ஹைட்ரஜன் பகுப்பாய்வி எவ்வாறு செயல்படுகிறது: வரையறுக்கப்பட்ட வழிகாட்டி

அறிமுகம்

தொழில்துறை வாயுக்களின் நிலப்பரப்பில், ஹைட்ரஜன் ஒரு தனித்துவமான மற்றும் சக்திவாய்ந்த இடத்தைப் பிடித்துள்ளது. இது ஒரு தூய்மையான எதிர்காலத்திற்கான எரிபொருளாகவும், மேம்பட்ட உற்பத்தி மற்றும் மின் உற்பத்தியில் ஈடுசெய்ய முடியாத கருவியாகவும் உள்ளது. இருப்பினும், இந்த பயன்பாடு துல்லியமான அளவீட்டிற்கான ஒரு முக்கியமான தேவையால் சமநிலைப்படுத்தப்படுகிறது. ஒரு ஹைட்ரஜன் பகுப்பாய்வி, ஹைட்ரஜனின் இருப்பைக் கண்டறிவது மட்டுமல்ல; துல்லியமான, அளவிடக்கூடிய மற்றும் குறுக்கீடு இல்லாத அளவீட்டை வழங்குவதும் இதன் பணியாகும். இந்த வேறுபாடு மிக முக்கியமானது. ஒரு எளிய டிடி ஒரு சாத்தியமான கசிவைக் குறிக்கலாம், ஆனால் ஒரு உண்மையான ஹைட்ரஜன் பகுப்பாய்வி ஒரு செயல்முறையைக் கட்டுப்படுத்த, தூய்மையைச் சான்றளிக்க அல்லது பேரழிவு தரும் உபகரண செயலிழப்பைக் கணிக்கத் தேவையான உயர் நம்பகத்தன்மை தரவை வழங்குகிறது.

பல தொழில்நுட்பங்கள் ஹைட்ரஜனை அளவிட முயற்சிக்கின்றன, ஆனால் பெரும்பாலானவை சிக்கலான தொழில்துறை சூழல்களில் பிழைகளுக்கு ஆளாகின்றன. அவை மற்ற வாயுக்களால் குழப்பமடையக்கூடும், இது விலையுயர்ந்த தவறான அலாரங்களுக்கு வழிவகுக்கும் அல்லது, மிக மோசமாக, ஆபத்தான தவறான பாதுகாப்பு உணர்வுக்கு வழிவகுக்கும். இந்த வழிகாட்டி உண்மையான உயர் செயல்திறன் எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதை தெளிவுபடுத்தும். ஹைட்ரஜன் பகுப்பாய்வி வேலை செய்கிறது. ஒப்பற்ற துல்லியம் மற்றும் நம்பகத்தன்மையை வழங்கும் நேர்த்தியான இயற்பியல் மற்றும் வலுவான பொறியியலை விளக்க, தங்க-தர தொழில்நுட்பமான பல்லேடியம் அலாய் முறை மீது கவனம் செலுத்துவோம். இறுதியில், இயக்கவியலை மட்டுமல்ல, இந்த குறிப்பிட்ட வகை பகுப்பாய்வி உலகின் மிகவும் கோரும் பயன்பாடுகளில் ஏன் நம்பப்படுகிறது என்பதற்கான அடிப்படைக் காரணங்களையும் நீங்கள் புரிந்துகொள்வீர்கள்.

1. முக்கிய சவால்: தேர்ந்தெடுப்பு ஏன் பேச்சுவார்த்தைக்கு உட்பட்டது அல்ல

இயக்கவியலில் மூழ்குவதற்கு முன், உயர் செயல்திறன் கொண்ட முதன்மை சிக்கலை நாம் முதலில் புரிந்து கொள்ள வேண்டும் ஹைட்ரஜன் பகுப்பாய்வி தேர்ந்தெடுக்கும் தன்மையின் சவாலைத் தீர்க்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. தொழில்துறை வாயு நீரோடைகள் அரிதாகவே தூய்மையானவை; அவை பெரும்பாலும் வெவ்வேறு மூலக்கூறுகளின் சிக்கலான கலவையாகும். மற்ற அனைத்தையும் முற்றிலுமாகப் புறக்கணித்து, அதன் இலக்கு வாயுவை மட்டும் தேர்ந்தெடுத்து அளவிடும் ஒரு சென்சாரின் திறன் தேர்ந்தெடுக்கும் தன்மை எனப்படும்.

