Entre los muchos EQUIPO DE ANÁLISIS TÉRMICO, enfocamos nuestra atención en los populares en la industria, a saber, the CALORIMETRÍA DE ESCANEO DIFERENCIAL (DSC), ANÁLISIS TERMO-GRAVIMÉTRICO), TERMO -ANÁLISIS MECÁNICO (TMA), DILATOMETRÍA, ANÁLISIS MECÁNICO DINÁMICO (DMA), ANÁLISIS TÉRMICO DIFERENCIAL (DTA). Nuestro EQUIPO DE PRUEBA INFRARROJO incluye INSTRUMENTOS DE IMAGEN TÉRMICA, TERMOGRAFOS INFRARROJOS, CÁMARAS INFRARROJAS.

 

Algunas aplicaciones de nuestros instrumentos termográficos son la inspección de sistemas eléctricos y mecánicos, la inspección de componentes electrónicos, los daños por corrosión y el adelgazamiento del metal, la detección de fallas.

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CALORÍMETROS DIFERENCIALES DE BARRIDO (DSC) : Una técnica en la que la diferencia en la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de una muestra y la referencia se mide en función de la temperatura. Tanto la muestra como la referencia se mantienen casi a la misma temperatura durante todo el experimento. El programa de temperatura para un análisis DSC se establece de modo que la temperatura del portamuestras aumente linealmente en función del tiempo. La muestra de referencia tiene una capacidad calorífica bien definida en el rango de temperaturas a escanear. Los experimentos DSC proporcionan como resultado una curva de flujo de calor en función de la temperatura o en función del tiempo. Los calorímetros diferenciales de barrido se utilizan con frecuencia para estudiar lo que sucede con los polímeros cuando se calientan. Las transiciones térmicas de un polímero se pueden estudiar utilizando esta técnica. Las transiciones térmicas son cambios que tienen lugar en un polímero cuando se calientan. La fusión de un polímero cristalino es un ejemplo. La transición vítrea es también una transición térmica. El análisis térmico DSC se lleva a cabo para determinar los cambios de fase térmica, la temperatura de transición vítrea térmica (Tg), las temperaturas de fusión cristalina, los efectos endotérmicos, los efectos exotérmicos, las estabilidades térmicas, las estabilidades de formulación térmica, las estabilidades oxidativas, los fenómenos de transición y las estructuras de estado sólido. El análisis DSC determina la temperatura de transición vítrea Tg, temperatura a la que los polímeros amorfos o una parte amorfa de un polímero cristalino pasan de un estado duro quebradizo a un estado gomoso blando, punto de fusión, temperatura a la que se funde un polímero cristalino, Hm Energía absorbida (julios /gramo), cantidad de energía que absorbe una muestra al fundirse, Tc Punto de cristalización, temperatura a la que cristaliza un polímero al calentarse o enfriarse, Hc Energía liberada (julios/gramo), cantidad de energía que libera una muestra al cristalizar. Los calorímetros diferenciales de barrido se pueden utilizar para determinar las propiedades térmicas de plásticos, adhesivos, selladores, aleaciones metálicas, materiales farmacéuticos, ceras, alimentos, aceites y lubricantes y catalizadores, etc.

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ANALIZADORES TÉRMICOS DIFERENCIALES (DTA): Una técnica alternativa al DSC. En esta técnica, es el flujo de calor hacia la muestra y la referencia lo que permanece igual en lugar de la temperatura. Cuando la muestra y la referencia se calientan de forma idéntica, los cambios de fase y otros procesos térmicos provocan una diferencia de temperatura entre la muestra y la referencia. DSC mide la energía requerida para mantener tanto la referencia como la muestra a la misma temperatura, mientras que DTA mide la diferencia de temperatura entre la muestra y la referencia cuando ambas se someten al mismo calor. Entonces son técnicas similares.

