特開 2024-30308 熱重量測定装置及びその設定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024030308

(43)【公開日】2024-03-07

(54)【発明の名称】熱重量測定装置及びその設定方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 5/04 20060101AFI20240229BHJP

【ＦＩ】

G01N5/04 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022133093

(22)【出願日】2022-08-24

(71)【出願人】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100141852

【弁理士】

【氏名又は名称】吉本 力

(72)【発明者】

【氏名】富田 創

(72)【発明者】

【氏名】下島 啓

(57)【要約】

【課題】冷却ファンの回転数を変化させつつ、重量測定値の変化をモニタリングし、その重量測定値の変化に基づいて冷却ファンの動作時における回転数を決定することができる、熱重量測定装置及びその設定方法を提供する。
【解決手段】試料Ｓの重量を測定する測定部１４と、試料Ｓを加熱する加熱部１６と、測定部１４に対して物理的に接続される冷却ファン２０とを備える熱重量測定装置１０の設定方法であって、回転数決定工程を含む。回転数決定工程では、冷却ファン２０の回転数を変化させつつ、測定部１４での重量測定値の変化をモニタリングし、その重量測定値の変化に基づいて冷却ファン２０の動作時における回転数を決定する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料の重量を測定する測定部と、前記試料を加熱する加熱部と、前記測定部に対して物理的に接続される冷却ファンとを備える熱重量測定装置の設定方法であって、
前記冷却ファンの回転数を変化させつつ、前記測定部での重量測定値の変化をモニタリングし、前記重量測定値の変化に基づいて前記冷却ファンの動作時における回転数を決定する回転数決定工程を含む、熱重量測定装置の設定方法。

【請求項2】

前記回転数決定工程では、前記測定部に試料がセットされていない状態で、前記測定部での重量測定値の変化をモニタリングする、請求項１に記載の熱重量測定装置の設定方法。

【請求項3】

前記回転数決定工程では、前記冷却ファンの回転数を段階的に変化させつつ、前記測定部での重量測定値の変化をモニタリングする、請求項１に記載の熱重量測定装置の設定方法。

【請求項4】

前記回転数決定工程では、前記冷却ファンの回転数が継続される期間のうちの所定期間内における前記重量測定値の平均値に基づいて前記冷却ファンの動作時の回転数を決定する、請求項３に記載の熱重量測定装置の設定方法。

【請求項5】

前記回転数決定工程では、前記冷却ファンの回転数が継続される期間のうちの所定期間内における前記重量測定値の大きさに基づいて前記冷却ファンの動作時の回転数を決定する、請求項３に記載の熱重量測定装置の設定方法。

【請求項6】

前記熱重量測定装置は、複数の前記冷却ファンを備え、
前記回転数決定工程では、複数の前記冷却ファンのうち１つの冷却ファンの回転数を変化させつつ、他の冷却ファンは停止させた状態で、前記測定部での重量測定値の変化をモニタリングする、請求項１に記載の熱重量測定装置の設定方法。

【請求項7】

前記熱重量測定装置は、前記測定部を内部に有する筐体をさらに備え、
前記測定部及び前記冷却ファンが、前記筐体に対して直接的又は間接的に取り付けられることにより、前記冷却ファンが前記測定部に対して物理的に接続されている、請求項１に記載の熱重量測定装置の設定方法。

【請求項8】

試料の重量を測定する測定部と、
前記試料を加熱する加熱部と、
前記測定部に対して物理的に接続される冷却ファンと、
前記冷却ファンの回転数を変化させつつ、前記測定部での重量測定値の変化をモニタリングし、前記重量測定値の変化に基づいて前記冷却ファンの動作時おける回転数を決定する回転数決定処理部とを備える、熱重量測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱重量測定装置及びその設定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、下記特許文献１で開示されるような熱重量測定装置は、試料が載置される載置皿と、載置皿と接続される天秤と、試料を加熱する加熱部等を備える。この熱重量測定装置では、載置皿に載置される試料を加熱した際に起こるその試料の重量の変化を測定することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－３２６２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような熱重量測定装置では、試料の加熱に伴って装置本体の温度が上昇するのを防止するために、冷却ファンが設けられる。しかしながら、冷却ファンが回転し、その冷却ファンが振動すると、重量測定値が試料の実際の重量と異なる重量を示すことがある。つまり、この場合、重量測定値及び連続する重量測定値である重量波形にノイズが含まれることがある。

【0005】

さらに、天秤については、同じ製法で製造されたものであっても、固有振動数が個々に異なる。また、冷却ファンについては、同じ製法で製造されたものであっても、所定の回転数での回転に伴って生じる振動数が個々に異なる。したがって、熱重量測定装置については、冷却ファンを同じ条件で動作させたとしても、重量測定値に含まれるノイズ量が装置毎に異なる。