ஒரு சிக்கலான சூப்பில் உள்ள உப்பின் சரியான அளவை சுவையை மட்டும் வைத்து தீர்மானிக்க முயற்சிப்பதை கற்பனை செய்து பாருங்கள். மற்ற வலுவான சுவைகள் - மசாலாப் பொருட்கள், மூலிகைகள், குழம்புகள் - உங்கள் தீர்ப்பில் தலையிடும், இதனால் துல்லியமான மதிப்பீட்டை கிட்டத்தட்ட சாத்தியமற்றதாக்கும். பல பொதுவான வாயு உணர்திறன் தொழில்நுட்பங்கள் இந்த சிக்கலை எதிர்கொள்கின்றன.

• மின்வேதியியல் உணரிகள் கார்பன் மோனாக்சைடு போன்ற பிற குறைக்கும் வாயுக்களுடன் வினைபுரிய முடியும்.

• வெப்ப கடத்துத்திறன் உணரிகள் ஹைட்ரஜனுக்கும் ஹீலியம் போன்ற பிற வாயுக்களுக்கும் இடையில் வேறுபடுத்திப் பார்க்க முடியாது, ஏனெனில் அவை ஒத்த வெப்ப பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன.

இந்த தேர்ந்தெடுக்கும் தன்மை இல்லாதது தெளிவின்மையை உருவாக்குகிறது. ஒரு எச்சரிக்கை ஒலிக்கிறது - இது உண்மையான ஹைட்ரஜன் கசிவா அல்லது குறுக்கிடும் வாயுவா? ஹைட்ரஜன் தூய்மை குறைகிறதா, அல்லது மற்றொரு மாசுபாடு வாசிப்பை திசை திருப்புகிறதா? ஒரு முக்கியமான செயல்முறைக்கு, இந்த தெளிவின்மை ஏற்றுக்கொள்ள முடியாதது. ஒரு உண்மை ஹைட்ரஜன் பகுப்பாய்வி இந்த தத்த்த்ஹ் ஐ நீக்கி, ஹைட்ரஜனின் தெளிவான, மறுக்க முடியாத அளவீட்டை வழங்க வேண்டும், வேறு எதுவும் இல்லை.

2. தங்கத் தரநிலை: ஒரு பி.டி. அலாய் ஹைட்ரஜன் பகுப்பாய்வி எவ்வாறு செயல்படுகிறது

தி பிடி அலாய் ஹைட்ரஜன் பகுப்பாய்வி சிக்கலான மின்னணுவியல் அல்லது வேதியியல் எதிர்வினைகளை நம்புவதற்குப் பதிலாக இயற்கையின் ஒரு தனித்துவமான நிகழ்வைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் இணையற்ற தேர்ந்தெடுக்கும் திறனை அடைகிறது. அதன் செயல்பாடு பயன்பாட்டு இயற்பியலில் ஒரு தலைசிறந்த வகுப்பாகும். கருவியின் மையமானது கவனமாக வடிவமைக்கப்பட்ட பல்லேடியம் கலவையிலிருந்து தயாரிக்கப்பட்ட ஒரு சவ்வு ஆகும்.

இந்த செயல்முறையை தெளிவான, தொடர்ச்சியான பயணமாகப் பிரிக்கலாம்:

படி 1: மாதிரி பிரித்தெடுத்தல் மற்றும் தயாரிப்பு
பகுப்பாய்வி முதலில் செயல்முறை நீரோட்டத்திலிருந்து ஒரு மாதிரியை எடுக்கிறது. இந்த வாயு மாதிரி துல்லியமான, நிலையான வெப்பநிலைக்கு (பொதுவாக சுமார் 400°C) சூடாக்கப்படுகிறது. இந்த வெப்பமாக்கல் மிக முக்கியமானது. நீர் அல்லது எண்ணெய் போன்ற எந்த ஒடுக்கக்கூடிய திரவங்களும் உணர்திறன் மேற்பரப்பை மாசுபடுத்துவதைத் தடுக்கிறது, மேலும் முக்கியமாக, இது மூலக்கூறுகளை உற்சாகப்படுத்துகிறது, அடுத்த கட்டத்திற்கு அவற்றைத் தயார்படுத்துகிறது.

