Способ калориметрической калибровки устройства для дифференциального термического анализа Советский патент 1991 года по МПК G01N25/02 

Изобретение относится к физико-химическому анализу, а именно к технике количественного измерения параметров физико-химических превращений, например энтальпий, методом дифференциального термического анализа.

Известен способ калибровки, заключающийся в воздействии на держатель образца термоаналитической установки тепловых эффектов реперных превращений (энтальпий) термоактивных образцов, нагреваемых в держателе образца, и регистрации температур между держателем образца и держателем эталона, в котором о калибровочной зависимости судят в дискретные отрезки времени по формуле

кстпр) ,

опр

где К (Тпр) - значение калибровочной зависимости при температуре реперного превращения ТПр образца, помещенного в держатель

кал.

образца при нагреве,

град. мин

Цпр - априорно известная величина удельного теплового эффекта реперного превращения образца, кал/г;

тпр - масса реактивн эго реперного образца, г:

Snp - площадь термоэффекта реперного превращения образца, полученная ограничением функциональной зависимости в координатах разность температур (ось ординат) между держателем образца и держателем эталона и время (ось абсцисс) теплофизиче- ского воздействия реперного превращения термоактивного образца на держатель образца (отрезок времени между достижением температуры держателя образца начала момента превращения и моментом его окончания);

ТПр - температура реперного превращения образца, измеренная в момент максимальной разности температур между держателем образца и держателем эталона при репер- ном превращении термоактивного образца, °С.

Ј

о о о ю

00

ю

Недостатки Способа заключаются в повышении трудоемкости и недостаточной точности получений капибровочной зависимости.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ кало- рмметр1 чэской калибровки устройства для дифференциального термического анализа, заключающийся в нагреве образца, помещенного о держателе, и регистрации температуры держателя образца, а также разности температур между держателем образца и держа гелем гл 5,ломэ, причем нагрев осуществляют с стаями, на первой из которых регистрируют темпсоатуру дерхзтелк образца, разность температур между держателями образца и эталона, г такжч скудость нагрева держателя образца прм о сугствии в держателе образца, а на втсоой регистрируют скорость нагрзза держа re ч образца в присутствии в держателе индифферентного образца с известной теплоемкостью, а калибровочны коэффициент находят по формуле

ШобСоб ( Тоб ) Уоб

V0fi

(D

А Тоб -Л То

V0

где к - калибровочный коэффициент, Дж/К с;

Тоб текущая чемпературз нагрева де- ржателл обоэ-у а с домешенным в него об- рззцо.л, К;

Coi - известная зависимость удельной истин ной (дифференциальной) теплоемкости индифферентного образца от температуры;

гроб - масса навески индифферентного образца, кг;

VQ - текущая скорость нагрева держателя с .ндифферен7ным образцом, к/с;

ATOR - текущая скорость нагреаа держа ; er-й образца а отсутствие в нем обра; ца, к/с;

ДТо - текущая разность температур между держателе - образца и держателем Э7гшоиа при нагреве е отсутствие образца в держателе образца К.

Однако способ не обеспечивает достаточной точности калибровки.

Целый изобретения является повышение точности калибровки.

Способ осуществляется следующим образом.

Производят нагрев устройства при от- суто-иии образца з держателе образца в диапазона температур кзлибровки, измеряя л регистрируя поя этом текущие температуру и екорогл о нагрзва держателя образца и эталона, а также ра -ность температур между держателем образца и держателем эталона.

0

0

5

5

0

Затем в держатель образца помещают индифферентный в диапазоне температур калибровки образец известной массы с известной зависимостью теплоемкости от температуры, производят нагрев устройства в диапазоне температур калибровки, измеряя и регистрируя при этом текущие температуру, скорость нагрева держателя образца и эталона, разность температур между держателем образца и держателем эталона.

Измеряют параметр, характеризующий термическую инерцию эталона, следующим образом. В держатель эталона загружается индифферентный образец и нагревается со скоро-. стью нафева Тр, Во всем диапазоне нагрева автоматически регистрируется разность температур ATsp (Ts) между нагревательным элементом и держателем образца в функции температуры Ts (t) держателя образца, которая зависит от времени t. Далее автоматически рассчитывается параметр, характеризующий термическую инерцию эталона:

ftCTs) .

1 р

Используя полученные экспериментальные данные, определяют и судят о калибровочной зависимости как функции текущей температуры держателя образца по формуле

mCsi(TS|)

К

ДЛ-ДТо +йСТг, -Тго)1ISOTSO

т

sf

где К - калибровочный коэффициент, Дж/К-с;

Csi - известная зависимость удельной дифференциальной (истинной) теплоемкости индифферентного образца от температуры образца;

m - масса навески индифферентного образца;

Tsi - текущая температура нагреваs держателя образца с индифферентным образцом;

TSO - скорость нагрева держателя образца в отсутствие в нем индифферентного образца;

Tsi - скорость нагрева держателя образца в присутствии в нем индифферентною образца;

АТ| - текущая разность температур между держателем образца и эталоном в присутствии в держателе индифферентного образца;

ДТ0 - текущая р зность температур между держателем образца и эталоном в отсутствие в держателе индифферентного образца;

Tro скорость нагрева эталона в отсутствие в держателе образца индифферентного образца;

tsi - скорость нагрева эталона в присутствии в держателе образца индифферентного образца;

Or - параметр, характеризующий термическую инерцию эталона.

Формула изобретения

Способ калориметрической калибровки устройства для дифференциального термического анализа путем нагрева держателей образца и эталона в две стадии, в первой из которых при отсутствии образца в держателе регистрируют скорость его нагрева и разность температур между держателем образца и эталоном, во второй регистрируют те же данные, но в присутствии в держателе индифферентного образца с известной теплоемкостью, и дополнительно температуру держателя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности калибровки, дополнительно измеряют параметр, характеризующий термическую инерцию эталона, регистрируют скорости нагрева эталона на первой и второй стадии нагрева, а калибровочной коэффициент определяют по формуле ,,m Csi ( Tsi )

TS|

Tsi

AT,( т11)

I soTSO

где К - калибровочный коэффициент, Дж/К-с;

Csi - известная зависимость удельной дифференциальной (истинной) теплоемкости индифферентного образца от температуры образца;

m - масса навески индифферентного образца;

Tsi - текущая температура нагрева де- 0 ржателя образца с индифферентным образцом;

TSO - скорость нагрева держателя образца в отсутствие в нем индифферентного образца;

5 tsi - скорость нагрева держателя образца в присутствии в нем индифферентного образца;

АТ| - текущая разность температур между держателем образца и эталоном в 0 присутствии в держателе индифферентного образца;

АТ0 - текущая разность температур между держателем образца и эталона в отсутствие в держателе индифферентного об- 5 разца;

Тго - скорость нагрева эталона в отсутствие в держателе образца индифферентного образца;

Tri - скорость нагрева эталона в присутст- 0 вии в держателе индифферентного образца;

вг - параметр, характеризующий терми ческую инерцию эталона.

Изобретение относится к физико-химическому анализу, а именно к способам калибровки устройства для дифференциального термического анализа. Способ позволяет производить более точную калориметрическую калибровку устройства для дифференциального термического анализа за счет двухстадийного нагрева в отсутствие и в присутствии индифферентного образца в держателе образца, измерения параметра, характеризующего термическую инерцию эталона, и регистрации скорости нагрева эталона на первой и второй стадиях нагрева.