化学氧碘激光器的BHP配制及稳定操作
稳定同位素分析操作规程
IsoPrime Ltd编号：SOP No.:名称1.0 目的PURPOSE建立Isoprime同位素质谱系统的操作与维护规程，确保仪器的准确操作与使用。
2.0 适用范围SCOPE适用于Isoprime同位素质谱系统，带元素分析仪 (Vario EL cube)。
3.0 定义DEFINITIONSN/A4.0 职责RESPONSIBILITIES4.1 分析员4.1.1分析员应严格按照本规程执行。
4.1.2分析员应在使用仪器设备前检查仪器的状态。
如果发现异常应及时通知其主管或联系维修工程师。
4.2 主管4.2.1确保分析员接受本规程培训。
4.2.2督促分析员严格按照本规程执行操作。
4.2.3负责实验室仪器设备异常现象的处理。
5.0 程序PROCEDURE5.1 同位素质谱系统的组成5.1.1 Isoprime 同位素质谱仪，由离子源，飞行管，电磁体，信号放大器，外置真空泵，分子涡轮泵及控制器等模块组成。
5.1.2 参考气体进样器。
5.1.3 样品稀释器。
5.1.4元素分析仪 （Vario EL cube ）。
5.2操作方法5.2.1 开机 开气。
接通主机及机械泵电源。
开电脑，打开软件，Tune Page 界面，下拉 Instrument 菜单，点击Pumping on （分子涡轮泵）， IonVantage > Isoprime Tune page > Instrument > P umping开隔离阀（Speedivalve ），MS 主机后大旋纽，逆时针，当外置真空泵使系统压力降至适当状态时，分子涡轮泵将自动运行。
S peed i valve 在主机后部当IP high Vac.显示4E10-6mbar 左右时，即两个压力显示条为绿色，开蓝色的隔离阀（主机面板顶上），此时压力会上升，当压力再次降至4E10-6mbar 左右时，即压力显示由黄色再变为绿色时，开离子源。
Isoprime Tune page > I nstrument > S ource on注意：在每次打开黄色隔离阀之前，一定要先关闭离子源，这样做用以保护离子源灯丝。
氧碘化学激光器数值模拟中的多块并行通信算法
氧碘化学激光器数值模拟中的多块并行通信算法郭红;李艳;安恒斌【摘要】In this paper ,a parallel communication algorithm of supersonic chemical oxygen iodine laser (COIL )’s calculation using multiblock structured mesh has been designed and implemented . This communication algorithm that is designed for large scale supersonic chemical oxygen iodine laser ’s simulation is based on JASMIN (J parallel adaptive structured mesh applications infrastructure ) infrastructure . There are several communication problems in the large scale supersonic chemical oxygen iodine laser’s simulation such as the complexity of blocks’ connecting relationship description , the complexity of management of boundary conditions and the nonuniform of communication schedule . The communication algorithm in this paperi ncludes a blocks’ relationship recognition algorithm to compute blocks’ connecting relationship automatically , a special data structure to help managing boundary conditions and a unified communication schedule which can reduce communication time . According to our calculation results , the communication problems can be resolved by the communication algorithm in this paper and supersonic chemical oxygen iodine laser based on this communication algorithm can be realized easily and simulated regularly . The simulation with 4 .5 million mesh cells in this paper can run efficiently on thousands of processor cores .%为实现氧碘化学激光器大规模数值模拟，基于 JASMIN （J parallel adaptive structured meshapplications infrastructure）框架设计实现了氧碘化学激光器数值模拟的多块并行通信算法。
稳频氦氖激光器安全操作及保养规程
稳频氦氖激光器安全操作及保养规程稳频氦氖激光器是常用的实验室设备，它被广泛用于科研实验和生产制造中。
但是，如果不遵守安全操作和保养规程，激光器可能会造成伤害和财产损失。
因此，在使用激光器之前，必须了解相应的安全操作和保养规程，以确保其安全和长期运行的稳定性。
安全操作规程以下是稳频氦氖激光器的安全操作规程：1.戴上防护眼镜在使用稳频氦氖激光器之前，必须戴上适当的防护眼镜。
这能够保护眼睛免受激光对其造成的伤害。
2.环境准备在使用稳频氦氖激光器之前，必须将实验室环境准备好。
确保实验室内没有易燃或易爆物品，并将实验室装有灭火器和紧急停车装置。
3.操作人员在使用稳频氦氖激光器之前，必须指定专门操作的人员，并向其提供相应的操作指南。
此外，操作人员还必须接受关于激光器安全操作的培训。
4.激光器气体压力设置在使用稳频氦氖激光器之前，必须设置激光器内气体的压力。
必须确保该压力符合激光器厂家提供的规范。
此外，在设置气体压力时，必须小心操作。
如果设置不当，会导致激光器损坏或发生事故。
5.激光器输出功率设置在使用稳频氦氖激光器之前，必须设置激光器输出功率。
必须确保该功率符合激光器厂家提供的规范。
此外，在设置输出功率时，必须小心操作。
如果设置不当，会导致激光器损坏或发生事故。
6.放置位置在使用稳频氦氖激光器时，必须将其放置在平稳的地方。
这有助于减少误操作和事故的风险。
此外，激光器周围必须保持干燥和清洁。
7.激光器保护在使用稳频氦氖激光器时，必须注意保护激光器。
避免将杂物和手放在激光器周围以及上面。
此外，必须小心操作其它设备，以避免对激光器造成伤害。
8.激光器关闭在使用稳频氦氖激光器后，必须将其关闭。
这能够避免不必要的能源浪费，并保护激光器免受干扰和损坏。
9.记录日志在使用稳频氦氖激光器时，必须记录每个操作的日期、时间、操作人员和操作内容。
