专利名称：差示扫描热量计的制作方法
技术领域：
本发明涉及热流束型的差示扫描热量计。
背景技术：
热流束型的差示扫描热量计(DSC)，是一种隔着热电阻将测定试料及基准物质的保持器设置在吸热装置上，作为温度的函数，测定测定试料和基准物质的温度差的仪表。在吸热装置和各保持器之间，通过热电阻产生热流，这些热流差与上述温度差成正比。然后， 用热电偶等检测出该温度差，作为DSC信号输出。在这种热流束型的DSC中，检测灵敏度(基线(base line)和噪声的S/N比)及分辨率是它的两个基本性能。热电阻的电阻值越大，检测灵敏度就越高，另一方面，DSC的分辨率对于经过时间或升降温度的变化而言，取决于检测出的峰值的分布图的锐度(sharp)。 进一步提高响应速度，将DSC曲线上出现的峰值作为更加锐化的分布图，能够提高分辨率。 减小热电阻，使热容易通过，从而提高分辨率(响应速度)。就是说，检测灵敏度和分辨率存在着权衡的关系，要求使两者都得到提高。因此，公开有在衬底上，将多个热电偶串联地多重接线，再将测定试料及基准物质的保持器置于这些热电偶之上的技术(专利文献1)。该技术将多个热电偶串联连接，提高热电动势，从而谋求增大检测灵敏度。另外，公开有经由圆筒2、5，将测定试料及基准物质各自的台1、4与传感器主体6 连接的技术(专利文献幻。而且，康铜形成该传感器主体6作为热电偶的一个金属，在和另一个金属、亦即克罗曼尔铬镍合金(Chromel)制造的引线9之间形成热电偶，测定试料台1 上的试料温度，同样在传感器主体6和克罗曼尔铬镍合金制造的引线11之间测定基准物质台4上的试料温度。专利文献2所述的技术，根据热电阻和热容量，校正传感器，从而谋求提高灵敏度。专利文献1 日本特开2005-134397号公报(图2)专利文献2 美国专利第6431747号说明书(图2)可是，采用专利文献1所述的技术时，为了一边绝缘一边将多个热电偶导线束串联地接线，而将热电阻体作为衬底(玻璃陶瓷陶瓷的一种)，该衬底被设置在成为热源的 ^Vg制造的吸热装置上，在这种情况下，衬底和吸热装置的热膨胀率的差异较大。因此，如果扫描最大约为900°C的温度范围时，两者的接触状态就会发生变化，其结果有可能导致数据再现性的恶化或成为噪声的原因。另外，在专利文献1所述的技术中，检测成为基准温度的陶瓷衬底外周和设置成为测温对象的试料容器及参照容器的内周的温度差。本来，基准温度最理想是配置在温度变动尽量小的稳定的部位，但是在专利文献1所述的方法中存在着这样的问题当出现了例如在装置内流动的气体或吸热装置的微小的温度变动、或者上述热电阻体和吸热装置的接触状态的变化等干扰时，基准温度本身会发生变动，会降低差示热的检测精度。另一方面，采用专利文献2所述的技术时，用康铜形成台1、4、圆筒2、5、以及传感器主体6，圆筒2、5作为热电阻发挥作用。同时，台1、4、圆筒2、5及传感器主体都由康铜构成，作为E热电偶的负极，还作为差示热检测及温度检测用的热电动势发生源发挥作用。这时，如果扫描最大约为900°C的温度范围时，台1、4、圆筒2、5的康铜部分特别是传感器主体6和吸热装置的接合界面出现热变形等引起的应变，产生电动势异常。这样，由于差示热检测及温度检测用的热电动势发生异常，有可能导致数据再现性的恶化或成为噪声的原因。进而，因为用一对热电偶进行差示热检测，所以存在着电动势较小，根本不能提高灵敏度的问题。
发明内容
