标题令人着迷的赛多利斯天平

T·阿尔盖尔，P·布坎南，D·科洛弗斯－希钦斯，B·J·奥利弗

当一个收藏家面对平身见过的最美丽天平的时候，他会怎样做？当四个收藏家围绕在这个最美丽的天平周围，但却不知应该怎样使用它的时候，他们会怎样做？  尝试着试图移动各种手柄。然而，什么都没有发生。于是，他们认为只有接通电源才能操作这个天平。他们试着摇晃一个或两个轴，想碰碰运气，看是否能移动某些部位。这些轴转动起来，圆盘旋转，凸轮位移，砝码落到重量杆上。太不可思议了！

当一个收藏家面对平身见过的最美丽天平的时候，他会怎样做？当四个收藏家围绕在这个最美丽的天平周围，但却不知应该怎样使用它的时候，他们会怎样做？  尝试着试图移动各种手柄。然而，什么都没有发生。于是，他们认为只有接通电源才能操作这个天平。他们试着摇晃一个或两个轴，想碰碰运气，看是否能移动某些部位。这些轴转动起来，圆盘旋转，凸轮位移，砝码落到重量杆上。太不可思议了！

图2.“潜望镜”洞孔上的商标和序号。

无法具体形容这组人员在研究2001年4月由嘉士德南肯辛顿出售的赛多利斯天平时异乎寻常的经历。我们聚集一起为这款华美的天平鉴定功能及其年代。从认识并使用这个简单的英国实验室天平开始，我们着迷于这个精美的镀金天平，它坐落在重型玻璃穹顶下，像一个贵重的时钟。

图3.后视图；天平的横梁，长142mm，带圆形切口，外面有两个可调整螺钉。横梁下面是双心径向制动器，在这个图中，未被充分应用，因而横梁稍有些倾斜。铝条被螺丝拧在横梁上，往上直至电磁阻尼，从这个图上我们看不到电磁阻尼的安装位置。右边可看见一个多功能补偿吊架。左侧顶层有一排环形砝码（10-90mg）。

T·阿尔盖尔图片由嘉士德南肯辛顿提供

图4.大多数底部一排的砝码（10-90克）从图中都能看得到，但重量大于50克的在这个图里看不到。第二排重量为1-9克，第三排为100-900克。正好可以看见圆盘在每一排的后面，每一个都有一个凸轮，当推动的时候，朝前轴的方向摇晃臂杆。臂杆有一个梢子插入轴的前面。当轴旋转时，指示盘（在右边，从此图几乎看不到）转动以显示砝码的累积重量。过程中所有这些相互连接的部件都被牵动运转。

图片由嘉士德南肯辛顿提供

图5.一个顶部指示盘特写，读数为50mg。（天平继续运作，指示盘不久即转到隐蔽圆盘，只有一个单独的观察孔，通过这个孔可读相关数字。）能看见的每一个部分都是镀金的，包括每一颗螺钉。

图片由嘉士德南肯辛顿提供

这个玻璃穹顶给了我们一个最基本的暗示，即：这个天平是准备用于真空称重的。通过研究底盘下面的装置情况了解到，很明显，通过底盘的洞孔，不是进行密封真空称重，就是打开进行空气中的称重。但是，由于这个穹顶超级重并且难以调整，所以没有人愿意用这个天平来进行普通空气中的称重。

研究这个天平零部件时，有一个配件引起了我们的注意。它有一个钩子，通过这个钩子将其悬挂起来。但不是从小小的横梁端，即悬挂着负载盘的地方被悬挂起来。而是钩子通过一个很大缝隙的横梁端，挂住了这个配件。卸除负载盘及其复杂的横梁，代之以简单的横梁端并挂上此配件，我们用一小卷筒线丝及一个臂杆，通过安装在支柱上的电机展开旋转臂的运动。当电机转动时，带动这个配件旋转，将线丝缠绕起来。我们认为这可能是为了测量表面张力而设计的，但1952年的记录上却暗指它是为了测试在温度变化条件下（TGA）样品的失重,在底盘下面设置了一个炉子，在正常的大气压力下进行测试过程。测试过程中底盘是否打开不会产生影响。