这有助于激光器的跟踪和管理，并为后续的操作提供参考。
保养规程以下是稳频氦氖激光器的保养规程：1.定期检查激光器在使用稳频氦氖激光器时，必须经常检查其外观和内部构造。
氧碘激光器化学式碘发生装置的实验研究
光器 ５ Ｓ的出光 时 间 ， 因而在 反应 的稳 定性 方 面还 有 待 提 高 ， 需 要 进 一 步 改进 和 优 化 。为 此 ， 本 文通 过 热 力 学
示 出 了较 好 的 供 碘 稳 定 性 ， 此时 Ｃ ｕ Ｉ 的转化率为 ２ ３ 。 关键 词 ： 氧碘化学激光 器 ； 碘发生 器 ； 气一 固反 应
中 图 分 类 号 ： ＴＱ５ １ ９ 文 献 标 志码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． １ １ ８ ８ ４ ／ ＨＰ Ｌ Ｐ Ｂ ２ ０ １ ５ ２ ７ ． ０ ４ １ ０ １ ７
效率 等方 面也可 以 与物理 式碘 发 生器 达到 同样 的水 平 ］ 。但是 ， 由于该 装置 是 利用 气一 固相 化 学反 应 来 获得 碘 蒸气 ， 碘 流量 受 到化学 反应 过程 稳定 性 的直 接影 响 ， 不容 易控 制 ， 导 致供 碘过 程 中碘 流量 的波 动性 较大 ， 而碘 流
氧碘 化 学激 光器 （ Ｃ ｏＩ Ｌ ） 是 目前 波长 最短 的化 学激 光 器 ， 具有 易 于 光 纤传 输 和 工程 放 大 等 特点 ， 目前 输 出 功率 已达 Ｍｗ 量 级 ， 光 束质 量 达到 近衍 射极 限 ， 在高 能激 光领 域 占有 了重 要 的一 席 之地 ［ １ Ｊ 。随着 Ｃ ＯＩ Ｌ实 用 化进 程 的发 展 ， 人 们对 其各 单元 部件 的要求 也越 来越 高 ， 装置 的性 能 、 体积 、 重 量及启 动 时间等都 成 为 了激 光 器 的优 化 因素 ］ 。碘 发 生装 置是 Ｃ ＯＩ Ｌ一个 重要 的核 心部 件 ， 其碘 蒸气 的高 效发 生和 稳定 供给 对整 个 激光 器 的 性能 有着 至关 重要 的影 响 。 目前 ， ＣＯＩ Ｌ普遍 采用 通 过 电加热 蒸发 碘 单质 的物 理式 碘 发生 装 置［ ７ ］ ， 尽 管其 技 术 已经 相 当成熟 ， 但 仍存 在一 些 不利 因素 ， 如： 碘蒸 气遇 冷会 凝 结 ， 而碘 又 具 有较 强 的腐 蚀 性 ， 所 以碘在 发 生 器 及 输送 管路 中的长期 存 留对设 备 的腐 蚀 和破 坏非 常严 重 ， 而且 碘 蒸发 过 程需 要 足够 的蒸 发 面积 和 较 高 的温 度 保 证， 因此需 要 配置 体积 庞大 的储 碘罐 和 复杂 的高 电耗 加热 系统 ， 出光前 需 要较 长 的启 动 时 间 ， 导 致 系统 机 动 灵 活性 降低 。为改善 上述 不 利 局 面 ， 我们 尝试 利 用 氯 气 与 无 机 碘 化 物 反 应 产 生 碘 蒸 气来 为 Ｃ ＯＩ Ｌ提 供 出光 介 质 ， 目前 主要 采 用 碘 化 亚 铜 （ Ｃ ｕ Ｉ ） 作 为 固相 反 应 物 质 。该 体 系 可 以迅 速 发 生 放 热 反 应 （ 标 准 摩 尔 反 应 热 △ Ｈ轰 应为 一６ ９ ． ５ ｋ Ｊ ／ ｍｏ １ ） ， 同时 为保 证反 应顺 利进 行 ， 反应 器 初 始 温度 始 终 设 置 在 ４ ０ ０ Ｋ 以上 ， 所 以生 成 的碘
氧碘激光器化学式碘发生装置的实验研究
氧碘激光器化学式碘发生装置的实验研究
碘化学式发生装置是一种大型仪器，用于生产臭氧、碘化氢、碘、氧化碘等重要的氧化剂
气体和相关溶液。
最近，研究人员发现，添加激光作为光源，可以增进碘发生装置的性能。
在激光碘发生装置实验中，激光作为光源，照射到碘氯化物溶液方反应杯内的负极，极性
的不同会影响光的反应产物：研究表明，正极照射更可能产生臭氧，而负极照射更可能产
生碘化氢或碘。
此外，研究发现，激光强度大小也会影响碘发生装置的性能。
当激光功率
增强时，反应加速，从而提高反应率；但是，当激光功率超过一定值时，反应会减缓甚至
发生反转，从而降低反应率。
因此，选择合适的激光强度对于提高碘发生装置的性能至关
重要。
总之，激光碘发生装置是一种重要的研究工具，可以有效地用于生产具有重要应用价值的
氧化剂气体和溶液。
激光可以通过影响原料极性和强度来影响反应上的百分率，从而提高
碘发生装置的性能。
碘稳激光器原理
碘稳激光器原理激光器是一种利用激光放大原理产生一束高度聚焦、高度单色、高度相干的激光束的设备。
碘稳激光器是一种基于碘分子的激光器，其原理是通过碘分子的电子跃迁来实现激光的放大。
碘稳激光器的工作原理如下：首先，通过一个能量输入装置，将能量传递给碘分子。
碘分子处于基态时，其电子都处于最低的能级上。
当外界能量输入后，碘分子中的电子会吸收能量，跃迁到更高的能级上。
这个过程称为激发。
在碘稳激光器中，碘分子的激发是通过电子束加热的方式实现的。
电子束加热器中的电子束会加热碘晶体，使其温度升高。
温度升高后，碘晶体中的碘分子会发生激发，电子跃迁到更高的能级上。
当碘分子被激发后，会处于一个不稳定的状态。
碘分子会很快地从激发态跃迁回到基态，这个过程称为辐射。
在辐射的过程中，碘分子会释放出激光光子。
这些激光光子具有相同的频率和相位，从而形成一束激光。
为了增强激光的放大效果，碘稳激光器采用了光学共振腔。
光学共振腔是由两个反射镜构成的空腔，激光光子在其中来回反射。
当激光光子与碘分子相互作用时，碘分子会吸收激光光子的能量，进一步激发碘分子，从而增强激光的放大效果。
碘稳激光器的输出激光具有很高的单色性和相干性。
单色性是指激光的波长非常单一，只有一个特定的波长；相干性是指激光光子之间的相位关系非常稳定。
这些特性使得碘稳激光器在科学研究、医学、激光制造等领域有着广泛的应用。
在实际应用中，碘稳激光器还需要对激光进行调谐，以满足不同应用的需求。
调谐是通过改变碘分子的能级结构来实现的。
通过调节碘分子的能级结构，可以改变激光的波长和频率，从而适应不同的应用需求。
总结起来，碘稳激光器是一种利用碘分子的电子跃迁来产生激光的设备。
通过电子束加热碘晶体，激发碘分子，然后通过辐射过程产生激光光子。
碘稳激光器具有高度的单色性和相干性，适用于科学研究、医学和激光制造等领域。
调谐技术可以改变激光的波长和频率，以满足不同的应用需求。
碘稳激光器的原理和应用为我们提供了一种重要的激光器源。
激光水稳定性同位素分析仪的操作步骤与注意事项
工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald11在自然界水文循环过程中，同位素分馏导致水中氢氧同位素组成具有时空差异。
氢氧稳定同位素为土壤—植物—大气连续体水分利用来源、水循环演化过程及形成机理分析等研究提供了行之有效的方法，在农业水文学、土壤学、生态学等学科研究中具有重要作用[1-2]。
目前，测氢氧稳定性同位素的方法有同位素比率质谱仪法(Is otop e R at io Mas s Sp e ctrom etor，I R MS)和光谱法。
质谱仪因其体积较大，测试成本昂贵，操作复杂而限制其广泛应用。
而光谱仪体积小重量轻，携带便捷，可用于野外实时监测，成本低廉，操作简单，分析速度快，且在性能方面已经接近IR MS 法[3]。
因此，近几年得到广泛应用。
该文介绍的是美国Los Gatos Re s earch公司最新研发的激光水稳定性同位素分析仪(型号为LWA-45EP)，可同时测量水中同位素δ2H、δ18O 和δ17O。
笔者通过实践经验，对该仪器的操作步骤及注意事项等内容进行介绍和总结，以期为相关的用户人员提供参考。
