This post is also available in: English Armenian
ویژگی های کلیدی اکسیژن مایع
| 1. | خلوص بالا | گاز مایع اکسیژن از طریق یک فرآیند تقطیر دقیق تولید می شود که منجر به یک محصول با خلوص استثنایی، اغلب بیش از 99.5٪ می شود. |
| 2. | دمای جوش بسیار پایین | اکسیژن مایع در دمای ۱۸۲٫۹۶- درجه سانتیگراد (منفی ۲۹۷٫۳۳ درجه فارنهایت) به جوش میآید. این ویژگی آن را به یک سیال کرایوژنیک (فوق سرد) تبدیل میکند. |
| 3. | چگالی بالا | اکسیژن مایع به طور قابل توجهی چگال تر از اکسیژن گازی است (چگالی ≈ ۱٫۱۴۱ گرم بر سانتیمتر مکعب) که امکان ذخیره سازی و حمل و نقل کارآمدتر را فراهم می کند. |
| 4. | رنگ آبی کمرنگ | اکسیژن مایع در لایههای ضخیم، رنگ آبی ملایم دارد که به دلیل جذب نور در طول موجهای خاص است. |
| 5. | تبخیر سریع در دمای اتاق: | اگر در معرض هوا قرار گیرد، سریعاً به گاز تبدیل میشود و حجم آن تا ۸۶۰ برابر افزایش مییابد. |
| 6. | افزایش راندمان ذخیره سازی | به دلیل شکل متراکم، اکسیژن مایع اجازه می دهد تا مقادیر بیشتری را در ظروف نسبتا کوچک در مقایسه با اکسیژن گازی ذخیره کند. |
| 7. | نیاز به مخازن عایقبندی شده | به دلیل دمای فوقالعاده پایین، باید در مخازن دو جداره و خلأ (دِوار) نگهداری شود تا از تبخیر سریع جلوگیری شود. |
| 8. | مدت زمان استفاده طولانی تر | سیلندرهای اکسیژن مایع معمولاً در مقایسه با نمونه های گازی خود، مدت زمان بیشتری استفاده می کنند که برای کاربردهای بدون وقفه ضروری است. |
| 9. | غیر قابل اشتعال | خود گاز مایع اکسیژن غیر قابل اشتعال است، اما از احتراق در حضور مواد قابل احتراق پشتیبانی می کند. |
| 10. | احتراق تقویت شده | در فرآیندهای صنعتی، برای بهبود کارایی واکنش های احتراق، تسهیل فرآیندهایی مانند جوشکاری و برش فلز استفاده می شود. |
گازهای کالیبراسیون برای چه مواردی استفاده می شود؟
دادههای دقیق در صنایع فنی که تحقیقات در آنها انجام میشود، از اهمیت حیاتی برخوردار است. برای ارائه اطلاعات معتبر، متخصصان باید اطمینان حاصل کنند که اندازهگیریها و شاخصها با دقت بالا انجام شدهاند تا نتایج بهدستآمده در آینده، منجر به خطاهای راهبردی نشوند. در این زمینه، وضعیت مطلوب دستگاههای فنی نقشی اساسی ایفا میکند. تجهیزات مورد استفاده باید بهعنوان ابزاری قابل اعتماد، به صورت منظم و توسط کارشناسان مجرب کالیبره شوند تا از دقت عملکرد آنها اطمینان حاصل شود. در این فرآیند، گازهای استاندارد بهعنوان یکی از ارکان اصلی کالیبراسیون، اهمیت ویژهای دارند.
کالیبراسیون و نقش گازهای استاندارد
کالیبراسیون فرآیندی است که طی آن ابزارهای اندازهگیری تنظیم و تطبیق داده میشوند تا نتایج حاصل با یک سیستم مرجع تعریفشده (مانند استانداردهای ملی یا بینالمللی) مطابقت داشته باشد. عوامل محیطی (مانند دما، رطوبت یا فشار) یا استهلاک تجهیزات ممکن است باعث کاهش دقت حسگرها و انحراف از کالیبراسیون شوند. انجام منظم و اصولی این فرآیند، دو مزیت کلیدی دارد:
1. اطمینان از نمایش اندازهگیریهای دقیق توسط دستگاه.
2. تشخیص بهموقع نیاز به تعمیر یا تعویض قطعات.
