6. 2. 3. Определение рабочей чувствительности приборов дта

Экспериментальное построение калибровочного графика в ши­роком интервале температур для прибора ДТА составляет основное содержание всех сравнительных коли­чественных методов. Теоретические расчеты и построения калибровочных графиков не вызывают трудностей, но на практике правильное определение зависимости K от t связано с типом термической установки и выбранными единицами измерения термических эффек­тов ΔН, С и т.д.

Рис. 6. 3. Измерение площади пика ДТА через квадрат сравнения: 1 - квадрат сравнения, 2 - площадь пика ДТА

Коэффициент K можно рассчитать двумя путями: это экспе­риментальное измерение площади пика (в мм²) для известной величины энтальпии плавления (ΔН) для точной навески (т) калибровочного вещества, а затем расчета K по формуле

.

Калибровочный коэффициент K имеет, таким образом, размер­ность Дж/мм². По определенным значениям K от t строится калибровочный график (см. рис. 6. 2). Из графика видно, что чем выше температура проведения калибровочного опыта, тем меньше по величине площадь пика, т.е. на единицу площади (в мм²) требуется больше тепла (в Дж), и тем самым величи­на K становится больше, следовательно - чувствительность прибора падает. Этим объясняется одна из трудностей конструирования ДТА приборов для количественных определений при высоких тем­пературах (выше 700°С).

Другой спо­соб определения K основывается на уравнении (5.3), запи­санном в виде

(Дж/мкВ∙с ); Δt = мкВ.

Из формулы видно, что площадь под кривой ДТА выражена не в мм², а в мкВ∙с. Для расчета K ордината регистрирующего прибора должна иметь заводскую градуировку в мкВ (или °С), абсцисса - в с (рис. 6. 3). Суть такого определения K заключается в его выражении в единицах СИ, тогда чувствительность приборов ДТА удобно выражать через величину, обратную K, которая иногда обозна­чается 1/K:

1/K = мкВ∙с/мДж = мкВ∙с/мВт∙с = мкВ/мВт.

Калибровочный график для K строится в координатах: абсцис­са – температура (в ºС или K), ордината – коэффициент K (в Дж/мкВ∙с или мкВ/мВт). Удобство такого определения чувствительности приборов ДТА по значе­нию величины 1/K или K заключается в возможности определения калориметрической чувствительности для большого диапа­зона температур, а также быстрого сравнения двух разных приборов ДТА по чувствительности (мкВ/мВт). Такая калибровка в микровольтах на милливатт все больше применяется в современных ДТА приборах.

При расчете K видно, что площадь под кривой ДТА выраже­на в мкВ∙с. Для того чтобы перевести мкВ∙с в мм², на миллиметровой бумаге при регистрации кривой ДТА, выбирается квадрат сравнения (см. рис. 6.3). Его горизон­тальная сторона может быть выражена в секундах при известной скорости построения кривой во время опыта (в мм/с). Вертикаль­ная сторона квадрата выражена в мкВ. Умножив высоту квадрата (мкВ) на его ширину (с), получаем величину площади квадрата сравнения (мкВ∙с). Для быстрого пересчета площадей пиков ДТА, измеренных на бума­ге в мм², удобно пользоваться формулой

,

где S_пика – площадь пика (мкВ∙с), S – площадь квад­рата сравнения (мкВ∙с), P₁ - площадь пика ДТА (мм²), P₂ – площадь квадрата сравнения (мм²).

При известной площади пика (мкВ∙с), коэффициент K может быть рассчитан по следующей формуле:

(Дж/мкВ∙с),

где т – масса образца, ΔH – известная энтальпия плавления калибровочного вещества (Дж). Величина Дж/мкВ∙с или ее обратная величина 1/K мкВ∙с = мкВ/мВт, как уже мы видели, очень хорошо характеризует калориметрическую чувствитель­ность и другие параметры ДТА приборов.