【0006】

これらのことから、上記のような熱重量測定装置では、冷却ファンの回転及び振動に伴って重量測定値に生じるノイズ量を調整するのが困難である。

【0007】

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、冷却ファンの動作時における回転数を装置毎に適切に決定することができる、熱重量測定装置及びその設定方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の第１の態様は、試料の重量を測定する測定部と、前記試料を加熱する加熱部と、前記測定部に対して物理的に接続される冷却ファンとを備える熱重量測定装置の設定方法であって、回転数決定工程を含む。前記回転数決定工程では、前記冷却ファンの回転数を変化させつつ、前記測定部での重量測定値の変化をモニタリングし、前記重量測定値の変化に基づいて前記冷却ファンの動作時における回転数を決定する。

【0009】

本発明の第２の態様は、測定部と、加熱部と、冷却ファンと、回転数決定処理部とを備える熱重量測定装置である。前記測定部は、試料の重量を測定する。前記加熱部は、前記試料を加熱する。前記冷却ファンは、前記測定部に対して物理的に接続される。前記回転数決定処理部は、前記冷却ファンの回転数を変化させつつ、前記測定部での重量測定値の変化をモニタリングし、前記重量測定値の変化に基づいて前記冷却ファンの動作時おける回転数を決定する。

【発明の効果】

【0010】

本発明の第１の態様によれば、冷却ファンの回転数と、冷却ファンの振動に伴って重量測定値に生じるノイズ量との関係性を特定したうえで、冷却ファンの動作時における回転数を装置毎に適切に決定することができる。

【0011】

本発明の第２の態様によれば、冷却ファンの回転数と、冷却ファンの振動に伴って重量測定値に生じるノイズ量との関係性を特定したうえで、冷却ファンの動作時における回転数を装置毎に適切に決定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本実施形態の熱重量測定装置の構成の一例を示す概略断面図である。

【図2】本実施形態の熱重量測定装置の電気的構成の一例を示すブロック図である。

【図3】本実施形態の回転数決定工程における重量波形の一例を示す概略図である。

【図4】本実施形態の熱重量測定装置の電気的構成の具体例を示す機能ブロック図である。

【図5】本実施形態の熱重量測定装置の設定処理の一例を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

１．熱重量測定装置の構成
図１は、本実施形態の熱重量測定装置１０の構成の一例を示す概略断面図である。熱重量測定装置１０は、試料Ｓを加熱、冷却又は一定温度に保持した際に起こるその試料Ｓの重量の変化を測定するための装置であり、示差熱・熱重量同時測定装置を含む概念である。

【0014】

熱重量測定装置１０は、測定部１４、加熱部１６、放熱部１８及び冷却ファン２０等を備え、これらは、筐体１２内部に収容される。また、筐体１２には、その筐体１２内部の空気を排気するための排気口１３が設けられる。

【0015】

測定部１４は、試料Ｓの重量を測定する。測定部１４は、上皿方式の熱天秤であるため、載置台１４ａ及び支持部材１４ｂを含み、支持部材１４ｂは、載置台１４ａを支持する。測定部１４によれば、重量測定値を取得することができる。たとえば、図１に示すように、載置台１４ａ上に試料Ｓがセットされているのであれば、その試料Ｓの重量を示す重量測定値を取得することができる。

【0016】

また、測定部１４は、筐体１２に直接的又は間接的に取り付けられる。たとえば、測定部１４は、その測定部１４を筐体１２に固定するための各種部材等を介して、筐体１２に取り付けられる。

【0017】

加熱部１６は、電気的に制御可能な加熱炉であって、試料Ｓを加熱する。加熱部１６は、測定部１４の上方に配置される。また、熱重量測定装置１０は、加熱部１６を変位させる機構であって、電気的に制御可能な第１変位機構（図示は省略）を備える。加熱部１６は、この第１変位機構により、垂直方向に変位可能とされる。

【0018】

本実施形態では、たとえば、試料Ｓを加熱しつつ、その試料Ｓの重量の変化を測定する場合、加熱部１６は、図１に示すように、試料Ｓが内部に収容される箇所に位置する。また、載置台１４ａ上に試料Ｓがセットされる場合及び載置台１４ａ上から試料Ｓが回収される場合、加熱部１６は、試料Ｓが内部に収容されない箇所、つまり、図１の破線で示す箇所に位置する。

