傳統(tǒng)的光學(xué)儀器除濕、防霉、防氧化腐蝕手段
發(fā)布日期：2014-07-08
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1, 防護(hù)重點(diǎn)
由于高濕環(huán)境的危害，長期以來,人們一直在努力尋求有效的防護(hù)手段，以保障光學(xué)儀器和器材的安全。
對于防霉而言，霉菌生長發(fā)育條件可以看出, 有效防護(hù)辦法是破壞霉菌生存條件, 即空氣濕度和溫度。但由于長時間控制溫度能耗極高, 運(yùn)行相當(dāng)不經(jīng)濟(jì), 因此防護(hù)重點(diǎn)必然落在控制空氣中的水份上來。
金屬的氧化腐蝕，從實(shí)際上就是在大氣中的水份和氧氣參與下的金屬電化學(xué)反應(yīng)過程。由于去除大氣中的氧氣相當(dāng)困難和不實(shí)際, 因此防護(hù)的重點(diǎn)也就必然落在控制水份上?？茖W(xué)研究證明, 將金屬存放于氧化腐蝕發(fā)生的臨界值以下的環(huán)境中, 腐蝕速度即減緩, 環(huán)境濕度下降越多, 腐蝕速度就越緩, 如存放物品的環(huán)境相對濕度降至40%, 因低濕導(dǎo)致電化學(xué)腐蝕過程不能進(jìn)行, 金屬的腐蝕可完全停止。
由此可見, 以控制環(huán)境水份為重點(diǎn), 將環(huán)境相對濕度控制在一定的范圍, 就可以保障光學(xué)儀器和器件的安全。歸納總結(jié)，將光學(xué)儀器和器件存放于相對濕度40%以下的環(huán)境中，就可確保安全
傳統(tǒng)的干燥除濕方法主要有以下三種, 即真空干燥、制冷式除濕和吸潮劑除濕三種方式
2, 真空干燥
真空干燥是實(shí)驗(yàn)室常用的傳統(tǒng)手段。原理是采用抽真空的方式進(jìn)行除濕, 常見為真空干燥柜。使用上取放物品需抽真空和減壓，耗時不方便。由于抗壓原因，只能在箱柜一類小體積空間實(shí)現(xiàn)，不能在庫房類大面積空間實(shí)現(xiàn)。且若大一個真空干燥柜，除去抗壓結(jié)構(gòu)所占用的近一半的體積，實(shí)際上可以用來存放物品的空間很小，放不了多少東西，且價格也相當(dāng)昂貴。運(yùn)行時真空泵噪音煩人，對要求安靜的環(huán)境也不適宜。由于有這些局限，目前真空干燥只在部分科研單位小范圍使用。
3, 制冷式除濕
制冷式除濕是使用制冷式抽濕機(jī)(包括空調(diào)機(jī)和半導(dǎo)體制冷)制冷除濕, 其工作原理是通過制冷器件降低冷凝器表面溫度, 使空氣中的水份在冷凝器上冷凝結(jié)露, 然后滴出排除。抽濕機(jī)需人工倒水以及空調(diào)器滴水, 就是這個原因。
制冷式除濕機(jī)的產(chǎn)品介紹上均有其除濕量為多少公斤／天的指標(biāo)，但這是在環(huán)境氣溫32℃，相對濕度80%時的指標(biāo)，而沒有給出其它環(huán)境條件下的除濕指標(biāo)。這是因?yàn)椋评涫匠凉裨谄淅涠撕蜔岫酥g需要18℃以上的溫差，也就是環(huán)境氣溫必需在18℃以上才能工作，否則其冷凝器會結(jié)霜，導(dǎo)致空氣中的水份不能成為液態(tài)的水滴下排除，從而不能除濕。實(shí)踐證明，環(huán)境氣溫從32℃往下降越多，除濕量越少。氣溫 32℃度左右效率更高, 隨著氣溫降低, 效率就大幅降低, 25℃時除濕效果約為32℃的一半左右，效果顯著變差, 20℃以下就基本不能除濕。這也是20℃以下空調(diào)不能開機(jī)制冷的原因。雖然一些制冷式抽濕機(jī)生產(chǎn)廠家采用了反復(fù)切換化霜的辦法，但一除濕很快又結(jié)霜，又切換化霜，反復(fù)搗騰，而收效甚微，其除濕量對于光學(xué)儀器和器件的安全防護(hù)而言，已意義不大。因?yàn)樵?0℃-20℃之間霉菌仍然生長并可造成危害，金屬的氧化腐蝕仍然進(jìn)行并可造成危害。中國地理環(huán)境決定，一年之中20℃以下的環(huán)境氣溫約占一半的時間，因此，制冷式除濕效果受季節(jié)溫度影響很大。用于防霉, 一年之中只在有限的幾個月中有效, 其它大部分時間仍然不安全, 用于防潮和防氧化，則效果不佳。此外，也不能凈化被控空間中的有害工業(yè)廢氣, 不能適應(yīng)影像膠片、磁記錄材料等對保存環(huán)境空氣質(zhì)量有要求的物品的保存。經(jīng)濟(jì)上，制冷式除濕機(jī)電耗巨大, 一般３０立方米空間房間電耗約為1kw／小時，運(yùn)行費(fèi)用高。