1 工作原理I WA -45E P 仪器基于高分辨率的离轴积分振腔输出光谱技术(O f f-A x i s I n t e g r at e d C av it y O u t p u t Sp e c tro s c opy)。
O f f-A x is ICO S技术将激光谐振腔和气体测量室合为一体，激光在谐振腔两端的反射镜中反复震荡，其中有少部分透过反射镜，到达检测器。
利用这种装置，进入测量室的激光必先在气体中反复通过上万次，才能到达检测器，这相当于增加了测量室的厚度，从而使吸收信号明显增强，因此可以测定含量极低的气体，大大提高了测量精度和速度[3]。
对于液态水样品，I WA-45E P可以以最快的速度同步精确地测量D/H、18O/16O、17O/16O的同位素比率，其保证精度分别为0.5‰、0.1‰和0.1‰。
过氧化氢在碱性条件下的稳定性研究_葛广海
定的螯合物 。 选择此配方 , 过氧化氢溶液稳定性明 显改观 , 表现在配制的碱性过氧化氢溶液清洁透明 、 无气泡 。 只要溶液保持在 0 ℃以下 , 在搅拌下也相 当稳定 。加入稳定剂对降低 BHP 溶液粘度有好处 。 经过用户长期使用表明 , 该稳定剂能使激光器稳定 工作 , 在容器中配制的碱性过氧化氢中无气泡产生 , 同时 , 对激光器的效率能起到提高作用 。
碱性过氧化氢(BHP)是由过氧化氢与碱金属盐 (一般是氢氧化钾)溶液反应生成的 , 是化学氧碘激 光器(COIL)研究中使用的一种主要反应物质 。 其 化学反应如下 :
H2O2 +O H - O O H -+H2O
用户在使用碱性过氧化氢中总是有气泡产生 , 从而 制约了激光器的效率 。 近年来 , 激光器技术应用获 得很大发展 , 国内在这方面也列入计划 , 进入实施阶 段 。 高浓过氧化氢是短波长化学激光器中参加化学 反应的重要化工原料之一 , 在其化学发生器中与高 浓度的碱液进行化学反应 。反应中 , 过氧化氢稳定 性的高低 、过氧化氢与碱的混合液体的物理性能 、化 学性能的好坏 , 对整个氧碘化学激光器实现高功率 及高光束质量起着举足轻重的作用 。本研究主要有 两方面 :一是碱性过氧化氢的稳定剂的研究 ;二是物 理参数的测定 。 1 实验 1 .1 实验所用设备和原料 低温恒 温槽 , DC —3005A , 宁 波产 ;反 应器 , 自 制 ;真空泵 , 旋片式 2X —2 ;旋转式粘度计 , NDJ -1 , 上海产 。 过氧化氢 , 浓度 50 %, 高纯级 , 本厂产 ;氢
化学氧碘激光器的诊断
第9卷 第3期强激光与粒子束V o l.9,N o.3 1997年8月H IGH POW ER LA SER AND PA R T I CL E BEAM S A ug.,1997 化学氧碘激光器的诊断Ξ王建祥 杜祥琬(北京应用物理与计算数学研究所,北京8009信箱,100088) 摘 要 将化学氧碘激光器(CO I L)本身的诊断分述为流场特性诊断、气流混合诊断、增益介质诊断和光腔诊断,系统讨论了各种诊断的要求,并分别讨论了各种诊断的基本原理及方法。
关键词 化学氧碘激光器 诊断 ABSTRACT T he diagno stics of the chem ical oxygen2i odine laser(CO I L)device arediscu ssed system atically.It is divided in to several diagno stic sub system s such as flow diagno s2tic,oxygen2i odine flow m ix ing diagno stic,gain m edium diagno stic and resonato r diagno stic.T he requ irem en t of every diagno stic param eter,their m easu re p rinci p les and m etnods,are dis2cu ssed system atically,som e diagno stic examp les are also given respectively. KEY WOR D S chem ical oxygen2i odine laser,diagno stic 化学氧碘激光器已经发展多年,但要达到实用化的阶段,还需要进一步优化设计,以减小体积,提高效率,增大功率并获得良好的光束质量。
激光器操作规程
1、检查气瓶（Ne、Kr、F2）主阀是否关好，并调节减压阀，使示数为“0.4MPa”；2、开总电源；3、开红色的“Mains”开关；4、用专用的钥匙开“Key Switch”开关；5、控制面板显示内容，等其自检后，预热480s；6、预热完毕后，设置电压、频率等值；7、按“Run/Stop”键，再按“EXE”执行，激光器头部指示灯亮；8、实验完毕，按“Break”或“Run/Stop”键，停止运行；9、关激光器时，先关“Key Switch”，再关“Mains”，最后关闭总电源。
注：长时间未用时，用气瓶内少量气体清洗管道。
气体：Kr，F2 in He，缓冲气体（Ne）气瓶内压力最好高于20bar；推荐使用卤素气体钢瓶最多一年，其他气体钢瓶最多两年。
F2：5%F2（纯度适合激光激发）/95%He（纯度大于99.995%），调压阀 3.5-5.0bar，流量0.3L/s-3.0L/s，气瓶尺寸10L，150barKr：纯度（大于99.99%），调压阀3.5-5.0bar，流量0.8L/s-3.0L/s，气瓶尺寸10L，100bar Ne：纯度（大于99.995%），调压阀 3.5-5.0bar（作为卤素气体携带源 6.5-7.0bar），流量0.8L/s-3.0L/s，气瓶尺寸200L，200barHe：纯度（大于99.995%），调压阀（冲洗腔体3.5-5.0bar）（作为卤素气体携带源6.5-7.0bar），流量0.8L/s-3.0L/s，气瓶尺寸200L，200bar冲洗气体管道（灌气之前或运行一个星期后）：打开激光器至准运行状态，气阀打开，且调节调压阀至适值。
1．关掉相应气阀2．保证相应气体管道调压器打开3．在小键盘上按下“FLUSH LINE”，并用左右键选择目标气体管道4．按下“ENTER”，确认选择5．按下“EXE”执行操作（显示“FLUSH: current selection L”）以上属于排去气体管道中的气体，下面要将气体管道中充满新鲜气体6．打开在第一步中关掉的气阀7．在有气体补充的情况下重复上述2-5步操作至少一次净化气体管道（长时间没有运行激光器后取出管道中的杂质）打开激光器至准运行状态，气阀打开，且调节调压阀至适值。
碘稳频可调谐激光器安全操作及保养规程
碘稳频可调谐激光器安全操作及保养规程前言碘稳频可调谐激光器是一种高科技产品，其具有高浓度单频激光束、成形光束、短脉冲、稳频、高统计性等优点，但同时也存在着高功率、高能量、复杂结构、温度控制等问题，因此需要特别注意操作和维护。
本文将介绍碘稳频可调谐激光器的安全操作及保养规程，希望能够对广大用户提供参考和指导。
安全操作设备的安装与接线1.确认设备对于所安置场所的环境条件符合要求。
2.安装设备的地面应平整、干燥、无水、无油、无腐蚀性气体，且要离开电源、磁场等干扰源。
3.设备的三相电源应接地，接地电阻应小于或等于4Ω。
4.设备接地与设备内部接地导体连接必须良好。
5.设备应摆放在稳固桌面或台架上、周围无明火或高温物、无强磁场等位置。
开机前的准备1.在操作之前，检查设备周围无易燃物品、爆炸物品和易导电、易导热、易燃蒸气或尘埃的物质。
