- 2025-02-28 17:43:04测量分析
- 测量分析是指通过特定的测量工具和方法，对目标对象进行定量或定性的数据采集与分析过程。它涉及对数据的精准捕捉、处理与解读，旨在揭示对象的内在特性、变化规律及与外部环境的相互作用。测量分析广泛应用于科研、工业、医疗等领域，为决策制定、过程优化、产品改进等提供科学依据。通过精确测量与深入分析，可提升工作效率，保障产品质量，推动科技创新与发展。
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测量分析问答
- 2021-01-28 10:32:58高速摄像仪在单晶硅表面池沸腾可视化测量分析中的应用
- 1.高速摄像仪在材料中的应用单晶硅是一种活泼的非金属元素晶体，广泛应用于太阳能光伏发电、供热、能源存储等。新材料技术的不断进步，促使其向着极GX可用的趋势发展。故对不同结构的单晶硅表面池沸腾相变传热性能研究具有非常重要意义。 华北电力大学能源动力与机械工程学院的科研团队，利用千眼狼高速摄影测量分析技术对光滑、微坑、均匀微柱和槽型微柱四种不同单晶硅表面的沸腾现象进行了在线可视观测试验，获得了各表面气泡动力学演变过程及局部温度演变规律，揭露了基于动力学过程的沸腾强化机理。2.可视池沸腾实验与可视化分析科研人员设计搭建由方形沸腾池、温控加热系统、高速摄像及红外热成像系统、数据采集系统组成的实验台，可同时观测沸腾动力学过程和温度演变过程的可视化池沸腾，并利用涂覆导电膜的单晶硅作为沸腾基底表面，依次对光滑、微坑、微柱、槽型微柱四种试样进行试验（更多详情请见《化工学报》2019年第70卷第4期）。图1 池沸腾实验台实验采用千眼狼高速摄像仪及红外热成像仪同步采集系统以从侧壁进行高速图像采集，以2320×1720的全高清分辨率，对不同结构单晶硅表面的核态沸腾过程中气泡运动过程及气泡演变过程中局部温度变化规律进行监测分析。1/2.气泡动力学规律分析图2 气泡动力学参数与有效热通量的关系曲线通过图2可知，光滑表面在沸腾初期核化密度较稳定，热通量q″从沸腾起始点（59kW/ m2）到108.5kW/m2范围内，脱离直径随有效热通量增大而增大并达到极大值；继续增大有效热通量，脱离直径开始减小直至2.1mm左右趋于稳定。对于气泡脱离时间而言，随着有效热通量增加脱离时间呈单调减小趋势。图3 不同表面上沸腾气泡高速图片如图3可知，微坑表面为孤立气泡的核化提供了稳定的核化ZX，沸腾气泡更易生成；同时其临界脱离直径较稳定，随有效热通量变化在 2.15～2.4mm区域内变化；而气泡脱离时间随有效热通量增大而缩短，且短于同有效热通量下的光滑表面的脱离时间，即实验中微坑结构不仅强化气泡的核化，同时也强化了气泡脱离。微柱表面，热通量（q″=35kW/m2）下即可观察到气化核心的产生；且受微结构的影响，微柱阵列提供了气泡核化ZX，同时气泡生长引起微柱间隙的液体的微流动促进了气泡的脱离，使得表面气泡未发生合并即脱离，脱离时间缩短至几毫秒。槽型微柱表面，热通量下（q″=40 kW/m2）气泡优先在槽道内成核生长，且其脱离直径较大；随着有效热通量的增大槽道和微柱间隙的气泡都逐渐长大，且易发生气泡合并形成较大气泡。2/2.局部温度演变规律分析试验采用高速摄像仪及红外热成像仪同步采集系统，观察四种试样表面单个孤立气泡生长运动过程壁面温度场演化规律。图4 光滑表面单个气泡在周期内的温度演变规律如图4可知，光滑表面q″=89KW/m2时汽化核心处先形成一个气泡雏形，随相变的进行气液交界面外扩，气泡逐渐长大，同时气泡ZX由于相变带走热量温度降低。q″=130KW/m2时，核化气泡迅速增大到ZD气泡直径，且底部薄液膜消失，在气泡ZX形成干烧区，且单气泡周期明显减小。图5 微结构表面沸腾气泡形成脱离过程如图5可知，300μm微坑表面在过热度较高的微坑处气泡初始核化，但受有限表面在界面处的温度梯度以及界面附近的Maragoni微对流的影响，气泡会出现从微坑向边界移动的滑移现象，促进了上一代气泡的快速脱离，从而增大了气泡的脱离频率。