گازهای کالیبراسیون
برای کالیبراسیون تجهیزات اندازهگیری گازها (مانند دتکتورهای صنعتی یا سیستمهای آنالایزر)، از مخلوطهای گازی استاندارد استفاده میشود. این مخلوطها معمولاً شامل ترکیباتی نظیر:
• مونوکسید کربن (CO)
• دیاکسید کربن (CO₂)
• دیاکسید نیتروژن (NO₂)
• سولفید هیدروژن (H₂S)
• متان (CH₄)
• اکسیژن (O₂)
• دیاکسید گوگرد (SO₂)
• آمونیاک (NH₃)
استانداردهای حیاتی در کالیبراسیون
• انطباق با استانداردهای ISO
مخلوطهای گازی باید مطابق با استانداردهایی مانند ISO 6142 (تهیه مخلوط گازهای مرجع) یا ISO 17025 (صلاحیت آزمایشگاههای کالیبراسیون) تهیه شوند تا دقت و صحت نتایج تضمین گردد.
• تاریخ انقضای گازها
استفاده از گازهای تاریخگذشته نه تنها منجر به خطای اندازهگیری میشود، بلکه ممکن است به دلیل تجزیه شیمیایی، خطرات ایمنی (مانند انفجار) نیز ایجاد کند.
مراحل کلیدی فرآیند کالیبراسیون گاز
1. اعمال گاز استاندارد: غلظت مشخصی از گاز به دستگاه اعمال میشود.
2. مقایسه نتایج: خروجی دستگاه با مقدار انتظاری از پیش تعیینشده مقایسه میگردد.
3. تنظیم یا تعمیر: در صورت مشاهده انحراف، دستگاه تنظیم یا تعمیر میشود.
4. صدور گواهی: پس از تأیید دقت، گواهی کالیبراسیون صادر میشود.
| بیشتر بخوانید: اکسیژن مایع در تامین اکسیژن پزشکی |  |
روشهای کالیبراسیون با استفاده از گازهای حاوی اکسیژن
کالیبراسیون تجهیزات اندازهگیری گاز اکسیژن، یکی از مراحل حیاتی در تضمین دقت، ایمنی و عملکرد صحیح سیستمهای پایش گاز است. بسته به نوع دستگاه و حساسیت مورد نیاز، روشهای متعددی برای کالیبراسیون با گازهای حاوی اکسیژن وجود دارد که در ادامه به تفصیل شرح داده میشود:
1. کالیبراسیون به روش دستی (Manual Calibration)
در این روش، اپراتور به صورت دستی غلظت مشخصی از گاز اکسیژن را به دستگاه تزریق کرده و با مقایسه پاسخ دستگاه با مقدار واقعی، اقدام به تنظیم و کالیبراسیون مینماید. این روش نیازمند دقت بالا و تسلط کامل به مراحل کالیبراسیون است و معمولاً برای دستگاههایی با پیچیدگی کمتر یا در مواقع اضطراری استفاده میشود.
2. کالیبراسیون خودکار (Automatic Calibration)
در این روش، دستگاه بهطور خودکار وارد فرآیند کالیبراسیون میشود. گاز استاندارد با غلظت معین وارد دستگاه شده و سیستم بهطور داخلی پارامترهای مورد نیاز را تنظیم میکند. این روش باعث کاهش خطای انسانی و افزایش دقت و سرعت فرآیند کالیبراسیون میشود.
3. کالیبراسیون با گاز مرجع (Reference Gas Calibration)
در این حالت، از گاز مرجع دارای گواهی استاندارد و غلظت دقیق اکسیژن برای کالیبراسیون استفاده میشود. این گازها از سوی مراکز معتبر تولید و آنالیز شده و برای کالیبراسیون دقیق در آزمایشگاههای پیشرفته مورد استفاده قرار میگیرند.
4. کالیبراسیون تکنقطهای (Single Point Calibration)
در این روش تنها از یک نقطهی مرجع (غلظت خاصی از اکسیژن) برای کالیبره کردن دستگاه استفاده میشود. این روش بیشتر در دستگاههایی کاربرد دارد که در یک بازهی محدود غلظتی فعالیت میکنند و تغییرات زیادی در سنجش نیاز ندارند.
5. کالیبراسیون چندنقطهای (Multi-Point Calibration)
این روش شامل تزریق چندین سطح غلظت مختلف از گاز اکسیژن به دستگاه است تا دقت سنجش در تمام بازههای عملکردی بررسی و تنظیم شود. این شیوه برای کاربردهای حساس و تجهیزات دقیق ضروری است.
6. کالیبراسیون با گاز ترکیبی (Mixed Gas Calibration)
در این روش از گازهایی با ترکیب مشخصی از اکسیژن به همراه سایر گازها (مانند نیتروژن، دیاکسید کربن یا متان) استفاده میشود. این ترکیبها شرایط واقعیتری از محیطهای صنعتی یا آزمایشگاهی را شبیهسازی کرده و باعث افزایش دقت کالیبراسیون میشوند.