【0019】

なお、熱重量測定装置１０は、汎用の温度センサ（図示は省略）を備えており、加熱部１６の温度制御は、この温度センサから出力される温度信号に基づいて行われる。

【0020】

また、熱重量測定装置１０は、筐体１２の一部を変位させる機構であって、電気的に制御可能な第２変位機構（図示は省略）を備える。たとえば、載置台１４ａの側方における筐体１２の一部は、開閉又はスライド可能とされる。

【0021】

熱重量測定装置１０では、ユーザによる第１の所定の操作を操作受付部（図示は省略）で受け付けた場合、上記第１変位機構及び上記第２変位機構が連動し、試料Ｓの載置台１４ａ上へのセット及び載置台１４ａ上の試料Ｓの回収が可能とされる。

【0022】

放熱部１８は、熱を吸収し、空気中に放熱する部材であって、放熱部１８としては、汎用のヒートシンク等が用いられる。放熱部１８は、支持部材１４ｂの周囲、かつ、加熱部１６の下方に設けられる。

【0023】

冷却ファン２０は、電気的に制御可能な軸流ファンである。冷却ファン２０は、筐体１２内部を冷却する役割又は熱重量測定装置１０が備えるコンポーネントを冷却する役割を担う。

【0024】

また、冷却ファン２０は、測定部１４と同様に、筐体１２に直接的又は間接的に取り付けられる。つまり、冷却ファン２０に関しては、測定部１４に対して物理的に接続されていると言える。

【0025】

冷却ファン２０には、第１冷却ファン２０ａ、第２冷却ファン２０ｂ及び第３冷却ファン２０ｃが含まれる。

【0026】

第１冷却ファン２０ａは、筐体１２内部の加熱された空気を排気口１３から筐体１２外部に排気することで、筐体１２内部を冷却する。第１冷却ファン２０ａについては、常に動作状態とされる。したがって、試料Ｓの重量の測定中は、第１冷却ファン２０ａが動作状態とされる。

【0027】

第２冷却ファン２０ｂは、加熱部１６を冷却する。第２冷却ファン２０ｂは、試料Ｓが加熱されている間は停止状態とされるが、それ以外では適宜動作状態とされる。

【0028】

第３冷却ファン２０ｃは、放熱部１８を冷却する。第３冷却ファン２０ｃは、試料Ｓが載置台１４ａ上へセットされる場合及び載置台１４ａ上の試料Ｓが回収される場合は、停止状態とされる。また、第３冷却ファン２０ｃは、少なくとも試料Ｓの重量の測定中は動作状態とされる。

【0029】

なお、冷却ファン２０には、第１冷却ファン２０ａ、第２冷却ファン２０ｂ及び第３冷却ファン２０ｃ以外のファンが含まれても良い。たとえば、筐体１２に給気口が設けられるのであれば、冷却ファン２０には、筐体１２外部の空気を給気口から筐体１２内部に取り込むためのファンが含まれても良い。

【0030】

このような、熱重量測定装置１０によれば、載置台１４ａ上の試料Ｓを加熱、冷却又は一定温度に保持した際に起こる重量の変化を測定することができる。なお、図１に示す熱重量測定装置１０の構成は、あくまで一例である。

【0031】

熱重量測定装置１０に関し、測定部１４以外のコンポーネントは、上述したような役割を担うのであれば、筐体１２外部に設けられても良い。つまり、本実施形態の熱重量測定装置１０は、少なくとも測定部１４が筐体１２内部に設けられる構成であってもよい。

【0032】

また、本実施形態の熱重量測定装置１０では、冷却ファン２０は、筐体１２を介することなく、測定部１４に対して物理的に接続されていてもよい。つまり、冷却ファン２０は、測定部１４に直接的に取り付けられてもよいし、何らかの部材を介して測定部１４に取り付けられてもよい。

【0033】

さらに、本実施形態の測定部１４は、吊り下げ方式の熱天秤及び水平方式の熱天秤のどちらか一方でもよい。ただし、加熱部１６の変位方向は、熱天秤の方式に合わせた方向とされる。

【0034】

２．熱重量測定装置の電気的構成
図２は、本実施形態の熱重量測定装置１０の電気的構成の一例を示すブロック図である。熱重量測定装置１０は、測定部１４等以外に、制御回路２２及び制御部５０等を備える。

【0035】

また、制御部５０、測定部１４、加熱部１６及び制御回路２２等の各々は、バス等の回路２４を介して互いに電気的に接続される。また、制御回路２２は、第１冷却ファン２０ａ、第２冷却ファン２０ｂ及び第３冷却ファン２０ｃと電気的に接続される。