微柱表面生成气泡时，当t值不断增加时，微柱间隙内的微小核化点密集的区域上的气泡不断长大并合并成为大气泡；当t=14ms时该气泡脱离壁面，此脱离过程的时长仅为10ms数量级。在整个气泡运动过程中，微柱的存在大大提高了壁面的温度均匀性,YZ了由于气泡干斑区内温度过高换热不良而造成的沸腾恶化，因此微柱的存在可以有效地提高临界有效热通量。槽型微柱表面气泡的吸纳合并作用发生在气泡生成极短的时间内，槽内气泡来不及长大即被快速侧吸到微柱区与大气泡合并脱离；壁面温度的均匀性也相应提高。但槽道的宽度对壁面温度的均匀性存在影响，宽度加大可以造成中间气泡无法被 侧吸，引起局部过热。3.结论试验结果表明单晶硅表面微结构设计显著降低了核化沸腾的起始过热度，利用微结构对槽道内气泡的侧吸作用，可控制气泡的快速汇聚、脱离以及沸腾气泡的空间分布位置。通过高速摄像仪对采集的气泡运动试验过程进行分析，可掌握单晶硅表面微结构气泡动力学过程各阶段换热机理，可优化单晶硅局部微结构设计，为为新型材料研究带来更可靠的应用价值。
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- 2023-03-09 13:37:48四环冻干机—真空冷冻干燥特性参数测量与分析（八）
- 4.6 冻干产品的贮藏与复水4.6.1 真空或充气包装已干燥产品是一种疏松的多孔物质，有很大的内表面积。如果暴露于空气之中，就会吸收空气中的水分而潮解，增加产品的残余水分含量。其次，空气中的氧、二氧化碳与产品接触，一些活性基团就会很快与氧结合产生不可逆的氧化作用。此外，空气中如含有杂菌，还会污染产品。因此，在产品干燥后，能直接在真空箱内密封，使之不与外界空气接触。现在比较先进的冻干机都具有这种功能。因此，冻干产品的贮藏应该从第二阶段干燥结束以后开始。由解吸等温线可知，在平衡条件下，产品中吸附水分的量在给定温度下是水蒸气压力的函数，如图4-53所示。在给定温度下，在很短的时间内可近似认为是平衡状态，在第二阶段的工作压力应该小于平衡蒸气压，例如，当温度为+40℃，预期残余水分小于1%时，pch应该为几帕。如果产品（血浆）的温度只有+20℃，则工作压力应该比1Pa还小。通常情况，延长干燥时间不能降低残余含水量——只有升高温度才能降低残余含水量。要想得到较低的含水量，吸湿性的产品应防止在干燥室中再次吸入已被干燥除去的水分。如果使用小瓶，应在干燥室中密封。如果是散装的物料或食品，干燥后应该往干燥室中充入干燥空气或惰性气体。在+20℃，相对湿度为70%时，空气中的水分约为1.3×10-2gH20/L。往体积为200L的干燥室充入该气体时，将引入2.6g的水蒸气。如果干燥室中有300个小瓶，每个小瓶装有固体含量为10%的1cm3的物料，则残余含水量将增加约9%。如果固体含量只有1%，则残余含水量增加到90%。充入气体的露点应该与第二阶段的最终压力相对应，例如，最终压力为2Pa,气体的露点应为-55℃，最小应为-50℃。 因此，冻干产品应在二次干燥结束后采用真空或充氮气包装，包装材料的渗透性差，贮藏运输过程应避光。4.6.2 冻干产品的复水理论上，冻干制品复水后能恢复原有的性质和形状。实际上要让冻干后的产品完全恢复原有的特性，不仅受冷冻干燥过程影响，复水条件也是很重要的，比如复水液，复水速率，复水温度，复水率等都会影响复水后制品的特性。如人红细胞、角膜等在冻干过程中，大部分水分都被除去，要恢复其基本生理功能，必须进行复水，为细胞创造一个与体内细胞生存环境基本相符的条件。牛肉，方便米饭，牡蛎、海参等冻干的食品在食用的时候应复水恢复其原有的形状，色泽及口感等。咖啡、青霉素等药品在使用的时候应能速溶。不同的物料复水条件和过程都不一样，通常用实验的方法确定。
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- 2023-03-02 15:07:01四环冻干机—真空冷冻干燥特性参数测量与分析（七）