本发明就是针对上述情况研制的，其目的在于提供在热流束型的差示扫描热量计中，使检测灵敏度和分辨率都得到提高的差示扫描热量计。为了达到上述目的，本发明的差示扫描热量计，其中包括收纳测定试料的试料容器；收纳基准物质的基准物质容器；吸热装置；在所述试料容器及所述基准物质容器和所述吸热装置之间连接并且在它们之间形成热流路的热电阻体；本身的热接点被电性绝缘而且在所述热电阻体的所述试料容器附近热连接的试料侧热电偶；以及本身的热接点被电性绝缘而且在所述热电阻体的所述基准物质容器附近热连接的基准物质侧热电偶，所述试料侧热电偶及所述基准物质侧热电偶，将所述测定试料和所述基准物质的温度差，作为热流差信号输出。这样，因为只有用绝缘材料绝缘的热接点成为热电动势的发生源，所以热电阻体及热电阻体界面的膨胀/收缩等引起的杂散电力较少，能够不受噪声的影响地进行测定。 进而，因为热电偶本身被用绝缘材料绝缘，所以即使配置多个热电偶的情况下，也不需要陶瓷衬底等绝缘板，能够避免绝缘板和吸热装置的热收缩之差等导致的对于测定的影响。此外，如果将试料侧热电偶和基准物质侧热电偶都配置多个，能进一步提高热电动势，并增大检测灵敏度。还可以具备热板，该热板具有与所述试料侧的热电阻体及所述基准物质侧的热电阻体连接的第1面、与所述吸热装置连接的第2面、使所述第1面和所述第2面在面方向分离而且热连接的一个连接部。这样，因为从吸热装置经由第2面传递的热流，在一个连接部中被整流后，就从第 1面传递给试料及基准物质，所以能够在试料侧和基准物质侧实现同量的热流入。在所述试料侧及所述基准物质侧分别分离地设置所述热电阻体也可。这样，试料侧的热电阻体及基准物质侧的热电阻体和吸热装置的连接，就可以只在各自的热电阻体的外周部进行，与热电阻体在试料侧和基准物质侧成为一体时相比，能够大幅度减少连接所需的面积。因此，例如用钎焊进行连接时，能够减少伴随着钎焊部产生的热变形，而且有益于增加耐久性。所述试料侧热电偶及所述基准物质侧热电偶，被配置成分别单独测定试料侧及基准物质侧也可。这样，可以在试料侧及基准物质侧采取单独的测定数据后，利用计算机等计算这两个数据的差分，算出差示热。
所述试料侧热电偶及所述基准物质侧热电偶，也可以分别具备多个。这样，因为随着热电偶的个数的增加，检测信号强度增大，所以能够降低放大率， 从而还能抑制噪声的放大，提高所述信号的灵敏度。所述试料侧热电偶及所述基准物质侧热电偶，被配置成相互串联连接，以测定热
流差信号也可。这样，能够直接测定差示热。也可以具备多个所述试料侧热电偶及多个所述基准物质侧热电偶；所述试料侧热电偶的导线束和所述基准物质侧热电偶的导线束，交替地串联连接，而且这些热电偶的测温部以外的接点，用同种金属彼此接线。利用多个热电偶进行测定时，在测温部以外的接点中，若用不同种类的金属进行接线，则在该接线部中测定中的温度发生变化的情况下，就会在该部分产生热电动势，因此需要采取使该电动势固定的措施。用同种金属进行接线时，不会产生测温部以外的热电动势而提高检测精度，所以更加理想。所述试料侧热电偶及所述基准物质侧热电偶的每一个导线束中，测温部以外的接点、亦即接线部，被收容在填充了绝缘材料的封装件也可。通过将接线部收容到封装件，能够容易地对包括接线部在内的差示扫描热量计进行维护，并且将封装件配置在差示扫描热量计内温度成为一定的部位，从而防止噪声等的影响。另外，用不同种类的金属进行连线时，为了抑制该接线部的温度变化，也可以将所述封装件设置在没有温度变化的部位，或者利用对该封装件进行温度调整从而使它恒温等的单元，抑制接线部的温度变化，使热电动势恒定。