2.确认设备内各部分安装正确、连接良好，并加固螺栓紧固。
3.检查设备内部各盖板、保护板、安全保护装置等是否安装齐全。
4.检查开关、按钮等均处于正常位置。
操作前的注意事项1.操作前应进行设备预热，确保稳定输出激光波长、频率及输出功率。
2.操作时佩戴防护眼镜，以保护眼睛。
3.操作时要注意防止手指等部位过度接触设备，避免受伤或设备损坏。
4.操作时严禁触摸发热或高压部分以免被烫伤或触电。
5.操作人员必须全程手握激光手柄，防止未控制的激光伤害到人体。
6.严禁非操作人员接近设备或激光发生器，以免伤及他人。
操作时应注意的问题1.操作时应避免剧烈碰撞或摇动设备。
2.操作时应防止激光束被镜子所反射，造成伤害。
3.操作时要注意激光输出口、激光传输管等部分的接头处是否漏光。
4.操作时应注意监测激光能量，防止超过设备额定功率。
5.激光器设备具有自动保护功能，若操作时出现故障，应及时关闭激光器。
关机之后的处理1.关机之后，应当切断三相电源，并将主机电源控制开关关闭。
2.关机之后，应当清理设备表面、内部积尘等杂质，并保持干燥。
型盐碘自动分析仪安全操作及保养规程
型盐碘自动分析仪安全操作及保养规程一、前言型盐碘自动分析仪是一种非常常用的实验设备。
为了确保实验室安全，减少使用设备时的操作错误和维护设备好的状态，本文会详细介绍该仪器的安全操作和保养规程。
二、安全操作规程1. 设备连接操作型盐碘自动分析仪电源线松动或插头松动可能导致电器设备无法开启或电线短路引起的火灾、爆炸等严重的安全隐患。
在连接设备时，一定要将设备插头插紧，确认每一个插头连接固定。
2. 实验室站位型盐碘自动分析仪非常繁重，每日需要执行多组实验。
在使用并排放置的仪器时一定要保持安全距离，防止发生互相干扰的情况。
3. 密闭区使用型盐碘自动分析仪需要在密闭空间中工作，不带手套和无防护的操作者可能会导致身体受伤或化学物质飞溅。
请一定要使用防护手套、眼镜等防护设备。
4. 仪器操作在仪器的操作过程中，需要注意以下几点：•对仪器的每一个参数进行设置和确认；•仪器置不适用时，需先关掉电源开关再断开电源线；•在仪器上使用化学试剂时，需注意安全，不得使用已泄露的试剂瓶和液态物质，防止化学物质飞溅；•严禁任何人员在操作实验设备时拆开，否则会导致设备故障。
5. 实验人员要求•了解相关的安全操作规程；•不得将任何假设/实验数据输送到仪器中；•不得将非法软件或恶意软件安装至实验室电脑上；•仪器的操作必须由经验丰富的实验人员操作。
6. 突发事故处置如果突然发生仪器爆炸、火灾等安全事故，应立即切断电源、关闭后端气源并将其向后推出安全区域。
该安全区域应是放置气瓶的固定区域。
同时，应立即报警并立即扑灭火灾。
三、保养规程1. 每日保养•每日必须检查设备的电源线和电气部分是否存在损坏；•每日清洗和消毒设备的仪器壳和型盐碘自动分析仪外部；•对设备进行必要的保养和维护；•清洗仪器时，要慢慢地冲洗、不得用高压水枪；2. 每周保养•检查仪器和电子设备有无风扇、硬盘等防尘筛；•在设备的加热和冷却周期中，检查温度传感器是否失效或稳定；•检查系统软件和硬件是否有升级和改善的需求。
抗氧化剂BHT的制备与检测
抗氧化剂BHT的制备与检测一、实验目的：1.了解抗氧化剂BHT的制备原理和方法2.掌握实验中所用的实验操作技术3.了解食品抗氧化剂的作用原理二、实验原理食品加工、运输和贮存期间,为了防止物理、化学、酶及微生物作用等而引起的食品色、香味异常,营养成分被破坏损失，甚至腐败变质，常常需要使用食品保护剂，包括防腐剂、抗氧化剂、保色剂、保香剂、涂膜剂等。
空气中的氧会引起某些事物变质。
如油脂变膻，是组成油脂的不饱和脂肪酸被氧化所至。
氧化还会使空气中的氧会引起某些食品变质。
如油脂变膻，是组成油脂的不饱和脂肪酸水果和蔬菜失去维生素C，产生褐色，或破坏其他维生素。
有些食品加工后，与空气接触面增大，更易被氧化。
为了防止食品的氧化，可以加入少量允许使用的抗氧化剂。
抗氧化剂是一些能阻止自动氧化反应过程的化合物。
自动氧化会在有机物只能够引入氧，从而引起食物、橡胶和许多其他物质发生氧化降解。
自动氧化的主要反应时自由基反应，主要步骤如反应物（1）～（4）所示：引发阶段：RH+X HX（1）链传递（或链增长）阶段：R+O2RO(2)RO2+RH RO2H+R(3)RO2H RO+OH氧化降解产物 (4)在这个过程中重要的中间体是过氧基RO和氢过氧化物RO2H。
反应（4）中的氢过氧化物分解围反应（1）提供了更多的自由基，并会产生多种最终产物。
在某些有机溶剂如醚类中，对自动氧化很敏感，因为它们会形成相对稳定的烯丙基自由基：抗氧化剂有自由基吸收剂：如酚类抗氧化剂，维生素E ，类胡罗卜素。
氧清除剂：如类胡罗卜素及其衍生物、抗坏血酸、抗坏血酸棕榈酸酯、异抗坏血酸和异抗坏血酸钠等。
金属离子螯合剂：枸橼酸、EDTA 和磷酸衍生物。
2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚：分子式C 15H 24O ，对小白鼠的半致死量LD 50为1600~3200mg/kg 。
mp 66～68℃，bp 265℃，白色晶体，无臭，无味，具有很好的稳定性，不溶于水甘油、丙二醇，溶于甲醇、乙醇和石油醚。
【doc】氧助散焦激光切割厚板的稳态工作条件
氧助散焦激光切割厚板的稳态工作条件第27卷第3期2003年6月激光技术LASERTECHNOLOGYV o1.27,No.3June,2003文章编号:1001.3806(2003)03.0178.04氧助散焦激光切割厚板的稳态工作条件邓德圣刘建华胡席远曹阳(华中科技大学材料科学与工程学院激光技术国家重点实验室,武汉,430074)摘要:介绍了散焦法的原理和特点,分析了形成稳态切割的条件,并用有限元方法对切割温度场进行了数值模拟.在此基础上得出散焦光斑直径,切割速度,激光功率等参数对切割质量的影响规律,预测了20mm板的切割速度范围.用散焦法进行了切割实验.结果表明,散焦法可以成功切割12mm,20mm 厚钢板,同时也说明数值模拟预测结果与实验结果非常接近.关键词:cOz激光切割;散焦法;温度场;数值模拟;厚板中囝分类号:TG485文献标识码:ASteady-stateconditionsforoxygenassistedlasoxlasercuttingofthickplates DengDesheng.LiuJianhua.HuXiyuan.CaoY ang (NationalLaboratoryofLaserTechnology,SchoolofMaterialsScience&Engineering. HUST.Wuhan,430074)Abstract:Theprinciplesandcharacteristicsforlasoxlasercuttingofthickplatesarepresented inthispaper.Thesteady—stateconditionsforthecuttingwereanalyzed.Thefinitedementmethodwasusedtosimulatet hesurface temperaturefieldalongthecenterlinepositioninthecuttingprocess.Basedonthisresult,cutti ngqualitywasevaluatedbythefunctionofbeamdiameter,cuttingspeedandincidentpower.Therangeofcuttingspeedwa salsopredictedfor20mmthickplates.Acuttingexperimentwasmadeandtheresultsshownthat12mmand20mmthick platescouldbecutsuccessfullybythemethod,atthesametime,areasonableagreementbetweenthenumericalsi mulationandtheexperimentalresultswasfound.Keywords:cO2lasercutting;lasox;temperaturefield;numericalsimulation;thickplate引言3O余年来,激光切割技术获得了很大发展.