qualidade Instrumento de ensaio de laboratório & Dosimetria do TLD fábrica

Com a crescente demanda da indústria de materiais para novas energias, o hidróxido de lítio hidratado, como um importante intermediário na química de sais de lítio, é amplamente utilizado na preparação de materiais catódicos, aditivos de revestimento, lubrificantes e nas indústrias de vidro e cerâmica. Seu comportamento de desidratação e decomposição não apenas afeta a pureza do material, mas também está diretamente relacionado às configurações de temperatura de sinterização, processos de armazenamento e controle de composição. Este artigo, com base nos resultados da análise térmica síncrona, descreve o mecanismo de decomposição e a faixa de temperatura chave do monohidrato de hidróxido de lítio em uma atmosfera de oxigênio, fornecendo suporte de dados para a produção empresarial e aplicações de engenharia. I. Procedimento Experimental 1. Instrumento de Medição: Analisador Térmico Síncrono STA400 2. Amostra: Monohidrato de hidróxido de lítio 3. Parâmetros Experimentais: Ambiente: Oxigênio Taxa de Aquecimento: 5℃/min Faixa de Temperatura: 25℃ a 800℃ Observação: Dados em uma atmosfera de oxigênio refletem mais de perto os processos reais de sinterização e oxidação. 4. Espectros de Medição 5. Análise do Espectro de Medição: Estágio 1: Remoção da Água de Cristalização Faixa de Temperatura: 31.8℃ a 130.3℃ Perda de Peso: ≈11.31% Efeito Térmico: Pico endotérmico óbvio (≈90℃) LiOH·H2O→LiOH+H2O↑ Implicação: A desidratação completa só pode ser alcançada em temperaturas de secagem acima de 130℃; abaixo desta temperatura, o armazenamento a longo prazo não resulta facilmente em perda de água. Estágio 2: Decomposição Térmica do Hidróxido de Lítio Faixa de Temperatura: 198.9℃ a 456.4℃ Perda de Peso: ≈12.53% Efeito Térmico: Segundo pico endotérmico (≈276℃) Reação Principal: 2LiOH→Li₂O+H₂O↑ Implicação: 200℃ a 450℃ é a faixa crítica de decomposição. Se a temperatura de sinterização do material catódico cobrir esta faixa, a mudança de proporção causada pela evaporação da água precisa ser considerada. O tempo de permanência excessivo nesta faixa pode levar à perda de lítio, desvios estequiométricos e alto teor de oxigênio no produto. Estágio 3: Estabilidade em Alta Temperatura Faixa de Temperatura: 590.7℃ a 744.4℃ Perda de Peso: ≈0.32% Explicação: Nenhuma reação significativa; o sistema tende a estabilizar. II. Conclusões Experimentais Temperaturas acima de 600℃ podem ser consideradas uma faixa relativamente estável para Li₂O, adequada para manter a estabilidade da estrutura da fonte de lítio em estágios subsequentes de alta temperatura. Esta análise térmica fornece a rota completa de LiOH·H₂O→LiOH→Li₂O e os pontos de controle de temperatura chave, servindo como uma referência importante para a formulação do material e a configuração da temperatura de sinterização.