这时，可以修正考虑了该电动势部分的实测值后，求出差示热。所述绝缘材料，可以是0. 5ff/m · k以上的热传导率的环氧树脂。这样，封装件内的温度分布更小，能够进一步减小同种金属的导线束接线时存在的微小的杂散电力。所述试料侧热电偶及所述基准物质侧热电偶，也可以是铠装热电偶。这样，能够容易而且切实地进行热电偶的绝缘，热电偶的耐久性也优异。所述铠装热电偶的外径也可以为0. 1 1. 0mm。这样，能够确保铠装热电偶的耐热性的同时，抑制热电偶整体的热容量过度增大后导致分辨率(响应速度)降低的现象。依据本发明，在热流束型的差示扫描热量计中，能使检测灵敏度和分辨率都得到提尚。
图1是表示本发明的实施方式涉及的差示扫描热量计的结构的剖面图。图2是试料侧热电偶及基准物质侧热电偶和各热电阻体的连接部附近的局部放大图。图3是表示试料侧热电偶及基准物质侧热电偶的导线束的连接方法的图。图4是表示试料侧热电偶及基准物质侧热电偶的导线束的其它连接方法的图。
图5是表示试料侧热电偶及基准物质侧热电偶的导线束的另一个其它连接方法的图。图6是表示差示扫描热量计的结构的斜视图。图7是表示本发明例及比较例的差示扫描热量计的响应时间常数和放大率比的关系的图。
具体实施例方式以下，参照附图，讲述本发明的实施方式。图1是表示本发明的实施方式涉及的差示扫描热量计1的结构的剖面图。此外， 从差示扫描热量计1的设置面上看，将图1的盖11侧作为“上方(上侧)”，将设置面侧作为“下方(下侧)”。差示扫描热量计1，具备收纳测定试料的试料容器2、收纳基准物质的基准物质容器3、吸热装置10、在试料容器2及基准物质容器3和吸热装置10之间连接并且在它们之间形成热流路的热电阻体5、多个(在本例中为4个)试料侧热电偶7、以及多个(在本例中为4个)基准物质侧热电偶8。在这里，在本实施方式中，设置2个热电阻体5，其中的一个在试料容器2和吸热装置10之间连接，另一个在基准物质容器3和吸热装置10之间连接。或者在热电阻体5和吸热装置10之间，安装热板4。进而，差示扫描热量计1还具备缠绕在吸热装置10的外周、加热该吸热装置10 的绕线状的加热器12 ；与吸热装置10分离而且位于该吸热装置10的下方的冷却块20 ；在吸热装置10和冷却块20之间连接并在它们之间形成热流路的第2热电阻体14 ；以及被外部的电冷却装置(未图示)冷却的冷却头30。此外，加热器12的外侧被用未图示的外壳覆盖。吸热装置10被形成圆筒状，沿着轴向的截面成为H字形。然后，在比从轴向的中央朝着径向内侧突出的底面IOd靠上的上方，构成上筒IOa;在比底面靠下的下方，构成下筒10b。吸热装置10的底面IOd成为环状，在底面IOd的上方承载大致为双层圆板状的热板4。有底圆筒状的两个热电阻体5，设置在热板4的上表面，它们都使有底部朝着上方，并且互相分离。此外，热板4和热电阻体5利用钎焊等来热连接。通过这种结构，热流在试料及基准物质附近成为二维的流动，能进行更加稳定地加热及冷却。进而，在各热电阻体5的上表面，分别承载试料容器2及基准物质容器3，试料容器 2及基准物质容器3被收容在由吸热装置10的底面IOd和上筒IOa围住的内部空间中。在热板4上，设有使试料侧热电偶7及基准物质侧热电偶8穿过的贯通孔。然后， 试料侧热电偶7及基准物质侧热电偶8从下方侧贯通热板4后，分别被各热电阻体5的内部收容，这些热电偶的前端利用钎焊等与各热电阻体5的下表面连接。因此，位于各热电偶的前端的各热接点7c、8c和各热电阻体5的下表面被热连接。