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ANALIZADOR TERMOMECÁNICO (TMA) : El TMA revela el cambio en las dimensiones de una muestra en función de la temperatura. Se puede considerar al TMA como un micrómetro muy sensible. El TMA es un dispositivo que permite mediciones precisas de posición y puede calibrarse contra estándares conocidos. Un sistema de control de temperatura que consta de un horno, un disipador de calor y un termopar rodea las muestras. Los accesorios de cuarzo, invar o cerámica sostienen las muestras durante las pruebas. Las mediciones de TMA registran cambios causados por cambios en el volumen libre de un polímero. Los cambios en el volumen libre son cambios volumétricos en el polímero causados por la absorción o liberación de calor asociado con ese cambio; la pérdida de rigidez; mayor flujo; o por el cambio en el tiempo de relajación. Se sabe que el volumen libre de un polímero está relacionado con la viscoelasticidad, el envejecimiento, la penetración de disolventes y las propiedades de impacto. La temperatura de transición vítrea Tg en un polímero corresponde a la expansión del volumen libre que permite una mayor movilidad de la cadena por encima de esta transición. Visto como una inflexión o flexión en la curva de expansión térmica, se puede ver que este cambio en el TMA cubre un rango de temperaturas. La temperatura de transición vítrea Tg se calcula mediante un método acordado. No se observa inmediatamente un acuerdo perfecto en el valor de la Tg cuando se comparan diferentes métodos, sin embargo, si examinamos cuidadosamente los métodos acordados para determinar los valores de Tg, entendemos que en realidad hay un buen acuerdo. Además de su valor absoluto, el ancho de la Tg también es un indicador de cambios en el material. TMA es una técnica relativamente simple de llevar a cabo. TMA se usa a menudo para medir la Tg de materiales como polímeros termoestables altamente reticulados para los cuales el calorímetro diferencial de barrido (DSC) es difícil de usar. Además de Tg, el coeficiente de expansión térmica (CTE) se obtiene del análisis termomecánico. El CTE se calcula a partir de las secciones lineales de las curvas TMA. Otro resultado útil que nos puede proporcionar el TMA es conocer la orientación de cristales o fibras. Los materiales compuestos pueden tener tres coeficientes de expansión térmica distintos en las direcciones x, y y z. Al registrar el CTE en las direcciones x, y y z, se puede comprender en qué dirección se orientan predominantemente las fibras o los cristales. Para medir la expansión masiva del material se puede utilizar una técnica llamada DILATOMETRY . La muestra se sumerge en un fluido como aceite de silicona o polvo de Al2O3 en el dilatómetro, pasa por el ciclo de temperatura y las expansiones en todas las direcciones se convierten en un movimiento vertical, que es medido por el TMA. Los analizadores termomecánicos modernos facilitan esto a los usuarios. Si se usa un líquido puro, el dilatómetro se llena con ese líquido en lugar del aceite de silicio o el óxido de alúmina. Con el TMA de diamante, los usuarios pueden ejecutar curvas de tensión y deformación, experimentos de relajación de la tensión, recuperación de la fluencia y exploraciones dinámicas de temperatura mecánica. El TMA es un equipo de prueba indispensable para la industria y la investigación.

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ANALIZADORES TERMOGRAVIMÉTRICOS ( TGA ) : El análisis termogravimétrico es una técnica en la que se controla la masa de una sustancia o muestra en función de la temperatura o el tiempo. El espécimen de muestra se somete a un programa de temperatura controlada en una atmósfera controlada. El TGA mide el peso de una muestra a medida que se calienta o enfría en su horno. Un instrumento TGA consta de un plato de muestras que se apoya en una balanza de precisión. Esa bandeja reside en un horno y se calienta o enfría durante la prueba. La masa de la muestra se controla durante la prueba. El entorno de la muestra se purga con un gas inerte o reactivo. Los analizadores termogravimétricos pueden cuantificar la pérdida de agua, solvente, plastificante, descarboxilación, pirólisis, oxidación, descomposición, % en peso de material de relleno y % en peso de ceniza. Según el caso, la información se puede obtener al calentar o al enfriar. Una curva térmica TGA típica se muestra de izquierda a derecha. Si la curva térmica TGA desciende, indica una pérdida de peso. Los TGA modernos son capaces de realizar experimentos isotérmicos. A veces, el usuario puede querer usar una muestra reactiva de gases de purga, como el oxígeno. Cuando utilice oxígeno como gas de purga, es posible que desee cambiar los gases de nitrógeno a oxígeno durante el experimento. Esta técnica se utiliza con frecuencia para identificar el porcentaje de carbono en un material. El analizador termogravimétrico se puede usar para comparar dos productos similares, como una herramienta de control de calidad para garantizar que los productos cumplan con las especificaciones de sus materiales, para garantizar que los productos cumplan con los estándares de seguridad, para determinar el contenido de carbono, identificar productos falsificados, identificar temperaturas de funcionamiento seguras en varios gases, para mejorar los procesos de formulación de productos, para aplicar ingeniería inversa a un producto. Finalmente, vale la pena mencionar que se encuentran disponibles combinaciones de un TGA con un GC/MS. GC es la abreviatura de cromatografía de gases y MS es la abreviatura de espectrometría de masas.

