん７は、前記秤量皿７１にかかる荷重を荷重センサ７２により電気信号に変換し、増幅器７３で増幅した後、Ａ／Ｄ変換器７４によりディジタル信号に変換する。このディジタル信号は、マイクロコンピュータで構成されるＣＰＵ７５に入力され、記憶装置７６に記憶されている上記（４）、（５）式に基づいて演算処理され、算出された比重値データは表示装置７７に表示される。また、前記秤量皿７１で秤量する重量の区別と演算処理開始を指令する操作ボタン７８が電子天びん７に設けられている。
【００１９】
次に、比重測定装置５を用いて固体試料２の比重を測定する方法を図６、７に基づいて説明する。先ず、液中秤量皿４自体、すなわち、液中秤量皿４と枠体６Ａを合わせた重量Ｗ０を秤量し、操作ボタン７８を押して前記記憶装置７６に記憶させる。続いて、空中秤量皿４１に固体試料２を搭載して重量Ｗ１を測定し、同じ方法で記憶させる。そして、固体試料２の比重が液体Ｌより大きい場合、固体試料２を図６（ａ）の位置に入れ重量Ｗ２を秤量し、同じ方法で記憶させる。続いて演算開始を操作ボタン７８を押して行なうことにより、前記（４）式に基づいて前記ＣＰＵ７５で演算処理が行なわれ、比重値が算出されて表示される。
【００２０】
また、固体試料２の比重が液体Ｌより小さい場合、固体試料２を図６（ｂ）の位置に入れ重量Ｗ３を秤量する。続いて演算開始を操作ボタン７８で行なうことにより、前記（５）式に基づいて前記ＣＰＵ７５で演算処理が行なわれ、比重値が算出されて表示される。
【００２１】
以上に詳述したように、本発明は、図２の液中秤量皿１、図４の液中秤量皿４に示したように、底板１２を筒体１１内の一定範囲内で上下に移動可能に設けて、沈む固体試料２は底板１２の上面に載せ、浮き上がる固体試料２は底板１２の下側において浮き上がらせることにより、1つのコンパクトな構成で液体Ｌ中の固体試料２の重量を秤量できることを特徴とするものであるが、その構成については実施例に限定されるものではない。例えば、筒体１１に底板１２を上下させるガイドを設けて底板１２の傾きを無くしたり、連結棒４２の個数を増やして筒体１１をより安定して吊下げるようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】液中秤量皿１の構成を示す（ａ）正面断面図と（ｂ）側面断面図である。
【図２】液中秤量皿１の使用状態を示す正面断面図で、液体に対し（ａ）は比重大、（ｂ）は比重小なる固体試料を使用した場合を示す。
【図３】液中秤量皿２の構成を示す（ａ）一部断面正面図と（ｂ）平面図である。
【図４】液中秤量皿２の使用状態を示す一部断面正面図である。
【図５】実施例に係わる試料セット台５の斜視図である。
【図６】比重測定装置の一部断面正面図で、液体に対し（ａ）は比重大、（ｂ）は比重小なる固体試料を使用した場合を示す。
【図７】実施例に係わる電子天びんのブロック構成図である。
【図８】従来の比重測定装置の構成を示す一部断面正面図である。
【図９】従来の他の比重測定装置の構成を示す一部断面正面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１、１Ａ、４  液中秤量皿
１１  筒体
１１ａ  円縁
１１ｂ  ストッパ
１２  底板
１３  吊下具
１２  底板
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ  固体試料
３、３Ｂ  液槽
４１  空中秤量皿
４２  連結棒
４３  吊下具
５、５Ａ、５Ｂ  比重測定装置
６  試料セット台
６Ａ  枠体
６Ｂ  液槽台
６１  上枠
６２  下枠
６３、６４  連結棒
６５  止めネジ
６６  切欠部
７  電子天びん
７１  秤量皿
７２  荷重センサ
７３  増幅器
７４  Ａ／Ｄ変換器
７５  ＣＰＵ
７６  記憶装置
７７  表示装置
７８  操作ボタン
７９  架台
８  重し枠
Ｌ  液体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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