熱重分析儀是在程序控溫和一定氣氛下，測量試樣的質(zhì)量與溫度或時間關系的技術。使用這種技術測量的儀器就是熱重分析儀(Thermogravimetricanalyzer-TGA)，熱重分析儀也被稱為熱天平。
熱重分析儀的主要部件有熱天平、加熱爐、程序控溫系統(tǒng)、氣氛控制系統(tǒng)。
1、熱天平
熱天平的主要工作原理是把電路和天平結合起來。通過程序控溫儀使加熱電爐按一定的升溫速率升溫(或恒溫)，當被測試樣發(fā)生質(zhì)量變化，光電傳感器能將質(zhì)量變化轉(zhuǎn)化為直流電信號。此信號經(jīng)測重電子放大器放大并反饋至天平動圈，產(chǎn)生反向電磁力矩，驅(qū)使天平梁復位。反饋形成的電位差與質(zhì)量變化成正比(即可轉(zhuǎn)變?yōu)闃悠返馁|(zhì)量變化)。
2、加熱爐
爐體包括爐管、爐蓋、爐體加熱器和隔離護套。爐體加熱器位于爐管表面的凹槽中。爐管的內(nèi)徑根據(jù)爐子的類型而有所不同。
3、程序控溫系統(tǒng)
加熱爐溫度增加的速率受溫度程序的控制，其程序控制器能夠在不同的溫度范圍內(nèi)進行線性溫度控制，如果升溫速率是非線性的將會影響到TGA曲線。程序控制器的另一特點是，對于線性輸送電壓和周圍溫度變化必須是穩(wěn)定的，并能夠與不同類型的熱電偶相匹配。
當輸入測試條件之后(溫度起止范圍和升溫速率)，溫度控制系統(tǒng)會按照所設置的條件程序升溫，準確執(zhí)行發(fā)出的指令。
所有這些控溫程序均由熱電偶傳感器(簡稱熱電偶)執(zhí)行，熱電偶分為樣品溫度熱電偶和加熱爐溫度熱電偶。
樣品溫度熱電偶位于樣品盤下方，保證樣品離樣品溫度測量點較近，溫度誤差小;加熱爐溫度熱電偶測量爐溫并控制加熱爐電源，其位于爐管的表面。
4、氣氛控制系統(tǒng)
氣氛控制系統(tǒng)分為兩路，一路是反應氣體，經(jīng)由反應性氣體毛細管導入到樣品池附近，并隨樣品一起進入爐腔，使樣品的整個測試過程一直處于某種氣氛的保護中。
通入的氣體由樣品而定，有的樣品需要通入?yún)⑴c反應的氣體，而有的則需要不參加反應的惰性氣體;另一路是對天平的保護氣體，通入并對天平室內(nèi)進行吹掃，防止樣品加熱時發(fā)生化學反應而放出的腐蝕性氣體進入天平室，這樣既可以使天平得到很高的精度，也可以延長熱天平的使用壽命。
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