(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度センサによる検知温度に対応して熱源を制御することにより、重量計測部の秤量皿に載置された試料を当該熱源により加熱乾燥し、加熱前の試料の質量と加熱乾燥後の試料の質量とから当該試料の水分を計測する装置において、温度センサは秤量皿の上部空間でかつ熱源からの熱ビームが照射される空間に配置され、かつ当該温度センサに対して、熱源から照射される熱ビームの一部が当該温度センサに反射するよう当該温度センサに近接して反射板が配置され、反射板は、秤量皿から離れた位置での当該温度センサの計測温度が当該秤量皿の温度とほぼ等しくなるよう熱ビーム反射量が調整されていることを特徴とする水分計。
【請求項２】
温度センサによる検知温度に対応して熱源を制御することにより、重量計測部の秤量皿に載置された試料を当該熱源により加熱乾燥し、加熱前の試料の質量と加熱乾燥後の試料の質量とから当該試料の水分を計測する装置において、温度センサは秤量皿の上部空間でかつ熱源からの熱ビームが照射される空間に配置され、かつ当該温度センサに対して、熱源から照射される熱ビームの一部が当該温度センサに反射するよう当該温度センサに近接して反射板が配置され、反射板は、秤量皿から離れた位置での当該温度センサの計測温度が当該秤量皿の温度とほぼ等しくなるよう熱ビーム反射量が調整され、前記温度センサが配置されている空間は透明板により秤量皿配置空間と仕切られていることを特徴とする水分計。
【請求項３】
温度センサによる検知温度に対応して熱源を制御することにより、重量計測部の秤量皿に載置された試料を当該熱源により加熱乾燥し、加熱前の試料の質量と加熱乾燥後の試料の質量とから当該試料の水分を計測する装置において、温度センサは秤量皿の上部空間でかつ熱源である直管型のハロゲンランプの熱ビームが照射される空間に配置され、かつ当該温度センサに対して、直管型のハロゲンランプから照射される熱ビームの一部が当該温度センサに反射するよう当該温度センサに近接して反射板が配置され、反射板は、秤量皿から離れた位置での当該温度センサの計測温度が当該秤量皿の温度とほぼ等しくなるよう熱ビーム反射量が調整され、前記温度センサが配置されている空間は透明板により秤量皿配置空間と仕切られていることを特徴とする水分計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水分計に係り、特に加熱乾燥式水分計において加熱手段の温度制御を適正に行うよう構成した水分計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
試料の水分を計測する方法の一つとして、試料の電気抵抗を計測したり、或いは赤外線の反射或いは透過による減衰量を測定する方法等が用いられているが、電気抵抗を測定する方法は対象となる試料の種類が限られ、また赤外線の反射或いは透過による減衰量を測定する方法は非常にコスト高となるなどの理由により、何れの方法もいろいろな材質の水分率を測定する方法としてはあまり汎用性のない計測方法であるといえる。
【０００３】
これに対して、試料を加熱することにより水分を蒸発させ、加熱前と加熱乾燥後の試料の質量の変化（減少）により当該試料の水分を計測する加熱乾燥式水分計は装置としても比較的安価に提供でき、また幅広い種類の試料について比較的短時間で対応可能であり、水分計として広く利用されている。なお、以後特に断らない限り「水分計」の語はこの加熱乾燥式の水分計を指すものとする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図３は従来の水分計の構成の一例を示す。水分計は大別して試料を加熱する手段を有する加熱部１０と、試料の質量を測定する質量計測部１１とから構成されている。加熱部１０には質量計測部１１の秤量皿１２に載置された試料を加熱する加熱手段１３が配置されている。加熱手段としては例えばハロゲンランプ、赤外線ランプ、シーズヒータ等が用いられているが、最近では昇温・測定時間の短縮の面からハロゲンランプが多く使用される傾向にある。
【０００５】
ここで、水分計により試料の水分を計測するに当たっては、その試料の種類や容量に対応して加熱温度の目標値を設定し、基本的にはこの試料の温度を計測しながらその温度が目標値を達成するよう加熱手段１３を制御することになる。しかし、この場合試料自体の温度や秤量皿１２の温度を直接計測すると、温度センサの質量が質量計測部１１に干渉し、正確な質量の計測が不可能となる。
【０００６】