【0036】

制御回路２２は、各冷却ファン２０の動作を制御するための回路である。制御回路２２は、冷却ファン２０の制御条件、つまり、冷却ファン２０の回転数を決めるパラメータを制御部５０からの指示に応じて調整する。制御回路２２によれば、たとえば、冷却ファン２０に印加される電圧又は冷却ファン２０に送信されるパルス信号が適宜調整される。

【0037】

制御部５０は、熱重量測定装置１０の全体的な制御を担う。制御部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５２を備える。また、制御部５０は、ＣＰＵ５２が直接的にアクセス可能なＲＡＭ（Random Access Memory）５４及び記憶部５６を備える。

【0038】

ＲＡＭ５４は、ＣＰＵ５２のワーク領域及びバッファ領域として用いられる。記憶部５６としては、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）等の不揮発性メモリが用いられる。

【0039】

記憶部５６には、熱重量測定装置１０の動作を制御するためのプログラム（制御プログラム）及び制御プログラムの実行に必要とされるデータ（実行用データ）等が記憶される。なお、記憶部５６がＲＡＭ５４を含むように構成されてもよい。

【0040】

３．熱重量測定装置の動作
熱重量測定装置１０では、測定部１４及び冷却ファン２０が物理的に接続されているため、冷却ファン２０の回転に伴う振動が測定部１４に伝搬し、重量測定値が試料Ｓの実際の重量とは異なる重量を示すことがある。つまり、重量測定値及び連続する重量測定値（重量波形）にはノイズが含まれることがある。

【0041】

また、測定部１４については、同じ製法で製造されたものであっても、影響を受けやすい振動数、つまり、固有振動数が個々に異なる。冷却ファン２０については、同じ製法で製造されたものであっても、回転数に対する振動数が個々に異なる。

【0042】

したがって、熱重量測定装置１０については、冷却ファン２０を同じ条件で動作させたとしても、重量測定値に含まれるノイズ量が装置毎に異なる。たとえば、熱重量測定装置１０において、重量測定値に含まれるノイズ量が最も少ないとされる冷却ファン２０の回転数は、装置毎に異なる。

【0043】

そのため、熱重量測定装置１０では、冷却ファン２０の回転及び振動に伴って重量測定値に生じるノイズ量を調整するのが困難である。

【0044】

これらのことから、熱重量測定装置１０では、任意のタイミングで回転数設定処理が実行可能とされる。回転数設定処理は、冷却ファン２０の回転数と、冷却ファン２０の振動に伴って重量測定値に生じるノイズ量との関係性を特定したうえで、冷却ファン２０の動作時の回転数を設定する処理である。

【0045】

なお、ここでの冷却ファン２０の動作時とは、具体的に、回転数設定処理外での冷却ファン２０の動作時を意味する。したがって、冷却ファン２０の動作時の回転数には、たとえば、載置台１４ａ上の試料Ｓを加熱、冷却又は一定温度に保持しつつ、その試料Ｓの重量の変化を測定する際の冷却ファン２０の回転数が該当する。

【0046】

また、冷却ファン２０の制御条件が決まるのであれば、冷却ファン２０の回転数も決まる。したがって、冷却ファン２０の回転数は、冷却ファン２０の制御条件とも言える。このことから、冷却ファン２０の動作時における回転数は、冷却ファン２０の動作時における制御条件とも言える。

【0047】

冷却ファン２０の制御条件を決めるパラメータには、上述したような冷却ファン２０に印加される電圧又は冷却ファン２０に送信されるパルス信号が該当する。

【0048】

このような回転数設定処理は、たとえば、熱重量測定装置１０の電源がオフからオンに切り替わるときのように、試料Ｓの重量の測定前に自動的に実行される。また、たとえば、回転数設定処理は、熱重量測定装置１０が上記操作受付部でユーザによる第２の所定の操作を受け付けたときに実行されてもよい。

【0049】

本実施形態では、回転数設定処理が開始されると、回転数決定工程が１回以上実施される。

【0050】

回転数決定工程は、冷却ファン２０の回転数を変化させつつ、測定部１４での重量測定値の変化をモニタリングし、その重量測定値の変化に基づいて、冷却ファン２０の動作時における回転数を決める工程である。

【0051】

複数の冷却ファン２０の振動によるうなりは、測定部１４の固有振動数が変化しないことから無視することができる。さらに、複数の冷却ファン２０を動作させた場合、重量測定値に影響を及ぼす冷却ファン２０の特定が困難とされる。

【0052】

そのため、冷却ファン２０が複数存在する場合、回転数決定工程は、複数の冷却ファン２０のうち１つの冷却ファン２０の回転数を変化させつつ、他の冷却ファン２０は停止させた状態で、測定部１４での重量測定値の変化をモニタリングする。なお、この場合、回転数決定工程は、対象とする冷却ファン２０を切り替えながら繰り返し実施される。

