Βαρύ-Οξυγόνο Νερό

Εάν θέλετε να μάθετε περισσότερα σχετικά με τις ασθένειες, την έρευνα για τη λειτουργία των οργάνων ή την ανάπτυξη νέων φαρμάκων, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε βαρύ νερό οξυγόνου. Το νερό με βαρύ οξυγόνο είναι ένα ισότοπο νερού που χρησιμοποιείται με πολλούς διαφορετικούς τρόπους. Στο παρελθόν, τα μέτρα σημείου δρόσου με κρύο καθρέφτη, τα υγρόμετρα υγρού και ξηρού λαμπτήρα και οι πυκνωτές ευαίσθητοι στην υγρασία ήταν οι λίγες μέθοδοι για τον προσδιορισμό υψηλής συγκέντρωσης υδρατμών οξυγόνου στον αέρα. Ωστόσο, αυτά δεν μπορούσαν να κάνουν διαφοροποίηση μεταξύ υδρατμών και υδρατμών βαρέως οξυγόνου επειδή έχουν τις ίδιες φυσικές και χημικές ιδιότητες.

Ο βαρύς υδρατμός οξυγόνου αναμιγνύεται πάντα με τους υδρατμούς όταν χρησιμοποιείται. Υπάρχουν πολλοί αισθητήρες για τη μέτρηση της υγρασίας, αλλά ένας μόνο αισθητήρας με καλή επιλεκτικότητα είναι καλύτερη επιλογή από άλλους αισθητήρες.

Τύποι νερού

Το βαρύ νερό με άτομα υδρογόνου δευτερίου δεν είναι το μόνο γνωστό νερό που διαφέρει από άλλους τύπους νερού. Πολλά είδη νερού έχουν ελαφρώς διαφορετικό αριθμό πρωτονίων, νετρονίων και ηλεκτρονίων στη δομή τους. Πολλά είδη νερού έχουν ελαφρώς διαφορετικό αριθμό πρωτονίων, νετρονίων και ηλεκτρονίων στη δομή τους.

• Τριτιωμένο νερό:Είναι παρόμοιο με το νερό δευτερίου αλλά με διαφορετικό ισότοπο υδρογόνου από το νερό δευτερίου. Το υδρογόνο βρίσκεται στη μορφή του τριτίου στο τριτιωμένο νερό, το οποίο είναι τριτιωμένο νερό. Το τρίτιο είναι ραδιενεργό, επομένως ακόμη και το μόριο του νερού που προέρχεται από αυτό είναι ραδιενεργό και διαβρωτικό.
• Ημιβαρύ νερό:Λόγω του ονόματος, μπορείτε να πείτε ότι αυτό το νερό είναι ένα μείγμα από κανονικό και βαρύ νερό. Σε αυτή την περίπτωση, πολλά μόρια νερού έχουν άτομα υδρογόνου δευτερίου αντί για ισότοπα υδρογόνου πρωτίου. Αυτό σημαίνει ότι το ημιβαρύ νερό είναι μια εξαιρετική μέση λύση ανάμεσα στο ελαφρύ και το βαρύ νερό.
• Νερό με βαρύ οξυγόνο:Ονομάζονται νερά με βαρύ οξυγόνο επειδή έχουν ισότοπα οξυγόνου όπως το O17 και το O18 στη δομή τους αντί για το συνηθισμένο O16, το οποίο τα κάνει πιο σταθερά. Παρόμοια με το τριτιωμένο νερό, τα βαριά νερά χρησιμοποιούνται επίσης σε ραδιενεργά συστήματα.

Πειράματα και αποτελέσματα

Ανίχνευση υδρατμών

Ο αισθητήρας υγρασίας λειτουργεί σε λειτουργία DAS-TDLAS για να αναζητήσει υδρατμούς. Χρησιμοποιώντας ένα τρίγωνο σήμα, το λέιζερ διόδου σαρώνει κατά μήκος της γραμμής όπου το λέιζερ απορροφά τους υδρατμούς. Καταγράφεται το σήμα τάσης που αλλάζει με την ποσότητα ισχύος που χρησιμοποιείται. Ένας εμπορικός αισθητήρας υγρασίας (Rotronic, HP32) χρησιμοποιείται για τη λήψη της σχετικής υγρασίας του αερίου που έχει ανιχνευθεί. Αυτός ο αισθητήρας έχει ακρίβεια 0,5% RH.

Η μετρούμενη σχετική υγρασία των δειγμάτων υδρατμών είναι 1,95% RH, 2,60% RH, 3,25% RH, 3,90% RH, 4,55% RH, 5,20% RH, 5,85% RH, 6,50% RH, 18,25% RH 76% RH, και 88% RH, αντίστοιχα.

