TGA-BeFlat®
TGA-BeFlat® adalah prosedur matematis yang memungkinkan untuk menghilangkan kontribusi fenomena fisik dari pengukuran TGA, sehingga mempengaruhi nilai TGA yang diukur. Fenomena ini adalah: efek daya apung dan gaya gesekan dari gas yang bergerak secara vertikal. Gaya ini merupakan fungsi dari aliran gas dan viskositas gas yang bergantung pada suhu. Penerapan TGA-BeFlat® berarti: Jika sampel diukur dalam gas yang mengalir tanpa pengukuran baseline terpisah, perangkat lunak menghitung baseline dan menguranginya dari pengukuran sampel. Prosedur yang biasa dilakukan untuk menghilangkan fenomena fisik ini adalah dengan mengukur baseline dan menguranginya dari pengukuran sampel.
Namun, jika sampel harus diukur dalam kondisi aliran gas tanpa pengukuran baseline terpisah, perangkat lunak harus menghitung baseline dan menguranginya dari pengukuran sampel. Gambar 1 menunjukkan keefektifan TGA-BeFlat®. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan STA 449 F5 Jupiter® dengan cawan lebur kosong (tanpa sampel dan sampel referensi) dengan laju pemanasan 10 K/menit. Kurva biru adalah data yang diukur termasuk pengaruh efek fisik yang dijelaskan di atas. Kurva merah sesuai dengan data yang dikoreksi BeFlat®, di mana garis dasar dihitung dan dikurangkan dari kurva pengukuran. Untuk kenyamanan, solusi perangkat lunak TGA-BeFlat® sekarang disertakan dalam perangkat lunak Proteus® dari instrumen TG 209 F1 Libra® dan STA 449 F5 Jupiter® ; secara opsional juga tersedia untuk instrumen lain.
DSC-BeFlat®
DSC-BeFlat® adalah prosedur matematis yang memungkinkan untuk menghilangkan kontribusi fenomena fisik dari pengukuran DSC, sehingga mempengaruhi nilai DSC yang diukur. Beberapa fenomena ini adalah: ketidaksimetrisan sensor DSC, tingkat kontak termal yang berbeda antara sensor dan cawan lebur untuk sisi sampel, dan sisi referensi dan massa wadah yang berbeda untuk sampel dan referensi. Hal ini tidak sering digunakan dalam termogravimetri, tetapi seperti halnya TGA, fenomena fisik ini biasanya dihilangkan dengan pengukuran baseline dan pengurangannya dari pengukuran sampel. Sekali lagi, pengukuran sampel tanpa pengukuran baseline memerlukan perangkat lunak untuk menghitung baseline dan menguranginya dari pengukuran sampel. Dua metode Standard BeFlat® dan Advanced BeFlat® secara umum melakukan hal yang sama: menghitung baseline dan menguranginya. Perbedaan antara kedua metode ini adalah cara menghitung baseline.
DSC standar BeFlat®
Pendekatan Matematika:
Add-on perangkat lunak DSC-BeFlat® untuk koreksi penyimpangan garis dasar DSC yang bergantung pada suhu dan laju pemanasan pada fungsi polinomial multi-dimensi dirancang untuk membantu mencapai stabilitas garis dasar setinggi mungkin dengan kelengkungan minimal pada rentang suhu yang luas. Telah diketahui bahwa pengukuran DSC bergantung pada suhu dan laju pemanasan. Ketergantungan yang paling umum dapat disajikan sebagai polinomial dari dua variabel: suhu (T) dan laju pemanasan (HR).
Untuk menemukan koefisien yang tidak diketahui,ai, k, perlu dilakukan beberapa pengukuran pada laju pemanasan yang berbeda untuk kisaran suhu yang sama, yang setidaknya harus memiliki lebar beberapa ratus K. Gambar 2 menunjukkan bahwa garis dasar tergantung pada laju pemanasan untuk setiap suhu.
Persamaan (1) menciptakan permukaan dua dimensi sebagai fungsi suhu dan laju pemanasan. Permukaan ini ditandai dengan warna biru pada gbr. 3. Fungsi ini hanya diaktifkan dalam kisaran suhu dan laju pemanasan yang diukur: di sini, suhu dari 0 hingga 300°C dan laju pemanasan dari 2 hingga 20 K/menit.
Tergantung pada instrumennya, Standar BeFlat® mungkin memerlukan beberapa segmen pemanasan dalam satu pengukuran (DSC) atau beberapa pengukuran independen, seperti dalam kasus STA.
Lanjutan BeFlat®
Pendekatan Fisik:
Model fisik untuk aliran panas dijelaskan secara matematis untuk sistem yang terdiri dari tungku, sensor dengan dua posisi dan dua cawan lebur. Nilai resistansi termal di dalam sensor dan resistansi termal antara wadah dan sensor tidak diketahui. Kontribusi perbedaan massa antara wadah sampel dan wadah referensi sebanding dengan laju pemanasan, tetapi koefisien proporsionalitas juga tidak diketahui. Untuk menemukan parameter yang tidak diketahui yang bergantung pada suhu ini, perlu dilakukan dua pengukuran kalibrasi: pemanasan pertama dengan hanya satu wadah kosong di sisi referensi (dan tidak ada wadah di sisi sampel) dan pengukuran kedua dengan dua wadah kosong.
Dari kedua pengukuran ini, semua parameter yang tidak diketahui ditemukan sebagai fungsi suhu. Gambar 4 merupakan contoh Advanced DSC-BeFlat® untuk segmen pemanasan (dua cawan lebur kosong, tanpa sampel); kurva hijau adalah data yang diukur. Kurva merah adalah data yang dikoreksi BeFlat® di mana baseline dihitung dan dikurangi.
Kesimpulan
Fitur perangkat lunak BeFlat® dan Advanced DSC-BeFlat® terintegrasi dalam perangkat lunak Proteus® masing-masing pada versi 7.0 dan 7.1. Keduanya memungkinkan pengukuran yang efektif dan tepat tanpa memerlukan pengukuran dasar tambahan.