【0053】

また、本実施形態では、測定部１４が熱天秤であることから、マイナスの重量測定値も取得する可能である。そのため、回転数決定工程は、試料Ｓが載置台１４ａ上にセットされていない状態で実施される。

【0054】

一方で、測定部１４自体の重量が試料Ｓの重量よりも非常に重いことから、試料Ｓの有無は、重量測定値に含まれるノイズの量に影響しない。そのため、回転数決定工程は、試料Ｓが載置台１４ａ上にセットされた状態で実施されてもよい。

【0055】

試料Ｓが載置台１４ａ上にセットされていない状態で回転数決定工程が実施される場合、重量測定値そのものが、ノイズ量に相当する。つまり、この場合、重量測定値に含まれるノイズ量を簡単に特定することができる。したがって、回転数決定工程は、試料Ｓが載置台１４ａ上にセットされていない状態で実施されるのが好ましい。

【0056】

また、回転数決定工程では、冷却ファン２０の回転数が昇順に変更される。ただし、回転数決定工程において、冷却ファン２０の回転数は、降順に変更されてもよい。なお、回転数決定工程における冷却ファン２０の回転数の変更範囲は、特に限定されない。

【0057】

図３は、本実施形態の回転数決定工程における重量波形の一例を示す概略図である。本実施形態では、冷却ファン２０が電気的に制御可能な部品であるため、冷却ファン２０が回転数を変更する制御を受けてから、その冷却ファン２０の回転数が安定するまで、応答時間Ｔ１を要する。

【0058】

このことから、冷却ファン２０が回転数を変更する制御を受けてから、冷却ファン２０の回転数が安定した状態での重量測定値が取得されるまで、応答時間Ｔ１を要することになる。

【0059】

したがって、冷却ファン２０の回転数を連続的に変化させた場合、回転数に対応する重量測定値を特定するのが困難とされるうえに、冷却ファン２０の回転数が安定した状態での重量測定値が取得されないことになる。

【0060】

そのため、回転数決定工程では、冷却ファン２０の回転数を段階的に変化させつつ、測定部１４での重量測定値の変化をモニタリングする。

【0061】

なお、冷却ファン２０の回転数が段階的に変化される場合、冷却ファン２０の回転数は、回転数継続時間Ｔ２が経過する毎に変化される。冷却ファン２０の回転数が安定した状態での重量測定値を取得するためにも、この回転数継続時間Ｔ２は、応答時間Ｔ１よりも長い時間が好ましい。たとえば、回転数決定工程では、冷却ファン２０の回転数は、１分間毎に変化する。

【0062】

また、回転数決定工程では、測定部１４での重量測定値の変化がモニタリングされると、冷却ファン２０の回転数が継続される期間（回転数継続期間）Ｐ１のうちの参照期間Ｐ２内における重量測定値の大きさに基づいて、冷却ファン２０の動作時の回転数を決める。

【0063】

なお、回転数継続期間Ｐ１は、回転数継続時間Ｔ２に相当する期間である。また、参照期間Ｐ２の最大は、回転数継続期間Ｐ１と同じ期間である。参照期間Ｐ２に関しては、回転数継続期間Ｐ１のうち応答時間Ｔ１が経過した後の期間、すなわち、冷却ファン２０の回転数が安定してからの期間が好ましい。

【0064】

回転数決定工程では、具体的に、回転数継続期間Ｐ１毎、つまり回転数毎に、参照期間Ｐ２内における重量測定値の大きさを参照する。言い換えると、回転数決定工程では、回転数毎に参照期間Ｐ２内における重量波形のピークピーク値（peak-to-peak value）を参照する。なお、ピークピーク値は、重量波形の最大値と最小値との差（乖離量）を指す。

【0065】

重量波形のピークピーク値の大きさは、重量波形に含まれるノイズ量と比例する。そのため、重量測定値の精度を優先するのであれば、回転数毎に重量波形のピークピーク値を参照し、重量測定値に含まれるノイズ量が最も少ないとされる回転数を冷却ファン２０の動作時の回転数として決定すればよい。図３に示す例では、回転数Ｒ１を冷却ファン２０の動作時の回転数として決定すればよい。

【0066】

また、重量測定値に含まれるノイズ量に対して許容量が予め定められるのであれば、重量測定値に含まれるノイズ量が許容量以下とされる回転数のうち、いずれか１つの回転数を冷却ファン２０の動作時の回転数として決定してもよい。

【0067】

たとえば、熱重量測定装置１０の冷却効率を優先するのであれば、重量測定値に含まれるノイズ量が許容量以下とされる回転数のうち、回転数が最も高いものを冷却ファン２０の動作時の回転数として決定してもよい。