Λέγεται ότι τα προφίλ σήματος είναι όλα ίδια και ότι η απορρόφηση είναι πιο αισθητή όταν υπάρχει πολλή υγρασία στον αέρα. Γίνεται γραμμική προσαρμογή στις καμπύλες. Σε αυτό το παράδειγμα, το υπολειπόμενο άθροισμα των τετραγώνων είναι 19,59 και ο συντελεστής προσδιορισμού είναι R 2 =0,993 13.

Ο ρυθμός με τον οποίο μπορεί να ανιχνευθεί υδρατμός είναι 9,64 mV/ τοις εκατό RH. Διαπιστώθηκε ότι ο προτεινόμενος αισθητήρας έχει ικανοποιητική γραμμικότητα και ότι η ακρίβεια μέτρησης για τους υδρατμούς είναι εντός 0,5% RH.

Ανίχνευση υδρατμών βαρέως οξυγόνου

Χρησιμοποιώντας τη λειτουργία WMS-TDLAS, βλέπουμε πόσο καλά λειτουργεί ο νέος αισθητήρας υγρασίας. Όταν το ρεύμα κινείται, προκαλεί το κεντρικό μήκος κύματος να ταξιδεύει κατά μήκος της γραμμής απορρόφησης. Το ρεύμα οδήγησης αλλάζει ταυτόχρονα από ένα ημιτονοειδές κύμα και ένα σήμα τριγώνου.

Τρίγωνο:Η συχνότητα του σήματος του τριγώνου είναι 100 Hz και η συχνότητα του ημιτονοειδούς κύματος είναι 10 kHz. Υπάρχει μια καλή ποσότητα διαμόρφωσης. Υπήρχαν διαφορετικές ποσότητες σχετικής υγρασίας όταν μετρήθηκαν τα δεύτερα αρμονικά σήματα.

Ο αισθητήρας υγρασίας Rotronic HP32 ανιχνεύει τους υδρατμούς και μετρά τη σχετική υγρασία. Έχουν 3,4% RH, 6,8% RH, 10,2% RH, 13,6% RH και 17,9% RH, αντίστοιχα. Υπάρχουν πολλές ομοιότητες μεταξύ των προφίλ. Φτάνουν στις κορυφές τους στο κέντρο των γραμμών απορροφώντας την περισσότερη ενέργεια.

Πόσο σχετίζεται ο βαρύς υδρατμός οξυγόνου με το φως που αποστέλλεται στη λειτουργία WMS-TDLAS; Υπάρχει σχέση μεταξύ της κορυφής της δεύτερης αρμονικής και της ποσότητας σχετικής υγρασίας σε ένα δωμάτιο. Το υπολειπόμενο άθροισμα των τετραγώνων είναι 11,03 και R2 =0,9850. Υπάρχει 30,91 mV/τοις εκατό ευαισθησία RH για την ανίχνευση βαρέων υδρατμών οξυγόνου, που είναι το πόσο ευαίσθητο είναι. Ο προτεινόμενος αισθητήρας έχει ικανοποιητική γραμμικότητα και η ακρίβεια μέτρησης για την ανίχνευση βαρέων υδρατμών οξυγόνου είναι εντός 1,0% RH από αυτήν που θα έπρεπε να είναι για τον αισθητήρα.

Συμπέρασμα

Ο ίδιος αισθητήρας υγρασίας μπορεί να ανιχνεύσει υδρατμούς και βαρύ οξυγόνο. Αυτό το άρθρο συζητά πώς να συμβεί αυτό. Το TDLAS είναι ένας εξαιρετικός τρόπος για να πούμε τη διαφορά μεταξύ των ισοτόπων. Η πηγή φωτός είναι ένα λέιζερ με δίοδο DFB 1372 nm με εύρος μήκους κύματος που καλύπτει και τις δύο γραμμές απορρόφησης υδρατμών και υδρατμών βαρέως οξυγόνου.

Μια κυψέλη αερίου Herriott με οπτικό μήκος 12 m χρησιμοποιείται για τη βελτίωση του SNR, καθιστώντας το οπτικό μήκος περίπου 60 φορές μεγαλύτερο. Η ανίχνευση υδρατμών γίνεται στη λειτουργία DAS-TDLAS και η ακρίβεια ανίχνευσης είναι εντός 0,5% RH. Η ανίχνευση υδρατμών βαρέως οξυγόνου πραγματοποιείται στη λειτουργία WMS-TDLAS και η ακρίβεια ανίχνευσης υδρατμών βαρέως οξυγόνου είναι εντός 1,0% RH.