- 4.5.2 冻干产品的质量及其变化假设冻干本身是在最优条件下进行的，而且在冻干过程结束时产品达到了预期的质量，冻干产品在存储过程，其质量变化至少受三个因素的影响：残余水分，存储温度及混合在包装袋里的气体。与其中一种因素有关的或在更多情况下与三种因素都有关的变化可分成以下四种情况：①在与水分子的重组过程发生的变化和/或溶解性；②干燥产品的化学反应；③产品生物-医学活性的恶化；④产品物理结构的变化，例如：由非晶形转变为部分或全部晶体结构的形式。通常发生的变化可由这几种变化中的某几种解释。下面给出了几个典型例子。Liu和Langer证明BSA，卵清蛋白、葡萄糖、氧化酶和β—乳球蛋白在37℃时溶解性迅速减小，并且如果在已干产品中加入了30%（质量分数）生理盐水缓冲液，则在24h内97%的产品将变为非溶解性的。由于水分而引起的聚集归因于分子间的S一S键。对于给定的白蛋白，如果RM为最优值则可减少聚集。Zhang等人研究了在keratonocyte增长因子(KGF)重组过程重组介质对形成聚集的影响。若干添加剂可使聚集明显地减小，调节重组介质离子的强度发现也有类似的作用。优化重组条件可增加蛋白质可溶性的恢复；对于KGF，蛋白质溶解性的恢复与本身的、单节显性的组成有关。此外，Zhang等人还发现当用纯水重组时，白细胞素-2(Ⅰ)和核糖核酸酶（Ⅱ）在+45℃的温度下存储时聚集相当大。如果在重组水中加入肝磷脂或磷酸盐可明显减少聚集的长度。Shalaev等人研究了在RM0.5g/g蛋白质时蛋白质质子的聚集和T₂都将减小。Vromans和Schalks利用非晶形维库溴铵研究了水敏性药品的稳定性。在制剂中其分解主要取决于水的活度αW，而不是水分的多少。赋形剂的玻璃化不仅有低温保护作用，而且起稳定作用。Cleland等人发现当蔗糖和蛋白质具有适当的分子比率时，在40℃可稳定保存人类单克隆抗体重组细胞(ruhMAb HER2)33个月。360：1的摩尔比率可成功地稳定蛋白质。这比通常的制剂中所用的等渗浓度低3～4倍。Souillac等人比较了冻干和物理混合的h-Dnase、rh-GH和rH-IGF-1和甘露醇、蔗糖、海藻糖和右旋糖苷的焓。对物理混合物，发现焓与蛋白质的百分含量呈线性关系；对冻干的混合物此关系是非线性的。作者得出的结论是在冻干的混合物中蛋白质和碳水混合物之间会直接发生反应。Hsu等人发现已包装的产品也有可能发生分解。设想冻干结束时只具有单分子层的水，且不是均匀分布的，但是在有些位置分子可能连成串。在干燥和存储过程这些水提供的保护以防止变性。这点是由基因技术产生的两种产品证明的：太少的水，比单分子层还少，造成tPA和高铁血红蛋白在物理上的不稳定，然而较高含量的水却导致存储过程生物上的不稳定。To和Flink以及van Scoik和Carstensen阐述了四种变化的例子：依To和FIink的观点，非晶形到晶体的转变或者是因为存储温度T(T>TC)太高，或者是因为吸收了水。（注：较多的水增加了非晶形固体的流动性，促进了晶体的成核和增长）。Van Scoik和Carstensen交流了他们关于蔗糖晶体成核和增长的经验。讨论了温度和残余水分这两个成核参数，建议用添加剂可停止、延缓或加速成核。用来清洗装有小瓶的干燥室的气体和加入产品的包装袋里的气体的影响尚且不清楚。只是氧气在多数情况下被排除。Spiess建议用干空气存储花椰菜和蓝莓，然而胡萝卜和辣椒粉应该存储在氧气含量
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- 2023-02-24 14:47:07四环冻干机—真空冷冻干燥特性参数测量与分析（六）
- 4.5.1.3 热重分析法热重分析法(TG，TG/MS)是在程序控温下，测量物质的质量随温度（或时间）的变化关系，用来研究材料的热稳定性和组分。检测质量最常用的办法就是天平。热重分析仪如图4-47所示。May等人描述了在称量过程中，如何区分质谱仪的读数是解吸出来的水的还是挥发性物质的，挥发性物质有可能来自残余溶剂或部分产品的分解。当前卤素快速水分测定仪是一种新型快速的水分检测仪器，其原理就是利用热重分析法。May等人用TG，TG/MS，KF法和一种命名为“蒸气压湿度测量法”(VPM)的新型测量方法研究了α-干扰素和美国标准百日咳疫苗的残余水分(RM)。VPM测量密闭小瓶中物料上面的空间中水的蒸气压。