Unter den vielen THERMAL ANALYSIS EQUIPMENT konzentrieren wir unsere Aufmerksamkeit auf die in der Industrie beliebten, nämlich die  DIFFERENTIAL SCANNING CALORIMETRY ( DSC ), THERMO-GRAVIMETRISCHE ANALYSE ( TGA -MECHANISCHE ANALYSE ( TMA ), DILATOMETRIE, DYNAMISCHE MECHANISCHE ANALYSE ( DMA ), DIFFERENZIALTHERMISCHE ANALYSE ( DTA ). Unsere INFRAROT-PRÜFGERÄTE umfassen WÄRMEBILDGERÄTE, INFRAROT-THERMOGRAFEN, INFRAROTKAMERAS.

 

Einige Anwendungen für unsere Wärmebildgeräte sind die Inspektion elektrischer und mechanischer Systeme, die Inspektion elektronischer Komponenten, Korrosionsschäden und Metallverdünnung sowie die Fehlererkennung.

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DIFFERENTIAL SCANNING CALORIMETERS (DSC) : Eine Technik, bei der die Differenz der Wärmemenge, die zum Erhöhen der Temperatur einer Probe und einer Referenz erforderlich ist, als Funktion der Temperatur gemessen wird. Sowohl die Probe als auch die Referenz werden während des gesamten Experiments auf nahezu derselben Temperatur gehalten. Das Temperaturprogramm für eine DSC-Analyse wird so festgelegt, dass die Temperatur des Probenhalters linear als Funktion der Zeit ansteigt. Die Referenzprobe hat eine wohldefinierte Wärmekapazität über den abzutastenden Temperaturbereich. DSC-Experimente liefern als Ergebnis eine Kurve des Wärmeflusses über der Temperatur oder über der Zeit. Differentialscanningkalorimeter werden häufig verwendet, um zu untersuchen, was mit Polymeren passiert, wenn sie erhitzt werden. Mit dieser Technik können die thermischen Übergänge eines Polymers untersucht werden. Thermische Übergänge sind Veränderungen, die in einem Polymer stattfinden, wenn es erhitzt wird. Das Schmelzen eines kristallinen Polymers ist ein Beispiel. Der Glasübergang ist auch ein thermischer Übergang. Die thermische DSC-Analyse wird zur Bestimmung von thermischen Phasenänderungen, thermischen Glasübergangstemperaturen (Tg), kristallinen Schmelztemperaturen, endothermen Effekten, exothermen Effekten, thermischen Stabilitäten, thermischen Formulierungsstabilitäten, oxidativen Stabilitäten, Übergangsphänomenen, Festkörperstrukturen durchgeführt. Die DSC-Analyse bestimmt die Tg-Glasübergangstemperatur, Temperatur, bei der amorphe Polymere oder ein amorpher Teil eines kristallinen Polymers von einem harten, spröden Zustand in einen weichen, gummiartigen Zustand übergehen, Schmelzpunkt, Temperatur, bei der ein kristallines Polymer schmilzt, Hm Energie absorbiert (Joule /Gramm), Energiemenge, die eine Probe beim Schmelzen absorbiert, Tc Kristallisationspunkt, Temperatur, bei der ein Polymer beim Erhitzen oder Abkühlen kristallisiert, Hc Freigesetzte Energie (Joule/Gramm), Energiemenge, die eine Probe beim Kristallisieren freisetzt. Differential-Scanning-Kalorimeter können verwendet werden, um die thermischen Eigenschaften von Kunststoffen, Klebstoffen, Dichtungsmitteln, Metalllegierungen, pharmazeutischen Materialien, Wachsen, Lebensmitteln, Ölen und Schmiermitteln und Katalysatoren usw. zu bestimmen.

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DIFFERENTIAL THERMAL ANALYZERS (DTA): Eine alternative Technik zur DSC. Bei dieser Technik bleibt anstelle der Temperatur der Wärmestrom zu Probe und Referenz gleich. Bei gleicher Erwärmung von Probe und Referenz kommt es durch Phasenumwandlungen und andere thermische Prozesse zu einem Temperaturunterschied zwischen Probe und Referenz. DSC misst die Energie, die erforderlich ist, um sowohl die Referenz als auch die Probe auf derselben Temperatur zu halten, während DTA den Temperaturunterschied zwischen der Probe und der Referenz misst, wenn beide derselben Hitze ausgesetzt werden. Es handelt sich also um ähnliche Techniken.

