Hvernig er vatn- og súrefnisinnihaldið í vinskjúfuboxinu „greint“?

Í framleiðslusviðum eins og rannsóknir og þróun litíum-battería, undirbúning á hálfleiðismunnarefnum, örgjörvuleg optórafræði og samsetning á katalysatorum eru tilraunir venjulega framkvæmdar í umhverfi með háreinu óvirku gasi vegna þess að viðbragðsefnin eru mjög viðkvæm fyrir raki og súrefni í loftinu. Sem lykilbúnaður sem veitir þetta umhverfi ákvarðar greining og stjórn á innihaldi vatns og súrefnis inni í vakúumhreinsunarbúnaðinum beint hvort tilraunin heppnist eða ekki.

Svo, hvernig prentar sér það nákvæmlega? handföngaskápur ná pípmælisstig uppgöngu á sporstmengi af vatni og súrefni, og hvernig er þessi útrýmda hrein umhverfi viðhaldið yfir langan tíma?

I. Grundaðar skynjaprinsippir fyrir uppgöngu á vatni og súrefni í vinnuhandskókum

Til að stjórna innihaldi vatns og súrefnis í vinnuhandskókunni á mjög hátt nívó <1 ppm eru háþróttnir „augu“ nauðsynleg – súrefnismælir og rökkpunktsskynjari. Í venjulegum hæfum óhræðilegum gasvinnuhandskókum eru mælisvið og virkingarmáta þessa tveggja skynjara með strangar tækniskilyrði.

1. Rauntímaeining á súrefnisstofn: Súrefnismælir

Í hreinrúmavinnuhandskókakerfum er venjulegt mælisvið súrefnismælara oft hönnuð á milli 0 og 1000 ppm.

Virkingarpróf: Í dag er algengasta aðferðin byggð á rafeindiræktun eða á grunnvöldu zirkóníoxíðs í fastri rafhreyfingu. Til dæmis, þegar gas diffundar inn í handvönduna og nær yfirborði skynjarans, fer súrefnið í endurræktunarbráð, sem framleiðir veikan rafstraum. Stærð þessa rafstraums er hlutfallsleg við súrefnisinnihald. Með háþrótta styrkingu á rafmagnssignalinu og stafrænni umbreytingu getur stjórnkerfið sýnt smáskammannlega súrefnisinnihald í handvöndunni í rauntíma.

2. Nákvæm upptaka á litlum magni af rökkvæðu: Döggpunktsgreiningaraðili

Þar sem rökkvæða hefur jafnvel meiri áhrif á margar efna- og virka metallbindingar en súrefnið, eru handvöndur venjulega útbúnar mjög viðkvæmum döggpunktsgreiningaraðilum með mælisvið af 0–500 ppm.

Virkingarpróf: Þessi aðferð notar oft rúmfræðilega eða viðnámssensara með þunnri filmu. Yfirborðið á skynjaranum er dýkt með mjög viðkvæmri þunnri filmu. Þegar minnstar magn af vatnsmolekulum í umhverfinu eru losuð eða tekin upp af filmunni breytist rúmfræði eða viðnámið á filmunni lítillega. Með nákvæmri mælingu á þessum breytingum í rafstöðugetu getur kerfið reiknað út döggpunktstempératuren á gasinu og síðan umbreytt henni í rúmmálsþéttleika.

II. Skynsamleg ákvarðanatöku: Samstillingu stjórnunar á skynjara- og PLC-kerfum

Aðeins að hafa greiningaraðferðir er ekki nægilegt; handvöndukassinn þarf að umbreyta greindum gögnunum í staðbundnar stjórnunaraðgerðir. Þetta krefst iðnaðarstjórnunarkerfis fyrir innslátt og greiningu á gögnunum.

