دانلود رایگان ترجمه مقاله طیف سنجی کوره فلزی الکترو حرارتی (rsc سال 2017)

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب)

F1883

ارزیابی های دما
دوربین دیجیتال تجاری برای بدست آوردن تصاویر سلول در مدت ذره ای کردن یا ریزسازی حرارت استفاده شد. برای غلبه بر غیرخطی داخلی مقدار پیکسل در تصاویر برای JPG با توجه به شدت نور و دما فشرده شد، فرایند کالیبره دو مرحله ای انجام شد. تحلیل تصویر با استفاده از دسترسی عمومی نرم افزار ImageJ انجام شد26.
اولا، تصاویر سلول های حرارتی در دیافراگم ثابت (f/8) و تنظیمات ISO 100 انجام شد، تغیر زمان انتشار از 1 به 1/250 ثانیه می باشد. همانطورکه جریان فوتون بصورت خطی وابسته به زمان نمایش می باشد، کالیبراسیون مقدار پیکسل در مقابل قرمز یا شدت سبز می تواند براحتی حاصل شود. اصطلاح چندجمله ای برای انجام این کالیبراسیون مفید است. نتایج به عنوان اطلاعات پشتیبانی داده می شود.
به عنوان مرحله دوم، باید رابطه ای بین شدت نور رنگ داده شده و دما باید نشان داده شود. اگرچه امکانش است تا از وابستگی نظری برای انتشار قسمت سیاه استفاده کند، نتایج بهتر ممکن است از طریق کالیبراسیون تجربی از شدت قرمز یا سبز در مقابل انتشار یا نسبت بصورت متری از رابطه بین مقدارسبز یا قرمز حاصل شود. بطورخلاصه، لگاریتم شدت انتشار نسبتا خطی با دما می باشد. جزئیات داده شده به عنوان اطلاعات حامی می باشد. هر دو رنگ قرمز یا سبز می تواند برای بدست آوردن دما با 5% تردید استفاده شود. ارزیابی های نسبت سنجی نتایج مشابه ای تولید می کند، اما اشاره بر کاربرد تصاویر ثابت بطورکامل دارد زیرا مقدار انتشار قرمز و سبز به شدت وابسته به دما و بنابراین چندین نمایش متقاوت باید برای وضعیت داده شده انجام شود. برای تصاویر ارائه شده در این کار، ارزیابی کانال سبز ارجحیت دارد.
نتایج و بحث
شکل 1 نمودار کلی از طیف سنجی جذب سطحی اتمی کوره فلزی الکترو حرارتی (EMFAAS)، بلوک های ساختمانی اصلی انها را توصیف می کند. قلب سیستم شامل لوله سیلندری به قطر داخلی 10 میلی متر می باشد الف)آلیاژ استیل ضد زنگ 304L را می سازد27 که توسط دو ستون مس بسیار هادی حمایت می شود که (B, C) مربوط به منابع جاری ولتاژ –بالا کنترل شده می باشد(D). جریان آّب از طریق جفتی از سوراخ ها در هر ستونی اطمینان می دهد که آنها نزدیک دمای محیط برای جلوگیری از حرارت برای رسیدن به کابل های عرضه برق باقی می مانند(E). ستون ها با استفاده از ایزولاتور پلی کربنات از پایه آلوینیوم جدا می شوند. در جلوی سیلندر ، موئین سرامیکی (F) در حدود 1-2 میلی متر به لوله اتم ساز معرفی می شود. این موئین از خارج توسط کویل مقاومت سیمی نیکروم (G) مرتبط با عرضه برق ولتاژ تدوین شده (H) حرارت داده می شود. نمونه (I) به موئین با ابزار پمپ کرمکی تغذیه می شود(J).