图6.在顶部，可以看到，一半的横梁及其零调整显示在圆形切口上。横梁底端以下直至它的左边，专门悬挂着这种简单端，以取代如图3中所示的一般复杂横梁端。

从这个横梁端悬挂着可以升高或降低样品的仪器。这个有倾斜度的“砝码”，保持了旋转臂与电机的接触。如果没有这个平衡“砝码”，仪器就可能会倾斜到一边去。这一小卷筒线丝清晰地直接显示在横梁端下面30mm以下的地方。当线丝松卷的时候，会穿过下面的镜槽，然后继续向下穿过底盘的洞孔（通常隐藏在负载盘下面）。在底盘下面，附有一个样品，供热重量法分析（TGA）用（参见图7），或供测量表面张力。右边的大“潜望镜”洞孔大多是空的，但在它的底部是一面镜子，将轴上的光从指示器反射到梁柱对面的透镜。

T·阿尔盖尔图片由嘉士德南肯辛顿提供

图7.最早期的热重量法分析说明。

热重量法分析（TGA）:将样品（氢氧化物、塑料等）放置在线端并称其皮重。将炉子升高到操作位置。从炉子里向上取出样品，在一个特定的温度条件下，发生化学反应，造成样品产生失重。砝码升高的时候读取读数，以保持称重的真实性。如果有必要，重复设置炉子在不同的特定温度下。

图8.后视图，当它们后面的垂直杆逐渐上升的时候，圆盘开始旋转。操作底盘下面后侧的那个黑色手柄时，垂直杆上升。圆盘旋转时，圆周上的一个梢子下降直到它撞到凸轮为止（正好要发生到低凸轮上）。凸轮（隐藏了带动重量臂上下运动的所有齿轮）是伸往这个洞孔前面的长臂的一部分，与图5里清晰显示的垂直轴相连接。通过如图中央的垂直弹簧，长臂可回到各自的静止位置。再一次的，每一个看得见的部分都是镀金的，有些部分是镜面抛光的，而另一些部分是消光处理的。

图片由嘉士德南肯辛顿提供

当称盘被移开，在底盘之下可以进行常规的静流称重。因此，这个天平可以有三种用途：（1）在真空条件下称重；（2）测量化学反应速度；（3）在腐蚀性空气条件下进行静流称重。我们怎么知道它有时不会被腐蚀呢？整个天平被完美地镀了一层厚厚的金，因此必须精心保护这个完美的设备。

泛着金光的天平看起来如此的奇妙，因为每一个形态都被独特地、清晰地展示了出来。当天平有如此多的运动部件：一排排的长臂堆放砝码、电磁阻尼、一排排的圆盘还有凸轮和轴杆，金光使它看起来更加的至高无尚。因而，要用这个特别的词来形容！ 字典上说，至高无尚这个词表示一种极端或无以匹敌的层次。当我们围绕这个天平站着的时候，我们会非常频繁地使用这个词！有人认为英语是极富有表现力的语言，但此时找不出更完美的词来表达我们对这款天平的赞美之情。

我们进行所有常规的研究，测量每一个部分，检查每一个组成部分的功能，鉴定用于特别部分的材料，将它与其它实验室天平进行比较，记录我们的发现和想法。这些想法盘旋在脑海里，我们需要一个赛多利斯的天平专家，我们渴望汉斯·吉恩曼能给予我们一些指点。当我们离开天平的时候，我们才冷下来，我们联系了赛多利斯天平博物馆，搜寻资料，重读汉斯的书，给里兹奥·霍特曼发电子邮件，查看所有我们能找到的有关赛多利斯天平的资料。

资料被逐渐地收集起来。这款重量累积天平，产于机械双盘天平发展的末期，当时可改进1的空间已经日很小。第二次世界大战之后各种材料的使用已经不再受约束，因此赛多利斯制造了这款天平并为其镀了一层金，但在他们的目录里没有提及此事.3。

