লিথিয়াম ব্যাটারি গবেষণা এবং উন্নয়ন, সেমিকন্ডাক্টর উপাদান প্রস্তুতি, জৈব অপটোইলেক্ট্রনিক্স এবং অনুঘটক সংশ্লেষণের মতো অত্যাধুনিক ক্ষেত্রগুলিতে পরীক্ষাগুলি সাধারণত উচ্চ-বিশুদ্ধ নিষ্ক্রিয় গ্যাস পরিবেশে পরিচালিত হয় কারণ প্রতিক্রিয়া উপাদানগুলি বায়ুতে আর্দ্রতা এবং অক্সিজেনের প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল। এই পরিবেশ সরবরাহকারী মূল সরঞ্জাম হিসাবে, ভ্যাকুয়াম পরিশোধন গ্লাভ বাক্সের ভিতরে জল এবং অক্সিজেনের সামগ্রী সনাক্তকরণ এবং নিয়ন্ত্রণ সরাসরি পরীক্ষার সাফল্য বা ব্যর্থতা নির্ধারণ করে।
সুতরাং, ঠিক কিভাবে করে গ্লাভ বক্স পানি এবং অক্সিজেনের ট্রেস পরিমাণের পিপিএম-স্তরের সনাক্তকরণ অর্জন করে এবং কীভাবে এটি দীর্ঘ সময় ধরে এই অতি-পরিচ্ছন্ন পরিবেশ বজায় রাখে?
I. গ্লাভ বাক্সে জল এবং অক্সিজেন সনাক্তকরণের জন্য মূল সেন্সর নীতিগুলি
গ্লাভ বাক্সের মধ্যে জল এবং অক্সিজেনের পরিমাণকে <1 পিপিএম-এর চরম মাত্রায় নিয়ন্ত্রণ করতে, উচ্চ-নির্ভুলতা 'চোখ' অপরিহার্য - একটি অক্সিজেন বিশ্লেষক এবং একটি শিশির বিন্দু বিশ্লেষক। স্ট্যান্ডার্ড নির্ভুল নিষ্ক্রিয় গ্যাস গ্লাভ বক্স কনফিগারেশনে, এই দুটি সেন্সরের পরিমাপ পরিসীমা এবং অপারেটিং মেকানিজমের কঠোর প্রযুক্তিগত প্রয়োজনীয়তা রয়েছে।
ক্লিনরুম গ্লাভ বক্স সিস্টেমে, অক্সিজেন বিশ্লেষকগুলির প্রচলিত পরিমাপ পরিসীমা সাধারণত 0 এবং 1000 পিপিএম-এর মধ্যে ডিজাইন করা হয়।
কাজের নীতি: বর্তমানে, মূলধারার পদ্ধতি ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পদ্ধতি বা জিরকোনিয়াম অক্সাইড সলিড ইলেক্ট্রোলাইটের নীতি ব্যবহার করে। উদাহরণ হিসাবে একটি ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল সেন্সর নিলে, যখন গ্যাস গ্লাভ বাক্সে ছড়িয়ে পড়ে এবং সেন্সর পৃষ্ঠে পৌঁছায়, তখন অক্সিজেন একটি হ্রাস প্রতিক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায়, একটি দুর্বল কারেন্ট তৈরি করে। এই স্রোতের মাত্রা অক্সিজেনের ঘনত্বের সমানুপাতিক। উচ্চ-নির্ভুলতা সংকেত পরিবর্ধন এবং ডিজিটাল রূপান্তরের মাধ্যমে, নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা বাস্তব সময়ে গ্লাভ বাক্সের মধ্যে ট্রেস অক্সিজেন সামগ্রী প্রদর্শন করতে পারে।
যেহেতু আর্দ্রতা অক্সিজেনের চেয়ে অনেক রাসায়নিক বন্ধন এবং সক্রিয় ধাতুর উপর আরও বেশি প্রভাব ফেলে, তাই গ্লাভ বাক্সগুলি সাধারণত 0-500 পিপিএম পরিমাপের পরিসর সহ অত্যন্ত সংবেদনশীল শিশির বিন্দু বিশ্লেষক দিয়ে সজ্জিত থাকে।