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THERMOMECHANICAL ANALYZER (TMA) : Der TMA zeigt die Änderung der Abmessungen einer Probe als Funktion der Temperatur. Man kann TMA als ein sehr empfindliches Mikrometer betrachten. Der TMA ist ein Gerät, das präzise Positionsmessungen ermöglicht und gegen bekannte Standards kalibriert werden kann. Ein Temperiersystem bestehend aus Ofen, Kühlkörper und Thermoelement umgibt die Proben. Quarz-, Invar- oder Keramikhalterungen halten die Proben während der Tests. TMA-Messungen erfassen Änderungen, die durch Änderungen des freien Volumens eines Polymers verursacht werden. Änderungen des freien Volumens sind volumetrische Änderungen im Polymer, die durch die mit dieser Änderung verbundene Absorption oder Freisetzung von Wärme verursacht werden; der Verlust an Steifheit; erhöhter Durchfluss; oder durch die Änderung der Relaxationszeit. Es ist bekannt, dass das freie Volumen eines Polymers mit der Viskoelastizität, der Alterung, dem Eindringen von Lösungsmitteln und den Schlageigenschaften zusammenhängt. Die Glasübergangstemperatur Tg in einem Polymer entspricht der Ausdehnung des freien Volumens, was eine größere Kettenbeweglichkeit oberhalb dieses Übergangs ermöglicht. Als Biegung oder Biegung in der Wärmeausdehnungskurve gesehen, deckt diese Änderung des TMA einen Temperaturbereich ab. Die Glasübergangstemperatur Tg wird nach einem vereinbarten Verfahren berechnet. Beim Vergleich verschiedener Methoden lässt sich beim Tg-Wert nicht sofort eine perfekte Übereinstimmung erkennen. Wenn wir jedoch die vereinbarten Methoden zur Bestimmung der Tg-Werte sorgfältig untersuchen, erkennen wir, dass tatsächlich eine gute Übereinstimmung besteht. Die Tg-Breite ist neben ihrem absoluten Wert auch ein Indikator für Materialveränderungen. TMA ist eine relativ einfach durchzuführende Technik. TMA wird häufig zur Messung der Tg von Materialien wie hochvernetzten duroplastischen Polymeren verwendet, für die das Differential Scanning Calorimeter (DSC) schwierig zu verwenden ist. Zusätzlich zu Tg wird der Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE) aus der thermomechanischen Analyse erhalten. Der CTE wird aus den linearen Abschnitten der TMA-Kurven berechnet. Ein weiteres nützliches Ergebnis, das uns die TMA liefern kann, ist das Herausfinden der Orientierung von Kristallen oder Fasern. Verbundmaterialien können drei unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten in x-, y- und z-Richtung haben. Durch Aufzeichnen des CTE in x-, y- und z-Richtung kann man verstehen, in welche Richtung Fasern oder Kristalle überwiegend orientiert sind. Um die Volumenausdehnung des Materials zu messen, kann eine Technik namens DILATOMETRY  verwendet werden. Die Probe wird im Dilatometer in eine Flüssigkeit wie Silikonöl oder Al2O3-Pulver getaucht, den Temperaturzyklus durchlaufen und die Ausdehnungen in alle Richtungen in eine vertikale Bewegung umgewandelt, die vom TMA gemessen wird. Moderne thermomechanische Analysatoren machen dies für den Anwender einfach. Wenn eine reine Flüssigkeit verwendet wird, wird das Dilatometer mit dieser Flüssigkeit anstelle des Silikonöls oder Aluminiumoxids gefüllt. Mit Diamant-TMA können die Benutzer Spannungs-Dehnungs-Kurven, Spannungsrelaxationsexperimente, Kriecherholung und dynamische mechanische Temperaturscans durchführen. Der TMA ist ein unverzichtbares Prüfgerät für Industrie und Forschung.

