Tra le tante THERMAL ANALYSIS EQUIPMENT, focalizziamo la nostra attenzione su quelle più diffuse nell'industria, ovvero il CALORIMETRIA A SCANSIONE DIFFERENZIALE ( DSC ), ANALISI TERMO-GRAVIMETRICA ( TGA ), -ANALISI MECCANICHE ( TMA ), DILATOMETRIA, ANALISI MECCANICHE DINAMICHE ( DMA ), ANALISI TERMICHE DIFFERENZIALI ( DTA). La nostra ATTREZZATURA DI PROVA A INFRAROSSI comprende STRUMENTI DI IMMAGINE TERMICA, TERMOGRAFI A INFRAROSSI, TELECAMERE A INFRAROSSI.

 

Alcune applicazioni per i nostri strumenti di imaging termico sono l'ispezione di sistemi elettrici e meccanici, l'ispezione di componenti elettronici, i danni da corrosione e l'assottigliamento dei metalli, il rilevamento di difetti.

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CALORIMETRI A SCANSIONE DIFFERENZIALE (DSC) : una tecnica in cui la differenza nella quantità di calore richiesta per aumentare la temperatura di un campione e di riferimento viene misurata in funzione della temperatura. Sia il campione che il riferimento vengono mantenuti quasi alla stessa temperatura durante l'esperimento. Il programma di temperatura per un'analisi DSC è stabilito in modo che la temperatura del portacampioni aumenti linearmente in funzione del tempo. Il campione di riferimento ha una capacità termica ben definita nell'intervallo di temperature da scansionare. Gli esperimenti DSC forniscono come risultato una curva del flusso di calore rispetto alla temperatura o al tempo. I calorimetri a scansione differenziale vengono spesso utilizzati per studiare cosa succede ai polimeri quando vengono riscaldati. Le transizioni termiche di un polimero possono essere studiate utilizzando questa tecnica. Le transizioni termiche sono cambiamenti che avvengono in un polimero quando vengono riscaldati. La fusione di un polimero cristallino è un esempio. La transizione vetrosa è anche una transizione termica. L'analisi termica DSC viene eseguita per determinare i cambiamenti di fase termici, la temperatura di transizione vetrosa termica (Tg), le temperature di fusione cristallina, gli effetti endotermici, gli effetti esotermici, le stabilità termiche, le stabilità di formulazione termica, le stabilità ossidative, i fenomeni di transizione, le strutture allo stato solido. L'analisi DSC determina la Tg Glass Transition Temperature, temperatura alla quale i polimeri amorfi o una parte amorfa di un polimero cristallino passano da uno stato duro friabile a uno stato gommoso morbido, punto di fusione, temperatura alla quale un polimero cristallino fonde, Hm Energy Absorbed (joule /grammo), quantità di energia che un campione assorbe durante la fusione, punto di cristallizzazione Tc, temperatura alla quale un polimero cristallizza durante il riscaldamento o il raffreddamento, energia Hc rilasciata (joule/grammo), quantità di energia rilasciata da un campione durante la cristallizzazione. I calorimetri differenziali a scansione possono essere utilizzati per determinare le proprietà termiche di materie plastiche, adesivi, sigillanti, leghe metalliche, materiali farmaceutici, cere, alimenti, oli e lubrificanti e catalizzatori... ecc.

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ANALIZZATORI TERMICI DIFFERENZIALI (DTA): una tecnica alternativa al DSC. In questa tecnica è il flusso di calore al campione e di riferimento che rimane lo stesso invece della temperatura. Quando il campione e il riferimento vengono riscaldati in modo identico, i cambiamenti di fase e altri processi termici provocano una differenza di temperatura tra il campione e il riferimento. DSC misura l'energia necessaria per mantenere sia il riferimento che il campione alla stessa temperatura mentre DTA misura la differenza di temperatura tra il campione e il riferimento quando entrambi sono posti sotto lo stesso calore. Quindi sono tecniche simili.