কাজের নীতি: এই পদ্ধতিতে সাধারণত ক্যাপাসিটিভ বা প্রতিবন্ধকতা-ভিত্তিক পাতলা-ফিল্ম সেন্সর ব্যবহার করা হয়। সেন্সর পৃষ্ঠটি একটি অত্যন্ত সংবেদনশীল পাতলা ফিল্ম মাধ্যম দিয়ে আচ্ছাদিত। যখন পরিবেশে পানির অণুগুলির ট্রেস পরিমাণ শোষিত বা শোষিত হয়, তখন ফিল্মের ক্যাপাসিট্যান্স বা প্রতিবন্ধকতা সামান্য পরিবর্তিত হয়। বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যের এই পরিবর্তনগুলি সঠিকভাবে পরিমাপ করে, সিস্টেমটি গ্যাসের শিশির বিন্দু তাপমাত্রাকে বিপরীতভাবে গণনা করতে পারে এবং তারপরে এটিকে ভলিউমেট্রিক ঘনত্বে রূপান্তর করতে পারে।
২. বুদ্ধিমান সিদ্ধান্ত গ্রহণ: সেন্সর এবং পিএলসি সিস্টেমের মধ্যে নিয়ন্ত্রণ সমন্বয়
কেবল সনাক্তকরণের ক্ষমতা অপর্যাপ্ত; গ্লাভ বক্সকে সনাক্ত করা ডেটাকে গতিশীল নিয়ন্ত্রণ কমান্ডে রূপান্তর করতে হবে। এর জন্য ডেটা অধিগ্রহণ এবং বিশ্লেষণের জন্য একটি শিল্প-গ্রেড নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা প্রয়োজন।
কন্ট্রোল প্যানেলের মাধ্যমে, অপারেটররা শুধুমাত্র স্বজ্ঞাতভাবে রিয়েল-টাইম ডেটা নিরীক্ষণ করতে পারে না, তবে সিস্টেমটি স্ব-নির্ণয়মূলক এবং অভিযোজিত যুক্তির একটি সম্পূর্ণ সেটও পরিচালনা করে: গতিশীল চাপ নিয়ন্ত্রণ এবং অভিযোজিত সুরক্ষা: ক্ষুদ্র ফাঁক বা রাবারের গ্লাভসের মাধ্যমে বাহ্যিক বাতাসকে প্রবেশ করা থেকে রোধ করতে, একটি স্থিতিশীল, অভ্যন্তরীণভাবে ইতিবাচক চাপ বজায় রাখতে হবে। স্ট্যান্ডার্ড অপারেটিং অবস্থার অধীনে, বক্সের কাজের চাপ সাধারণত +/- 15 mbar এর মধ্যে নিয়ন্ত্রিত হয়। একবার সিস্টেমটি +/- 16 mbar-এর বেশি অস্বাভাবিক চাপ শনাক্ত করলে, PLC স্বয়ংক্রিয়ভাবে একটি সুরক্ষা ব্যবস্থা চালু করবে, চাপের ভারসাম্য নিশ্চিত করতে বায়ু সরবরাহ বা নিষ্কাশন ভালভ সামঞ্জস্য করবে, যার ফলে বাহ্যিক জল এবং অক্সিজেন অনুপ্রবেশের সম্ভাবনা শারীরিকভাবে কেটে যাবে।
III. সনাক্তকরণ থেকে নির্মূল পর্যন্ত: বিশুদ্ধকরণ সঞ্চালন সিস্টেমে উপাদানের রূপান্তর
যখন সেন্সরগুলি অপারেশন বা উপাদান প্রবেশ/প্রস্থানের কারণে জল এবং অক্সিজেনের স্তরের ওঠানামা সনাক্ত করে, তখন গ্লোভ বক্সের এই ট্রেস অমেধ্যগুলি দূর করার প্রক্রিয়া প্রাথমিকভাবে তার সঞ্চালিত পরিশোধন ইউনিটের উপর নির্ভর করে।