【0068】

さらに、重量波形のピークピーク値の代わりに重量波形の振幅、具体的には、重量波形の絶対値の最大値と、基準値Ｂとの差が参照されてもよい。ここでの基準値Ｂは、試料Ｓが載置台１４ａ上にセットされている場合は、試料Ｓの重量を示す重量測定値であり、試料Ｓが載置台１４ａ上にセットされていない場合は０である。

【0069】

また、回転数決定工程では、測定部１４での重量測定値の変化がモニタリングされると、回転数継続期間Ｐ１のうちの参照期間Ｐ２内における重量測定値の平均値に基づいて、冷却ファン２０の動作時の回転数を決めてもよい。

【0070】

この場合、回転数決定工程では、具体的に、回転数継続期間Ｐ１毎、つまり回転数毎に、参照期間Ｐ２内における重量測定値の平均値を参照する。言い換えると、回転数決定工程では、回転数毎に参照期間Ｐ２内における重量波形の平均値を参照する。

【0071】

重量波形の平均値と、基準値Ｂとの差は、その重量波形に含まれるノイズ量に比例する。そのため、重量測定値の精度を優先するのであれば、回転数毎に重量波形の平均値と、基準値Ｂとの差を参照し、重量測定値のノイズの含有量が最も少ないとされる回転数を冷却ファン２０の動作時の回転数として決定することができる。

【0072】

また、この場合、上述したように、重量測定値に含まれるノイズ量に対して許容量が予め定められるのであれば、重量測定値に含まれるノイズ量が許容範囲内とされる回転数のうち、いずれか１つの回転数を冷却ファン２０の動作時の回転数として決定することもできる。

【0073】

つまり、熱重量測定装置１０の冷却効率を優先するのであれば、同様に、重量測定値に含まれるノイズ量が許容量以下とされる回転数のうち、回転数が最も高いものを冷却ファン２０の動作時の回転数として決定することができる。

【0074】

このように回転数決定工程により冷却ファン２０の動作時の回転数が決められると、その回転数を示す回転数情報がデータとして記憶部５６に記憶される。なお、冷却ファン２０が複数存在する場合、各回転数情報には、対応先の冷却ファン２０を識別可能とする識別情報が含まれる。以下、第１冷却ファン２０ａを対象とする回転数設定工程が実施された場合を例に挙げて、熱重量測定装置１０の具体的な動作の流れを説明する。

【0075】

本実施形態では、第１冷却ファン２０ａを対象とする回転数設定工程が実施される場合、第２冷却ファン２０ｂ及び第３冷却ファン２０ｃが停止状態とされ、第１冷却ファン２０ａの回転数が段階的に上昇する。また、第１冷却ファン２０ａの回転数が段階的に上昇していく間、測定部１４での重量測定値の変化がモニタリングされる。

【0076】

測定部１４での重量測定値のモニタリングが完了すると、回転数毎に参照期間Ｐ２内における重量測定値の大きさ又は平均値が参照され、たとえば、重量測定値に含まれるノイズ量が最も少ないとされる回転数が第１冷却ファン２０ａの動作時の回転数として決定される。

【0077】

このように、第１冷却ファン２０ａの動作時の回転数が決められると、その回転数を示す回転数情報がデータとして記憶部５６に記憶される。また、この場合、回転数情報に含まれる識別情報は、この回転数情報が第１冷却ファン２０ａに対応することを示す。

【0078】

本実施形態の熱重量測定装置１０では、回転数設定処理外において、回転数情報が参照される。つまり、本実施形態の熱重量測定装置１０では、たとえば、試料Ｓを加熱、冷却又は一定温度に保持しつつ、試料Ｓの重量の変化を測定する際、冷却ファン２０が回転数決定工程により決められた回転数で回転する。

【0079】

４．熱重量測定装置の電気的構成の具体例
図４は、本実施形態の熱重量測定装置１０の電気的構成の具体例を示す機能ブロック図である。なお、図４では、ＲＡＭ５４等の図示は省略する。

【0080】

記憶部５６には、測定データ５８及び回転数データ６０等が記憶される。測定データ５８は、重量測定値に対応するデータである。なお、測定データ５８は、重量波形に対応するデータでもある。

【0081】

回転数データ６０は、データ形式の回転数情報である。なお、回転数データ６０は、記憶部５６に複数記憶されることがある。また、回転数データ６０には、データ形式の識別情報が含まれることがある。図示は省略するが、上述したように、記憶部５６には、制御プログラム及び実行用データ等も併せて記憶される。

