Máy phân tích trọng lượng nhiệt đồng bộ (STA) cho phép đo đồng bộ tại chỗ về sự thay đổi khối lượng mẫu so với hiệu ứng nhiệt bằng cách tích hợp phân tích trọng lượng nhiệt (TGA) với phương pháp nhiệt lượng quét khác biệt (DSC/DTA) trong cùng một môi trường thử nghiệm. Thiết kế này loại bỏ các lỗi hệ thống trong thử nghiệm phụ do sự khác biệt mẫu, biến động khí quyển và trường nhiệt độ không đồng đều và là cơ sở vật lý để có được dữ liệu liên quan chính xác.
Công nghệ cốt lõi của nó là sự phối hợp tinh tế của ba bộ phận lớn:
Thiết kế cảm biến tích hợp: Sử dụng cấu trúc đối xứng tải trên cùng hoặc ngang để tích hợp chính xác cảm biến DSC trong khi đảm bảo hoạt động ổn định của cán cân độ nhạy cao (độ phân giải lên đến 0,1 µg). Chìa khóa là thông qua thiết kế đối xứng với bù nhiệt độ chủ động, giảm thiểu nhiễu loạn đối lưu khí và hiệu ứng nổi do phân hủy mẫu để đối phó với nhiễu tín hiệu khối lượng.
Công nghệ kiểm soát khí quyển động: Được trang bị bộ điều khiển lưu lượng khối đa kênh (MFC) để kiểm soát chính xác bầu không khí tĩnh, động và đặc biệt (ví dụ: khí ăn mòn). Thông qua thuật toán bù lưu lượng thời gian thực, đảm bảo rằng thành phần khí quyển và tốc độ dòng chảy trong lò vẫn ổn định trong quá trình thử nghiệm ngay cả khi mẫu bị phân hủy mạnh, đây là chìa khóa để có được dữ liệu lặp lại.
Thuật toán đồng bộ hóa và tách tín hiệu đa tín hiệu: STA tiên tiến sử dụng hệ thống thu thập đồng bộ tần số cao (tốc độ lấy mẫu lên đến 100Hz), đảm bảo tính nhất quán về thời gian của TG với tín hiệu DSC. Bằng cách thiết lập mô hình dẫn nhiệt, tín hiệu DSC được điều chỉnh theo thời gian thực về hiệu ứng nổi và đối lưu và sử dụng thuật toán để tách tín hiệu dòng nhiệt thực sự do sự phân hủy của mẫu giữa sự hấp thụ/tỏa nhiệt và sự thay đổi khối lượng.
Việc thực hiện các phép đo có độ chính xác cao cũng phụ thuộc vào công nghệ điều khiển nhiệt độ chủ động, chẳng hạn như phương pháp nhiệt lượng Karvec được sử dụng bởi C80 và thiết kế cách nhiệt đa lớp để kiểm soát độ trôi cơ bản ở mức µW. STA hiện đại thông qua giao diện kết hợp mô-đun, kết hợp với phổ khối (MS), hồng ngoại Fourier (FTIR), nhận ra phân tích định lượng định tính thời gian thực của khí thoát ra, đẩy phân tích nhiệt từ quan sát hiện tượng vĩ mô đến cấp độ nghiên cứu cơ lý vi mô, trở thành công cụ chính xác trong nghiên cứu và phát triển vật liệu và phân tích lỗi.