对于切割12mm以下薄板,切割技术已经比较成熟.但如果要切割12mm以上厚板.则往往要使用5000W以上大激光器;或者使用1000W以上激光器而采用特殊工艺进行切割【¨.在钢结构,压力容器,船舶,桥梁等行业常常使用12mm以上钢板,而现役激光器功率大多在2000W以下.因而研究中小功率激光器切割厚板,很有实际意义.目前使用激光切割厚板方法有预热法…1,激光锯切法(z一,双聚焦法,散焦法等.这些方法各有优缺点.其中散焦法L3.4J于1998年由英国Liverpool大学NeiU,Gabzdyl和Stracey研究并报道.他们也是目前世界上唯一报道研究这一方法的学者.本文中介绍了这作者简介:邓德圣,男,1964年5月出生.工学硕士,高级工程师.现主要从事激光加工等方面研究工作.收稿日期:2002.01.15;收到修改稿日期:2002.08.23种方法的原理和特点.分析了形成稳态切割的条件.并用有限元方法对切割温度场进行了数值模拟.在此基础上得出散焦光斑直径,切割速度,激光功率等参数对切割质量的影响规律.并预测了20mm板的切割速度范围.另外.用散焦法并利用超音速喷嘴进行了12mm.20mm钢板切割实验.1散焦法原理在使用惰性气体作为辅助气体的激光切割过程中,激光是唯一的热量提供者.而在氧助激光切割过程中,燃烧反应提供了大量能量.对切割时喷出物的研究表明(5I,氧化产物的97.6%为FeO,其余为Fe203和Fes04,Fe燃烧生成FeO的反应焓为257.58kg/mol,计算可知,每千克铁完全燃烧可以产生4716kJ的热量.由于切割时约有5O%Fe完全燃烧,因而可以计算出不同板厚,切缝宽度及切割速度情况下,燃烧提供的能量.切割所需能量由加热工件的能量,使工件熔化的能量,热传导损失的能量和氧流带走的能量组成.用激光切割20mmSt52钢第27卷第3期邓德圣氧助散焦激光切割厚板的稳态工作条件179 板所需能量为5152W,而燃烧放出热量为7536WL2J.即68.4%的燃烧能量就足以提供切割所需全部能量.因此,从理论上讲,只要氧气供应充足,可切割板厚不受限制.在实际切割过程中,能切割板厚是有限的.这与切割前沿铁不能稳定燃烧有关.燃烧过程要持续稳定进行,切割前沿顶部即氧流前沿温度必须达到氧气燃点.单靠燃烧反应放出的能量不足以维持燃烧过程稳定进行.原因有两个,一是切割前沿被氧流连续冷却降低了温度;其二是燃烧生成物氧化亚铁覆盖了工件表面,阻碍了氧的扩散.当氧浓度降低到一定程度时,燃烧过程会停止.使用传统会聚光束进行切割时,由于作用区域小,激光功率高,所以,不仅仅在激光照射的区域工件表面温度达到燃点温度;而且由于热传导,更宽的区域达到燃点温度.由于氧流直径大于激光直径,不仅在激光作用区域要发生氧化燃烧反应,而且在激光光斑外围也会发生燃烧.厚板切割时,切割速度较慢,工件燃烧速度比切割头前进速度快;这样燃烧持续一段时间后,由于氧浓度下降,燃烧熄灭.当切割头前进到该位置时,燃烧重新开始.这种燃烧过程的周期性变化导致切割前沿温度波动,切割质量下降.当采用散焦法进行切割时,焦点不是位于工件表面而是位于喷嘴内部,这样激光照射到工件上不是聚.1咖set坤焦的而是发散的.光斑中小区温度下降,而光斑前沿温度上升.图1是散焦法实验示意图.照射到工件上的光斑直径可以由下式求出:2=(Z+s)/f(1)式中,为镜片直径,,为镜片焦距,z为焦点到喷嘴端面距离,s为喷嘴端面到工件距离.合理调节焦点位置,保证作用在工件上的光斑直径大于氧流直径,即2>l.Neill等认为:激光作用区内温度可以达到燃点以上,这样可以确保氧流前沿温度在燃点以上,燃烧可稳定进行,切割质量高.事实上,光斑前沿温度不仅与光斑直径有关,而且与激光功率,切割速度,材料热物理性能等关系密切.因而,如果能用数值模拟方法预测温度场并确定稳态条件与相关参数的关系将很有实际意义.2切割温度场数值模拟在散焦法切割过程中【引,激光的主要作用不是在深度方向提供热量熔化金属,而是将被切割金属表面加热到燃点(约为1000"C)以上.在计算过程中只需考虑板材表面温度场而且只考虑激光的热作用.同时认为氧流直径与喷嘴出口直径相同.在实验及模拟过程中喷嘴出口直径为2.3mm.2.1有限元方程由于材料热物理性能随温度变化,因而采用非线性分析方法.有限元热平衡矩阵方程为:[C(T)]{丁}+[K(T){T}=[Q(T)](2)式中,[C(T)】为比热容矩阵,{T}为节点温度对时间导数向量,{T}为节点温度向量,[K(T)]为热传导矩阵,[Q(T)】为热流密度向量.2.2工艺参数激光切割过程中,温度的高低,温度梯度的大小取决于板材的受热面积,板材吸收的热流密度和加热时间.激光热源的能量密度服从高斯分布,即=exp(一荨).光束直径范围的平均热流密度为:去:Irdr=(3)式中,A为板材对激光吸收率,取值为0.3,P为激光功率,rb为激光光斑半径,时间步长取值为t=rb/2V.2.3钢板热物理性能实验所用钢板为20#低碳钢板,其热物理性能如图2所示.temperature/~Fig.2Themaldataof20steell—thema】conductivity2--specificheat2.4温度场数值模拟结果2.4.1激光光斑直径对温度场影响图3表示光180激光技术2003年6月斑直径与钢板表面温度的关系.图中横坐标表示沿移动中心线方向表面某点与光斑中心的距离,纵坐标表示该点表面温度.图中考虑了集中光斑,2.5mm,3mm及4mm等4种光斑作用.其它参数为板厚20mm,激光功率1IOOW,切割速度480mm/ min.散焦光斑计算结果为有限元软件ANSYS5.6 分析获得,而集中光斑结果则是根据Rosenthal公式n,～,T:exp(一1经解析计算获得.可以看出,光斑直径越小,高温区越集中于中心区.光斑直径越大,温度沿距离方向下降越平缓.根据经验,切割20mm以上厚板一般使用2mm以上出口直径喷嘴, 切缝宽度在2mm以上.而集中光斑热源在前沿lmm处温度小于600℃,远远小于氧气燃点温度1000℃,不能形成稳态燃烧.因此,中小功率集中激光热源不适合切割厚板.当散焦光斑直径过大时,例如4mm以上时,由于板材表面光斑作用区内整体温度较低,也不适合切割厚板.而2.5mm光斑在1.25ram范围内能达到燃点,3mm光斑在1.5mm范围内能达到燃点.因而这两种直径光斑适合切割厚板.而且,比较而言,3mm光斑更适合切割厚板. centerlineposition/mmFig.3Centerlinesurfacetemperatureasafunctionofbeamdiameter for20mmthicksteelatanincidentpowerof1100W&cutting speedof480mrnfmin1---analyticalvaluesforcentralizedbeam2一beamdiameter 2.5ram3——beamdiameter3ram4——beamdiameter4mm5--ignitiontemperature2.4.2激光头运动速度对表面温度场的影响图4与图5分别表示在1400W,2.5mm光斑及1000W,2.5mm光斑作用下表面温度与切割速度的关系.