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Pourquoi est-il nécessaire d'étalonner les analyseurs thermiques ?
Pourquoi dois-je étalonner correctement un appareil de mesure ?
Les mesures analytiques thermiques telles que les DSC sont souvent utilisées dans le cadre de l’assurance qualité. Les résultats des mesures doivent donc être précis et reproductibles.
Cela signifie que les températures mesurées doivent être correctes.
Il est donc important de procéder à un étalonnage et à un réglage précis de l’équipement d’analyse.
L’étalonnage détermine l’écart d’une substance de référence par rapport aux données publiées.
Si l’écart ne se situe pas dans la plage de tolérance souhaitée, l’appareil doit être ajusté.
Un nouvel étalonnage est nécessaire :
- avec de nouveaux dispositifs
- selon des intervalles de temps déterminés
- si l’appareil a été exposé à des interférences externes (par exemple des vibrations)
- ou lorsque des mesures de routine donnent des résultats douteux
Étalonnage d'un DSC
En règle générale, les transitions de phase de substances de référence dont les températures de transition et les enthalpies de transition sont connues sont utilisées pour calibrer et ajuster les cellules de mesure DSC.
Des écarts peuvent se produire dans les paramètres de température, de vitesse de chauffage et de flux de chaleur du capteur, qui doivent donc être calibrés. ASTM E 967-97 et ASTM E 968-99.
Si les écarts se situent dans la plage de tolérance, la mesure des échantillons peut commencer.
Dans le cas contraire, des ajustements devront être effectués.
Le matériau du creuset (conductivité thermique, masse, géométrie, taille des trous dans le couvercle), l’atmosphère du four, le débit du gaz de purge et le capteur DSC lui-même peuvent influencer les paramètres.
En raison des innombrables combinaisons de mesures possibles, un réglage distinct est nécessaire pour chaque combinaison.
La séquence de réglages suivante s’est avérée utile : d’abord le décalage tau, puis la température, et enfin le réglage du capteur.
1. Ajustement du décalage de Tau
Le retard Tau est une constante de temps qui décrit le comportement du four. Lorsqu’il est réglé, le comportement dynamique de la cellule de mesure est corrigé. Il garantit également que l’influence apparente de la vitesse de chauffage n’a pas d’effet sur le résultat de la mesure. Si la température d’apparition de l’indium est déterminée à différentes vitesses de chauffage croissantes sans ajustement du point de rosée, la température de fusion d’apparition se déplace vers des températures plus élevées, ce qui est physiquement incorrect. Au moins deux substances ayant des températures d’apparition différentes dans la plage de température concernée sont utiles pour un ajustement.
2. Réglage de la température
L’ajustement de la température garantit que les températures d’apparition correspondent exactement aux valeurs publiées. Un ajustement avec au moins deux substances ayant des températures d’apparition différentes est également recommandé ici.
3. Réglage du capteur
L’ajustement du capteur sert à corriger la valeur du signal du flux de chaleur du capteur au creuset et du creuset à l’échantillon. Ici aussi, nous recommandons d’ajuster avec au moins deux références pour obtenir un haut niveau de précision dans la gamme de température concernée.
Un processus de mesure nécessite donc les étapes suivantes : étalonnage, ajustement, vérification de l’ajustement par un étalonnage répété, et ensuite seulement la mesure de l’échantillon.
Substances de référence certifiées pour l'étalonnage
Les substances de référence doivent être faciles à utiliser, facilement accessibles et stables.
Leur point de fusion ou leur enthalpie de fusion doit se situer dans l’intervalle de mesure considéré, car les extrapolations conduisent à des résultats inexacts.
Des métaux purs (>99,99% de pureté) tels que le gallium, l’indium et l’étain, mais aussi des substances organiques telles que l’adamantane, l’acide benzoïque et le naphtalène sont utilisés comme références d’étalonnage.
Les substances de référence certifiées pour l’étalonnage de la température et de la chaleur des DSC sont proposées par LGC (UK), NIST (USA) et la PTB (Allemagne).
Il s’agit de matériaux de référence traçables.
Ces substances répondent à toutes les exigences des normes de gestion de la qualité telles que ISO 9000 et DIN EN ISO/IEC 17025.
En outre, certains cristaux liquides sont disponibles en tant que substances de référence secondaires certifiées pour le mode de refroidissement.
Pour les déterminations de pureté de substances légèrement contaminées, LGC propose également des substances de référence avec des impuretés certifiées.
