[发明专利]用于进行差热分析的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的、用于进行差热分析（其通常也称作“DTA”）的方法。

背景技术

这种类型的方法在狭义上也称作“计算得出的差热分析”方法或cDTA-方法，在这种类型的方法中，设置在可调温的样品腔室中的样品按照基本上线性的温度曲线从初始温度一直加热到最终温度。由在加热过程中在多个测量时间点进行的样品温度测量的结果中计算出所谓的“cDTA-信号”，作为测得的样品温度和按温度走向模型计算出的参考温度之间的温差。

这种cDTA-方法由DE19934448A1公开。在已知的方法中，样品按照线性的温度曲线（也就是具有基本上相同的温度变化速率）从初始温度TS一直加热或冷却到最终温度TF。在此加热过程中，借助于样品热电偶来测量和存储样品温度。

由初始温度TS、最终温度TF以及相关的时间点（也就是起始时间tS和终止时间tF）可以如下地计算出平均温度变化速率（加热速率或冷却速率）β：

β=(TF-TS)/(tF-tS)（公式1）

按照线性的温度曲线，可以以简单的方式如下得出温度走向模型或每个时间点t的“计算的样品温度”TC：

TC(t)=TS+β×(t-tS)（公式2）

然后，作为差热分析的结果所需的DTA信号cDTA(t)作为借助于样品-热元件测量的样品温度T(t)和按公式2计算的参考温度TC(t)之间的差计算：

cDTA(t)=TC(t)-T(t)

不等于零的cDTA-信号意味着在样品中的热效应，例如由于相位转变或类似的加热时颜色变化（焓变化）。这种效果在差热分析中大多是特别受到关注并且在cDTA-信号的走向中可见。

在此要注意的是，在此处受到关注的类型的差热分析中，在调温过程中除了以时间间隔的方式（例如在与样品温度测量时相同的测量时间点）测量样品温度，也可以测量（或存储）其他参数或样品特性（例如样品的质量变化）。

尽管这种附加的测量在按本发明的方法中也是优选的，但这对于本发明只具有次要意义，对于其选择或具体设计可以参考涉及常见的现有技术的差热分析。本发明主要涉及是的，基于在调温过程中时间间隔地测得的样品温度来确定cDTA-信号的类型和方式。

由DE19934448A1已知的方法的缺点是，不等于零的cDTA-信号也可能由非线性的温度曲线得出，也就是由随时间变化的、非线性变化的温度得出。因此在已知的方法中，温度曲线在实践中不可避免的非线性导致cDTA-信号的相应误差，这在理想情况下仅仅应当代表或表示样品中的热效应。

如在DE19934448A1同样公开的那样，为了通过cDTA-信号首先显示热效应，原则上要考虑的是，对测得的样品温度进行评估或仅在温度曲线的整个持续时间的（较小的）区段中计算cDTA-信号。如果是这种情况的话，（整个）温度曲线的非线性的影响较小。但缺点是，只能在较小的子范围内获得cDTA-信号。

发明内容

因此，本发明的目的是，在开头所述类型的差热分析方法中，尤其是即便在存在非理想的线性调温和/或在通过大的调温持续时间范围或调温的整个持续时间来确定cDTA-信号时,改善确定的cDTA-信号的质量。

该目的按照本发明（参见权利要求1）由此达到，即通过以下步骤在每个测量时间点计算所属的参考温度：

a)确定包含相关测量时间点的时间间隔，

b1)在时间间隔中为测得的样品温度走向计算非线性的拟合函数，

c)计算参考温度，作为测量时间点的拟合函数的值。

因此，本发明的基本构思在于，在每个温度测量点计算出用作参考温度的自有的拟合曲线（拟合函数），其中在相关的温度测量点之前和/或在该温度测量点之后，也就是在预定的、包含该温度测量点的时间间隔内考虑为此测量的温度数据，并且其中在此使用非线性的拟合函数。

可以有利地自动（例如程序控制地在测量程序中）确定包含相关时间点的时间间隔，并且有利地有助于减小在实际中不可避免的非线性对计算结果的影响。因此，在“较短”时间间隔的子区域中可能还显著的非线性还通过使用非线性的拟合函数有利地至少部分地补偿或消除。最后，可以通过这种自己在其它测量时间点进行的计算来在较大范围直至调温程序的整个持续时间中确定按本发明改善质量的cDTA-信号。

调温可以是样品的加热或冷却。调温程序可以规定起始温度和最终温度之间的温差例如是至少50K。