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ANALIZADOR DINÁMICO MECÁNICO (DMA) : Esta es una técnica donde se aplica una pequeña deformación sinusoidal a una muestra de geometría conocida de manera cíclica. Luego se estudia la respuesta de los materiales al estrés, la temperatura, la frecuencia y otros valores. La muestra se puede someter a un estrés controlado oa una deformación controlada. Para una tensión conocida, la muestra se deformará en cierta medida, dependiendo de su rigidez. DMA mide la rigidez y el amortiguamiento, estos se informan como módulo y tan delta. Debido a que estamos aplicando una fuerza sinusoidal, podemos expresar el módulo como un componente en fase (el módulo de almacenamiento) y un componente fuera de fase (el módulo de pérdida). El módulo de almacenamiento, ya sea E' o G', es la medida del comportamiento elástico de la muestra. La relación entre la pérdida y el almacenamiento es la tangente delta y se denomina amortiguamiento. Se considera una medida de la disipación de energía de un material. El amortiguamiento varía con el estado del material, su temperatura y con la frecuencia. DMA a veces se llama DMTA representando ANALIZADOR TÉRMICO MECÁNICO DINÁMICO. El análisis termomecánico aplica una fuerza estática constante a un material y registra los cambios dimensionales del material a medida que varía la temperatura o el tiempo. El DMA, por otro lado, aplica una fuerza oscilatoria a una frecuencia establecida a la muestra e informa cambios en la rigidez y el amortiguamiento. Los datos de DMA nos brindan información del módulo, mientras que los datos de TMA nos brindan el coeficiente de expansión térmica. Ambas técnicas detectan transiciones, pero DMA es mucho más sensible. Los valores del módulo cambian con la temperatura y las transiciones en los materiales pueden verse como cambios en las curvas E' o tan delta. Esto incluye la transición vítrea, el derretimiento y otras transiciones que ocurren en la meseta vítrea o gomosa que son indicadores de cambios sutiles en el material.

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INSTRUMENTOS DE IMAGEN TÉRMICA, TERMÓGRAFOS INFRARROJOS, CÁMARAS INFRARROJAS : Son dispositivos que forman una imagen utilizando radiación infrarroja. Las cámaras estándar de todos los días forman imágenes utilizando luz visible en el rango de longitud de onda de 450 a 750 nanómetros. Sin embargo, las cámaras infrarrojas funcionan en el rango de longitud de onda infrarroja hasta 14.000 nm. Generalmente, cuanto más alta es la temperatura de un objeto, más radiación infrarroja se emite como radiación de cuerpo negro. Las cámaras infrarrojas funcionan incluso en la oscuridad total. Las imágenes de la mayoría de las cámaras infrarrojas tienen un solo canal de color porque las cámaras generalmente usan un sensor de imagen que no distingue diferentes longitudes de onda de la radiación infrarroja. Para diferenciar las longitudes de onda, los sensores de imagen en color requieren una construcción compleja. En algunos instrumentos de prueba, estas imágenes monocromáticas se muestran en pseudocolor, donde se usan cambios de color en lugar de cambios de intensidad para mostrar cambios en la señal. Las partes más brillantes (más cálidas) de las imágenes suelen ser de color blanco, las temperaturas intermedias son de color rojo y amarillo, y las partes más tenues (más frías) son de color negro. Por lo general, se muestra una escala junto a una imagen en color falso para relacionar los colores con las temperaturas. Las cámaras térmicas tienen resoluciones considerablemente más bajas que las cámaras ópticas, con valores en el entorno de 160 x 120 o 320 x 240 píxeles. Las cámaras infrarrojas más caras pueden alcanzar una resolución de 1280 x 1024 píxeles. Hay dos categorías principales de cámaras termográficas: SISTEMA DE DETECTOR DE IMAGEN INFRARROJA REFRIGERADA and SISTEMA DETECTOR DE IMÁGENES INFRARROJAS REFRIGERADAS. Las cámaras termográficas enfriadas tienen detectores contenidos en una caja sellada al vacío y se enfrían criogénicamente. El enfriamiento es necesario para el funcionamiento de los materiales semiconductores utilizados. Sin enfriamiento, estos sensores estarían inundados por su propia radiación. Sin embargo, las cámaras infrarrojas refrigeradas son caras. El enfriamiento requiere mucha energía y requiere mucho tiempo, requiriendo varios minutos de tiempo de enfriamiento antes de trabajar. Aunque el aparato de refrigeración es voluminoso y caro, las cámaras infrarrojas refrigeradas ofrecen a los usuarios una calidad de imagen superior en comparación con las cámaras no refrigeradas. La mejor sensibilidad de las cámaras refrigeradas permite el uso de lentes con mayor distancia focal. El gas nitrógeno embotellado se puede utilizar para enfriar. Las cámaras térmicas no enfriadas utilizan sensores que funcionan a temperatura ambiente o sensores estabilizados a una temperatura cercana a la temperatura ambiente mediante elementos de control de temperatura. Los sensores infrarrojos no enfriados no se enfrían a bajas temperaturas y, por lo tanto, no requieren enfriadores criogénicos voluminosos y costosos. Sin embargo, su resolución y calidad de imagen es inferior en comparación con los detectores refrigerados. Las cámaras termográficas ofrecen muchas oportunidades. Los puntos de sobrecalentamiento en las líneas eléctricas se pueden localizar y reparar. Se pueden observar los circuitos eléctricos y los puntos inusualmente calientes pueden indicar problemas como un cortocircuito. Estas cámaras también se utilizan ampliamente en edificios y sistemas de energía para ubicar lugares donde hay una pérdida de calor significativa para que se pueda considerar un mejor aislamiento térmico en esos puntos. Los instrumentos de imagen térmica sirven como equipo de prueba no destructivo.

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