从产品的序列号可确定它产于1952年到至1956年间4，与那些没有经过镀金抛光的产品放在一起5。资料里说明此款天平的设计定义是“真空产品”。 在一两年之内，赛多利斯又在称盘和重量累积装置之间加放了一根横杆。这款新开发的替代了以前定义的“真空”天平，在第一流的实验室使用过程中具有更高的效果。

图9.后视图展示了额外的一些配件是怎样加附在梁柱上的。从图中正好可以看得见底盘下的一个离合器，在它的上方在底盘的侧面有三个洞孔，是仪器的光源附加配件的支撑点。灯光透过穹顶照到指示器上，沿开口洞孔（在小电机上面）发射一条光轴到前面，那里有一面镜子将光倒映在标线板上，这样就能通过前面的透镜进行观察。

图片由嘉士德南肯辛顿提供

图10.底盘下面的离合器和右边制动齿轮之间的连接。如果这个不重要的部分都是那么漂亮，那么，那个能控制21个臂杆运动，，按如复杂顺序将砝码落在称重杆上的机械装置又会怎样呢？在图8中可以清晰地看到其内部情况。

图片由嘉士德南肯辛顿提供

我们讨论所有资料里镀金天平的缺少部分。假如这是一份美国产品目录，它就应该录入此款天平，因为他们不得不从很远的地方购买，所以必须使用产品目录才能决定选购什么样的天平才合适。在欧洲，天平公司的销售代表会带着他的产品目录给潜在的用户看，讨论买方的需求，并建议合适的产品给买方。像腐蚀性空气环境这样的情况一定会被讨论，因此镀金天平会被推荐使用。然后销售代表会带走他的产品目录，并通知天平公司发送哪一款天平。因此，没有必要将此类产品都录入产品目录中。

注释及参考：

1. P·布坎南,个人联系。

2. T·阿尔盖尔，个人联系。

3. 赛多利斯博物馆馆长，Dipl. Ing. J Barankewitz，个人联系。

4. B·J·奥利弗，个人联系，在伦敦科学博物馆，讨论天平上的序号。

5. 赛多利斯博物馆馆长，Dipl. Ing. J Barankewitz，个人联系。

6. 赛多利斯目录，1952年，由里兹奥·霍特曼持有。

7. H·吉恩曼，化学家的天平。化学家的天平，德国化工技术与生物工程协会，1997年，第69页，Meier及Mettler给赛多利斯施加相当的压力。

个人传记：

托马斯·阿尔盖尔博士是一位专门从事计量的工程师，与英国国立物理研究所，特丁顿国家物理实验室及德国布伦瑞克PTB有密切联系。他最近积极热心地为老式、机械天平出力，作为这个团队的一员，他广博的知识受到大家的极大赞赏。当面对罕见的天平的时候，他的从最基本的原理去思考帮助我们最终找到了解决方案。

P·布坎南博士在ISASC成立之前，写下了她的有关精密天平的论文，并从此继续不断积累有关天平的资料。她的研究技巧，使她成为了共同研究路德维格厄特林以及其它著名的十九世纪天平制造者的珍贵盟友。她的解开每个迷惑难题症结的能力，使与她共事的朋友们得出这样一个结论，那就是：她的能力远远超出了所有与她共事的人。

黛安娜·科洛弗斯﹣希钦斯自1972年开始研究天平和天平制造者，并收集了大约6000名英国制造者的资料。她认为知识必须与学者和收藏家分享。

巴里·奥利弗经营着一间高度专业化的微量分析技术公司，每天与精密天平打交道。他对历史的热爱，使他（与P·布坎南合作）热衷于对古老尚存的厄特林天平的研究，已有惊人数量的厄特林天平被研究、记录并加以修复。这也使他将一些由伦敦科学博物馆保存的、历史上著名的天平维护在可使用状态。

里兹奥·霍特曼，荷兰度量衡杂志编辑，虽然未能加入我们的行列，但他提供了赛多利斯目录，帮助翻译并让我们最大限度地使用了汉斯·吉恩曼众多书籍中最有用的部分。