【0082】

熱重量測定装置１０は、ＣＰＵ５２（図２参照）が制御プログラムを実行することにより、測定処理部６２、回転数決定処理部６４、記憶処理部６６及び動作処理部６８等として機能する。

【0083】

測定処理部６２は、測定部１４で取得される重量測定値を測定データ５８として記憶部５６に記憶させる。

【0084】

回転数決定処理部６４は、回転数決定工程を実施する役割を担う。そのため、回転数決定処理部６４は、冷却ファン２０の回転数を変化させつつ、測定データ５８を参照することで、測定部１４での重量測定値の変化をモニタリングし、その重量測定値の変化に基づいて冷却ファン２０の動作時における回転数を決定する。

【0085】

また、回転数決定処理部６４は、具体的に、冷却ファン２０の回転数を段階的に変化させつつ、測定部１４での重量測定値の変化をモニタリングする。

【0086】

さらに、回転数決定処理部６４は、具体的に、回転数継続期間Ｐ１のうちの参照期間Ｐ２内における重量測定値の大きさに基づいて冷却ファン２０の動作時の回転数を決定する。

【0087】

また、回転数決定処理部６４は、回転数継続期間Ｐ１のうちの参照期間Ｐ２内における重量測定値の平均値に基づいて冷却ファン２０の動作時の回転数を決定してもよい。

【0088】

記憶処理部６６は、回転数決定処理部６４により決定された回転数を回転数データ６０として記憶部５６に記憶させる。

【0089】

動作処理部６８は、回転数設定処理外において、回転数データ６０を適宜参照し、冷却ファン２０をその回転数データ６０が示す回転数で回転させる。

【0090】

５．フロー
図５は、本実施形態の熱重量測定装置１０の回転数設定処理の一例を示すフロー図である。回転数設定処理は、上述したように任意のタイミングで開始される。

【0091】

ステップＳ１では、冷却ファン２０の回転数を変更させつつ、測定部１４での重量測定値の変化をモニタリングし、その重量測定値の変化に基づいて冷却ファン２０の動作時の回転数を決定する。

【0092】

ステップＳ１では、具体的に、複数の冷却ファン２０のうちの１つの冷却ファン２０の回転数を段階的に上昇又は下降させつつ、他の冷却ファン２０は停止させた状態で、測定部１４での重量測定値の変化をモニタリングし、回転数継続期間Ｐ１のうちの参照期間Ｐ２内における重量測定値の大きさ又は平均値に基づいて、冷却ファン２０の動作時の回転数を決定する。

【0093】

ステップＳ２では、ステップＳ１で決定された回転数の情報を、冷却ファン２０の動作時の回転数を示す回転数情報として記憶部５６に記憶させる。

【0094】

ステップＳ３では、各冷却ファン２０の動作時の回転数が決まっているかどうかを判断する。ステップＳ３で“ＮＯ”であれば、つまり、いずれかの冷却ファン２０の動作時の回転数が決まっていないのであれば、他の冷却ファン２０の動作時の回転数を決定するためにステップＳ１に戻る。一方で、ステップＳ３で“ＹＥＳ”であれば、つまり、全ての冷却ファン２０の動作時の回転数が決められているのであれば、回転数設定処理を終了する。

【0095】

なお、本実施形態で挙げた具体的な構成は一例であり、実際の製品に応じて適宜変更することが可能である。そのため、熱重量測定装置１０の構成は、本発明の作用効果が得られる範囲内で適宜変更されてもよい。また、本実施形態で示したフロー図の各ステップは、同じ結果が得られるのであれば、処理される順番は適宜変更することが可能である。

【0096】

６．態様
上述した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

【0097】

（第１項）一態様に係る熱重量測定装置の設定方法は、
試料の重量を測定する測定部と、前記試料を加熱する加熱部と、前記測定部に対して物理的に接続される冷却ファンとを備える熱重量測定装置の設定方法であって、
前記冷却ファンの回転数を変化させつつ、前記測定部での重量測定値の変化をモニタリングし、前記重量測定値の変化に基づいて前記冷却ファンの動作時における回転数を決定する回転数決定工程を含んでもよい。

【0098】

第１項に記載の熱重量測定装置の設定方法によれば、冷却ファンの回転数と、冷却ファンの振動に伴って重量測定値に生じるノイズ量との関係性を特定したうえで、冷却ファンの動作時における回転数を装置毎に適切に決定することができる。そのため、重量測定値の精度を優先するのであれば、重量測定値に含まれるノイズ量が最も少ないとされる回転数を冷却ファンの動作時における回転数として決定することができる。また、冷却ファンの冷却効率を優先するのであれば、重量測定値に含まれるノイズ量が許容値以下とされる回転数のうち、回転数が最大ものを冷却ファンの動作時における回転数として決定することもできる。