可以看出,当激光功率为1400W,切割速度为150mm/min--480mm/min时,氧流前沿1.15mm处温度都处在1000℃以上,切割过程能形成稳态切割.而当功率为1000W,只有当速度小于320mm/min时,前沿温度位于燃点以上,形成稳态切割. centerlineposition/mmFig.4CAmterlinesurfacetemperatureasafunctionofvelocityfor 20mmthicksteelatarIincidentpowerof1400W&beam diameterof2.5mmcenterlineposition/mmFig.5CAmterlinesurfacetemperatureasafunctionofvelocityfor 20mmthicksteelatanincidentpoweroflO00W&beam diameterof2.5mm2.4.3激光功率对表面温度场影响图6表示表面温度场与激光功率的关系.其它参数为:切割速度480mm/min,散焦光斑直径4mm,板厚20mm.Ocenterlineposition/mmFig.6CenterlinesurfaceteTrIperatureasafunctionofincidentpowerfor20mmsteelatacuttingspeedof480mm/min&beam diameterof4mm可以看出,当功率提高时,各点温度相应提高.当激加8642一×0一一,lJI1_1(I—cl】u:'—I1研H8642一×0一一\u.I_碍.Iu(1I_cuuu℃1;一×0一一,u.1jl1.1(I;一¨uuj∞第27卷第3期邓德圣氧助散焦激光切割厚板的稳态工作条件181 光功率达到1500W时,前沿1.5ram处温度仍然在1000℃燃点以下.而当激光功率提高到1700W时.前沿1.5mm温度在1000"C以上.因此,4ram光斑不适合中小功率激光切割厚板.而如果能够使用较大功率(例如1700W)或者使用较小速度(小于480mm/min),则4mm散焦光斑仍然可以切割厚板.具体参数可以用本文中提到的方法算出.3切割实验为了验证散焦法切割厚板的可能性,同时为了验证数值模拟结果的正确性,笔者进行了12ram及20mm钢板切割实验.3.1实验条件使用PRC2000轴快流co2激光器,在华中科大自制的专用切割机床上进行切割.镜片为Znge聚焦透镜,焦距为127mm.喷嘴为超音速喷嘴,喉部直径2.1mm,设计压力0.8Mpa.切割用氧气纯度为99.99%.实验材料为20#钢板,尺寸分别为12mm×180mm×300mm及20mm×lOOmm×200mm.3.2实验结果与讨论图7和图8为20mm和12mm板切割表面和切缝图片.可以看出,切缝平直,切割条纹细且均匀.Fig,7Cuttingsurfaceandkerrofa20mmthickplate,incidentpower lkW,cutting.eed320ram/rain.gaspressure0.7MPa,stand—off3.3mm,beamdiameter2.5mm,averagesurfaceroughnessRa=24/~m,keriwidth2.4mmFig.8Cuttingsurfaceandkerrofa12ramthickplate,incidentpower lkW,cuttingspeed720rnm/min.gaspressure0.7MPa.stand—off3.3mm,beamdiameter2.5mm,averagesurfaceroughnessRa=40/an,keriwidth2.4mm20mm板切割实验表明,当激光功率IO00W,光斑直径2.5rrma,切割速度为150rm'n/rain--320ram/rain时,切割过程稳定,切缝质量高.当切割速度提高到400ram/rain时,质量明显下降.而当速度提高到480mm,/min时,板材不能切透.由图5可以看出:当切割速度位于150mm/min～320ram/rain之间时,氧流前沿温度可以达到燃点以上,能够形成稳态燃烧.切割过程稳定;而当速度达到480ram/rain时,前沿温度明显低于燃点,燃烧会形成周期性变化甚至熄灭.因而很难切透.当激光功率提高到1400W以上例如1500W时)切割速度可以达到480ram/rain,这与图4结果是一致的.因此可以看出,实验结果与数值模拟分析结果非常吻合.4结论(1)厚板切割的稳态工作条件是散焦光斑直径大于氧流直径同时钢板氧流区域前沿温度达到燃点IO00"C以上.(2)用有限元软件对切割表面温度场进行了数值模拟.结果表明:散焦光斑直径,切割速度,激光功率对前沿温度有很大影响.当用1400W,2.5ram激光,1100W,3ram激光切割20ram厚板时,切割速度范围都为150mm/min～480mm/min.通过对2.5ram,3ram,4ram3种光斑切割温度场分析表明.2.5ram,3ram两种鼍可以切割厚板,3ram光斑最合适.而4ram光斑因要求较大功率不适合中小功率激光切割厚板.(3)用散焦法结合超音速喷嘴可以成功切割12ram,20ram厚板o(4)数值模拟预测结果与实验结果非常吻合.参考文献[1]FrankDJ,SchulzDW.WeldingFesearchAbroad.1995.41:34 —37.[2]GelgerM.SchuberthS,HuflessJ.Weldinginthew0rld.1996, 37(1):5—11.[3]NeillWO,GabzdylJT,StraceyR.SectionB-ICALEO.1998:88 —96.[4]NeillWO.GabzdylJT.Opt&LasersinEngng,2000.34:355 —367.[5]IvarsonA.PowellJ.MagnussonC.Weldingintheworld.1992. 30(5/6):116—125.。
基于犓犘犆犃的氧碘激光器出光过程监控方法-强激光与粒子束
强
激
光
与
粒
子
束
Ｈ Ｉ ＧＨ Ｐ ＯＷＥ ＲＬ Ａ Ｓ Ｅ Ｒ ＡＮ ＤＰ ＡＲ Ｔ Ｉ Ｃ Ｌ ＥＢ Ｅ ＡＭ Ｓ
Ｖ ｏ ｌ ． ２ ７，Ｎ ｏ ． １ ２ ， Ｄ ｅ ｃ ． ２ ０ １ ５
基于 ∢ ≏ 的氧碘激光器出光过程监控方法
王 刚１， 高培亮１， 林芳华１， 谢翔云１， 何 鑫２
∳＝１ ∳＝１ ∲＝１
（ ） ６
式中 ： …， 。 ∬＝１， 定义 ˑ 的矩阵
∳ ∲
， 〉 ＝ （∳，∲） ＝〈 φ（∳） φ（∲）
（ ） ７
则式 （ ） 简化为 ６ （ ） ８ λ α＝ α 式中 ： …， ， 取 其特 征 ８） α＝ ［ α α ］ 。 从上述分析中可以看出在特征空间 中进行 主元 分析即 相当于求 解式 （ １， …， 则由式 （ ） 可得到映射数据协方差矩阵的特征向量ˊ。 值λ ４ λ λ 和特征向量α１ ， α α ， １≥ ２≥ … ≥ ２， 测试样本 在特征空间中的第∬ 个主元可通过计算φ（ ） 在特 征向量ˊ 根据主元的定义 ， ∬ 上 的投 影得到 ，
（ ） ２
１ ２ １ ０ ０ ２ １
强
激
光
与
粒
子
束
式中特征值λ≥０， 由式 （ ） ˊ 可表示为 １
ˊ＝
１ １ ， ˊ＝ ∑ 〈 ˊ〉 φ （ ）） φ（ ） φ（ ） （ ∑φ（ ）
Ｔ
∳
∳
∳
∳
（ ） ３
∳＝１
∳＝１
由于特征矢量ˊ 可由特征空间的向量组成 ， 即存在α ∳ 使得
