질병, 장기 기능 연구 또는 신약 개발에 대해 더 많이 배우려면 무거운 산소 물을 사용할 수 있습니다. 중산소수는 여러 가지 방법으로 사용되는 물의 동위 원소입니다. 과거에는 냉장 거울 듀 포인트 미터, 습식 및 건조 전구 수 히그로 미터 및 습도에 민감한 커패시터가 공기 중 고농도의 산소 수증기를 결정하는 몇 가지 방법이었습니다. 그러나, 이들은 수증기와 무거운 산소 수증기가 동일한 물리적 및 화학적 특성을 가지기 때문에 구별 할 수 없었습니다.
무거운 산소 수증기는 사용할 때 항상 수증기와 혼합됩니다. 습도를 측정하기위한 많은 센서가 있지만 선택성이 좋은 단일 센서는 다른 센서보다 더 나은 선택입니다.
물의 유형
중수소 수소 원자를 갖는 헤비 워터는 다른 유형의 물과 다른 유일한 물이 아닙니다. 많은 종류의 물은 구조에 약간 다른 양성자, 중성자 및 전자를 가지고 있습니다. 많은 종류의 물은 구조에 약간 다른 양성자, 중성자 및 전자를 가지고 있습니다.
- 삼중 물 :중수소 수와 유사하지만 중수소 수와는 다른 수소 동위 원소가 있습니다. 수소는 삼중 물에서 삼중습 형태이며, 이는 삼중 물인 물이다. 삼중 수소는 방사성이므로, 그에서 나오는 물 분자조차도 방사성이고 부식성입니다.
- 반 무거운 물 :이름 때문에이 물이 규칙적이고 무거운 물이 혼합되어 있다고 말할 수 있습니다. 이 경우, 몇몇 수 분자는 양성자 수소 동위 원소 대신 중수소 수소 원자를 갖는다. 이것은 반쯤 많은 물이 가벼운 물과 무거운 물 사이의 중간지면이라는 것을 의미합니다.
- 산소가 무거운 물 :일반적인 O16 대신 구조에 O17 및 O18과 같은 산소의 동위 원소를 가지고 있기 때문에 더 안정적으로 만듭니다. 삼중 물과 유사하게, 무거운 물은 방사성 시스템에서도 사용됩니다.
실험 및 결과
수증기 검출
습도 센서는 DAS-TDLAS 모드에서 작동하여 수증기를 찾습니다. 삼각형 신호를 사용하여, 다이오드 레이저는 레이저가 수증기를 흡수하는 선을 가로 질러 스캔합니다. 사용 된 전력량에 따라 변화하는 전압 신호가 기록됩니다. 상업용 습도 센서 (Rotronic, HP32)는 감지 된 가스의 상대 습도를 얻는 데 사용됩니다. 이 센서의 정밀도는 0.5% RH입니다.
수증기 샘플의 측정 된 상대 습도는 1.95% RH, 2.60% RH, 3.25% RH, 3.90% RH, 4.55% RH, 5.20% RH, 5.85% RH, 6.50% RH, 18.26% RH, 58% RH, 76% RH 및 88% RH입니다.
신호 프로파일은 모두 동일하며 공기에 수분이 많을 때 흡수가 더 눈에 띄는 것으로 알려져 있습니다. 선형 피팅은 곡선에 수행됩니다. 이 예에서, 사각형의 잔류 합은 19.59이고, 결정 계수는 r 2 =0.993 13.
입니다.수증기가 검출 될 수있는 속도는 9.64 mV/ % RH입니다. 제안 된 센서는 만족스러운 선형성을 가지며 수증기의 측정 정확도는 0.5% 내에있는 것으로 나타났습니다.
중세 산소 수증기 검출
WMS-TDLAS 모드를 사용하여 새로운 습도 센서가 얼마나 잘 작동하는지 알 수 있습니다. 전류가 드는 경우 중앙 파장이 흡수 라인을 가로 질러 이동하게됩니다. 구동 전류는 사인파와 삼각형 신호에 의해 동시에 변경됩니다.
삼각형 :삼각형 신호의 주파수는 100Hz이고 사인파의 주파수는 10 kHz입니다. 많은 양의 변조가 있습니다. 두 번째 고조파 신호를 측정 할 때 상대적인 양의 상대 습도가있었습니다.
Rotronic HP32 습도 센서는 수증기를 감지하고 상대 습도를 측정합니다. 그들은 각각 3.4% RH, 6.8% RH, 10.2% RH, 13.6% RH 및 17.9% RH를 갖는다. 프로파일 사이에는 많은 유사점이 있습니다. 그들은 가장 많은 에너지를 흡수하는 선의 중앙에서 봉우리에 도달합니다.
WMS-TDLAS 모드에서 전송되는 빛과 관련된 무거운 산소 수증기는 얼마입니까? 두 번째 고조파의 피크와 방의 상대 습도의 양 사이에는 관계가 있습니다. 제곱의 잔류 합은 11.03이고 R2 =0.9850입니다. 무거운 산소 수증기를 감지하기위한 30.91 mV/ % Rh 민감도가 있으며, 이는 얼마나 민감한 지입니다. 제안 된 센서는 만족스러운 선형성을 가지며, 중대한 산소 수증기 검출의 측정 정밀도는 센서의 경우 1.0% 내에 있습니다.
결론
동일한 습도 센서는 수증기와 무거운 산소를 감지 할 수 있습니다. 이 백서에서는이를 수행하는 방법에 대해 설명합니다. TDLAS는 동위 원소의 차이를 알리는 훌륭한 방법입니다. 광원은 수증기 및 중산소 수증기의 흡수 라인을 모두 포함하는 파장 범위를 갖는 단일 1372 nm DFB 다이오드 레이저입니다.
12m 광학 길이를 갖는 헤리어트 가스 셀은 SNR을 개선하는 데 사용되어 광학 길이를 약 60 배 더 길게 만듭니다. 수증기의 검출은 DAS-TDLAS 모드에서 수행되며, 검출 정확도는 0.5% RH 이내입니다. 무거운 산소 수증기 검출은 WMS-TDLAS 모드에서 수행되며, 중산소 수증기 감지의 정확도는 1.0% RH 내에 있습니다.
