TGA-BeFlat®
A TGA-BeFlat® egy olyan matematikai eljárás, amely lehetővé teszi a fizikai jelenségek hozzájárulásának eltávolítását a TGA-mérésből, és így befolyásolja a mért TGA-értéket. Ezek a jelenségek a következők: a felhajtóerő és a függőlegesen mozgó gáz súrlódási ereje. Ez az erő a gázáramlás és a gáz hőmérsékletfüggő viszkozitásának függvénye. A TGA-BeFlat® alkalmazása: Ha egy mintát áramló gázban mérnek külön alapvonal-mérés nélkül, a szoftver kiszámítja az alapvonalat, és azt kivonja a mintamérésből. A szokásos eljárás e fizikai jelenségek eltávolítására az alapvonal mérése és kivonása a mintamérésből.
Ha azonban egy mintát gázáramlási körülmények között kell mérni külön alapvonal-mérés nélkül, a szoftver kiszámítja az alapvonalat, és kivonja azt a mintamérésből. Az 1. ábra mutatja a TGA-BeFlat® hatékonyságát. A mérést üres tégelyekkel (minta és referencia minta nélkül), 10 K/perc fűtési sebességgel végeztük az STA 449 F5 Jupiter® segítségével. A kék görbe a mért adatokat mutatja, beleértve a fent leírt fizikai hatások hatását is. A piros görbe a BeFlat®-korrigált adatoknak felel meg, ahol az alapvonalat kiszámították és kivonták a mérési görbéből. A könnyebbség kedvéért a TGA-BeFlat® szoftveres megoldás már a TG 209 F1 Libra® és az STA 449 F5 Jupiter® műszerek Proteus® szoftverében is megtalálható; opcionálisan más műszerekhez is elérhető.
DSC-BeFlat®
A DSC-BeFlat® egy olyan matematikai eljárás, amely lehetővé teszi a fizikai jelenségek hozzájárulásának eltávolítását a DSC-mérésből, és így befolyásolja a mért DSC-értéket. Néhány ilyen jelenség: a DSC-érzékelő nem szimmetriája, az érzékelő és a tégelyek közötti hőérintkezés különböző szintjei a minta és a referenciaoldalon, valamint a minta és a referencia eltérő tégelytömege. A termogravimetriában nem használják olyan gyakran, de a TGA-hoz hasonlóan ezeket a fizikai jelenségeket általában az alapvonal mérésével és annak a mintamérésből való kivonásával szokták kiküszöbölni. Az alapvonal mérése nélküli mintaméréshez ismét szükség van arra, hogy a szoftver kiszámítsa az alapvonalat és kivonja azt a mintamérésből. A Standard BeFlat® és az Advanced BeFlat® két módszere általában ugyanazt teszi: kiszámítja az alapvonalat és kivonja azt. A két módszer közötti különbség az alapvonal kiszámításának módja.
Standard DSC BeFlat®
Matematikai megközelítés:
A DSC-BeFlat® szoftverkiegészítő a hőmérséklet- és fűtési sebességtől függő DSC-alapvonal-eltérések korrekciójára egy többdimenziós polinomfüggvényen keresztül úgy lett kialakítva, hogy segítsen elérni a lehető legnagyobb alapvonal-stabilitást minimális görbület mellett széles hőmérséklet-tartományban. Ismeretes, hogy a DSC-mérés függ a hőmérséklettől és a fűtési sebességtől. A leggyakoribb függőség két változó polinomjaként ábrázolható: a hőmérséklet (T) és a fűtési sebesség (HR).
Az ismeretlenai,k együtthatók meghatározásához több mérést kell végezni különböző fűtési sebességgel ugyanazon a hőmérsékleti tartományon, amelynek legalább több száz K szélesnek kell lennie. A 2. ábrán látható, hogy az alapvonal minden hőmérséklet esetében függ a fűtési sebességtől.
Az (1) egyenlet egy kétdimenziós felületet hoz létre a hőmérséklet és a fűtési sebesség függvényében. Ez a felület a 3. ábrán kékkel van jelölve. Ez a funkció csak a mért hőmérsékletek és fűtési sebességek tartományában engedélyezett: itt a 0 és 300 °C közötti hőmérséklet és a 2 és 20 K/perc közötti fűtési sebesség.
A műszertől függően a Standard BeFlat® vagy több fűtési szegmenst igényel egy mérés során (DSC), vagy több független mérést, mint az STA esetében.
Haladó BeFlat®
Fizikai megközelítés:
A hőáramlás fizikai modelljét matematikailag írjuk le a kemencét, a kétállású érzékelőt és két tégelyt tartalmazó rendszerre. Az érzékelőn belüli hőellenállás és a tégely és az érzékelő közötti hőellenállások értékei ismeretlenek. A mintatégely és a referenciatégely közötti tömegkülönbség hozzájárulása arányos a fűtési sebességgel, de az arányossági együttható is ismeretlen. E hőmérsékletfüggő ismeretlen paraméterek meghatározásához két kalibrációs mérést kell végezni: az első fűtést csak egy üres tégellyel a referenciaoldalon (és tégely nélkül a mintaoldalon), a második mérést pedig két üres tégellyel.
E két mérésből az összes ismeretlen paramétert a hőmérséklet függvényében kell meghatározni. A 4. ábra az Advanced DSC-BeFlat® példáját mutatja be egy fűtési szakaszra (két üres tégely, minta nélkül); a zöld görbe a mért adatok. A piros görbe a BeFlat®-korrigált adatok, ahol az alapvonalat kiszámítottuk és kivontuk.
Következtetés
A BeFlat® és az Advanced DSC-BeFlat® szoftverfunkciók a 7.0 és 7.1 verziótól kezdve a Proteus® szoftverbe integrálódtak. Mindkettő hatékony és pontos méréseket tesz lehetővé további alapvonal-mérések nélkül.