ˊ＝ ∑ α ∳ φ（∳）
Bechtop结构高稳定化激光光源讲解
Bechtop结构高稳定化激光光源
应用：
●熔融拉锥机配套光源
●WDM测试
●实验室运用
●插入损耗和回波损耗测试
●器件测试
●稳定性和线性测试
●仪表校正
特点：
●微处理器控制
●操作智能化
●易于控制和互联
●超高稳定性和高可靠性
●LCD状态显示
●RS－485和RS－232通信接口
●高精度的APC和ATC电路
●1~3个波长和多达3个输出口可选
描述:
该激光器光源是专为实验室和生产测试使用而设计。
关键器件采用DFB激光器以保证高性能的光谱特性。
输出功率的稳定性由独特设计的ATC和APC电路以及隔离控制得到保证。
通过性能优越的微处理器使
得操作和远程的控制更加的简便和智能化。
该光源可以选择定制的波长、波长数、输出端口数、以及光源与放大器的组合。
光路特性:
＊：Customer Optional ＊＊：For 1550nm w/ EDFA Module ＊＊＊:Other Wavelength can be provided。
准分子激光器用含氟混合气体配制与 净化装置的建立
准分子激光器用含氟混合气体配制与净化装置的建立✷倪志强，孙娜，陈光华（核工业理化工程研究院特种气体研究中心，天津300180）摘要：根据准分子激光器的使用要求，建立了一套准分子激光器用含氟混合气体配制与净化装置，并规定了操作规程。
按规程应用该装置配制的含氟混合气，可以使准分子激光器的有效工作时间延长2~3倍，激光器中镜面的使用寿命平均延长3~5倍。
实践证明，该装置的建立是可行的。
关键词：含氟混合气体；配制；净化；装置；中图分类号：T Q117文献标识码：B文章编号：1007-7804（2005）05-0026-03S e t t i n g u p o f T h e P r e p a r a t i o nA n dP u r i f i c a t i o nD e v i c eo f F l u o r i n eM i x e dG a sU s e d i nE x c i L e r-L a s e rN I Z h i-q i a n g，S U NN a，C H E NG u a n g-h u a（R e s e a r c hC e n t e r o f S p e c i a l G a s，R e s e a r c h I n s t i t u t e o f P h y s i c a l a n dC h e m i c a lE n g i n e e r i n g o f N u c l e a r I n d u s t r y，T i a n j i n300180，C h i n a）A b s t r a c t：A c c o r d i n g t o t h e r e q u e s t o f e x c i m e r-l a s e r，f l u o r i n em i x e d g a s p r e p a r a t i o na n d p u r i f i c a t i o nd e v i c ew a s s e t u p，w h i c h u s e d i n e x c i m e r-l a s e r，a n d s p e c i f i e d o p e r a t i n g i n s t r u c t i o n.T h e f l u o r i n em i x e d g a s p r e p a r e d b y t h i s d e v i c e，w h i c h m a y p r o l o n g t h ew o r k i n g h o u r s o f e x c i m e r-l a s e r2t o3t i m e s a n d p r o l o n g t h e a v e r a g e u s e f u l t i m e o f l e n s o f l a s e r3t o5 t i m e s.T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h i s d e v i c e i s f e a s i b l e.K e y W o r d s：f l u o r i n em i x e d g a s；p r e p a r a t i o n；p u r i f i c a t i o n；d e v i c e1引言随着科学技术的不断进步，准分子激光器得到了广泛的应用。
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第10卷 第3期强激光与粒子束V o l.10,N o.3 1998年8月H IGH POW ER LA SER AND PA R T I CL E BEAM S A ug.,1998 化学氧碘激光器的BHP配制及稳定操作Ξ廖伟光 桑凤亭 杨柏龄(中国科学院大连化学物理研究所,大连110信箱,116023) 摘 要 作为化学氧碘激光器(CO I L)的能量来源,O2(1∃)发生器(SO G)工作状态直接影响CO I L的工作性能,而碱性过氧化氢溶液的稳定与否又影响SO G的工作状态。
通过对转盘式SO G实验中BH P配制及稳定操作的系统研究,提出了造成BH P溶液不稳定的几种原因及相关的解决方法。
关键词 BH P配制及稳定操作 转盘式O2(1∃)发生器 化学氧碘激光器 中图分类号 TN248.520.4 化学氧碘激光器(CO I L)是利用化学方法生成的O2(1∃)与基态碘原子共振传能产生激光,化学能转化为激光输出的效率很高,容易实现放大,且具有波长短、光束质量好等优点。
单重态氧发生器(SO G)是为CO I L提供能源的装置,它直接影响CO I L的整体工作性能,同时SO G的工作稳定性也是CO I L稳定工作的关键,而SO G的稳定工作在极大程度上取决于工作介质碱性过氧化氢碱溶液(BH P)的化学稳定性。
本文针对转盘式SO G的BH P配制及稳定操作条件进行了系统研究,确定了BH P的稳定工作环境。
1 O2(1∃)的化学发生原理 化学氧碘激光器的工作原理是基于激发态碘原子受激发射I3(2p1 2)→I(2p3 2)+hΜ(1) 激发态碘原子的能量来自基态碘原子与激发态氧的近共振传能O2(1∃)+I(2p3 2)→I3(2p1 2)+O2(32)(2) 由上式可知,高效发生O2(1∃)是实现CO I L高效操作的关键。
目前所采用的O2(1∃)发生方法主要是通过氯气与BH P的化学反应产生C l2+H2O2+2M O H→O2(1∃)+2H2O+2M C l, M=K、N a、L i(3) 该反应产生的O2(1∃)实际产率近100%[1],上述反应是由一系列基本反应过程组成。
首先由碱与过氧化氢预混配制成BH P并产生HO2-离子;当气相中的氯气通过扩散进入BH P混合液时,氯气与HO2-反应,产生HOO C l中间体,并与HO2-反应产生C l O2-;最后C l O2-解离产生O2(1∃),即H2O2+O H-→H2O+HO2- , ∃H=-32kJ m o l(4)C l2+HO2-→HOO C l+C l-(5)HOOC l+HO2-→C l O2-+H2O2(6)C l O2-→C l-+O2(1∃) , ∃H=-155kJ m o l(7)Ξ国家863激光技术领域资助课题1998年4月8日收到原稿,1998年6月16日收到修改稿。