ক্লোজড-লুপ সঞ্চালনে, ইন্টিগ্রেটেড ফ্যান বাক্সের ভিতরের গ্যাসকে নির্দিষ্ট রাসায়নিক এবং শারীরিক শোষণ উপাদানে ভরা একটি পরিশোধন কলামে নির্দেশ করে:
রাসায়নিক ডিঅক্সিজেনেশন: পরিশোধন কলামটি সাধারণত একটি অত্যন্ত দক্ষ সক্রিয় তামা অনুঘটক দিয়ে পূর্ণ হয়। যখন অক্সিজেন-ধারণকারী গ্যাস এর মধ্য দিয়ে যায়, তামা ঘরের তাপমাত্রায় অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে তামার অক্সাইড তৈরি করে, যার একক-পাস ডিঅক্সিজেনেশন ক্ষমতা 60 L পর্যন্ত হয়।
শারীরিক ডিহাইড্রেশন: পরিশোধন কলামে সমান পরিমাণে উচ্চ-দক্ষ আণবিক চালনীও থাকে। তাদের অনন্য মাইক্রোপোরাস গঠন এবং অত্যন্ত মেরু পৃষ্ঠ ব্যবহার করে, তারা শারীরিকভাবে গ্যাসে জলের অণুগুলিকে শোষণ করে এবং লক করে, একটি একক-পাস ডিহাইড্রেশন ক্ষমতা সাধারণত 2 কেজি পর্যন্ত।
এই উচ্চ-প্রবাহ-হার ক্রমাগত আদান-প্রদানের সঞ্চালনের মাধ্যমে, গ্লাভ বক্স নিশ্চিত করে যে বাক্সের অভ্যন্তরে সামগ্রিক জল এবং অক্সিজেনের মাত্রা <1 পিপিএম-এর অতি-পরিচ্ছন্ন স্তরে ধারাবাহিকভাবে স্থিতিশীল থাকে।
IV দীর্ঘমেয়াদী সনাক্তকরণ নির্ভুলতা বজায় রাখার মূল চাবিকাঠি: পিএলসি স্বয়ংক্রিয় পুনর্জন্ম যুক্তি
ব্যবহারের সময় বৃদ্ধির সাথে সাথে, পরিশোধন উপাদানটি স্যাচুরেটেড হতে থাকে, এই সময়ে সেন্সর দ্বারা পর্যবেক্ষণ করা জল এবং অক্সিজেন ডেটা পর্যায়ক্রমিক বৃদ্ধি দেখাবে। পরিশোধন ব্যবস্থার কার্যকলাপ পুনরুদ্ধার করার জন্য, পর্যায়ক্রমিক পুনর্জন্ম অপারেশন প্রয়োজন।
আধুনিক গ্লাভ বাক্সগুলি সাধারণত একটি PLC-নিয়ন্ত্রিত স্বয়ংক্রিয় পুনর্জন্ম প্রক্রিয়া প্রয়োগ করে: হ্রাস এবং বিষণ্নতা: পুনর্জন্ম পর্যায়ে, মিশ্র গ্যাসের একটি নির্দিষ্ট অনুপাত—সাধারণত কার্যকরী গ্যাস এবং হাইড্রোজেনের মিশ্রণ — সিস্টেমে প্রবর্তন করা হয়। উচ্চ-তাপমাত্রার উত্তাপের পরিস্থিতিতে, হাইড্রোজেন তামা এবং জলীয় বাষ্প তৈরি করতে পরিশোধন কলামে কপার অক্সাইডের সাথে বিক্রিয়া করে, যা পুনর্জন্ম বর্জ্য গ্যাসের সাথে নিঃসৃত হয়, এইভাবে তামা অনুঘটককে পুনরুজ্জীবিত করে; আণবিক চালনী উচ্চ-তাপমাত্রা গরম করার মাধ্যমে শোষিত আর্দ্রতা শোষণ করে এবং নিষ্কাশন করে, যার ফলে পরিশোধন ব্যবস্থার পুনর্জন্ম চক্র সম্পূর্ণ হয়।
V. উপসংহার
ভ্যাকুয়াম পরিশোধনে জল এবং অক্সিজেনের সনাক্তকরণ এবং নিয়ন্ত্রণ গ্লাভ বক্স একটি একক উপাদানের ফলাফল নয়, বরং একটি ক্লোজড-লুপ সিস্টেম যা 'সুনির্দিষ্ট সনাক্তকরণ - বুদ্ধিমান সিদ্ধান্ত গ্রহণ - দক্ষ নির্মূল' একীভূত করে।
