はじめに
分析天びんと熱天びんの測定機能を比較すると、2つの基本的な違いが見られます。分析天びんを実験室での試料調製に使用する場合、密閉可能なパネルにより、ドラフトが計量信号を乱すことがない。一方、熱天びんの場合、試料室はキャリアガス流で連続的にパージされ、室温から1100℃まで10K/分の加熱速度で測定するような場合、2時間近くかかる。したがって熱天秤の場合、干渉に対する耐性、特に測定信号の長期安定性に対する要求が著しく高くなる。
どのような分析法でも、測定装置は試料を調べる前に調整・校正される。その後、いわゆる「ブランク値」が設定されることが多く、これには試料に起因しないあらゆる影響が含まれます。一般的な測定・評価ソフトウェアでは、ブランク値を用いて測定値を補正することができます。これにより、測定装置自体や選択された測定条件に起因する影響だけでなく、系統的な偏差の決定と除去が可能になります。
補正によるブランク値決定測定値
熱天びんの場合も、測定信号はブランク値を用いて補正されます。通常、この値は空の容器と試料で使用する条件と同じ測定条件を使用して決定します。この補正測定値は、独立したデータセットとしてソフトウェアに保存されます。試料測定の後、オペレーターは補正前の結果と補正後の結果を温度の関数として比較することができます。しかし、このようなブランク値判定を行う場合、測定信号に対する補正すべき最大の影響は、実際には測定装置自体から生じるものではなく、むしろ測定条件に起因するものです。恒久的なパージガスの流量と試料室の温度変化は、流量条件の温度依存的な変化とパージガスの密度の変化の原因となります。そのため、試料ホルダーが受ける浮力、ひいては試料自体の浮力にも変化が生じます。
優れた熱天秤は、測定結果の再現性が高いことを特徴とします。これは、測定結果に対する上述の純粋に物理的な影響を常に一貫した方法で記録する安定した測定条件を証明するものであり、その結果、試料結果の良好な補正が保証されます。
図1は、TG 209の再現性の良さを証明する2つのブランク値（赤と緑）の比較です。 F1 Libra®.これらのブランク値を差し引くと、全温度範囲にわたってほぼ理想的なゼロ値（青）が得られます。熱重量測定では、熱分解カーボンブラックの燃焼など、熱分解を追跡するために、試料雰囲気を不活性ガス流（通常は窒素）から酸化条件（通常は合成空気または酸素）に変更することがよくあります。このようなガスの変化とそれに伴うガス流の変化は、計量信号にとって大きな外乱となる。マスフローコントローラー(MFC)とそれに伴う測定条件の変化の再現性の良さのおかげで、この程度の外乱であっても補正の範囲内でほぼ完全に補正することができます。ガス置換時の測定の不確かさは、600℃で0.007mgであり、一般的な試料質量10mgの場合、測定の不確かさは±0.07%です。
small ブランク値の決定とその結果としての測定値の補正能力により、試料質量が10mg程度で物理的条件が上記のような場合であっても、非常に正確な測定結果を得ることができます。
修正方法 BeFlat®
上述したブランク値の決定とその後の補正を行う方法は、非常にうまく機能するものの、測定の手間も増える。これは、容器材質や形状、パージガスの種類、パージガス速度、加熱速度などの測定条件のばらつきが、測定結果にさまざまな影響を与えるためである。これまでは、各測定シリーズで変化する測定条件に正確に対応する補正測定を実施することによってのみ、これを補正することが可能でした。
この BeFlat®補正は、測定に影響する温度依存性、加熱速度、異なるパージガス（アルゴン、空気、窒素など）、ガス流量の記録を保持するため、補正測定の形でブランク値の決定を実行することなく、選択された測定条件に適切な補正を提供することができます。このため、補正測定という形でブランク値を決定することなく、選択された測定条件に対して適切な補正を提供することができます。このように、測定影響の可能なすべての組み合わせの約98%について、対応する温度依存補正がすでに利用可能であり、いつでも取り出すことができます。もちろん、この補正は評価ソフトウェアで有効化または無効化することもできます。
図2は、同一の測定条件下で空の容器を使って実施した2つの測定の違いを示しています。 BeFlat®補正あり（青）と補正なし（赤 BeFlat®補正あり（青）、補正なし（赤）。
図3は、BeFlat® 補正を熱脱水反応の調査に適用した例である。BeFlat® （青色）の補正は、補正測定（緑色）によって行われた従来の補正の結果と非常によく一致していることがよくわかる。補正の質がほぼ同じ場合、補正を使用する利点は、補正にかかる時間を大幅に節約できることである。 BeFlat®補正の品質がほぼ同じ場合、補正を使用する利点は、追加の補正測定が不要になることによる時間の大幅な節約です。