استیل ضد زنگ (304L) مقاومت الکتریکی بالایی را در حدود 60 بار بیشتر از مس 0.72 نشان می دهد. با هم برای مقاومت شیمیایی و حرارتی، مکانیکی بالای آن، این آلیاژ گزینه فوق b را برای سلول اتم سازی الکتروحرارتی تشکیل می دهد. برای حاصل شدن این هدف، مبدل 700 W AC قادر به تولید حدودا 1 ولت در چند صد آمپر به انتهای لوله از طریق ستون مس خنک شده مربوط می شود.
کنترل برق کلی ارائه شده به سلول سیلندری می تواند با استفاده از مبدل خودکار القایی خطی (variac) یا تغیر چرخه کار کویل اولیه مبدل اصلی (220 VCA) با استفاده از فاز کنترل شده TRIAC (دیمر) انجام شود. بعدا احتمال کنترل دما با استفاده از ترموکوپل نوع – K کالیبره شده و ترموستات برای کنترل مقدار اولیه اجازه داد. اینرسی حرارتی سلول حرارتی گارانتی می کند که تناوب چرخه 50 Hz دما در دیوار سلولی کاملا قابل چشم پوشی است. دیمر کنترل شده فاز مشابه برای کنترل گرمای انژکتور استفاده شد.
برای کوره طولانی 5 سانتی با هردو انتهای متصل به ستون های مس سردشده از طریق فین حدود 2 سانتی متر طول می باشد، مقاومت کلی برابر بود. کاهش ولتاژ در لوله VL = 0.92 V است. این ولتاژ پایین اشاره می کند که هیچ خطری با توجه شوک های الکتریکی وجود ندارد که در تجهیزات ارائه می شود. در جریان های بالا کنونی، کاهش ولتاژهای دیگر مهم است مانند مقاومت تماس بین ستون ها و کوره (225 mV هر تماس) و در خود کابل (160 mV). بنابراین، حدودا 60% برق کل 505 وات در امتداد کوره، افزایش دمای آن تلف می شود. این شکل براحتی با ابزار تماس صفحه طلایی افزایش می یابد.
شکل 2 سلول هندسی و پروفایل دمای حاصل قراردادن آن به عنوان تصویر رنگ اشتباه ثبت شده با دوربین دیجیتال RGB در دیوار خروجی سلول اتم سازی را نشان می دهد. این تحریک با تفاوت نهایی الگوریتم انجام شده (حل با شیوه عددی با استفاده از نرم افزار FlexPde 5.0، به اطلاعات پشتیبانی مراجعه کنید) با مقیاس رنگ مشابه ای نشان دهنده معادل خوبی حتی برای مدل ساده استفاده شده نشان داده شده است.

شکل 2: الف) سلول کوره ب) دمانگاشت رنگی اشتباه سلول نشان دهنده دمای میدان می باشد. مقیاس دما در سمت راست توصیف می شود ج) رشته دمای کد-رنگ در نرم افزار تفاوت نهایی محاسبه شد.
یکی از ویژگی های اصلی تزریق دما نگاشت، کاهش دما است که در موقعیت تزریق به دلیل تبخیر حرارتی نمونه رخ می دهد. تناوب دماهای مذکور مسئول تغیرات حساس در جریان های تزریقی متفاوت می باشد. شکل 3 سیگنال های حاصل شده برای چندین آنالیت در سرعتهای جریان تزریق متفاوت نشان می دهد. واکنش نشان دهنده حداکثر1.1 mL min-1، نشان می دهد که اثرات خنک کننده تزریق در جریان بالا تر می تواند بر افزایش غلطت آنالیت در سلول اتم سازی غلبه کند.

به منظور تعین مقدار سرما، تصاویر دما در جریان های تزریقی متفاوتی گرفته شده است. شکل 4 نتایج را نشان می دهد. تصاویر بالا معادل تصاویرRAW سلول در حداکثر جریان تزریق می باشد (1.2 mL min-1). تصاویر رنگی اشتباه، تصاویر حرارتی از 0 _بالا) به 1.2 mL min-1 (پایین) می رسد، نشان دهنده حداکثر جریان معادل کاهش حدودا 90 درجه سانتی گراد در سردترین منطقه می باشد.