另一方面，试料侧热电偶7 及基准物质侧热电偶8的导线束被引导到吸热装置10的下方，它们互相串联连接，形成接线部80。这样，试料侧热电偶7及基准物质侧热电偶8就形成所谓的差示热电偶，经由接线部80与放大器61连接，从而能够探测到测定试料和基准物质的温度差。该温度差被作为热流差信号记录。另一方面，热电偶还被从试料侧热电偶7引出，与放大器62连接，从而记录测定试料的温度。在本发明中，作为试料侧热电偶7和基准物质侧热电偶8，需要使用本身的热接点被电性绝缘的热电偶。作为这种热电偶可以列举铠装热电偶。这样，通过将彼此电性绝缘的热电偶分别与试料侧及基准物质侧连接，就不必像现有技术那样需要有连接试料侧及基准物质侧的热电阻体的传感器主体，可以将试料侧和基准物质侧的热电阻体5分离成为个别的元件(图2的试料侧热电阻体5A及基准物质侧热电阻体5B)。这时，试料侧热电阻体5A及基准物质侧热电阻体5B和吸热装置10的连接， 可以只在各自的热电阻体5A、5B的外周部进行，与热电阻体5在试料侧和基准物质侧成为一体时相比，能够大幅度减少连接所需的面积。因此，例如用钎焊进行连接时，能够减少伴随着钎焊部产生的热变形，而且有益于增加耐久性。进而，在吸热装置10的下筒IOb的内表面，安装控制热电偶18，测定吸热装置10 的温度。利用由众所周知的PID控制电路构成的PID运算部71运算控制热电偶18的输出， 将运算结果向加热器驱动器(驱动电路7 输出，从而能控制加热器12的温度。另外，在吸热装置10的上筒IOa的上端，能装拆地承载着盖11，从而使吸热装置 10的内部与大气隔绝。为了提高耐热性以及减小温度分布，吸热装置10由热传导率高的物质纯Ag等构成，对于样品的热变化而言，具有足够的热容量。另一方面，由热传导率比形成吸热装置10 的材料低的材料，例如由康铜构成热电阻体5。在吸热装置10的下方，配置作为冷却吸热装置10的冷却源发挥作用的冷却块20， 两者被第2热电阻体14连接。为了减小温度分布并降低制造成本，冷却块20由热传导率高的物质Cu、Al等构成。冷却块20的平面形状大致成为长方体，圆筒状的突出部从中心朝着上方突出。另外，圆孔20h贯通冷却块20的中心。在冷却块20的内部，沿着冷却块20的外周，设有截面为矩形的空腔20a，空腔20a与在冷却块20中安装的冷却气体导入管道40或冷却气体排出管道41连通。这样，将使液化氮等气化的冷却气体及由压缩空气构成的冷却气体导入冷却气体导入管道40，从而能对冷却块20本身进行气体冷却。另外，在冷却块20下表面的四角，分别安装支柱50，隔着支柱50，在基座52上承载冷却块20。在规定的设置面上，设置基座52。第2热电阻体14的两端，被分别钎焊固定在吸热装置10的下端面和冷却块20的突出部的上端面上。第2热电阻体14由许多矩形板构成，各矩形板在圆周方向上互相分离。 此外，比第2热电阻体14更靠外侧安装环状的遮蔽板16。第2热电阻体14的热电阻值，按照吸热装置10的最高/最低达到温度或对于温度的升降而言的跟踪性等决定。由纯狗形成第2热电阻体14时，能够利用纯!^e的热传导率的温度依赖性，扩大吸热装置10的最高/最低达到温度的宽度。与其它的金属相比，纯 Fe的热传导率在高温中下降，在低温中上升。在冷却块20的上方，覆盖着冷却头30。冷却头30的外形大致成为长方体，圆形的内孔贯通其中心。再者，和外部的电冷却装置(未图示)连接的连接部，还从冷却头30的侧壁延伸，利用电冷却装置冷却冷却头30。