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Michael Gerlach

• Dynamische Differenzkalorimeter sind weit verbreitete Messgeräte in der thermischen Analyse. Aufgrund einfacher Handhabung und einer Vielzahl von Anwendungsgebieten, sind sie wichtiger Bestandteil in Forschung und Industrie. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der neuartigen Umsetzung einer Messzelle. Als Ausgangspunkt dient eine detaillierte Literaturrecherche, die sich mit den Grundlagen der Kalorimetrie, den verschiedenen Messprinzipien, den Methoden der Dynamischen Differenzkalorimetrie, der Einordnung des Gerätes hinsichtlich elektromagnetischer Grenzwerte sowie den theoretischen Vor- und Nachteilen des neuen Messsystems befasst. Ziel war es das Betriebsverhalten und die Leistung des Prototyps zu verbessern. Die Einflüsse der Messparameter und des bei Messungen verwendeten Zubehörs, sollten speziell für dieses Messgerät abgeschätzt und günstige Bedingungen herausgearbeitet werden. Des Weiteren wurde die Leistungsfähigkeit anhand von Benchmarks validiert und eingeordnet. Der Aufbau der Messzelle begünstigt eine Adaption von zusätzlichen Informationsquellen. Exemplarisch wurden deshalb eine Kamera, eine UV-Lichtquelle und ein Raman-Spektrometer implementiert und getestet. Aufgrund einer hohen Dynamik wurden außerdem eingehende Test zu temperaturmodulierten Messungen und deren Evaluierung durchgeführt.
• Dynamic differential calorimeters are one of the most common instruments for thermal analysis in research and production facilities. Traditionally they are used to understand how a material’s structure changes when temperature changes over a wide range of applications from quality control to material formulation. The present work reviews the development of a novel architecture for the measuring cell. This new design offers non-traditional experimental integrations like a camera, a UV light source and a Raman spectrometer. The new measuring cell design was evaluated and compared to traditional designs. Theoretical advantages and disadvantages of the new measuring system were also evaluated through an extensive literature survey to minimize un-necessary design iteration. The aim was to improve the operating behavior and performance of the prototype within a given timeframe. During the process the influences of the measuring parameters for favorable conditions were optimized for the integrations of the camera, a UV light source, Raman spectrometer and temperature modulation. All of these details are covered herein.