Análise Termogravimétrica de Resina A resina de cloreto de polivinila (PVC), como uma variedade central de plásticos de uso geral, é amplamente utilizada em áreas-chave como tubos de construção, isolamento elétrico e eletrônico e materiais de embalagem. Sua estabilidade térmica determina diretamente a viabilidade do processamento do produto e sua segurança em serviço. Durante o processamento em alta temperatura ou uso a longo prazo, o PVC é propenso à degradação da cadeia de desidrocloração, levando à descoloração, fragilização e até mesmo falha. Portanto, caracterizar com precisão o comportamento de degradação térmica é um requisito fundamental para a otimização da formulação e o controle de qualidade. A análise termogravimétrica (TGA) pode monitorar as mudanças de qualidade do PVC sob elevação de temperatura programada em tempo real, fornecendo parâmetros-chave, como temperatura de decomposição inicial e taxa máxima de degradação, fornecendo uma base científica para pesquisa e desenvolvimento de resina de PVC, triagem de estabilizadores e controle de qualidade no processo de produção. I. Procedimento Experimental 1. Instrumento de Medição: Analisador Termogravimétrico TGA200 2. Procedimento de Preparação da Amostra: Este experimento utiliza resina de PVC de grau industrial como objeto de teste, com foco na otimização das condições de teste TGA e na análise do comportamento de degradação térmica. 2.1 Pré-tratamento: A resina de PVC foi seca em uma estufa a 80°C por 4 horas para remover a interferência de umidade. 2.2 Método de Preparação: A amostra foi pulverizada usando uma máquina de moagem e peneirada para garantir um tamanho de partícula uniforme. 2.3 Quantidade da Amostra: 10-20 mg da amostra foram pesados e colocados em um cadinho de cerâmica. Uma quantidade de amostra muito grande levaria a uma transferência de calor desigual, enquanto uma quantidade muito pequena resultaria em um sinal fraco, afetando a precisão dos dados. 3. Configurações de Parâmetros do Software: Temperatura, taxa de aquecimento e ambiente atmosférico foram definidos através do software operacional do equipamento. Temperatura de corte: 700°C, taxa de aquecimento: 20°C/min, atmosfera de nitrogênio em todo o processo. 4. Análise Espectral: A partir dos dados na figura acima, podemos ver que a degradação térmica da resina de PVC sob uma atmosfera de nitrogênio exibe uma característica típica de duas etapas: 1. Estágio de Descloração (200-350℃): Átomos de cloro instáveis na cadeia molecular de PVC iniciam uma reação em cadeia, liberando gás HCl e formando uma estrutura de polieno conjugado. Este estágio representa aproximadamente 70% da perda total de massa. 2. Estágio de Quebra da Cadeia Principal (300-700℃): A estrutura de polieno conjugado se decompõe ainda mais em compostos de hidrocarbonetos de baixo peso molecular, com o resíduo formando, em última análise, resíduo carbonáceo. O pico DTG no primeiro estágio (em torno de 300℃) verifica a ocorrência concentrada da reação de descloração; juntamente com a espectroscopia infravermelha, o pico de absorção característico de HCl pode ser detectado. O alargamento do pico no segundo estágio indica uma reação de degradação da cadeia de carbono mais complexa. Além disso, a partir desta figura, também podemos obter a temperatura de decomposição inicial da amostra de PVC, ou seja, Toneset, que é 246,83℃. Os valores de pico da curva DTG correspondem à taxa máxima de degradação Tmax para cada estágio, com a temperatura máxima de decomposição sendo 303℃. II. Conclusões Experimentais A análise termogravimétrica (TGA), como uma tecnologia central para avaliar a estabilidade térmica da resina de PVC, pode caracterizar quantitativamente os estágios de degradação, os níveis de resistência ao calor e os mecanismos de reação, analisando com precisão os parâmetros característicos da curva TG-DTG. Ela distingue efetivamente as diferenças na estabilidade térmica entre as formulações de PVC. Mesmo resinas com aparências semelhantes podem ser identificadas pelo analisador termogravimétrico através de parâmetros como temperatura de decomposição inicial e temperatura máxima de taxa de decomposição, fornecendo suporte crucial para a consistência da produção e controle de confiabilidade. Além disso, ao acoplar TGA com espectroscopia infravermelha ou espectrometria de massa, os mecanismos químicos da degradação do PVC podem ser ainda mais revelados, fornecendo uma base microscópica para o projeto de moléculas estabilizadoras.