படி 2: பல்லேடியம் மேற்பரப்பில் பிரிதல்
சூடான வாயு கலவை பல்லேடியம் அலாய் சவ்வின் வெளிப்புற மேற்பரப்பில் பாய்கிறது. பல்லேடியம் ஒரு சக்திவாய்ந்த வினையூக்கியாக செயல்படுகிறது. ஹைட்ரஜன் மூலக்கூறுகள் (H₂) அதன் மேற்பரப்பைத் தாக்கும் போது, ​​அவற்றின் வேதியியல் பிணைப்புகள் உடைக்கப்படுகின்றன, மேலும் அவை தனிப்பட்ட ஹைட்ரஜன் அணுக்களாக (H₂) பிரிகின்றன. வாயு ஓட்டத்தில் உள்ள பிற பெரிய மூலக்கூறுகள் (N₂, O₂, ச.ச.₄ போன்றவை) பாதிக்கப்படாமல் மேற்பரப்பில் இருந்து வெறுமனே குதிக்கின்றன.

படி 3: தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட ஊடுருவல் ("மூலக்கூறு சல்லடை)
இதுவே இந்த செயல்முறையின் மையக்கரு. பல்லேடியம் கலவையின் படிக லேட்டிஸ் அமைப்பு, சிறிய, தனிப்பட்ட ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் அதன் வழியாக செல்ல அனுமதிக்கும் வகையில் தனித்துவமாக இடைவெளியில் உள்ளது, அல்லது "hhhhhhhhhhhh.ட் அவை சவ்வின் திட உலோகச் சுவர் வழியாக திறம்பட பரவுகின்றன. மற்ற அனைத்து மூலக்கூறுகளும் பிரிக்கப்படாததாலும், இந்த லேட்டிஸில் நுழைய முடியாத அளவுக்கு உடல் ரீதியாகப் பெரியதாக இருப்பதாலும், அவை முற்றிலும் தடுக்கப்படுகின்றன. பல்லேடியம் சவ்வு ஹைட்ரஜனுக்கு ஒரு சரியான, மிக நுண்ணிய மூலக்கூறு சல்லடையாக செயல்படுகிறது.

படி 4: மறுசீரமைப்பு மற்றும் அழுத்த அளவீடு
சவ்வுச் சுவரைக் கடந்து சென்ற பிறகு, ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் மறுபுறம் சீல் செய்யப்பட்ட, உயர்-வெற்றிட அறைக்குள் வெளிப்படுகின்றன. இங்கே, அவை உடனடியாக மீண்டும் நிலையான ஹைட்ரஜன் மூலக்கூறுகளாக (H₂) மீண்டும் இணைகின்றன. இந்த புதிய ஹைட்ரஜன் மூலக்கூறுகள் குவியும்போது, ​​அவை இந்த சீல் செய்யப்பட்ட அறைக்குள் அழுத்தத்தை உருவாக்குகின்றன. ஹைட்ரஜன் மட்டுமே சவ்வு வழியாக செல்ல முடிந்ததால், இந்த அழுத்தம் குவிப்பு தூய ஹைட்ரஜனால் மட்டுமே ஏற்படுகிறது.

மிகவும் உணர்திறன் மற்றும் நிலையான அழுத்த மின்மாற்றி இந்த உள் அழுத்தத்தை அளவிடுகிறது. சீவர்ட்ஸ் விதி எனப்படும் அடிப்படைக் கொள்கையின்படி, இந்த அளவிடப்பட்ட அழுத்தம் அசல் மாதிரி வாயுவில் உள்ள ஹைட்ரஜனின் பகுதி அழுத்தத்திற்கு (அல்லது செறிவுக்கு) நேரடியாக விகிதாசாரமாகும். பகுப்பாய்வியின் மின்னணுவியல் இந்த துல்லியமான அழுத்த அளவீட்டை பிபிஎம், சதவீதம் அல்லது பிற தேவையான அலகுகளில் காட்டப்படும் இறுதி செறிவு மதிப்பாக மாற்றுகிறது. பிடி அலாய் ஹைட்ரஜன் பகுப்பாய்வி இதனால் மற்ற முறைகளைப் பாதிக்கும் வேதியியல் குறுக்கீடுகளிலிருந்து விடுபட்டு, நேரடி, உடல் அளவீட்டை வழங்குகிறது.

3. உயர்ந்த பொறியியலின் அடையாளம்: ஏன் ஒரு அலாய் பயன்படுத்த வேண்டும்?