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ANALIZZATORE TERMOMECCANICO (TMA) : Il TMA rivela la variazione delle dimensioni di un campione in funzione della temperatura. Si può considerare il TMA come un micrometro molto sensibile. Il TMA è un dispositivo che consente misurazioni precise della posizione e può essere calibrato rispetto a standard noti. Un sistema di controllo della temperatura costituito da un forno, un dissipatore di calore e una termocoppia circonda i campioni. Dispositivi di quarzo, invar o ceramica trattengono i campioni durante le prove. Le misurazioni TMA registrano i cambiamenti causati dai cambiamenti nel volume libero di un polimero. Le variazioni di volume libero sono variazioni volumetriche nel polimero causate dall'assorbimento o dal rilascio di calore associato a tale variazione; la perdita di rigidità; flusso aumentato; o dal cambiamento del tempo di relax. È noto che il volume libero di un polimero è correlato alla viscoelasticità, all'invecchiamento, alla penetrazione dei solventi e alle proprietà di impatto. La temperatura di transizione vetrosa Tg in un polimero corrisponde all'espansione del volume libero consentendo una maggiore mobilità della catena al di sopra di questa transizione. Visto come un'inflessione o una flessione nella curva di espansione termica, questo cambiamento nella TMA può essere visto per coprire un intervallo di temperature. La temperatura di transizione vetrosa Tg è calcolata con un metodo concordato. Il perfetto accordo non è immediatamente testimoniato nel valore del Tg quando si confrontano diversi metodi, tuttavia se esaminiamo attentamente i metodi concordati nel determinare i valori del Tg, allora capiamo che c'è effettivamente un buon accordo. Oltre al suo valore assoluto, la larghezza della Tg è anche un indicatore di variazioni del materiale. La TMA è una tecnica relativamente semplice da eseguire. La TMA viene spesso utilizzata per misurare la Tg di materiali come i polimeri termoindurenti altamente reticolati per i quali il calorimetro a scansione differenziale (DSC) è difficile da usare. Oltre alla Tg, dall'analisi termomeccanica si ricava il coefficiente di dilatazione termica (CTE). Il CTE è calcolato dalle sezioni lineari delle curve TMA. Un altro utile risultato che la TMA può fornirci è scoprire l'orientamento di cristalli o fibre. I materiali compositi possono avere tre distinti coefficienti di dilatazione termica nelle direzioni x, yez. Registrando il CTE nelle direzioni x, yez si può capire in quale direzione sono orientate prevalentemente le fibre oi cristalli. Per misurare l'espansione di massa del materiale può essere utilizzata una tecnica chiamata DILATOMETRY . Il campione viene immerso in un fluido come olio di silicio o polvere di Al2O3 nel dilatometro, viene eseguito attraverso il ciclo di temperatura e le espansioni in tutte le direzioni vengono convertite in un movimento verticale, che viene misurato dal TMA. I moderni analizzatori termomeccanici lo rendono facile per gli utenti. Se viene utilizzato un liquido puro, il dilatometro viene riempito con quel liquido invece dell'olio di silicio o dell'ossido di allumina. Usando il diamante TMA gli utenti possono eseguire curve di deformazione dello stress, esperimenti di rilassamento dello stress, recupero dello scorrimento e scansioni dinamiche della temperatura meccanica. Il TMA è un'attrezzatura di prova indispensabile per l'industria e la ricerca.