廖伟光,男,1967年12月出生,助工 由以上反应可见,O 2(1∃)的化学发生主要是由C l 2与BH P 反应产生,其反应为放热反应。
2 BH P 稳定性的影响因素及控制方法 SO G 的正常运转主要取决于BH P 的化学稳定性。
BH P 的化学不稳定性主要表现在:BH P 溶液中存在大量泡沫,当氯气及载气流经SO G 时,就会夹带大量的液体进入光腔,导致实验失败。
因此,研究BH P 产生泡沫的原因,确定相应的控制手段,对SO G 的正常操作十分重要。
BH P 产生泡沫的原因主要有: (1)BH P 溶液是大量的H 2O 2和HO 2-的碱性混合液,而二者又是极不稳定的物质[2]2H 2O 2→2H 2O +O 2↑ , ∃H =-189.1kJ m o l(8)2HO 2-→2OH -+O 2↑(9) (2)由于BH P 为碱性溶液,在低温下粘度较大,当有气泡存在时极易产生泡沫,而且其粘度越大越容易形成泡沫。
引起H 2O 2和HO 2-不稳定的因素有以下两点:(1)温度越高,H 2O 2和HO 2-的稳定性越差,同时由于二者的分解过程是放热反应,会引起分解的恶性膨胀,所以H 2O 2和HO 2-的使用环境必须处于低温状态。
(2)杂质的存在,尤其重金属离子是H 2O 2分解的催化剂。
当这些离子或化合物杂质在溶液中达到一定浓度时,会加剧H 2O 2的分解,因此要求BH P 必须在高纯净环境下使用,即要求配制BH P 的容器和SO G 中尽可能减少杂质,以减少对H 2O 2分解的影响。
选择合适的碱物质以降低BH P 的粘度,是控制BH P 不稳定的另一个重要手段。
3 BH P 的配制及稳定操作3.1 BH P 的配制 选择M O H 时,粘度是一个重要的参数;同时,由于实验生成气体中水的含量增大会直接引起激光器的输出功率下降[3],所以在选择M O H 时应同时考虑其溶解度的影响,因为浓度较低的碱溶液水含量较大,进而增大反应生成气体中的水含量。
通过对KO H 和N aO H 物理性质的分析得到,无论粘度还是溶解度,KO H 都明显优于N aO H 。
鉴于以上原因,实验时选用溶解度为100的KO H 溶液(重量百分比浓度为50%),该浓度溶液满足室温下的近饱和状态。
配制KO H 溶液时对水质的要求较高,水的电导率一般应在0.27×10-6 8 c m 以下。
BH P 配制过程中有大量的反应热产生,如果反应热去除不利,将引起溶液温度的升高,而溶液温度过高会引起H 2O 2的分解,降低H 2O 2的浓度并导致BH P 化学性质的不稳定。
所以配液时应采用低温冷却换热和真空蒸发水分来去除反应热,进而降低溶液温度。
同时,控制合理的进液温度和进液时间是控制BH P 温升的有效手段。
我们采用50%KO H 与50%H 2O 2配制BH P 溶液,真空下的冷凝温度为-17°C 左右。
实验证明,将进液温度控制在-5°C 左右,既能保证BH P 溶液的稳定,也可缩短进液时间。
配制时先将所需的H 2O 2一次加入罐内,当液体温度降至-5°C 时,逐渐加入与H 2O 2等量的KO H 溶液,控制进液阀将罐内液体温度稳定在-5°C 以下直至KO H 溶液加完。
在配液过程中通以适量的空气搅拌,使液体充分冷却,以免造成靠近冷却部分的溶液因过冷而冷凝。
3.2 BH P 的稳定操作 在转盘式SO G 中,BH P 的不稳定因素主要来源于以下几个方面: 1.气路腐蚀:目前SO G 及氯气管路的材质为C r 18N i 9T i ,它不耐湿氯气的腐蚀[4]。
实验中554第3期廖伟光等:化学氧碘激光器的BH P 配制及稳定操作654强激光与粒子束第10卷当潮湿的氯气(稀盐酸)流经管路时,因腐蚀生成的C r3+、Fe3+等金属离子将随气流进入O2 (1∃)发生器,它们使H2O2极易分解。
因此保证气路、气体的干燥,可减轻对管路的腐蚀。
2.冷阱腐蚀:为了减轻反应生成气体中的水蒸气对激发态碘原子的猝灭,在转盘式SO G 的出口连接了表面涂有聚四氟乙烯膜紫铜材质的冷阱装置。
但由于冷阱工作温度较室温变化较大,多次实验后,会造成膜面的龟裂、脱落,从而影响了防腐效果。
而裸露的单质铜在潮湿的空气下,易生成铜绿[5],同时在实验过程中,气流中残留的氯气以及碘蒸气均能与单质铜生成卤化物[6]。
当冷阱上的冷凝霜融化时,这些残留在冷阱表面的离子将与水一起流入O2(1∃)发生器。
实验后采取拆卸清洗的方法避免污染。
3.局部过热:由于转盘式SO G的冷却夹套在转子轴部以下,如果发生器内的液体过多, BH P的冷却换热就会受到影响,使液体局部温度过热造成BH P的不稳定。
在进液时严格控制液体的进量。
4.其他因素:实验后的清洗对BH P的稳定性也有很大影响,它能够保证配液罐、进液管路、O2(1∃)发生器内部的洁净,减少因实验造成腐蚀而生成的金属离子残留量,同时能避免残留的BH P溶液对金属焊缝的腐蚀。
4 结 论 纯净的配液环境是保证BH P化学稳定性的关键,采取以下措施可以有效地控制BH P的不稳定性,确保实验正常进行:(1)保证气路、气体的干燥,减轻对气路的腐蚀;(2)清洗配液容器、输液管路、SO G减少其中因冷阱、气路腐蚀生成金属离子的残留量;(3)改进SO G的设计,避免内部及输液管路积液;(4)控制SO G的进液量,避免造成局部液体过热;(5)提高原料纯度。
经过CO I L的多次实验证明,采用上述方法进行的BH P配制及稳定操作,保证了SO G的稳定正常工作,为CO I L的稳定工作提供了可靠保障。
致 谢 本工作在完成过程中得到了大连化学物理研究所化学激光研究室701组同志的大力协助,特此表示谢意。
参考文献1 M c D ermo tt W E,et al.A pp l P hy s L ett,1978,32:4692 朱绍忠等.应用化学手册.上海科学技术出版社,19893 庄琦等.短波长化学激光.北京:国防工业出版社19974 姜信真等.化工生产基础知识.北京:化学工业出版社,19835 曹忠良等.无机化学反应方程式手册.湖南:科学技术出版社,19826 徐绍龄等.无机化学丛书.北京:科学出版社,1995,6PREPARAT I ON OF BHP AND STAB L E WORK INGCOND IT I ONS OF CO I LL iao W eiguang, Sang Fengting, and Yang BailingD a lian Institu te of Che m ica l P hy sics,Ch inese A cad e m ia S in ica,D a lian116023 ABSTRACT T he perfo rm ance of Singlet O xygen Generato r(SO G)as energy sou rce of CO I L determ ine the perfo rm ance of CO I L i m m ediately,bu t the stab ility of BH P influence the stab ility of SO G.T he environ2 m en t of BH P p reparati on and w o rk ing conditi on s w ere discu ssed.In the last,the related m ethod to p reven t BH P from un stab le operati on w as given. KEY WOR D S BH P p reparati on, stab ility operati on, Singlet O xygen Generato r(SO G), CO I L。