[發明專利]一種低壓氧等離子清洗有機污染物的工藝時長計算方法

在審

• 申請號: 202111385902.8
• 申請日: 2021-11-22
• 公開（公告）號: CN114112954A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 劉昊;楊敏;李玉海;蔣一嵐;牛龍飛;苗心向;呂海兵;袁曉東
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 賈曉燕

1.一種低壓氧等離子清洗有機污染物的工藝時長計算方法，其特征在于，包括：

步驟一、使用擬合法構建低壓氧等離子體對特定有機污染物的評價系數α；

步驟二、測定該評價系數α下的等離子體所對應的氧原子激發譜線的光譜強度I；

步驟三、在不同條件下重復進行步驟一和步驟二，取得多組相對應的評價系數α和光譜強度I數據，將得到的光譜強度I進行標定或者歸一化處理，保證不同狀態下的光譜強度I與評價系數α的相對應關系唯一，最后形成先驗數據庫；

步驟四、采用步驟一的方法測定待清洗膜層內有機污染物的等效空間濃度C₂′；

步驟五、采用步驟二中相同的測試條件，測定出擬使用等離子體對應指定的氧原子激發譜線的光譜強度I′；

步驟六、在先驗數據庫中選定一組合適的評價系數α和光譜強度I數據，所選取的光譜強度I與測定光譜強度I′的偏離度應不大于10％；

步驟七、構建擬使用等離子體的評價系數α′；

步驟八、由等效空間濃度C₂′和評價系數α′計算得到該有機污染物所需的清洗工藝時長t。

2.如權利要求1所述的一種低壓氧等離子清洗有機污染物的工藝時長計算方法，其特征在于，步驟一中，其包括：S11、測試膜層污染前的峰值透過率，進而計算得到膜層污染前的原孔隙率；其過程為：光學元件上鍍有鍍膜材料構成的增透膜，以空氣、有機污染物、鍍膜材料的混合物作為膜層；通過分光光度計或標定的能量計測得膜層污染后的峰值透過率為T_f；

根據R_f＝1－T_f，得到未污染膜層的剩余反射率R_f；

根據式中：n₀為空氣折射率，n_g為鍍膜材料折射率；得到未污染膜層的折射率n_f；

根據式中：n_m＝n_f，n_i為膜層中第i種介質的折射率；得到未污染膜層的原孔隙率f_i；

S12、測試膜層污染后的峰值透過率，進而計算得到膜層污染后的現孔隙率；其過程為：待膜層被有機污染物污染后，采用與步驟一相同的方法，計算得到已污染膜層的現孔隙率；

S13、根據原孔隙率和現孔隙率計算得到膜層污染后其中的有機污染物的空間濃度C₁；其過程為：

根據D＝原孔隙率－現孔隙率；得到有機污染物在膜層中的空間填充率D；

根據式中：D為有機污染物的空間填充率、M為有機污染物的摩爾質量、ρ為有機污染物的密度；得到有機污染物在膜層中的空間濃度C₁；

S14、根據空間濃度C₁計算得到等效空間濃度C₂；其過程為：已污染膜層中有機污染物的化學式為C_xH_y，將C_xH_y改寫為按照碳原子數分配的氫原子數的表達式，即CH_2n的形式，式中：n由C_xH_y確定，即n＝y/2x；那么CH_2n基團的空間濃度，即有機污染物的等效空間濃度C₂與有機污染物的空間濃度C₁的關系為：C₂＝C₁×x；

S15、在膜層污染后使用等離子體對其進行清洗的過程中，重復步驟二到步驟四測試多次，對測得的多個等效空間濃度C₂隨清洗時間t的變化進行指數擬合，得到擬合公式：

式中：β為有機污染物的初始濃度，α可作為用于評價該種狀態等離子體對有機污染物清洗能力的評價系數；其過程為：測試次數不少5次，采用最小二乘法對測得的多個等效空間濃度C₂隨處理時間t的變化進行指數擬合。

3.如權利要求1所述的一種低壓氧等離子清洗有機污染物的工藝時長計算方法，其特征在于，步驟二中，其過程為：使用光譜儀對該評價系數α下的等離子體所對應的氧原子激發譜線進行測定，譜線選擇氧原子的844.6nm。