Zasada działania kalorymetru DSC z pomiarem przepływu strumienia ciepła (ang. heat – flux)

Cela pomiarowa DSC składa się z pieca oraz zintegrowanego czujnika ze specjalnie przeznaczonym miejscem dla próbki oraz tygla referencyjnego. Powierzchnie sensora są podłączone do termopar lub są ich częścią. To pozwala na rejestrowanie różnicy temperatur między próbką i wzorcem (sygnał DSC) oraz temperatury bezwzględnej po stronie próbki lub wzorca.

Ze względu na pojemność cieplną (Cp) próbki, strona referencyjna (zwykle pusty tygiel) nagrzewa się szybciej niż strona próbki podczas nagrzewania celi pomiarowej DSC, tzn. temperatura odniesienia (TR, zielony) zwiększa się nieco szybciej niż temperatura próbki (TP, czerwony). Obie krzywe wykazują równoległy przyrost podczas ogrzewania przy stałej szybkości ogrzewania, aż do momentu wystąpienia reakcji w próbce. W pokazanym tutaj przypadku, próbka zaczyna się topić w czasie t1. Temperatura próbki jest stała podczas procesu topienia, przestaje się chwilowo zmieniać w czasie topnienia. Natomiast temperatura po stronie referencyjnej wzrasta liniowo. Po zakończeniu procesu topnienia, temperatura próbki ponownie zaczyna wzrastać, począwszy od czasu t2 i jest to wzrost liniowy.

Różnicowy sygnał temperatury (ΔT) obu tych krzywych umieszczony jest w dolnej części wykresu. W środkowej części wykresu, w wyniku obliczenia różnicy, powstaje maksimum (kolor niebieski), reprezentujące endotermiczny proces topienia. W zależności od tego, czy temperatura odniesienia jest odejmowana od temperatury próbki, czy odwrotnie, powstające maksimum może być skierowane do góry lub w dół. Powierzchnia powstałego piku obrazuje ilość ciepła związanego z takim przejściem w badanym materiale (entalpia w J/g).

Normy DIN 51007 i ISO 11357-1 zalecają prezentację procesów endotermicznych ku górze na wykresie. Natomiast w normach ASTM E793 i E794 sugerowany jest kierunek w dół. Dlatego też oprogramowanie NETZSCH Proteus® umożliwia dowolny wybór odpowiedniej dla siebie reprezentacji efektów endo- i egzotermicznych dla tworzonych wykresów DSC/DTA.