制冷式除濕機(jī)的除濕能力有限，一般只能將濕度控制在50%-60%左右。對于作為干燥工具，要求達(dá)到30%以下濕度要求的場合，制冷式除濕機(jī)不能勝任。
盡管制冷式除濕機(jī)存在上述嚴(yán)重缺陷，在沒有更好的除濕手段條件下, 使用制冷式除濕機(jī)也不失為一種聊勝于無的辦法，因此也在被大量生產(chǎn)銷售。
近年來市場上出現(xiàn)了一種利用半導(dǎo)體制冷片的"帕爾貼"效應(yīng), 將空氣中的水分進(jìn)行冷凝排除的“電子防潮箱”,由于此類產(chǎn)品仍屬于制冷式除濕, 也存在傳統(tǒng)制冷除濕方式所存在的一切通病。因此限制了其應(yīng)用范圍。
3, 吸潮劑除濕方式
將硅膠等干燥劑放入密封的容器內(nèi)進(jìn)行除濕，是常見的除濕辦法。其缺點(diǎn)是當(dāng)吸潮劑飽和時需要更換或人工進(jìn)行烘干再生, 長年累月曠日持久的維護(hù)工作相當(dāng)繁雜；由于吸潮劑飽和時間不易準(zhǔn)確預(yù)見, 容器內(nèi)濕度究竟是多少也不能靠是似而非的硅膠變色程度確切得知, 非常容易導(dǎo)致不能及時恰當(dāng)更換吸潮劑。另外, 所謂相對濕度, 是指在特定空間體積內(nèi)一定的空氣含水量相當(dāng)于當(dāng)時氣溫氣壓而形成的空氣濕度值。由于密封容器內(nèi)空氣與外界空氣隔絕, 容器內(nèi)空氣絕對含水量不會減少或增加, 容器內(nèi)水份含量是固定不變的, 而容器內(nèi)相對濕度因受外界溫度氣壓升降影響, 會發(fā)生濕度升降。例如，在一密封玻璃瓶罐容器內(nèi)放置一個指針式濕度表觀察，如此時環(huán)境氣溫為25℃，而濕度表指示容器內(nèi)濕度為ＲＨ60%，則將該容器放入溫度只有6-9℃的冰箱冷藏室，半小時后開冰箱門觀察，容器內(nèi)的濕度表指示現(xiàn)在的濕度值上升為RH75%，再將該容器取出，放置與室外日光暴曬下，半小時后觀察，容器內(nèi)的濕度表指示現(xiàn)在的濕度值下降為為RH15%，由此證明，在密封容器內(nèi)絕對含水量不會改變的情況下，環(huán)境溫度的變化，回導(dǎo)致容器內(nèi)相對濕度的變化。因此, 采用密封容器放置硅膠來干燥的方法，由于晝夜及季節(jié)的環(huán)境條件在發(fā)生變化，在一定氣溫氣壓條件和吸潮劑經(jīng)使用到一定情況條件下, 容器內(nèi)有可出現(xiàn)不但不干燥, 還會產(chǎn)生高濕的情況, 甚至導(dǎo)致容器壁上出現(xiàn)結(jié)露出水。此外, 當(dāng)新的吸潮劑放入容器時, 由于投放吸潮劑的數(shù)量不易掌握，過少濕度降不下來, 過多則會出現(xiàn)濕度過低, 可能會對某些物品造成危害, 如造成光學(xué)儀器的電子器件中的集成電路靜電擊穿, 有機(jī)零件開裂, 開膠, 影像膠片產(chǎn)生靜電枝狀網(wǎng)紋等。并且當(dāng)使用一段時間后, 由于不能準(zhǔn)確預(yù)料及時更換, 又會出現(xiàn)濕度過高情況, 容器內(nèi)濕度不穩(wěn)定, 對存放物品不利。由于上述原因, 使用吸潮劑保存物品安全性不高。根據(jù)對照相機(jī)保管大量調(diào)查數(shù)據(jù)顯示, 光學(xué)鏡頭長霉的照相機(jī)實(shí)際上絕大部份都是使用了吸潮劑進(jìn)行保管的。另外, 此種方式只能用于小空間容器保存, 不適宜于大量物品保存, 應(yīng)用范圍有限。且已用過的吸潮劑烘干工藝要求較高, 須在105-115 ℃下恒溫烘烤, 如溫度掌握不好, 過低不能烘干, 過高將會損壞吸潮劑中的變色指示劑, 使其失去作用, 不能指示。此外也不適宜在大容積的箱柜或房間及庫房內(nèi)使用。但是，由于這種方式經(jīng)濟(jì)上花費(fèi)不多，因而也被廣泛采用。
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