TGA-BeFlat®
TGA-BeFlat® este o procedură matematică care permite eliminarea din măsurarea TGA a contribuției fenomenelor fizice, influențând astfel valoarea TGA măsurată. Aceste fenomene sunt: efectul de flotabilitate și forța de frecare a gazului în mișcare verticală. Această forță este o funcție a debitului de gaz și a vâscozității gazului în funcție de temperatură. Aplicarea metodei TGA-BeFlat® înseamnă: Dacă o probă este măsurată în gazul care curge fără o măsurare separată a liniei de bază, software-ul calculează linia de bază și o subtrage din măsurarea probei. Procedura obișnuită de eliminare a acestor fenomene fizice este de a măsura o linie de bază și de a o subtrage din măsurarea eșantionului.
Cu toate acestea, dacă o probă trebuie măsurată în condiții de flux de gaz fără o măsurare separată a liniei de bază, software-ul trebuie să calculeze linia de bază și să o sustragă din măsurarea probei. Figura 1 demonstrează eficiența TGA-BeFlat®. Măsurarea a fost efectuată utilizând STA 449 F5 Jupiter® cu creuzete goale (fără probă și probă de referință) la o rată de încălzire de 10 K/min. Curba albastră reprezintă datele măsurate, inclusiv influența efectelor fizice descrise mai sus. Curba roșie corespunde datelor corectate cu BeFlat®, unde linia de bază este calculată și scăzută din curba de măsurare. Pentru comoditate, soluția software TGA-BeFlat® este acum inclusă în software-ul Proteus® al instrumentelor TG 209 F1 Libra® și STA 449 F5 Jupiter® ; opțional, este disponibilă și pentru alte instrumente.
DSC-BeFlat®
DSC-BeFlat® este o procedură matematică care permite eliminarea dintr-o măsurare DSC a contribuției fenomenelor fizice, influențând astfel valoarea DSC măsurată. Unele dintre aceste fenomene sunt: nesimetria senzorului DSC, niveluri diferite de contact termic între senzor și creuzete pentru partea cu proba și pentru partea de referință și mase diferite ale creuzetului pentru probă și referință. Nu se utilizează atât de des în termogravimetrie, dar, la fel ca în cazul TGA, aceste fenomene fizice sunt de obicei eliminate prin măsurarea liniei de bază și scăderea acesteia din măsurarea eșantionului. Din nou, o măsurare a eșantionului fără o măsurare a liniei de bază necesită ca software-ul să calculeze o linie de bază și să o sustragă din măsurarea eșantionului. Cele două metode Standard BeFlat® și Advanced BeFlat® procedează în general la fel: calculează linia de bază și o scade. Diferența dintre aceste două metode constă în modul în care este calculată linia de bază.
Standard DSC BeFlat®
Abordare matematică:
Software-ul suplimentar DSC-BeFlat® pentru corectarea abaterilor liniei de bază DSC dependente de temperatură și de rata de încălzire pe o funcție polinomială multidimensională este conceput pentru a ajuta la obținerea celei mai mari stabilități posibile a liniei de bază cu o curbură minimă într-o gamă largă de temperaturi. Este cunoscut faptul că o măsurare DSC depinde de temperatură și de viteza de încălzire. Cea mai comună dependență poate fi prezentată ca polinomul a două variabile: temperatura (T) și viteza de încălzire (HR).
Pentru a găsi coeficienții necunoscuțiai,k, este necesar să se efectueze mai multe măsurători la viteze de încălzire diferite pentru același interval de temperatură, care trebuie să fie de cel puțin câteva sute de K în lățime. Figura 2 arată că linia de bază depinde de rata de încălzire pentru fiecare temperatură.
Ecuația (1) creează o suprafață bidimensională în funcție de temperatură și de viteza de încălzire. Această suprafață este marcată cu albastru în fig. 3. Această funcție este activată numai în intervalul temperaturilor și vitezelor de încălzire măsurate: aici, temperaturi de la 0 la 300 °C și viteze de încălzire de la 2 la 20 K/min.
În funcție de instrument, Standard BeFlat® poate necesita fie mai multe segmente de încălzire într-o singură măsurătoare (DSC), fie mai multe măsurători independente, ca în cazul STA.
Avansat BeFlat®
Abordare fizică:
Modelul fizic pentru fluxul de căldură este descris matematic pentru sistemul care conține cuptorul, senzorul cu două poziții și două creuzete. Valorile rezistenței termice din interiorul senzorului și ale rezistențelor termice dintre creuzet și senzor sunt necunoscute. Contribuția diferenței de masă dintre creuzetul de probă și creuzetul de referință este proporțională cu viteza de încălzire, dar coeficientul de proporționalitate este, de asemenea, necunoscut. Pentru a găsi acești parametri necunoscuți dependenți de temperatură, este necesar să se efectueze două măsurători de calibrare: o primă încălzire cu un singur creuzet gol pe partea de referință (și niciun creuzet pe partea probei) și a doua măsurare cu două creuzete goale.
Din aceste două măsurători, toți parametrii necunoscuți sunt găsiți ca funcție de temperatură. Figura 4 reprezintă un exemplu de Advanced DSC-BeFlat® pentru un segment de încălzire (două creuzete goale, fără probă); curba verde reprezintă datele măsurate. Curba roșie reprezintă datele corectate BeFlat®, în care linia de bază este calculată și sustrasă.
Concluzie
Funcțiile software BeFlat® și Advanced DSC-BeFlat® sunt integrate în software-ul Proteus® începând cu versiunile 7.0 și, respectiv, 7.1. Ambele permit măsurători eficiente și precise fără a fi necesare măsurători de referință suplimentare.