このため、温度の検知は非接触で行われる。即ち目標値の温度に最も近似した温度として秤量皿１２の温度（以下「皿上温度」とする）をセンサにより検知することになる。このため温度センサはできるだけ秤量皿１２に近接して配置される。図３の装置はこの観点から構成されており、温度センサ１４は秤量皿１２の直上で、しかもできるだけ秤量皿１２に近接して配置されている。
【０００７】
しかし、この位置に温度センサ１４を配置をすると試料から蒸発する水分、気化した油分等がこの温度センサ１４に接触付着し、温度センサ１４の性能が経時的に劣化してしまう。このため、例えば温度センサ１４を金属筒内に収納して温度センサ１４にこれらのものが付着しないようにしたものも提案されている。しかし、金属筒を設けることにより温度センサ１４部分の熱容量が大きくなってしまい、やはり正確な温度検知ができなくなってしまう。またこの温度センサの配置は、秤量皿１２の一部に温度センサ１４の影を作ることになり、試料の均一な加熱という点からも好ましくない。
【０００８】
さらに、秤量皿１２に近接して温度センサ１４を配置することにより、この温度センサ１４が秤量皿１２に対する試料の載せ降ろし作業の邪魔になり作業効率が低下したり、試料をこぼしてしまう等の不都合が生じる。従って、試料の載せ下ろし作業時には温度センサ１４を別の位置に移動可能な構成も考えられるが、装置が複雑となることは避けられない。
【０００９】
図３に示す構成の問題点に鑑み構成されたのが図４の構成である。図のように温度センサ１４は秤量皿１２から離れた位置に配置される。これにより、前記構成の、温度センサ１４に対する油分等の付着、或いは試料の載せ降ろし時の作業性の向上を図ることができるが、加熱手段１３からの光量、即ち熱ビームの量が大幅に減少してしまう。このため秤量皿１２の温度上昇に対して温度センサ１４の検出温度が低下し、温度センサ１４で検出する温度変化速度が秤量皿１２の温度変化速度よりも低下してしまう。このような事態は加熱手段１３の制御を著しく困難にし、或いは制御そのものが不可能となってしまうおそれがある。
【００１０】
このような事態に鑑み、特定の係数を用いて温度センサ１４の検出温度を、秤量皿１２の皿上温度に補正する方法も考えられるが、試料の量、発生する水蒸気の量等、数値的に特定することが出来ない演算要素が多く、適正な係数を設定することは困難であり、この方法は現実的ではない。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の問題点に鑑み構成されたものであって、温度センサは秤量皿から離れた位置に配置され、かつこの温度センサには反射板が近接配置される。秤量皿から離れた位置の温度センサの検知温度が秤量皿の皿上温度と等しくなるよう、温度センサの配置位置及び反射板の大きさ、或いは反射板の取付角度等を所定の値に設定し、この温度センサにより皿上温度を間接的に、しかも正確に検知するよう構成したことを特徴とする水分計である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
温度センサは、試料の載せ降ろし作業等の邪魔にならず、かつ付着物が付着しずらい秤量皿から離れた位置に配置される。この温度センサに対しては反射板が近接配置される。反射板の大きさ、取り付け角度等の設定は例えば水分計の試作時に、各部材の形状、熱容量、配置を検討して決定される。
【００１３】
即ち、熱源からの距離、配置位置、熱ビーム（光）の量、温度センサに対する熱ビームの反射量等から、温度センサの検知温度と秤量皿の皿上温度とが一致す設定値を算出することはほぼ可能であるが、より実効的には装置の試作時に温度を実測して調整するのが望ましい。
【００１４】
具体的には、秤量皿の温度を直接計測するセンサを配置する。即ちこの試作時点では試料の質量計測は行わないので、質量計測部に対する影響を考慮することなく、試験用温度センサを直接秤量皿に取り付け、秤量皿の温度をこの試験用温度センサで直接計測する。
【００１５】
一方、本装置に設置する温度センサの計測温度が、試験用温度センサの計測温度と一致するよう温度センサの位置、反射板の大きさ、反射板の取り付け角度等を調節する。このようにして、温度センサの計測温度が試験用温度センサの計測温度と一致するよう調整する。温度センサの計測温度が一致するよう調整したならば、この状態の温度センサの位置、反射板の大きさ、反射板の配置位置、反射板の取り付け角度等の各値を特定し、この特定された値で水分計の量産を行う。これにより量産品としての水分計も全て、秤量皿から離れた位置で、非常に正確に秤量皿の温度を検知することが可能となり、熱源の適正な温度制御が可能となる。なお、温度センサの検知温度変化は、秤量皿の温度変化に対して同時に変化するよりも、やや早めに変化するよう上記値を設定すると、熱源の制御を試料の温度変化に先行して制御することが容易になる。
