[其他]量热计及其控制系统

说明书

相关申请 

这份申请要求2008年6月6日申请的美国专利临时申请第61/059,321号的优先权，在此通过引证特地将该申请的全部揭示并入。 

 技术领域

在此描述的技术的特定范例指向量热计。更具体地说，在特定的实施方案中，描述配置成以高升温和降温速率扫描的示差量热计。 

 背景技术

量热计是一种完成化学或物理过程中所需要的或散发的热量的定量测量的装置。量热计可能用来，举例来说，测量热容量、可能产生(放热)或消耗(吸热)的反应热。量热计也可能用来测量物理转变，包括但不限于相变、结晶过程，等等。 

 发明内容

在特定的实施方案中，提供为示差扫描量热法(DSC)配置的量热计。在DSC中，使用样品和标准样品。升高样品和标准样品的温度所需的热量之差是作为热输入(温度)的函数测量的。样品和标准样品在分析期间被维持在实质上相同的温度下。控温程序可能是这样实现的，以致样品座温度随着时间推移逐渐增加。标准样品是这样选定的，以便它在预期的温差范围内有定义明确的或已知的热容量。不同于现有的量热计，在此揭示的量热计的特定范例实现模拟功率补偿技术。实现这样的功率补偿的说明性装置非必选地连同控制和数据处理算法和测量一起在下面更详细地描述。 

在一个方面，提供一种量热计。在特定的范例中，该量热计可能包括薄膜样品传感器、薄膜参照传感器、配置只接收来自参 照传感器的温度信号并且基于收到的温度信号产生第一控制信号把平均功率提供给样品传感器和参照传感器的第一控制器和配置成接收来自样品传感器和参照传感器的温度信号并且以从样品传感器和参照传感器收到的温度信号为基础产生第二控制信号把示差功率只提供给样品传感器的第二控制器。 

在特定的实施方案中，第一控制器是比例-积分-微分控制器。在一些范例中，第二控制器是模拟比例控制器，或者在特定的实例中，是比例-积分-微分控制器。在一些范例中，第一和第二控制器可能是同一控制器。举例来说，控制器能包括配置成接收来自参照传感器(例如，只来自参照传感器)的温度信号的第一控制回路。控制器能基于收到的温度信号产生第一控制信号，把平均功率提供给样品传感器和参照传感器。控制器也能包括配置成接收来自样品传感器和参照传感器的温度信号的第二控制回路。控制器能以从样品传感器和参照传感器收到的温度信号为基础产生第二控制信号把示差功率提供给样品传感器，例如，把示差功率只提供给样品传感器。在其它的范例中，量热计可能进一步包括配置选定加热速率和/或冷却速率的控温程序的存储介质。在一些实施方案中，控温程序的升温速率可能是至少10开氏度/秒(°K/s)。在特定的范例中，薄膜样品传感器和薄膜参照传感器可能都是XI-296、XI-270、XI-272或XI-292传感器。在一些范例中，比例控制器可能配置成以至少10°K/s的升温速率检测温度变化。 

在另一方面，揭示一种用于包括样品传感器和参照传感器的量热计的控制系统，该控制系统包括配置成只接收来自参照传感器的温度信号并且基于收到的温度信号产生第一控制信号把功率提供给样品传感器和参照传感器的第一控制器和配置成接收来自样品传感器和参照传感器的温度信号并且产生第二控制信号把示差功率只提供给样品传感器的第二控制器。 

在特定的实施方案中，第一控制器可能是比例-积分-微分控制器，而第二控制器是模拟比例控制器。在特定的范例中，第 一控制器和第二控制器可能都配置成把功率提供给薄膜样品传感器和薄膜参照传感器。在一些范例中，第二控制器可能配置成以至少10°K/s的升温速率检测温度变化。 

在另一方面，揭示控制包括参照传感器和样品传感器的量热计的方法。在特定的范例中，该方法包括使用第一控制器产生第一控制信号，第一控制信号只以第一控制器从量热计的参照传感器收到的温度信号为基础。在一些范例中，该方法可能进一步包括以所产生的第一控制信号为基础把功率提供给参照传感器和样品传感器，控制参照传感器和样品传感器的平均温度。在其它的范例中，该方法可能进一步包括使用第二控制器产生第二控制信号，第二控制信号以从参照传感器和样品传感器收到的温度信号为基础提供参照传感器和样品传感器之间的温差。在附加的范例中，该方法可能进一步包括以所产生的第二控制信号为基础把示差功率只提供给样品传感器，通过加热或冷却使样品传感器的温度实质上与参照传感器的温度相同。