چالشهای کاربرد اکسیژن مایع در گازهای کالیبراسیون
استفاده از اکسیژن مایع در فرآیندهای کالیبراسیون، علیرغم مزایای فراوان، با چالشهایی نیز همراه است. این چالشها بیشتر به رفتار فیزیکی مخلوطهای مایع و انتقال فاز آنها مرتبط است:
1. بیثباتی ترکیب مخلوطها
مخلوطهای مایع اکسیژن ذاتاً ناپایدار هستند و با گذر زمان از ترکیب اولیهی تأییدشده فاصله میگیرند. این تغییرات عمدتاً ناشی از فرآیندهای تبخیر و تراکم بین فاز مایع و گاز است. بنابراین، توصیه میشود این مخلوطها بلافاصله پس از تهیه یا تأیید، مصرف شوند.
2. تبخیر (Evaporation)
تبخیر در دو حالت اتفاق میافتد:
تبخیر آرام: فرآیندی تدریجی که همواره درون سیلندر اتفاق میافتد و اجتنابناپذیر است.
جوشاندن: زمانی رخ میدهد که فشار بخار مایع از فشار محیط فراتر رود. این حالت میتواند باعث آزاد شدن سریع گاز و ایجاد ناهماهنگی در ترکیب شود و باید از آن اجتناب کرد.
3. تراکم (Condensation)
چگالش برعکس تبخیر است و می تواند زمانی رخ دهد که سیلندر سرد شود یا فشار بیش از حد افزایش یابد. گازهای تبخیر شده قبلی اکنون دوباره وارد فاز مایع می شوند. این ممکن است چیز خوبی به نظر برسد، اما اگر مخلوط مایع در مدت زمانی که این اجزا در فاز گاز بودند استفاده میشد، اکنون با نسبتهایی متفاوت از آنچه در ابتدا در نظر گرفته شده بود، دوباره وارد فاز مایع میشوند. این ترکیب کلی مخلوط را تغییر می دهد.
مقدار گازهای تبخیر شده که فضای هدف می تواند داشته باشد نسبت به نقطه اشباع آن است. این نقطه توسط دما تعیین می شود. تغییرات دما نقطه اشباع را تغییر می دهد و در نتیجه تبخیر یا تراکم رخ می دهد.
| حتما بخوانید: اکسیژن مایع صنعت کشتی رانی و ناوبری |  |
راهکارهای مقابله با چالشهای اکسیژن مایع در کالیبراسیون
برای بهرهبرداری بهتر از اکسیژن مایع در فرآیند کالیبراسیون، رعایت راهکارهای زیر توصیه میشود:
1. حفظ دمای ثابت و خنک سیلندر
افزایش دما در سیلندرهای حاوی مایع نه تنها مفید نیست بلکه منجر به ناپایداری میشود. حفظ دمای ثابت مانع از انتقال فاز ناخواسته بین مایع و گاز میگردد.
2. استفاده از کوچکترین سیلندر ممکن
سیلندرهای کوچکتر به دلیل مصرف سریعتر محتوا، زمان کمتری برای وقوع تبخیر و تراکم فراهم میکنند و در نتیجه پایداری ترکیب بهتری دارند.
3. استفاده از فشار اضافی ثابت
حفظ فشار اضافی ثابت (overpressure) از طریق اتصال دائم به منبع گاز با فشار مناسب، مانع تغییر در نقطه اشباع و در نتیجه تغییرات دما و ترکیب گاز میشود.
4. استفاده از استاندارد مرجع گازی
با وجود استفاده از مخلوطهای مایع برای مصارف روزمره، لازم است بهصورت دورهای از استانداردهای گازی برای کالیبراسیون دقیق و کنترل کیفیت استفاده شود تا از صحت دستگاه اطمینان حاصل شود.
5. بهرهگیری از سیلندرهای فشار ثابت (پیستونی)
این سیلندرها با استفاده از پیستون داخلی، مانع انتقال فاز میشوند. هرچند مانع جوشیدن نمیشوند، اما برای حفظ ترکیب یکنواخت گاز بسیار مؤثرند. هزینه بالا و ظرفیت محدود از معایب این نوع سیلندرها است.
| بیشتر بخوانید: تفاوت اکسیژن طبی و صنعتی |  |
مخلوطهای مایع، بهویژه شامل اکسیژن، نقش کلیدی در فرآیندهای دقیق تحلیلی و صنعتی دارند. هرچند چالشهای فیزیکی نظیر تبخیر، تراکم و بیثباتی وجود دارند، اما با بهرهگیری از روشها و تجهیزات مناسب، میتوان از این مخلوطها بهصورت بهینه استفاده کرد. آیندهی این حوزه با توسعه فناوریهای جدید در طراحی سیلندر، کنترل فشار و روشهای نگهداری، نویدبخش افزایش دقت و کارایی در کالیبراسیونهای گازی است.
————————————————–
منابع
www.metrowelding.com/oxygen-liquid
www.uk.airliquide.com
www.linde-gas.com
www.mathesongas.com