同步熱重分析儀（STA）通過將熱重分析（TGA）與差示掃描量熱法（DSC/DTA）集成于同一測試環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)對樣品質(zhì)量變化與熱效應(yīng)的原位同步測量。這一設(shè)計(jì)消除了分次測試中因樣品差異、氣氛波動(dòng)和溫度場不均帶來的系統(tǒng)誤差，是獲得準(zhǔn)確關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的物理基礎(chǔ)。
其核心技術(shù)在于三大部分的精妙協(xié)同：
一體化傳感器設(shè)計(jì)：采用頂部加載式或水平式對稱結(jié)構(gòu)，在保證高靈敏度天平（分辨率達(dá)0.1µg）穩(wěn)定工作的同時(shí)，精確集成DSC傳感器。關(guān)鍵是通過對稱設(shè)計(jì)與主動(dòng)溫度補(bǔ)償，最大限度減少因樣品分解產(chǎn)生的氣體對流擾動(dòng)和浮力效應(yīng)對質(zhì)量信號的干擾。
動(dòng)態(tài)氣氛控制技術(shù)：配備多路質(zhì)量流量控制器（MFC），實(shí)現(xiàn)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)及特殊氣氛（如腐蝕性氣體）的精確控制。通過實(shí)時(shí)流量補(bǔ)償算法，確保測試過程中即使樣品劇烈分解，爐內(nèi)氣氛組成與流速仍保持穩(wěn)定，這是獲得可重復(fù)性數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。
多信號同步與解耦算法：先進(jìn)STA采用高頻同步采集系統(tǒng)（采樣率最高可達(dá)100Hz），確保TG與DSC信號的時(shí)間一致性。通過建立熱傳導(dǎo)模型，對DSC信號進(jìn)行實(shí)時(shí)浮力與對流效應(yīng)校正，并運(yùn)用算法解耦因樣品分解吸熱/放熱與質(zhì)量變化之間的相互干擾，從而分離出真實(shí)的熱流信號。
高精度測量的實(shí)現(xiàn)，還需依靠主動(dòng)溫控技術(shù)（如C80采用的卡爾維量熱法）與多層絕熱設(shè)計(jì)，將基線漂移控制在µW級別。現(xiàn)代STA更通過模塊化聯(lián)用接口，與質(zhì)譜（MS）、傅里葉紅外（FTIR）聯(lián)用，實(shí)現(xiàn)對逸出氣體的實(shí)時(shí)定性定量分析，將熱分析從宏觀現(xiàn)象觀測推進(jìn)至微觀機(jī)理研究層面，成為材料研發(fā)與失效分析中的精密工具。