来自红外二极管的光线穿过小瓶到达图像探测器。小瓶的温度从室温以固定的速率冷却到一55℃。当水蒸气冷凝的时候，由于凝结物使光束变暗，从而改变图像探测器的信号。凝结温度可转化为压力，从而可计算出顶部空间中水的微观图。图4-48表示α-干扰素的TG值。抽取的三种不同样品中，发现RM的平均值为1.15%土0.15%。利用KF法发现一种样品中的RM为1.28%。图4-49表示百日咳疫苗样品9的相应数据。水的最终解吸温度和开始分解的温度由重量随时间变化的函数的导数曲线确定(%/mi)；当导数曲线偏离水平线时可认为水的解吸结束。在表4-1总结了不同方法我得的结果，VMP不能提供关于产品RM的值息。该方法可重复测量同样的小瓶在一段时间内产品上空的水分，从而确定水分的变化量。4.5.1.4 红外光谱学Lin和Hsu描述了用近红外线(NIR)光谱学确定密封的玻璃瓶中蛋白质类药品的残余水分的方法。研究了五种蛋白质：人类单克隆抗体重组细胞(ruhMAb)E25、ru- hMAb HER2、rubMAb CDI1a、TNKase和rt-PA，在小瓶壁的水平位置上加入适量的MilliQ水可使残余水分的量增加，使水蒸气扩散到已干产品。一般情况下，1～2天后可达到平衡状态。利用常用的三种数学工具来确定复杂光谱（不同成分的重合部分或它们之间的化学反应)。研究了下列因素对IR标准的影响结果：赋形剂的浓缩，块状产品的疏松度，厚度和直径以及赋形剂和蛋白质的比率，Karl Fischer滴定数（也叫RF)被用来作为与NIR数相比较的标准。图4-50中(a)～(e)表示5种产品RF和RNIF之间的关系。Karl Fischer滴定法依每日的操作者的不同其波动范围为士0.5%。因此，RF和RNIR之间的差别≤0.5%认为是较好的。在30～100mg/mL之间疏松度的变化≤0.5%。块状物的尺寸必须超过NIR的透深，否则测得的RNIR太小。制剂成分允许有小的变化，然而变化较大时，例如，蔗糖由42.5mmo/L变为170mmol//L，随着浓度的增加吸收率增加（图4-51）。因此对85mmol/L的RNIR的标准不能用于蔗糖的浓度较低(42.5mmo/L)或较高(>120mm0l/L)的情况；在520cm-1时水的信号随着产品信号的改变而变化。通常情况下，对于给定的制剂和产品尺寸RNIR标准是一定的，只有在NIR测量对于充足的被反射光线具有足够长的光程以及校准产品的光谱随组分浓度的改变没有被改变的情况下，变化才是允许的。4.5.1.5 残余水分测量方法的比较干燥产品中的水以多种形式结合：如存在于表面的水，或多或少与干物质结合的水或以结晶水的形式存在着的水。因此，对于不同的物质，各种方法有可能会产生不同的结果。利用重量分析法和Karl Fischer滴定法测得的有些物质的RM值几乎是没什么不同的。May等人提供了四种这类物质的例子，但是如表4-2所示，利用重量分析法得到的RM值比Karl Fischer滴定法得到的小0.3%～0.6%，然而，用热重分析方法得到的RM值在误差范围内与Karl Fischer滴定法得到的值是非常接近的。在图4-52中比较了在第二阶段干燥过程，利用KF测得的RM和利用DR值计算得到的dW值。用于KF测量的小瓶当时是封闭的，上面的图表示出了平均值以及误差条。同样的药品在同一台设备上，在相同的工艺条件和相同的装载量的情况下进行了三次试验过程。利用KF测得的RM值在MD转变为SD后以士1%改变，约21h后减少为土0.5%。三次试验过程dW值都在SD阶段开始后以士0.5%改变，在21h后小于0.05%。上下曲线表明，到达最终温度后，进一步的干燥不可能再降低RM的值0.5%。根据dW也可得到相同的信息：在21h后水的解吸可忽略，由于其小于0.02%/h。此产品在所选的工艺条件下，用KF法测得1.5%的水分在此温度下及可接受的时间内不能用解吸法除去。
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- 2025-09-28 17:15:21尾气检测仪怎么分析