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THERMOGRAVIMETRISCHE ANALYSATOREN ( TGA ) : Die thermogravimetrische Analyse ist eine Technik, bei der die Masse einer Substanz oder Probe als Funktion von Temperatur oder Zeit überwacht wird. Der Probekörper wird in kontrollierter Atmosphäre einem kontrollierten Temperaturprogramm unterzogen. Der TGA misst das Gewicht einer Probe, während sie in ihrem Ofen erhitzt oder gekühlt wird. Ein TGA-Instrument besteht aus einer Probenschale, die von einer Präzisionswaage getragen wird. Diese Pfanne befindet sich in einem Ofen und wird während des Tests erhitzt oder gekühlt. Die Masse der Probe wird während des Tests überwacht. Die Probenumgebung wird mit einem inerten oder einem reaktiven Gas gespült. Thermogravimetrische Analysatoren können den Verlust von Wasser, Lösungsmittel, Weichmacher, Decarboxylierung, Pyrolyse, Oxidation, Zersetzung, Gewichtsprozent Füllmaterial und Gewichtsprozent Asche quantifizieren. Je nach Fall können Informationen beim Erhitzen oder Abkühlen erhalten werden. Eine typische TGA-Wärmekurve wird von links nach rechts angezeigt. Wenn die TGA-Wärmekurve abfällt, deutet dies auf einen Gewichtsverlust hin. Moderne TGAs sind in der Lage, isotherme Experimente durchzuführen. Manchmal möchte der Benutzer möglicherweise ein reaktives Probenspülgas verwenden, wie z. B. Sauerstoff. Bei Verwendung von Sauerstoff als Spülgas kann es sein, dass der Benutzer während des Experiments von Stickstoff auf Sauerstoff umschalten möchte. Diese Technik wird häufig verwendet, um den prozentualen Kohlenstoffgehalt in einem Material zu bestimmen. Thermogravimetrische Analysatoren können verwendet werden, um zwei ähnliche Produkte zu vergleichen, als Qualitätskontrollinstrument, um sicherzustellen, dass Produkte ihre Materialspezifikationen erfüllen, um sicherzustellen, dass Produkte Sicherheitsstandards erfüllen, um den Kohlenstoffgehalt zu bestimmen, gefälschte Produkte zu identifizieren, um sichere Betriebstemperaturen in verschiedenen Gasen zu identifizieren Verbesserung der Produktformulierungsprozesse, um ein Produkt zurückzuentwickeln. Abschließend sei erwähnt, dass Kombinationen einer TGA mit einem GC/MS erhältlich sind. GC ist die Abkürzung für Gaschromatographie und MS ist die Abkürzung für Massenspektrometrie.

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DYNAMIC MECHANICAL ANALYZER (DMA) : Dies ist eine Technik, bei der eine kleine sinusförmige Verformung zyklisch auf eine Probe mit bekannter Geometrie angewendet wird. Anschließend wird die Materialreaktion auf Belastung, Temperatur, Frequenz und andere Werte untersucht. Die Probe kann einer kontrollierten Spannung oder einer kontrollierten Dehnung ausgesetzt werden. Bei bekannter Spannung verformt sich die Probe um einen bestimmten Betrag, abhängig von ihrer Steifigkeit. DMA misst Steifigkeit und Dämpfung, diese werden als Modul und Tan Delta angegeben. Da wir eine sinusförmige Kraft anwenden, können wir den Modul als eine gleichphasige Komponente (den Speichermodul) und eine phasenverschobene Komponente (den Verlustmodul) ausdrücken. Der Speichermodul, entweder E' oder G', ist das Maß für das elastische Verhalten der Probe. Das Verhältnis des Verlustes zur Speicherung ist das tan delta und wird als Dämpfung bezeichnet. Sie gilt als Maß für die Energiedissipation eines Materials. Die Dämpfung variiert mit dem Zustand des Materials, seiner Temperatur und mit der Frequenz. DMA wird manchmal als DMTA stehend für DYNAMIC MECHANICAL THERMAL ANALYZER bezeichnet. Die thermomechanische Analyse übt eine konstante statische Kraft auf ein Material aus und zeichnet die Dimensionsänderungen des Materials auf, wenn Temperatur oder Zeit variieren. Der DMA hingegen übt eine oszillierende Kraft mit einer festgelegten Frequenz auf die Probe aus und meldet Änderungen in Steifigkeit und Dämpfung. DMA-Daten liefern uns Modulinformationen, während die TMA-Daten uns den Wärmeausdehnungskoeffizienten liefern. Beide Techniken erkennen Übergänge, aber DMA ist viel empfindlicher. Modulwerte ändern sich mit der Temperatur und Materialübergänge können als Änderungen in den E'- oder Tan-Delta-Kurven gesehen werden. Dazu gehören Glasübergang, Schmelzen und andere Übergänge, die in dem glasigen oder gummiartigen Plateau auftreten, die Hinweise auf subtile Veränderungen im Material sind.