பொறியாளர்களிடமிருந்து ஒரு பொதுவான கேள்வி என்னவென்றால், ட் ஏன் பல்லேடியத்தைப் பயன்படுத்த வேண்டும்? உலோகக் கலவை தூய பல்லேடியம் இல்லையா?ட் இங்குதான் வலுவான பொறியியல் ஒரு அறிவியல் கொள்கையை நம்பகமான தொழில்துறை கருவியாக உயர்த்துகிறது. தூய பல்லேடியம் ஹைட்ரஜனை உறிஞ்சும்போது, ​​அதன் படிக லேட்டிஸ் விரிவடைகிறது. அது ஹைட்ரஜனை வெளியிடும்போது, ​​அது சுருங்குகிறது. பல சுழற்சிகளில், இந்த தொடர்ச்சியான விரிவாக்கம் மற்றும் சுருக்கம் (ஹைட்ரஜன் எம்ப்ரிட்டில்மென்ட் எனப்படும் ஒரு நிகழ்வு) உலோகத்தை உடையக்கூடியதாகவும், சிதைந்து, இறுதியில் விரிசல் ஏற்படவும் காரணமாகிறது.

இதைத் தீர்க்க, பல்லேடியம் பெரும்பாலும் வெள்ளியுடன் கலக்கப்படுகிறது. வெள்ளி அணுக்களைச் சேர்ப்பது படிக லேட்டிஸ் அமைப்பை உறுதிப்படுத்துகிறது. இந்த அலாய் இன்னும் ஹைட்ரஜனை சுதந்திரமாக ஊடுருவ அனுமதிக்கிறது, ஆனால் செயல்பாட்டின் போது விரிவாக்கம் மற்றும் சுருக்கத்தின் அளவைக் கணிசமாகக் குறைக்கிறது. இந்த பொறியியல் தேர்வு சவ்வின் இயந்திர வலிமையையும் ஆயுட்காலத்தையும் வியத்தகு முறையில் அதிகரிக்கிறது, இதனால் ஒரு பிடி அலாய் ஹைட்ரஜன் பகுப்பாய்வி தொடர்ச்சியான பயன்பாட்டிலும் கூட, பல ஆண்டுகளாக நம்பகத்தன்மையுடன் செயல்பட.

4. மிஷன்-கிரிட்டிகல் பயன்பாடுகள்: ஹைட்ரஜன் பகுப்பாய்வி சிறந்து விளங்கும் இடம்

இந்த தொழில்நுட்பத்தின் ஒப்பற்ற துல்லியம், தோல்வியின் விலை மிகப்பெரியதாக இருக்கும் பயன்பாடுகளுக்கு இது சிறந்த தேர்வாக அமைகிறது.

அ. மின் உற்பத்தி மற்றும் பரிமாற்றம்
ஹைட்ரஜன்-குளிரூட்டப்பட்ட மின்சார ஜெனரேட்டர்களில், திறமையான குளிர்ச்சி மற்றும் பாதுகாப்பான செயல்பாட்டிற்கு அதிக ஹைட்ரஜன் தூய்மையை (பொதுவாக ஷ்ஷ்ஷ்98%) பராமரிப்பது அவசியம். A பிடி அலாய் ஹைட்ரஜன் பகுப்பாய்வி தொடர்ச்சியான தூய்மை கண்காணிப்பாளராகச் செயல்படுகிறது, நிகழ்நேர தரவு ஆபரேட்டர்கள் காற்று கசிவுகளைக் கண்டறிந்து ஆபத்தான நிலைமைகளைத் தடுக்க வேண்டும். மின்மாற்றிகளில், இது கரைந்த வாயு பகுப்பாய்விற்கு (டிஜிஏ) பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது மின்மாற்றி எண்ணெயில் கரைந்த ஹைட்ரஜனை துல்லியமாக அளவிட முடியும், வளைவு அல்லது பகுதி வெளியேற்றம் போன்ற ஆரம்ப பிழையின் ஆரம்ப எச்சரிக்கையை வழங்குகிறது, இதனால் மில்லியன் கணக்கான சாத்தியமான உபகரண சேதம் மற்றும் செயலிழப்புகளைச் சேமிக்கிறது.

பி. குறைக்கடத்தி மற்றும் ஃபைபர் ஒளியியல் உற்பத்தி
இந்தத் தொழில்கள் மிக உயர்ந்த தூய்மை (யுஎச்பி) வாயுக்களைக் கோருகின்றன. A ஹைட்ரஜன் பகுப்பாய்வி பல்லேடியம் கொள்கையின் அடிப்படையில், இறுதி தர உத்தரவாத நுழைவாயிலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது ஒரு உற்பத்தி செயல்முறையில் செலுத்தப்படும் ஹைட்ரஜன் டேய் ஐயய் ஒன்பதுஸ் (99.999%) அல்லது ஆமா ஆமா ஒன்பதுஸ் (99.9999%) தூய்மை தரத்தை பூர்த்தி செய்கிறது என்பதை சரிபார்க்கிறது. மாசுபட்ட வாயு செயல்முறைக்குள் நுழைவதைத் தடுப்பதன் மூலம், இது தயாரிப்பு மகசூலைப் பாதுகாக்கிறது மற்றும் முழு உற்பத்தி ஓட்டங்களின் இழப்பையும் தடுக்கிறது.

