实验室分析仪器热重分析仪的种类介绍

热天平按试样与天平刀线之间的相对位置分类可分为:下皿式热天平、上皿式热天平、平卧式热天平。按天平的工作状态可分为偏移式(或称开环式)和回零式(或称闭环式)两种。

1)下皿式热天平

下皿式热天平如下图所示,由于这种热天平的坩埚是用铂丝或石英丝直接悬挂在天平横梁的一端上,因此,悬挂系统结构简单,质量轻,天平灵敏度高。缺点是加热炉在天平的下方,其热量会使气体上升,在试样坩埚附近产生较大的对流,会使横梁一臂受热,加大热重基线的漂移。此外,热分解产物也容易附着在试样坩埚和吊丝上,增大热重测量的误差。

如果惰性气体由上而下以一定流量流动的话,可以避免上述的缺点。更有甚者,在对称方面也加一个加热炉,大小尺寸与试样加热炉相同,并以相同的升温速度升温,以此抵消试样加热炉的气体对流等的影响。

2)上皿式热天平

上皿式热天平如下图所示,炉子在天平的上方,如电炉热量、气体对流和热分解产物等因素对热重测量精度影响小。缺点是天平结构复杂,为使试样支架不倾倒,需用较大的重量平衡铊进行平衡,使合成重心位于刀线之下,增加了悬挂系统的重量,妨碍了热重灵敏度的提高。

3)平卧式热天平

平卧式热天平如下图所示,这种结构形式无需悬挂,试样支架直接挂在天平横梁的一端,水平伸入炉膛内,结构更为简单。这种结构的优点是通入气体流量的波动对热重测量影响很小。缺点是横梁一臂受热,热重基线漂移严重。 

4)偏移式和回零式天平

偏移式天平是指试样质量的大小直接与天平的偏移量成正比。偏移量的大小通常由位移传感器转变成电压信号,经放大后通过计算机采集、显示或打印下来。早期的热天平大多采用偏移式天平结构。

回零式天平是当试样质量变化而发生偏移时,用自动方式加到天平上一个与试样质量变化相等并相反的回复力(或力矩),使天平回到原始的平衡位置,即所谓的回零式。近代电子微量天平大多采用回零式的,它的精度要比偏移式的高。