然后，冷却头30与冷却块20的上方嵌合，在冷却头30和冷却块20之间进行热传导。此外，冷却头30与冷却块20通过未图示的螺钉等固定。另外，冷却头30的外形大于冷却块20的外形，冷却头30完全覆盖冷却块20的上表面。这时，冷却头和冷却块的接触面积，可以根据它与冷却头的冷却能力的关系，设定成为必要的足够的面积。图2是试料侧热电偶7及基准物质侧热电偶8和各热电阻体5的连接部附近的局部放大图。试料侧热电偶7具有不锈钢制造的罩状的保护管7d和热电偶导线束7a、7b，在罩状的保护管7d内填充绝缘材料(氧化镁等)7e，在绝缘材料7e中埋设热电偶导线束7a、 7b。其中，热电偶导线束7a是由康铜构成的负极，热电偶导线束7b是由克罗曼尔铬镍合金构成的正极，热电偶导线束7a、7b的热接点7c位于保护管7d前端的罩部附近。此外，热接点7c被埋设在绝缘材料7e中，和外部绝缘。另一方面，热电偶导线束7a、7b的自由端(和热接点7c相反侧的一端)被从保护管7d后端向外部引出。基准物质侧热电偶8也具有和试料侧热电偶7同样的结构，成为在不锈钢制造的罩状的保护管8d内填充绝缘材料Se，在绝缘材料Se中埋设热电偶导线束(负(-)极)8a、 热电偶导线束(正⑴极)8b的构造。作为保护管，除了不锈钢以外，还可以使用镍铬铁耐热耐蚀合金(注册商标)等耐热金属，可以使保护管的外径为0. 1 1. Omm左右，保护管的外径为0. 2 0. 5mm则更好。 但是，保护管的外径超过1.0mm后，热电偶整体的热容量就变得过大，存在着使DSC的分辨率(响应速度)下降的倾向。另一方面，保护管的外径小于0. Imm后，耐热性及耐久性就要下降。被保护管内置的热电偶导线束的直径，可以按照差示扫描热量计要求的性能适当设定。在热板4中设有贯通孔4hl、4h2，它们分别在各自的中心，经由圆柱部(连接部)4c与圆板状的上板(第1面)如和下板(第2面)4b连接，分别使试料侧热电偶7及基准物质侧热电偶8穿过。然后，各热电阻体5A、5B使有底部朝上地覆盖在各贯通孔4hl、 4h2之上，将开口凸缘k钎焊在热板4上后连接。在这里，用符号5A表示各热电阻体中在其本身的上表面承载试料容器2的热电阻体(为了方便起见，将该热电阻体称作“试料侧热电阻体”)，用符号5B表示在其本身的上表面承载基准物质容器3的热电阻体(为了方便起见，将该热电阻体称作“基准物质侧热电阻体”)。此外，通过使热板4成为经由圆柱部如而与上板如和下板4b连接的结构，由于从吸热装置10的底面IOd经由下板4b传递的热流，被用圆柱部如整流后，从上板如传递给试料及基准物质，所以在试料侧和基准物质侧，可以进行同量的热流入。然后，4个(在图2中为2个)试料侧热电偶7从下方侧通过贯通孔4hl后，被分别收容在试料侧热电阻体5A的内部，各试料侧热电偶7的前端经过钎焊J等，与试料侧热电阻体5A的下表面连接。同样，4个(在图2中为2个)基准物质侧热电偶8从下方侧通过贯通孔4h2后， 被分别收容在基准物质侧热电阻体5B的内部，各基准物质侧热电偶8的前端经过钎焊等， 与基准物质侧热电阻体5B的下表面连接。在这里，在试料侧热电偶7的前端，边用绝缘材料7e绝缘边配置热接点7c。同样， 在基准物质侧热电偶8的前端，边用绝缘材料8e绝缘边配置热接点Sc。然后，位于热电偶的前端的各热接点7c、8c与各热电阻体5A、5B的下表面热连接。这样，因为只有用绝缘材料绝缘的热接点7c、8c成为热电动势的发生源，所以能够不受热电阻体5A、5B的膨胀/收缩等引起的噪声的影响地进行测定。