C. உலோக சிகிச்சை மற்றும் அனீலிங்
எஃகு அனீலிங் போன்ற செயல்முறைகளில், ஆக்ஸிஜனேற்றத்தைத் தடுக்கவும் விரும்பிய உலோகவியல் பண்புகளை அடையவும் துல்லியமான சதவீத ஹைட்ரஜனைக் கொண்ட ஒரு குறிப்பிட்ட உலை வளிமண்டலம் தேவைப்படுகிறது. A ஹைட்ரஜன் பகுப்பாய்வி செயல்முறை கட்டுப்பாட்டு அமைப்புக்கான முக்கியமான பின்னூட்ட வளையத்தை வழங்குகிறது, முழு வெப்பமூட்டும் மற்றும் குளிரூட்டும் சுழற்சி முழுவதும் உலை வளிமண்டலம் விவரக்குறிப்புக்குள் சரியாக இருப்பதை உறுதி செய்கிறது.

5. தொழில்நுட்ப நிறமாலை: ஒரு ஒப்பீட்டு பகுப்பாய்வு

அதே நேரத்தில் பிடி அலாய் ஹைட்ரஜன் பகுப்பாய்வி செயல்திறனின் உச்சத்தை பிரதிபலிக்கும் அதே வேளையில், பிற தொழில்நுட்பங்களும் உள்ளன. அவற்றின் சமரசங்களைப் புரிந்துகொள்வது ஒவ்வொன்றும் எங்கு பொருந்துகிறது என்பதை தெளிவுபடுத்துகிறது.

இந்த ஒப்பீடு ஒரு ஜிசி ஒத்த தேர்ந்தெடுப்பை வழங்கினாலும், பிடி அலாய் ஹைட்ரஜன் பகுப்பாய்வி மிகக் குறைந்த பராமரிப்புடன் தொடர்ச்சியான, நிகழ்நேர அளவீட்டை வழங்குகிறது, இது அர்ப்பணிப்புடன் கூடிய, ஆன்லைன் செயல்முறை கட்டுப்பாட்டுக்கான சிறந்த தேர்வாக அமைகிறது.

முடிவுரை

உயர் செயல்திறன் கொண்ட ஒரு சாதனத்தின் செயல்பாடு ஹைட்ரஜன் பகுப்பாய்வி நேர்த்தியான பொறியியல் மற்றும் பயன்பாட்டு இயற்பியலுக்கு ஒரு சான்றாகும். ஹைட்ரஜனுக்கு சரியான வடிகட்டியாகச் செயல்பட பல்லேடியம் அலாய் மென்படலத்தின் தனித்துவமான திறனைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், மற்ற தொழில்நுட்பங்களைக் கட்டுப்படுத்தும் குறுக்கீடு என்ற அடிப்படை சிக்கலை இது தவிர்க்கிறது. இது ஹைட்ரஜனின் இருப்பை ஊகிக்கவில்லை; இது அதை உடல் ரீதியாக தனிமைப்படுத்தி அளவிடுகிறது, துல்லியமானது மட்டுமல்ல, மறுக்க முடியாத தரவையும் வழங்குகிறது.

மின் கட்டத்தின் நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்வதிலிருந்து எங்கள் மிகவும் மேம்பட்ட உற்பத்தி செயல்முறைகளின் ஒருமைப்பாட்டைப் பாதுகாப்பது வரை, பிடி அலாய் ஹைட்ரஜன் பகுப்பாய்வி இன்றியமையாத ஒரு உறுதியான நிலையை வழங்குகிறது. இது பொறியாளர்கள் மற்றும் ஆபரேட்டர்கள் நம்பிக்கையுடன் முக்கியமான முடிவுகளை எடுக்க அதிகாரம் அளிக்கும் ஒரு கருவியாகும். ஹைட்ரஜனை அதிகளவில் நம்பியிருக்கும் உலகில், இந்த குறிப்பிடத்தக்க கருவி எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்வது பாதுகாப்பான மற்றும் திறமையான செயல்முறை கட்டுப்பாட்டின் அடித்தளத்தைப் புரிந்துகொள்வதாகும்.