Регистрация формы колебаний с помощью ДМА RSA-G2
Динамический механический анализатор RSA-G2 представляет собой мощную основу для высокоточных ДМА измерений. RSA-G2 сконструирован на основе усовершенствованного линейного двигателя для деформирования образца и патентованного ребалансного преобразователя нагрузки, для измерения силы. Воздушный подшипник с минимальным трением позволяет получать максимальную чувствительность. RSA-G2 наилучшим образом подходит для тестирования мягких материалов или гелей в режиме сжатия с низкой частотой или волокон и пленок в режиме растяжения с высокой частотой.
В основе точности измерения механических свойств прибором RSA-G2 лежит уникальная конструкция прибора, включающая в себя высокоточный контроль деформации линейным двигателем, поддержку вала нагружающего элемента воздушными подшипниками (что практически исключает трение) и измерение силы патентованным датчиком нагрузки, который независим от нагружаюшего элемента. Благодаря такой конструкции экспериментатор получает "чистый" отклик образца без какого-либо влияния (или необходимости учета влияния) инерции нагружающего элемента.
В RSA-G2 используется высокоскоростная электроника для цифровой обработки сигналов датчиков и управления двигателем. Для устойчивой работы анализатора мощная электроника вынесена в отдельный блок, что значительно снизило влияние вибрации и нагрева электронными компонентами. Электронный блок позволяет выполнять регистрацию данных с высокой частотой: до 8 кГц для переходных экспериментов и до 15 кГц для осцилляционных. Такая скорость сбора данных обеспечивает превосходное разрешение величины и фазы измеряемых сигналов, возможность анализа высших гармоник и постобработку методом Фурье-преобразования. Высшие гармоники возникают при осцилляционных экспериментах как результат нелинейного отклика. Отношение фундаментальной частоты к гармоникам 3-го, 5-го и т.д. порядков может быть рассчитано и сохранено как сигнал. В дополнении, форма колебаний в реальном времени может быть отображена и сохранена вместе точками данных. Отношение интенсивностей, качество и форма колебаний могут быть использованы для валидации и оценки правильности измерений.
Сохранение формы колебаний.
Управление ДМА RSA-G2 выполняется с помощью программного обеспечения TRIOS (рис. 1). ПО TRIOS распространяется бесплатно. Оно используется для управления и обработки данных реометров ARES, серии Discovery Hybrid Rheometers, ДСК Discovery DSC, ТГА Discovery TGA, ДМА RSA-G2. В дальнейшем это ПО будет единым для всех термоанализаторов и реометров компании TA Instruments.
Рисунок 1 – Окно программного обеспечения TRIOS
Для сохранения формы колебаний при программировании эксперимента необходимо в разделе Data acquisition отметить оцию Save waveform (point display) – Сохранять форму колебаний (отображение точек) (рисунок 2).
Рисунок 2 – выбор сохранения формы колебаний при программировании эксперимента.
В результате при просмотре записанного файла данных эксперимента будут доступны формы колебаний для каждой точки. Например, при просмотре данных в табличной форме (рисунок 3). О том, что файл данных содержит формы колебаний, сигнализирует значок около порядкового номера точки. Сама форма колебаний доступна в отдельном окне Point display.
Рисунок 3 – табличная форма представления результатов эксперимента ДМА с записанными формами колебаний.
При просмотре результатов в графическом виде для просмотра кривых достаточно нажать на соответствующую точку на кривой (рисунок 1).
Сбор данных с высокой скоростью (fast sampling).
Выбор частоты сбора данных осуществляется различными способами. Например, для осцилляционных экспериментов это может быть величина точек в секунду или период между точками. Для транзиентных (переходных) экспериментов задается количество точек на цикл (Points per cycles) (рисунок 4).
Рисунок 4 – параметры эксперимента с высокоскоростным сбором данных.
Для просмотра данных необходимо в левом окне Results выбрать соответствующую точку эксперимента (рисунок 5).
Рисунок 5 - просмотр результатов эксперимента с высокоскоростным сбором данных.
Кроме графического представления доступны данные в табличном виде (рисунок 6).
Рисунок 6 – табличная форма представления данных эксперимента с высокоскоростной регистрацией.
Данные в таблице можно настраивать, выбирать для отображения нужные колонки, выполнять расчеты по желанию пользователя или проводить статистическую обработку (рисунок 7).
Рисунок 7 – статистическая обработка табличных данных.
На рисунке 8 показано наложение всех точек одного эксперимента.
Рисунок 8 - наложение всех точек одного эксперимента.
ДМА RSA-G2 представляет собой исследовательский прибор способный работать как стандартный динамический механический анализатор, так и совмещать с динамическими измерениями облучение ультрафиолетом или диэлектрический анализ в различных режимах деформации (сжатие, растяжение, изгиб по двум и трем точкам, пенетрация, сдвиг, растяжение или сжатие с погружением в жидкость) и с использованием различных газовых сред, температур и режимов нагружения.
Простой, но мощный интерфейс программирования методики анализа позволяет постадийно набирать любые самые сложные температурные программы (нагревы, выдержки, охлаждения) в сочетании с разными вариантами нагружения (динамический многочастотный, одночастотный, статический) с возможностью редактирования метода анализа в процессе его выполнения. Большой выбор зажимов из различных материалов позволяет работать с твердыми образцами различной формы, волокнами, пленками, а также жидкими, порошкообразными веществами и материалами, сочетающими в себе несколько фаз в процессе их отверждения или размягчения.