【００１６】
【実施例】
以下本発明の実施例を図１及び図２を用いて説明する。
加熱部１０内には熱源配置空間１が形成され、この熱源配置空間１内には熱源として直管型のハロゲンランプ２が配置されている。３は温度センサであって重量計測部１１の秤量皿１２から離れて、当該秤量皿１２よりも熱源２に近接して配置される。
【００１７】
４はこの温度センサ３に近接して配置された反射板であって、熱源２から照射される熱ビーム（光）の一部を温度センサ３側に反射させるよう構成されている。５はガラス等の透明材料により形成されている透明板であり、試料から立ちのぼる水蒸気や気化した油分等が熱源２や温度センサ３に付着するのを防止している。
【００１８】
図２において、温度センサ３の配置される位置、反射板４の幅Ｗ、反射板４の取り付け角度α等は、前述のとおり、当該温度センサ３の検知温度およびこの検知温度の温度変化の速度が、秤量皿１２の実際の温度とほぼ等しく、かつこの秤量皿１２の温度変化の速度と等しいか、或いはやや早めとなるよう前記値が設定されている。
【００１９】
以上の構成において、試料の水分を計測するに当たっては、試料の量、試料の種類等に対応して試料を加熱する温度が設定され、この設定温度となるよう加熱手段が制御される。
加熱手段２からの熱ビームＢは、秤量皿１２上の試料に照射され、この試料を加熱する。この際、ビーム１Ｂの一部は反射板４を介して温度センサ３側にも照射され、前述のとおり、当該温度センサ３の検出温度及びその検出温度の変化は、秤量皿１２の温度及びその温度変化として熱源２の温度制御に利用され、試料の加熱温度が設定値となるよう制御される。
【００２０】
なお、反射板３の構成材料としては放熱性を考慮して熱伝導の高い金属材料により構成したり、或いは反射面を鏡面として反射率を高める等、目的に応じた選択が可能である。
【００２１】
本発明においては、熱源配置空間１を透明板５で密閉することは本発明の必須の要件ではないが、温度センサ３を熱源２の近くに配置することが可能となったので、透明板５で熱源配置空間１を密閉すれば、温度センサ３及び熱源２を、試料から立ちのぼる水蒸気や気化した油分等から防護することが可能となる。
【００２２】
また透明板５を配置することにより、この透明板５が二次輻射体となり、皿上を均一に温めることが可能となる。即ち、直管型のハロゲンランプという比較的光源が限定された熱源であっても透明板５を配置することにより均一な加熱が可能となり、皿上温度を均一化するために丸形で大型のハロゲンランプ（図３及び図４の熱源１３）を使用する必要はなくなる。
【００２３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば温度センサの位置、反射板の位置、反射板の取り付け角度、大きさ等を所定の値に設定することにより、秤量皿の温度を直接計測した場合に近い精度で熱源の制御が可能となり、試料の水分計測の精度を向上させることが可能となる。
【００２４】
また、温度センサ自体は秤量皿から離れた位置に配置されているので、試料からの水蒸気、気化した油分やその他の含有成分の付着を著しく少なくすることが可能となり、特に加熱手段及びこの温度センサをガラス板等の透明板で試料側から遮蔽すればこれらの付着はほぼ完全に阻止でき、長期間に渡って水分計としての高い性能を保持することが可能となる。ハロゲンランプは表面の汚れに弱く、特性変化を起こすため、加熱源としてハロゲンランプを使用する場合はこの透明板の使用は特に効果的である。
【００２５】
更に、秤量皿近傍に温度センサがないため、試料の載せ降ろし等の作業をスムーズに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す水分計の加熱部を中心とした断面図である。
【図２】図１の熱源からの熱ビームの照射状態を示す概念図である。
【図３】従来の構成例を示す水分計の加熱部を中心とした断面図である。
【図４】従来の他の構成例を示す水分計の加熱部を中心とした断面図である。
【符号の説明】
１  熱源配置空間
２  熱源
３  温度センサ
４  反射板
５  透明板
１０  加熱部
１１  質量計測部
１２  秤量皿
Ｂ  熱ビーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
0003921605.tif 000004
【図４】
0003921605.tif 000005