Wprowadzenie
Porównując funkcję pomiarową wagi analitycznej z funkcją pomiarową termowagi, można zaobserwować dwie podstawowe różnice. Gdy wagi analityczne są używane do przygotowywania próbek w laboratorium, szczelne panele zapewniają, że żaden ciąg powietrza nie zakłóci sygnału ważenia; ponadto proces ważenia zwykle nie trwa dłużej niż 10 do 30 sekund. Z drugiej strony, w przypadku wag termicznych komora próbki jest stale przedmuchiwana strumieniem gazu nośnego, a pomiar, np. od temperatury pokojowej do 1100°C przy szybkości ogrzewania 10 K/min, trwa prawie dwie godziny. W przypadku termobalansów wymagania dotyczące odporności na zakłócenia, a zwłaszcza długoterminowej stabilności sygnału pomiarowego, są zatem znacznie wyższe.
W przypadku każdej metody analitycznej, urządzenie pomiarowe jest regulowane i calibratowane przed badaniem próbki. Następnie często ustalana jest tak zwana "wartość ślepa", która obejmuje wszelkie wpływy, których nie można przypisać próbce. Oprogramowanie pomiarowe i oceniające zazwyczaj pozwala na korektę zmierzonych wartości przy użyciu wartości ślepej. selectTo z kolei pozwala na określenie i wyeliminowanie systematycznych odchyleń, a także wpływów wynikających z samego przyrządu pomiarowego lub z warunków pomiaru.
Określanie wartości ślepej za pomocą korekcji Pomiary
Również w przypadku termowag sygnał pomiarowy jest korygowany przy użyciu wartości ślepej. Zwykle wartość ta jest określana przy użyciu pustego tygla i warunków pomiarowych identycznych z tymi, które zostaną zastosowane do próbki. Ten pomiar korekcyjny zostanie zapisany w oprogramowaniu jako niezależny zestaw danych. Po pomiarze próbki, operator może porównać nieskorygowany wynik z tym, który został skorygowany w funkcji temperatury - wszystko za naciśnięciem jednego przycisku w oprogramowaniu ewaluacyjnym. Jednakże, podczas przeprowadzania takiego określania wartości ślepej, największe wpływy, które należy skorygować na sygnał pomiarowy, nie wynikają z samego przyrządu pomiarowego, ale raczej z warunków pomiaru. Stały przepływ gazu oczyszczającego i zmiana temperatury w komorze próbki są odpowiedzialne za zależną od temperatury zmianę warunków przepływu, a także za gęstość gazu oczyszczającego. Występuje zatem zmiana wyporu uchwytu próbki, a tym samym również samej próbki.
Dobra równowaga termiczna charakteryzuje się dobrą powtarzalnością wyników pomiarów. Świadczy to o stabilnych warunkach pomiarowych, które zawsze rejestrują opisane powyżej, czysto fizyczne wpływy na wynik pomiaru w spójny sposób, a tym samym zapewniają dobrą korektę wyników próbki.
Na rysunku 1 przedstawiono porównanie dwóch oznaczeń wartości ślepej (czerwonej i zielonej), które potwierdzają dobrą odtwarzalność TG 209 F1 Libra®. Odjęcie tych wartości ślepych daje prawie idealną wartość zerową (niebieską) w całym zakresie temperatur. Podczas pomiarów termograwimetrycznych atmosfera próbki jest często zmieniana z przepływu gazu obojętnego (zwykle azotu) na warunki utleniające (zwykle syntetyczne powietrze lub tlen) w celu kontynuowania pirolizy z ukierunkowanym spalaniem, takim jak spalanie pirolitycznej sadzy. Taka zmiana gazu i związana z nią zmiana przepływu gazu stanowi poważne zakłócenie sygnału ważenia. Nawet zakłócenie o takiej wielkości może być prawie całkowicie skompensowane w ramach korekcji, dzięki zastosowaniu regulatorów przepływu masy (MFC) i związanej z tym dobrej odtwarzalności zmian warunków pomiaru. Niepewność pomiaru podczas zmiany gazu wynosi 0,007 mg w temperaturze 600°C, co - dla bardzo typowej próbki o masie 10 mg - daje niepewność pomiaru ± 0,07%.
Określenie wartości ślepej i wynikająca z tego możliwość korygowania wartości pomiarowych pozwala na uzyskanie bardzo dokładnych wyników pomiarów - nawet gdy masa próbki wynosi zaledwie small 10 mg, a warunki fizyczne są takie, jak opisano powyżej.
Korekta za pomocą BeFlat®
Chociaż opisana powyżej metoda określania wartości ślepej próby i przeprowadzania późniejszej korekty działa bardzo dobrze, wymaga również zwiększenia wysiłku pomiarowego. Wynika to z faktu, że zmiany warunków pomiaru - takie jak materiał i kształt tygla, rodzaj gazu przedmuchującego, szybkość gazu przedmuchującego i szybkość ogrzewania - w różnym stopniu wpływają na wyniki pomiarów. Wcześniej możliwe było skorygowanie tego tylko poprzez przeprowadzenie pomiarów korekcyjnych w dokładnie takich samych zmieniających się warunkach pomiarowych dla każdej serii pomiarowej.
Korekcja BeFlat® przechowuje zapis zależności temperatury od wpływów pomiarowych, szybkości ogrzewania, różnych gazów płuczących (takich jak argon, powietrze i azot) oraz szybkości przepływu gazu, a zatem może zapewnić odpowiednią korektę dla selected warunków pomiaru bez konieczności przeprowadzania określania wartości ślepej w postaci pomiaru korekcyjnego. Dla około 98% wszystkich możliwych kombinacji wpływów pomiarowych, odpowiednia korekta zależna od temperatury jest już dostępna i może być pobrana w dowolnym momencie. Oczywiście korekta ta może być również aktywowana lub dezaktywowana za pomocą oprogramowania ewaluacyjnego; zestaw danych dla rzeczywistego pomiaru próbki pozostaje niezmieniony.
Rysunek 2 pokazuje różnicę między dwoma pomiarami, które zostały przeprowadzone z pustymi tyglami w identycznych warunkach pomiarowych; jeden z korektą (niebieski), a drugi bez korekty (niebieski) BeFlat® korektą (niebieski), a drugi bez BeFlat® korektą (czerwony).
Na rysunku 3 przedstawiono przykład zastosowania korekty BeFlat® do badania reakcji odwodnienia termicznego. Widać wyraźnie, że korekta BeFlat® (niebieska) jest w bardzo dobrej zgodności z wynikiem konwencjonalnej korekty przeprowadzonej za pomocą pomiaru korekcyjnego (zielona). W przypadkach, w których jakość korekt jest mniej więcej taka sama, zaletą stosowania korekty jest ogromna oszczędność czasu BeFlat® jest ogromna oszczędność czasu dzięki wyeliminowaniu dodatkowych pomiarów korekcyjnych.