Með því að nota stjórnborðið geta starfsfólk notendur ekki bara fylgst með rauntíma gögnum á óþægilegan hátt, heldur keyrir kerfið einnig heildar sjálfgreiningu og viðlagfæranda rökhugsun: Dynámískur ýtryrysturstýring og viðlagfæranda vernd: Til þess að koma í veg fyrir að ytri loft sé innblaist í kassann gegnum mjög litla bil eða gummihandskór verður að halda jafnvægisýtryrysti inni í kassanum. Undir venjulegum starfshamfarir er vinnumýtryrysti kassans venjulega nákvæmlega stýrður innan +/- 15 mbar. Þegar kerfið greinir óvenjulega ýtryrystu sem fer yfir +/- 16 mbar, virkar PLC-tækið sjálfkrafa verndarkerfi sem stillir loftaðgangs- eða loftútflæðisopur til þess að tryggja jafnvægi ýtryrystunnar og þannig líklega koma í veg fyrir innkomu ytra vatns og súrefnis.

III. Frá greiningu til útrýmingar: Efni umbreyting í hreinsunarhringkerfinu

Þegar skynjarar greina breytingar á vatns- og súrefnisstigi vegna starfs eða inn- og útflutnings efna, fer handskakassinn að fjarlægja þessar sporafurðir aðallega með umhverfisreinindarstöð sína.

Í lokaða hringrásinni leiðir heildbyggður loftdrætti loftið inn í kassann í hreinsunarsúlu sem er fyllt með tilteknum efnum fyrir efna- og efnisfræðilega viðlofu:

Efnafræðileg súrefnisfjarlæging: Hreinsunarsúlan er venjulega fyllt með mjög áhrifamiklu virku koparvalkata. Þegar loft sem inniheldur súrefni fer í gegnum hana reynir koparið við súrefnið við stofuhitastig og myndar koparoxíð, með einu yfirferðar getu fyrir súrefnisfjarlægingu upp í 60 lítra.

Efnisfræðileg vatnsfjarlæging: Hreinsunarsúlan inniheldur líka jafn mikla magn af mjög áhrifamiklum sameindasíum. Með því að nota einstaka mikroholuaggregat og mjög pólísk yfirborð sín virka þeir til að efnisfræðilega viðlofa og festa vatnsmolekular í lofinu, með einu yfirferðar getu fyrir vatnsfjarlægingu venjulega upp í 2 kg.

Með þessari háfjöldu samfelldri skiptihreyfingu er lókinn tryggður þannig að heildarvötnunin og súrefnisstöðugleiki inni í lókinum halda áfram að vera jafn stöðugur á mjög hreinum stigi <1 ppm.

IV. Lykillinn að viðhalda langtíma nákvæmni við greiningu: PLC sjálfvirk endurmyndunarlogík

Á meðan notkunartíminn eykst, hefur hreinsunarfyrirhalds efnið tilhald til að verða mätt, og þá munu vatns- og súrefnisgögnin sem skynjararnir fylgja með sýna reglulega hækkun. Til að endurheimta virkni hreinsunarkerfisins eru reglulegar endurmyndunaraðgerðir nauðsynlegar.

Tíðinlegar handvöxtur útfæra almennt sjálfvirkan endurkallunarferli stýrt með PLC: Minskun og desorpsjón: Á endurkallunarstiginu er ákveðið hlutfall af blönduðum gás, venjulega blöndu af vinnumgas og vetnis, sett inn í kerfið. Undir hita við háa hitastig reynir vetnið við koparoxíð í hreinsunarsúlunni og myndar kopar og vatnsþyngð, sem losnar með endurkallunarlosunargasinu og endurnýjar þannig koparkatalysatorinn; sameindasíeið desorbir og losnar við vötnunina sem hefur verið tekin upp með hita við háa hitastig, þar með er endurkallunarferill hreinsunarkerfisins lokið.

V. Ályktun

Uppgötvun og stjórnun á vatni og súrefni í tæmdarhreinsunarmánaðshandsvöxtur er ekki niðurstaða einskis hluta, heldur lokað kerfi sem sameinar „nákvæma uppgötvun – skynsamleg ákvörðun – áhrifamikil úrkoma“.