【0099】

（第２項）第１項に記載の熱重量測定装置の設定方法において、
前記回転数決定工程では、前記測定部に試料がセットされていない状態で、前記測定部での重量測定値の変化をモニタリングしてもよい。

【0100】

第２項に記載の熱重量測定装置の設定方法によれば、重量測定値そのものが、ノイズ量に相当する。そのため、この場合、重量測定値に含まれるノイズ量を簡単に特定することができる。

【0101】

（第３項）第１項に記載の熱重量測定装置の設定方法において、
前記回転数決定工程では、前記冷却ファンの回転数を段階的に変化させつつ、前記測定部での重量測定値の変化をモニタリングしてもよい。

【0102】

第３項に記載の熱重量測定装置の設定方法によれば、回転数に対応する重量測定値を簡単に特定することができる。また、この場合、冷却ファンの回転数が安定した状態での重量測定値を取得することができる。

【0103】

（第４項）第３項に記載の熱重量測定装置の設定方法において、
前記回転数決定工程では、前記冷却ファンの回転数が継続される期間のうちの所定期間内における前記重量測定値の平均値に基づいて前記冷却ファンの動作時の回転数を決定してもよい。

【0104】

第４項に記載の熱重量測定装置の設定方法によれば、冷却ファンの回転数が継続される期間のうちの所定期間内における重量測定値の平均値に基づいて冷却ファンの動作時の回転数を決定することができる。

【0105】

（第５項）第３項に記載の熱重量測定装置の設定方法において、
前記回転数決定工程では、前記冷却ファンの回転数が継続される期間のうちの所定期間内における前記重量測定値の大きさに基づいて前記冷却ファンの動作時の回転数を決定してもよい。

【0106】

第５項に記載の熱重量測定装置の設定方法によれば、冷却ファンの回転数が継続される期間のうちの所定期間内における重量測定値の大きさに基づいて冷却ファンの動作時の回転数を決定することができる。

【0107】

（第６項）第１項に記載の熱重量測定装置の設定方法において、
前記熱重量測定装置は、複数の前記冷却ファンを備え、
前記回転数決定工程では、複数の前記冷却ファンのうち１つの冷却ファンの回転数を変化させつつ、他の冷却ファンは停止させた状態で、前記測定部での重量測定値の変化をモニタリングしてもよい。

【0108】

第６項に記載の熱重量測定装置の設定方法によれば、各冷却ファンの動作時の回転数を最適化することができる。

【0109】

（第７項）第１項に記載の熱重量測定装置の設定方法において、
前記熱重量測定装置は、前記測定部を内部に有する筐体をさらに備え、
前記測定部及び前記冷却ファンが、前記筐体に対して直接的又は間接的に取り付けられることにより、前記冷却ファンが前記測定部に対して物理的に接続されていてもよい。

【0110】

第７項に記載の熱重量測定装置の設定方法によれば、測定部が筐体内部に設けられ、測定部及び冷却ファンが筐体を介して物理的に接続される構成において、冷却ファンの動作時における回転数を装置毎に適切に決定することができる。

【0111】

（第８項）一態様に係る熱重量測定装置は、
試料の重量を測定する測定部と、
前記試料を加熱する加熱部と、
前記測定部に対して物理的に接続される冷却ファンと、
前記冷却ファンの回転数を変化させつつ、前記測定部での重量測定値の変化をモニタリングし、前記重量測定値の変化に基づいて前記冷却ファンの動作時おける回転数を決定する回転数決定処理部とを備えていてもよい。

【0112】

第８項に記載の熱重量測定装置によれば、冷却ファンの回転数と、冷却ファンの振動に伴って重量測定値に生じるノイズ量との関係性を特定したうえで、冷却ファンの動作時における回転数を装置毎に適切に決定することができる。そのため、重量測定値の精度を優先するのであれば、重量測定値に含まれるノイズ量が最も少ないとされる回転数を冷却ファンの動作時における回転数として決定することができる。また、冷却ファンの冷却効率を優先するのであれば、重量測定値に含まれるノイズ量が許容値以下とされる回転数のうち、回転数が最大ものを冷却ファンの動作時における回転数として決定することもできる。

【符号の説明】

【0113】

１０ 熱重量測定装置
１２ 試料供給装置
１４ 測定部
１６ 加熱部
２０ 冷却ファン
２０ａ 第１冷却ファン
２０ｂ 第２冷却ファン
２０ｃ 第３冷却ファン
６４ 回転数決定処理部
Ｓ 試料
Ｐ１ 回転数継続期間
Ｐ２ 参照期間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】