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ANALIZZATORI TERMOGRAVIMETRICI ( TGA ) : L'analisi termogravimetrica è una tecnica in cui la massa di una sostanza o di un campione viene monitorata in funzione della temperatura o del tempo. Il campione campione viene sottoposto ad un programma a temperatura controllata in atmosfera controllata. Il TGA misura il peso di un campione mentre viene riscaldato o raffreddato nel suo forno. Uno strumento TGA è costituito da un piatto campione supportato da una bilancia di precisione. Quella padella risiede in una fornace e viene riscaldata o raffreddata durante il test. La massa del campione viene monitorata durante il test. L'ambiente del campione viene spurgato con un gas inerte o reattivo. Gli analizzatori termogravimetrici possono quantificare la perdita di acqua, solvente, plastificante, decarbossilazione, pirolisi, ossidazione, decomposizione, % in peso di materiale di riempimento e % in peso di ceneri. A seconda dei casi, le informazioni possono essere ottenute durante il riscaldamento o il raffreddamento. Una tipica curva termica TGA viene visualizzata da sinistra a destra. Se la curva termica TGA scende, indica una perdita di peso. I moderni TGA sono in grado di condurre esperimenti isotermici. A volte l'utente potrebbe voler utilizzare un gas di spurgo campione reattivo, come l'ossigeno. Quando si utilizza l'ossigeno come gas di spurgo, l'utente potrebbe voler cambiare i gas dall'azoto all'ossigeno durante l'esperimento. Questa tecnica viene spesso utilizzata per identificare la percentuale di carbonio in un materiale. L'analizzatore termogravimetrico può essere utilizzato per confrontare due prodotti simili, come strumento di controllo della qualità per garantire che i prodotti soddisfino le specifiche dei materiali, per garantire che i prodotti soddisfino gli standard di sicurezza, per determinare il contenuto di carbonio, identificare i prodotti contraffatti, per identificare le temperature di esercizio sicure in vari gas, per migliorare i processi di formulazione del prodotto, per decodificare un prodotto. Infine vale la pena ricordare che sono disponibili combinazioni di un TGA con un GC/MS. GC è l'abbreviazione di gascromatografia e MS è l'abbreviazione di spettrometria di massa.

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ANALIZZATORE MECCANICO DINAMICO (DMA) : Questa è una tecnica in cui una piccola deformazione sinusoidale viene applicata a un campione di geometria nota in modo ciclico. Viene quindi studiata la risposta dei materiali a stress, temperatura, frequenza e altri valori. Il campione può essere sottoposto ad una sollecitazione controllata o ad una deformazione controllata. Per uno stress noto, il campione si deformerà di una certa quantità, a seconda della sua rigidità. DMA misura rigidità e smorzamento, questi sono riportati come modulo e tan delta. Poiché stiamo applicando una forza sinusoidale, possiamo esprimere il modulo come una componente in fase (il modulo di accumulo) e una componente fuori fase (il modulo di perdita). Il modulo di memoria, E' o G', è la misura del comportamento elastico del campione. Il rapporto tra la perdita e l'accumulo è il delta dell'abbronzatura ed è chiamato smorzamento. È considerata una misura della dissipazione di energia di un materiale. Lo smorzamento varia con lo stato del materiale, la sua temperatura e con la frequenza. DMA è talvolta chiamato DMTA standing for DYNAMIC MECHANICAL THERMAL ANALYZER. L'analisi termomeccanica applica una forza statica costante a un materiale e registra i cambiamenti dimensionali del materiale al variare della temperatura o del tempo. Il DMA, d'altra parte, applica una forza oscillatoria a una frequenza impostata al campione e segnala i cambiamenti nella rigidità e nello smorzamento. I dati DMA ci forniscono informazioni sul modulo mentre i dati TMA ci danno il coefficiente di dilatazione termica. Entrambe le tecniche rilevano le transizioni, ma il DMA è molto più sensibile. I valori del modulo cambiano con la temperatura e le transizioni nei materiali possono essere viste come cambiamenti nelle curve E' o tan delta. Ciò include la transizione vetrosa, la fusione e altre transizioni che si verificano nell'altopiano vetroso o gommoso che sono indicatori di sottili cambiamenti nel materiale.