进而，因为热电偶本身被用绝缘材料7e、8e绝缘，所以设置多个热电偶时，不需要陶瓷衬底等绝缘板，能够避免绝缘板和吸热装置的热收缩之差等带来的对于测定的影响。另外，因为试料侧热电偶7和基准物质侧热电偶8都(串联地)连接多个，所以能够提高热电动势，增大检测灵敏度。但是，试料侧热电偶7和基准物质侧热电偶8串联的个数如果太多，分辨率(响应速度)就随着热电偶导致的热容量增大而下降，所以要调整热电偶的连接个数，以兼顾检测灵敏度和分辨率两者。此外，《权力要求书》中的所谓“在热电阻体的试料容器附近”，是指如图2所示，单独具有试料侧热电阻体和基准物质侧热电阻体时，使试料侧热电偶与试料侧热电阻体连接的情况。同样，所谓“在热电阻体的基准物质容器附近”，是指使基准物质侧热电偶与基准物质侧热电阻体连接的情况。另一方面，没有将热电阻体分离成为2个、由一个热电阻体构成试料侧热电阻体和基准物质侧热电阻体时，所谓“在热电阻体的试料容器附近”，是指使试料侧热电偶与试料容器正下方的热电阻体的部分连接的情况。同样，所谓“在热电阻体的基准物质容器附近”，是指使基准物质侧热电偶与基准物质容器正下方的热电阻体的部分连接的情况。下面，参照图3，讲述朝着吸热装置10的下方引出的试料侧热电偶7及基准物质侧热电偶8的导线束的连接方法。试料侧热电偶7及基准物质侧热电偶8的各导线束，都被串联连接，没有被连接的试料侧及基准物质侧的各一根线，与放大器61连接，检测出差示热ΔΤ。在这里，试料侧热电偶7及基准物质侧热电偶8的每一个导线束中，除了测温部 (热接点7c、8c)以外，同种金属(同极侧)被彼此接线。例如图3的最右侧的试料侧热电偶7的导线束(负极)与最左侧的基准物质侧热电偶8的导线束(负极)接线，最右侧的试料侧热电偶7的导线束(正极)与放大器61连接。另外，最左侧的基准物质侧热电偶8 的导线束(正极)与中央的试料侧热电偶7的导线束(正极)接线。这样，试料侧热电偶7 的导线束与基准物质侧热电偶8的导线束连接，试料侧热电偶7的导线束和基准物质侧热电偶8的导线束交替地串联。进而，这种各试料侧热电偶7及基准物质侧热电偶8的导线束的接线部，被收容在填充了绝缘材料(环氧树脂等)90的封装件80内。将不同种类的金属(不同的极侧)的导线束彼此接线时，会检测出接线部80的差示热(即接线部80的温度)。而将同种金属(同极侧)的导线束彼此接线时，就能够不受接线部的温度变化的影响而正确地检测出测温部的差示热，所以能够进一步提高检测精度。另外，通过将接线部收容到封装件80内，能够容易地对包括接线部在内的差示扫描热量计1进行维护。进而，作为绝缘材料90，如果使用热传导性高的环氧树脂(0. 5W/m*k以上)，封装件80内的温度分布就更小，能够进一步减小同种金属的导线束接线时存在的微小的杂散电力。使用热传导率为0.5W/m k以上的环氧树脂时，与通常的环氧树脂(热传导率为0. 2ff/m -k)相比，在相同条件中的差示热测定期间，使封装件80的环境温度从25°C向30°C 变化之际的热流差信号的变动量几乎减少一半。其理由如下。就是说，将导线束的接线部埋设到绝缘材料(树脂)中之际，由于用绝缘材料覆盖各接线部的厚度(覆盖厚度)不同，所以在覆盖厚度厚的部分和薄的部分，接线部达到环境温度的时间就产生差异。在这里，通过使用热传导率为0. 5ff/m · k以上的高热传导率的环氧树脂，所有的接线部就与覆盖厚度无关地快速达到相同的温度，热流差信号的变动时间变短，并且封装件内的温度分布也变小， 所以热流差信号的变动量变小。