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WÄRMEBILDGERÄTE, INFRAROT-THERMOGRAFEN, INFRAROTKAMERAS : Dies sind Geräte, die ein Bild unter Verwendung von Infrarotstrahlung erzeugen. Herkömmliche Alltagskameras erzeugen Bilder mit sichtbarem Licht im Wellenlängenbereich von 450–750 Nanometern. Infrarotkameras hingegen arbeiten im infraroten Wellenlängenbereich bis 14.000 nm. Im Allgemeinen gilt: Je höher die Temperatur eines Objekts ist, desto mehr Infrarotstrahlung wird als Schwarzkörperstrahlung emittiert. Infrarotkameras funktionieren auch bei völliger Dunkelheit. Bilder von den meisten Infrarotkameras haben einen einzigen Farbkanal, da die Kameras im Allgemeinen einen Bildsensor verwenden, der unterschiedliche Wellenlängen der Infrarotstrahlung nicht unterscheidet. Zur Unterscheidung von Wellenlängen benötigen Farbbildsensoren einen komplexen Aufbau. In einigen Testinstrumenten werden diese monochromatischen Bilder in Pseudofarbe angezeigt, wobei Farbänderungen anstelle von Intensitätsänderungen verwendet werden, um Änderungen im Signal anzuzeigen. Die hellsten (wärmsten) Teile von Bildern sind üblicherweise weiß gefärbt, Zwischentemperaturen sind rot und gelb gefärbt und die dunkelsten (kältesten) Teile sind schwarz gefärbt. Neben einem Falschfarbenbild wird im Allgemeinen eine Skala angezeigt, um Farben mit Temperaturen in Beziehung zu setzen. Wärmebildkameras haben deutlich niedrigere Auflösungen als optische Kameras, mit Werten in der Nähe von 160 x 120 oder 320 x 240 Pixel. Teurere Wärmebildkameras können eine Auflösung von 1280 x 1024 Pixel erreichen. Es gibt zwei Hauptkategorien von Wärmebildkameras: COOLED INFRARED IMAGE DETECTOR SYSTEMS and UNCOOLED INFRARED DETECTORS. Gekühlte Thermografiekameras haben Detektoren in einem vakuumversiegelten Gehäuse und sind kryogen gekühlt. Die Kühlung ist für den Betrieb der verwendeten Halbleitermaterialien notwendig. Ohne Kühlung würden diese Sensoren von ihrer eigenen Strahlung überflutet. Gekühlte Wärmebildkameras sind allerdings teuer. Das Abkühlen erfordert viel Energie und ist zeitaufwändig, da vor dem Arbeiten mehrere Minuten Abkühlzeit erforderlich sind. Obwohl die Kühlvorrichtung sperrig und teuer ist, bieten gekühlte Infrarotkameras Benutzern eine überlegene Bildqualität im Vergleich zu ungekühlten Kameras. Die bessere Empfindlichkeit gekühlter Kameras erlaubt den Einsatz von Objektiven mit höherer Brennweite. Zum Kühlen kann abgefülltes Stickstoffgas verwendet werden. Ungekühlte Wärmebildkameras verwenden Sensoren, die bei Umgebungstemperatur arbeiten, oder Sensoren, die mit Temperatursteuerelementen auf eine Temperatur nahe der Umgebungstemperatur stabilisiert werden. Ungekühlte Infrarotsensoren werden nicht auf niedrige Temperaturen gekühlt und benötigen daher keine sperrigen und teuren Kryokühler. Ihre Auflösung und Bildqualität ist jedoch im Vergleich zu gekühlten Detektoren geringer. Thermografiekameras bieten viele Möglichkeiten. Überhitzungsstellen an Stromleitungen können lokalisiert und repariert werden. Elektrische Schaltungen können beobachtet werden und ungewöhnlich heiße Stellen können auf Probleme wie Kurzschlüsse hinweisen. Diese Kameras werden auch häufig in Gebäuden und Energiesystemen eingesetzt, um Stellen mit erheblichem Wärmeverlust zu lokalisieren, damit an diesen Stellen eine bessere Wärmedämmung in Betracht gezogen werden kann. Wärmebildgeräte dienen als zerstörungsfreie Prüfmittel.

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Einzelheiten und andere ähnliche Geräte finden Sie auf unserer Geräte-Website: http://www.sourceindustrialsupply.com