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STRUMENTI DI IMMAGINE TERMICA, TERMOGRAFI A INFRAROSSI, TELECAMERE A INFRAROSSI : si tratta di dispositivi che formano un'immagine utilizzando la radiazione infrarossa. Le fotocamere standard di tutti i giorni formano immagini utilizzando la luce visibile nell'intervallo di lunghezze d'onda di 450–750 nanometri. Tuttavia, le telecamere a infrarossi funzionano nella gamma di lunghezze d'onda dell'infrarosso fino a 14.000 nm. In genere, maggiore è la temperatura di un oggetto, maggiore è la radiazione infrarossa emessa come radiazione di corpo nero. Le telecamere a infrarossi funzionano anche nell'oscurità totale. Le immagini della maggior parte delle telecamere a infrarossi hanno un unico canale di colore perché le telecamere generalmente utilizzano un sensore di immagine che non distingue le diverse lunghezze d'onda della radiazione infrarossa. Per differenziare le lunghezze d'onda i sensori di immagine a colori richiedono una costruzione complessa. In alcuni strumenti di test queste immagini monocromatiche vengono visualizzate in pseudo-colore, dove vengono utilizzate le variazioni di colore anziché le variazioni di intensità per visualizzare le modifiche nel segnale. Le parti più luminose (più calde) delle immagini sono solitamente colorate di bianco, le temperature intermedie sono colorate di rosso e giallo e le parti più deboli (più fredde) sono colorate di nero. Una scala viene generalmente mostrata accanto a un'immagine in falsi colori per mettere in relazione i colori con le temperature. Le termocamere hanno risoluzioni notevolmente inferiori a quelle delle fotocamere ottiche, con valori nell'intorno di 160 x 120 o 320 x 240 pixel. Le telecamere a infrarossi più costose possono raggiungere una risoluzione di 1280 x 1024 pixel. Esistono due categorie principali di telecamere termografiche: COOLED INFRARED IMAGE DETECTOR SYSTEMS and UNCOOLED DETECTOR SYSTEMS. Le termocamere raffreddate hanno rilevatori contenuti in una custodia sigillata sottovuoto e sono raffreddate criogenicamente. Il raffreddamento è necessario per il funzionamento dei materiali semiconduttori utilizzati. Senza raffreddamento, questi sensori sarebbero inondati dalla propria radiazione. Le telecamere a infrarossi raffreddate sono tuttavia costose. Il raffreddamento richiede molta energia e richiede molto tempo, richiedendo diversi minuti di raffreddamento prima del funzionamento. Sebbene l'apparato di raffreddamento sia ingombrante e costoso, le telecamere a infrarossi raffreddate offrono agli utenti una qualità dell'immagine superiore rispetto alle telecamere non raffreddate. La migliore sensibilità delle fotocamere raffreddate consente l'utilizzo di obiettivi con lunghezza focale maggiore. L'azoto in bottiglia può essere utilizzato per il raffreddamento. Le termocamere non raffreddate utilizzano sensori che funzionano a temperatura ambiente o sensori stabilizzati a una temperatura vicina a quella ambiente mediante elementi di controllo della temperatura. I sensori a infrarossi non raffreddati non vengono raffreddati a basse temperature e quindi non richiedono ingombranti e costosi refrigeratori criogenici. La loro risoluzione e qualità dell'immagine sono tuttavia inferiori rispetto ai rivelatori raffreddati. Le termocamere offrono molte opportunità. I punti di surriscaldamento sono le linee elettriche che possono essere localizzate e riparate. È possibile osservare i circuiti elettrici e punti insolitamente caldi possono indicare problemi come un cortocircuito. Queste telecamere sono anche ampiamente utilizzate negli edifici e nei sistemi energetici per individuare i luoghi in cui vi è una significativa perdita di calore in modo da poter considerare un migliore isolamento termico in quei punti. Gli strumenti di imaging termico fungono da apparecchiature per test non distruttivi.

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Per dettagli e altre apparecchiature simili, visitare il nostro sito Web delle apparecchiature: http://www.sourceindustrialsupply.com