这样，在绝缘材料的热传导率升高时，所有的接线部都能够在短时间内达到环境温度，能抑制热流差信号的紊乱。另外，封装件80的设置环境最好为温度恒定的场所。但是也可以利用珀耳帖元件、加热器、水冷等温度调节单元，将封装件80本身控制成为一定的温度。其结果，能够减少热流差信号的噪声。此外，例如可以使封装件80成为圆筒状。下面，参照图4、图5，讲述朝着吸热装置10的下方引出的试料侧热电偶7及基准物质侧热电偶8的导线束的其它连接方法。在图4、图5中，对于和图3的构成相同的部分， 赋予相同的符号。在图4中，试料侧热电偶7及基准物质侧热电偶8的各导线束，都被串联连接，没有被连接的试料侧及基准物质侧的各一根导线束，与放大器61连接，以能检测出差示热 ΔΤ。在这里，试料侧热电偶7及基准物质侧热电偶8的每一个导线束中，除了测温部 (热接点7c、8c)以及从试料侧向基准物质侧连接的部分以外，不同的金属(不同的极侧) 被彼此接线。例如图4的各试料侧热电偶7相邻的导线束，在其左右中，不同种类的金属的导线束(负极和正极)被接线。在基准物质侧热电偶8中也被同样地接线，存在着不同的金属的接线部。在图5中，试料侧热电偶7及基准物质侧热电偶8的各导线束，分别在试料侧及基准物质侧个别连接，没有分别在试料侧及基准物质侧中连接的一对导线束(负极和正极)， 则分别与别的放大器61连接。然后，根据用各自的放大器61个别单独测定的试料侧的信号和基准物质侧的信号，利用未图示的信号处理单元算出差示热ΔΤ。此外，采用图4及图5的任何一种连接方法时，各试料侧热电偶7及基准物质侧热电偶8的导线束的接线部都被收容在填充了绝缘材料90的封装件80内。对于该封装件 80，可以用试料侧和基准物质侧分割设置。如图4及图5那样地接线后，因为在测温部以外的接线部中产生与周边温度对应的热电动势，所以能够将该接线部中的温度保持为一定，从而能够保持测定精度。图6是表示差示扫描热量计1的结构的斜视图。冷却块20的突出部前端从覆盖在冷却块20的上方的冷却头30的内孔中露出，热电阻体14从突出部上表面立起。毫无疑问，本发明并不局限于上述实施方式，它涉及本发明的构思和范围所包含的各种变形及均等物。[实施例]使用图1 图3所示的本发明的差示扫描热量计1 (试料侧热电偶7及基准物质侧热电偶8分别为3个)，在Al制的试料容器中承载In试料10mg，将基准物质作为Al制的容器，测定了差示热。作为比较，用康铜制造了分别承载测定试料及基准物质的台和兼做热电偶的一极的板状部件，在该板状部件上连接上述2个台。然后，用现有技术的利用从测定试料及基准物质的各自的台中引出的克罗曼尔铬镍合金的导线束和板状部件之间产生的热电动势的差示扫描热量计，进行了测定。描绘出试料的熔解峰值对于时间而言的变化，根据该峰值曲线求出了响应时间常数(τ 秒)。响应时间常数越小，分辨率就越高。此外，调整热电阻体的热电阻值(改变热电阻体的高度)，获得了多个图。另外，在作为比较的差示扫描热量计中，将用放大器61放大响应时间常数最小时的热流差信号的放大率作为基准(=1)，在各差示扫描热量计的各响应时间常数中，求出了对于该基准而言的放大率比。灵敏度较低时，因为需要容易看到信号强度，所以必须提高热流差信号的放大率。反之，灵敏度良好时，因为不怎么放大也能够比较信号，所以放大率比变小。这样，放大率比越低，灵敏度就越优异。图7示出获得的结果。分别串联多个试料侧热电偶7及基准物质侧热电偶8的本发明，与比较例相比，响应时间常数和放大率比都较小，检测灵敏度和分辨率都能够得到提高。附图标记说明1差示扫描热量计；2试料容器；3基准物质容器；5、5Α、5Β热电阻体；7试料侧热电偶；8基准物质侧热电偶；7a、7b、8a、8b热电偶的导线束；7c、8c热接点；10吸热装置；80封装件。