- 尾气检测仪怎么分析 随着环保要求的日益严格，尾气排放检测逐渐成为机动车检验的重要组成部分。尾气检测仪作为其中的关键工具，其分析原理和技术的掌握对于保障环境质量至关重要。本文将围绕尾气检测仪的工作原理、分析方法、常见类型及其在汽车尾气检测中的应用展开讨论，旨在帮助读者深入理解尾气检测仪如何高效、地分析尾气成分，确保车主和监管部门能够遵循严格的环保标准。 一、尾气检测仪的工作原理 尾气检测仪通过实时监测车辆排放的废气成分，利用不同的传感器和分析技术检测尾气中有害物质的浓度。常见的尾气成分包括一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）、碳氢化合物（HC）和氧气（O2）等。尾气检测仪通过吸入排放气体并分析其各项物质的含量，能够评估车辆是否符合国家或地区的排放标准。 一般来说，尾气检测仪采用的主要分析方法包括化学分析法、电化学分析法、红外吸收分析法、紫外吸收分析法等。其中，红外吸收分析法和电化学传感器法在当前汽车尾气检测中使用较为广泛。 二、尾气检测仪的分析方法 红外吸收法（IR） 红外吸收法是通过分析气体分子对特定波长红外光的吸收情况来确定气体的浓度。该方法适用于检测二氧化碳、氮氧化物等气体。气体分子在吸收红外光后，会发生振动变化，不同气体的分子结构不同，因此它们对红外光的吸收波长也各不相同。通过测量光的衰减程度，可以推算出气体的浓度。 电化学传感法 电化学传感法则通过电化学反应来检测尾气中的有害气体。该方法常用于检测一氧化碳和氧气等气体。在电化学传感器内部，气体与电极反应产生电流，电流的大小与气体浓度成正比，进而可以计算出尾气成分的浓度。该方法具有高灵敏度和高选择性，且反应速度快，是实时监测的理想选择。 紫外吸收法（UV） 紫外吸收法则是利用气体分子对紫外线的吸收特性来分析气体成分，尤其是适用于检测氮氧化物（NOx）等气体。与红外吸收法类似，紫外吸收法也是通过测量气体对光的吸收程度来推算气体浓度。由于紫外光对某些气体的吸收特性比红外光更为显著，因此在一些特定情况下，紫外吸收法比红外吸收法具有更高的检测精度。 三、尾气检测仪的常见类型 尾气检测仪的种类繁多，根据其功能和用途的不同，主要可以分为便携式尾气检测仪和固定式尾气检测仪两大类。 便携式尾气检测仪 便携式尾气检测仪主要用于现场检测，具有小巧、易携带的特点。它适用于车主自检、维修厂检查以及临时环境检测。便携式尾气检测仪通常具备高精度的传感器，能快速检测车主的尾气排放是否符合规定，具有良好的实时反馈能力。 固定式尾气检测仪 固定式尾气检测仪通常应用于环保监测站、汽车检验站等专业场所。与便携式尾气检测仪相比，固定式尾气检测仪的检测范围和精度更高，能够对大量车辆进行连续、自动化的尾气排放检测。固定式尾气检测仪通常配备数据采集、存储和远程监控功能，便于监管部门进行环保数据的追踪和分析。 四、尾气检测仪的应用场景 尾气检测仪的应用范围非常广泛，不仅限于汽车环保检测，还涉及到工厂排放监测、城市空气质量监测等多个领域。在汽车检测领域，尾气检测仪常被用于机动车年检、尾气排放标准测试、修理厂诊断等。随着环保法规的严格执行，尾气检测仪的使用频率逐年增加，成为车主和监管机构的重要工具。 尾气检测仪在环境保护中的作用也不容忽视。通过对工业排放、车辆排放的精确分析，尾气检测仪可以帮助政府和环保部门及时发现和应对空气污染问题，推动环保政策的执行，减少有害物质对空气和水源的污染。 五、尾气检测仪的未来发展 随着科技的不断进步，尾气检测仪也在不断向更高效、更智能的方向发展。例如，未来可能会出现更精密的传感器技术、更先进的无线数据传输技术以及更精确的分析软件，进一步提高尾气检测的效率和准确性。结合大数据和云计算技术，尾气检测仪将能够实现更加智能化的环境监测和数据分析，为环保事业做出更大贡献。 结语 尾气检测仪作为一种重要的环境监测工具，不仅对机动车排放的环保标准执行起到了至关重要的作用，而且对保护环境、减少空气污染也具有深远的影响。随着技术的不断进步，尾气检测仪的分析方法和功能将更加完善，助力实现更高效、更智能的环境保护目标。
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