TGA-BeFlat®
TGA-BeFlat® е математическа процедура, която позволява да се отстрани от измерването на TGA приносът на физичните явления, които по този начин влияят на измерената стойност на TGA. Тези явления са: ефектът на плаваемост и силата на триене от вертикално движещия се газ. Тази сила е функция на газовия поток и зависимия от температурата вискозитет на газа. Прилагане на TGA-BeFlat® означава: Ако пробата се измерва в течащ газ без отделно измерване на базовата линия, софтуерът изчислява базовата линия и я изважда от измерването на пробата. Обичайната процедура за отстраняване на тези физични явления е да се измери базова линия и да се извади от измерването на пробата.
Въпреки това, ако пробата трябва да се измерва в условия на газов поток без отделно измерване на базовата линия, софтуерът трябва да изчисли базовата линия и да я извади от измерването на пробата. Фигура 1 демонстрира ефективността на TGA-BeFlat®. Измерването е извършено с помощта на STA 449 F5 Jupiter® с празни тигли (без проба и референтна проба) при скорост на нагряване 10 K/min. Синята крива е измерените данни, включващи влиянието на описаните по-горе физични ефекти. Червената крива съответства на BeFlat®-коригираните данни, при които изходната линия е изчислена и извадена от кривата на измерване. За удобство софтуерното решение TGA-BeFlat® вече е включено в софтуера Proteus® на уредите TG 209 F1 Libra® и STA 449 F5 Jupiter® ; по желание може да се използва и за други уреди.
DSC-BeFlat®
DSC-BeFlat® е математическа процедура, позволяваща да се отстрани от измерването на DSC приносът на физичните явления, които по този начин влияят на измерената стойност на DSC. Някои от тези явления са: несиметрия на DSC сензора, различни нива на термичен контакт между сензора и тигелите за страната на пробата и страната на еталона и различни маси на тигелите за пробата и еталона. Това не се използва толкова често при термогравиметрията, но както и при TGA, тези физични явления обикновено се отстраняват чрез измерване на базовата линия и изваждането ѝ от измерването на пробата. Отново, измерване на пробата без измерване на базовата линия изисква софтуерът да изчисли базовата линия и да я извади от измерването на пробата. Двата метода на стандартния BeFlat® и разширения BeFlat® обикновено правят едно и също: изчисляват базовата линия и я изваждат. Разликата между тези два метода е в начина, по който се изчислява базовата линия.
Стандартен DSC BeFlat®
Математически подход:
Софтуерната добавка DSC-BeFlat® за корекция на зависимите от температурата и скоростта на нагряване отклонения на базовата линия на DSC по многомерна полиномна функция е проектирана така, че да помогне за постигане на възможно най-висока стабилност на базовата линия с минимална кривина в широк температурен диапазон. Известно е, че измерването на DSC зависи от температурата и скоростта на нагряване. Най-често срещаната зависимост може да се представи като полином на две променливи: температура (Т) и скорост на нагряване (СН).
За да се намерят неизвестните коефициентиai,k, е необходимо да се извършат няколко измервания при различни скорости на нагряване за един и същ температурен диапазон, който трябва да е широк поне няколкостотин K. Фигура 2 показва, че базовата линия зависи от скоростта на нагряване за всяка температура.
Уравнение (1) създава двуизмерна повърхност като функция на температурата и скоростта на нагряване. Тази повърхност е отбелязана със синьо на фиг. 3. Тази функция е активна само в обхвата на измерените температури и скорости на нагряване: тук температури от 0 до 300°C и скорости на нагряване от 2 до 20 K/min.
В зависимост от инструмента, стандартната BeFlat® може да изисква или няколко сегмента на нагряване в едно измерване (DSC), или няколко независими измервания, както в случая на STA.
Разширен BeFlat®
Физически подход:
Физическият модел на топлинния поток е описан математически за системата, съдържаща пещ, сензор с две позиции и два тигела. Стойностите на топлинното съпротивление вътре в сензора и топлинните съпротивления между тигела и сензора са неизвестни. Приносът на разликата в масите между тигела с пробата и еталонния тигел е пропорционален на скоростта на нагряване, но коефициентът на пропорционалност също е неизвестен. За да се намерят тези неизвестни параметри, зависещи от температурата, е необходимо да се извършат две калибриращи измервания: първо нагряване само с един празен тигел от страната на еталона (и без тигел от страната на пробата) и второ измерване с два празни тигела.
На базата на тези две измервания всички неизвестни параметри се определят като функция на температурата. Фигура 4 представя пример за Advanced DSC-BeFlat® за сегмент на нагряване (два празни тигела, без проба); зелената крива е измерените данни. Червената крива е BeFlat®-коригираните данни, при които е изчислена и извадена базовата линия.
Заключение
Функциите на софтуера BeFlat® и Advanced DSC-BeFlat® са интегрирани в софтуера Proteus® съответно от версии 7.0 и 7.1. И двете дават възможност за ефективни и прецизни измервания без необходимост от допълнителни измервания на изходната линия.