权利要求
1.一种差示扫描热量计，其中包括收纳测定试料的试料容器；收纳基准物质的基准物质容器；吸热装置；在所述试料容器及所述基准物质容器和所述吸热装置之间连接并且在它们之间形成热流路的热电阻体；本身的热接点被电性绝缘而且在所述热电阻体的所述试料容器附近热连接的试料侧热电偶；以及本身的热接点被电性绝缘而且在所述热电阻体的所述基准物质容器附近热连接的基准物质侧热电偶，所述试料侧热电偶及所述基准物质侧热电偶，将所述测定试料和所述基准物质的温度差，作为热流差信号输出。
2.如权利要求1所述的差示扫描热量计，其中具备热板，该热板具有与所述试料侧的热电阻体及所述基准物质侧的热电阻体连接的第1面、与所述吸热装置连接的第2面、使所述第1面和所述第2面在面方向分离而且热连接的一个连接部。
3.如权利要求1所述的差示扫描热量计，其中在所述试料侧及所述基准物质侧分别分离地设置所述热电阻体。
4.如权利要求1所述的差示扫描热量计，其中所述试料侧热电偶及所述基准物质侧热电偶，被配置成分别单独测定试料侧及基准物质侧。
5.如权利要求1所述的差示扫描热量计，其中具备多个所述试料侧热电偶及多个所述基准物质侧热电偶。
6.如权利要求1所述的差示扫描热量计，其中所述试料侧热电偶及所述基准物质侧热电偶，被配置成相互串联连接，以测定热流差信号。
7.如权利要求6所述的差示扫描热量计，其中所述试料侧热电偶及所述基准物质侧热电偶，是多个。
8.如权利要求6所述的差示扫描热量计，其中具备多个所述试料侧热电偶及多个所述基准物质侧热电偶；所述试料侧热电偶的导线束和所述基准物质侧热电偶的导线束，交替地串联连接，而且这些热电偶的测温部以外的接点，用同种金属彼此接线。
9.如权利要求1所述的差示扫描热量计，其中所述试料侧热电偶及所述基准物质侧热电偶的每一个导线束中，测温部以外的接点、亦即接线部，被收容在填充了绝缘材料的封装件。
10.如权利要求9所述的差示扫描热量计，其中所述绝缘材料，是0.5W/m*k以上的热传导率的环氧树脂。
11.如权利要求1所述的差示扫描热量计，其中所述试料侧热电偶及所述基准物质侧热电偶，是铠装热电偶。
12.如权利要求11所述的差示扫描热量计，其中所述铠装热电偶的外径为0.1 1. Omm0
全文摘要
本发明提供在热流束型的差示扫描热量计中，使检测灵敏度和分辨率都得到提高的差示扫描热量计。差示扫描热量计(1)，具备收纳测定试料的试料容器(2)、收纳基准物质的基准物质容器(3)、吸热装置(10)、在试料容器及基准物质容器和吸热装置之间连接并且在它们之间形成热流路的热电阻体(5)、本身的热接点(7c)被绝缘而且在热电阻体的试料容器附近热连接的试料侧热电偶(7)、以及本身的热接点(8c)被绝缘而且在热电阻体的基准物质容器附近热连接的基准物质侧热电偶(8)；试料侧热电偶及基准物质侧热电偶，将测定试料和基准物质的温度差作为热流差信号输出。
文档编号G01N25/48GK102156148SQ20111003731
公开日2011年8月17日 申请日期2011年2月1日 优先权日2010年2月2日
发明者山田健太郎, 西村晋哉 申请人:精工电子纳米科技有限公司