TGA-BeFlat®
TGA-BeFlat® fiziksel olayların katkısının TGA ölçümünden çıkarılmasını sağlayan ve böylece ölçülen TGA değerini etkileyen matematiksel bir prosedürdür. Bu fenomenler şunlardır: kaldırma kuvveti etkisi ve dikey olarak hareket eden gazdan kaynaklanan sürtünme kuvveti. Bu kuvvet, gaz akışının ve sıcaklığa bağlı gaz viskozitesinin bir fonksiyonudur. TGA uygulaması-BeFlat® anlamına gelir: Bir numune ayrı bir taban çizgisi ölçümü olmaksızın akan gaz içinde ölçülürse, yazılım taban çizgisini hesaplar ve numune ölçümünden çıkarır. Bu fiziksel olayları ortadan kaldırmak için olağan prosedür, bir taban çizgisi ölçmek ve bunu numune ölçümünden çıkarmaktır.
Ancak, bir numunenin ayrı bir taban çizgisi ölçümü olmadan gaz akışı koşulları altında ölçülmesi gerekiyorsa, yazılım taban çizgisini hesaplamalı ve numune ölçümünden çıkarmalıdır. Şekil 1, TGA'nın etkinliğini göstermektedir-BeFlat®. Ölçüm, STA 449 F5 Jupiter® kullanılarak boş potalarla (numune ve referans numune olmadan) 10 K/dak ısıtma hızında gerçekleştirilmiştir. Mavi eğri, yukarıda açıklanan fiziksel etkilerin etkisini içeren ölçülen verilerdir. Kırmızı eğri, taban çizgisinin hesaplandığı ve ölçüm eğrisinden çıkarıldığı BeFlat® düzeltilmiş verilere karşılık gelmektedir. Kolaylık sağlamak amacıyla, TGA-BeFlat® yazılım çözümü artık TG 209 F1 Libra® ve STA 449 F5 Jupiter® cihazlarının Proteus® yazılımına dahil edilmiştir; isteğe bağlı olarak diğer cihazlar için de kullanılabilir.
DSC-BeFlat®
DSC-BeFlat® fiziksel olayların katkısının DSC ölçümünden çıkarılmasını sağlayan ve böylece ölçülen DSC değerini etkileyen matematiksel bir prosedürdür. Bu olaylardan bazıları şunlardır: DSC sensörünün simetrik olmaması, numune tarafı ve referans tarafı için sensör ve krozeler arasındaki farklı termal temas seviyeleri ve numune ve referans için farklı kroze kütleleri. Termogravimetride bu kadar sık kullanılmaz, ancak TGA'da olduğu gibi, bu fiziksel olaylar genellikle taban çizgisinin ölçümü ve numune ölçümünden çıkarılmasıyla giderilir. Yine, taban çizgisi ölçümü olmayan bir numune ölçümü, yazılımın bir taban çizgisi hesaplamasını ve bunu numune ölçümünden çıkarmasını gerektirir. Standart BeFlat® ve Gelişmiş BeFlat® yöntemleri genellikle aynı şeyi yapar: taban çizgisini hesaplar ve çıkarır. Bu iki yöntem arasındaki fark, taban çizgisinin hesaplanma şeklidir.
Standart DSC BeFlat®
Matematiksel Yaklaşım:
Çok boyutlu bir polinom fonksiyonu üzerinden sıcaklık ve ısıtma hızına bağlı DSC taban çizgisi sapmalarının düzeltilmesi için DSC-BeFlat® yazılım eklentisi, geniş bir sıcaklık aralığında minimum eğrilikle mümkün olan en yüksek taban çizgisi kararlılığının elde edilmesine yardımcı olmak için tasarlanmıştır. Bir DSC ölçümünün sıcaklığa ve ısıtma hızına bağlı olduğu bilinmektedir. En yaygın bağımlılık iki değişkenin polinomu olarak sunulabilir: sıcaklık (T) ve ısıtma hızı (HR).
Bilinmeyenai,k katsayılarını bulmak için, en az birkaç yüz K genişliğinde olması gereken aynı sıcaklık aralığı için farklı ısıtma hızlarında birkaç ölçüm yapmak gerekir. Şekil 2, taban çizgisinin her sıcaklık için ısıtma hızına bağlı olduğunu göstermektedir.
Denklem (1), sıcaklık ve ısıtma hızının bir fonksiyonu olarak iki boyutlu bir yüzey oluşturur. Bu yüzey şekil 3'te mavi ile işaretlenmiştir. Bu fonksiyon sadece ölçülen sıcaklıklar ve ısıtma hızları aralığında etkindir: burada 0 ila 300°C arası sıcaklıklar ve 2 ila 20 K/dak arası ısıtma hızları söz konusudur.
Cihaza bağlı olarak, Standart BeFlat® ya tek bir ölçümde (DSC) birkaç ısıtma segmenti ya da STA'da olduğu gibi birkaç bağımsız ölçüm gerektirebilir.
Gelişmiş BeFlat®
Fiziksel Yaklaşım:
Isı akışı için fiziksel model, fırın, iki konumlu sensör ve iki pota içeren sistem için matematiksel olarak tanımlanmıştır. Sensörün içindeki termal direnç ve kroze ile sensör arasındaki termal dirençlerin değerleri bilinmemektedir. Örnek kroze ile referans kroze arasındaki kütle farkının katkısı ısıtma hızı ile orantılıdır, ancak orantı katsayısı da bilinmemektedir. Bu sıcaklığa bağlı bilinmeyen parametreleri bulmak için iki calibration ölçümü yapmak gerekir: referans tarafında sadece bir boş kroze ile ilk ısıtma (ve numune tarafında kroze yok) ve iki boş kroze ile ikinci ölçüm.
Bu iki ölçümden, tüm bilinmeyen parametreler sıcaklığın bir fonksiyonu olarak bulunur. Şekil 4, bir ısıtma segmenti için Gelişmiş DSC-BeFlat® örneğini temsil etmektedir (iki boş kroze, numune yok); yeşil eğri ölçülen verilerdir. Kırmızı eğri, taban çizgisinin hesaplandığı ve çıkarıldığı BeFlat® düzeltilmiş verilerdir.
Sonuç
BeFlat® ve Advanced DSC-BeFlat® yazılım özellikleri, sırasıyla 7.0 ve 7.1 sürümlerinden itibaren Proteus® yazılımına entegre edilmiştir. Her ikisi de ek taban çizgisi ölçümlerine gerek kalmadan etkili ve hassas ölçümler yapılmasını sağlar.