Na era atual de rápido avanço tecnológico, vários instrumentos e equipamentos estão constantemente surgindo, trazendo maior conveniência e segurança para nossas vidas e trabalho. Dentre eles, os dispositivos fixos de alarme de radiação, como uma importante ferramenta de monitoramento, têm gradualmente ganhado destaque. A radiação, essa "força" invisível, está sempre presente ao nosso redor. Ela inclui a radiação natural do ambiente natural, como raios cósmicos e materiais radioativos no solo e no ar, bem como a radiação gerada por atividades humanas, como exames de raios-X no campo médico e certos processos na produção industrial. Embora quantidades moderadas de radiação não causem danos óbvios ao corpo humano, quando a dose de radiação excede um certo limite, ela pode representar uma ameaça potencial à saúde humana. Portanto, o monitoramento preciso e oportuno da radiação é particularmente importante, e os dispositivos fixos de alarme de radiação desempenham um papel crucial nisso. O princípio de funcionamento dos dispositivos fixos de alarme de radiação é baseado na tecnologia de detecção de radiação. Por meio de um detector embutido de alta sensibilidade, ele pode capturar sinais de radiação no ambiente circundante. Quando uma fonte de radiação está presente, o detector detecta as mudanças de energia das partículas de radiação e as converte em sinais elétricos. Após uma série de amplificações, análises e processamentos, se a intensidade da radiação exceder um limite predefinido, o alarme emitirá imediatamente um alarme sonoro e visual, chamando a atenção da equipe ou pessoal relevante. Esse mecanismo rápido e preciso de detecção e alarme pode identificar anomalias potenciais de radiação no primeiro momento, ganhando tempo valioso para medidas de proteção adequadas. Em aplicações práticas, a localização da instalação do equipamento é crucial. Ele é tipicamente colocado em áreas onde podem existir vazamentos ou riscos de radiação, como em torno de reatores de usinas nucleares, na entrada de departamentos de radiologia de hospitais ou perto de instalações industriais de irradiação. Tomando uma usina nuclear como exemplo, seus reatores internos produzem uma grande quantidade de material radioativo durante a operação, e mesmo sob rigorosas medidas de segurança, ainda existe uma pequena probabilidade de vazamento de radiação. Nesse caso, o equipamento distribuído em várias áreas críticas age como guardiões leais, sempre de plantão. Uma vez que a radiação excessiva é detectada, ele pode notificar rapidamente a equipe para tomar medidas, impedindo a escalada do acidente e garantindo a segurança do ambiente e do pessoal circundantes. Também é um equipamento importante para departamentos de radiologia de hospitais. Quando os pacientes se submetem a exames radiológicos, como raios-X e tomografias computadorizadas, embora a dose de radiação do equipamento de exame esteja dentro dos limites de segurança, o monitoramento em tempo real da radiação ambiente ainda é necessário. O sistema de alarme garante que a radiação não vaze acidentalmente da sala de exame durante o processo de exame, protegendo outros pacientes e a equipe médica da exposição desnecessária à radiação. Ele também fornece um forte suporte de dados para o gerenciamento de segurança radiológica do hospital, ajudando o hospital a desenvolver sistemas de proteção radiológica mais científicos e razoáveis. No setor industrial, muitas empresas envolvidas na produção, processamento ou uso de materiais radioativos também estão equipadas com ele. Por exemplo, em algumas oficinas de fábricas que usam fontes radioativas para testes não destrutivos, o sistema de alarme pode monitorar o nível de radiação do ambiente de trabalho em tempo real, impedindo que os trabalhadores desenvolvam doenças ocupacionais devido à exposição prolongada à radiação excessiva. Além disso, para áreas que armazenam materiais radioativos, o sistema de alarme fornece monitoramento ininterrupto 24 horas por dia; quaisquer flutuações anormais de radiação não escaparão à sua atenção, prevenindo efetivamente acidentes de segurança, como perda ou roubo de materiais radioativos. Para realizar totalmente sua função, manutenção e calibração regulares são necessárias. Devido a fatores ambientais, envelhecimento do equipamento e outros motivos, o desempenho de detecção do sistema de alarme pode diminuir gradualmente, levando a desvios nos resultados da medição. Portanto, técnicos profissionais inspecionam, limpam e calibram meticulosamente os dispositivos de alarme em intervalos prescritos para garantir que eles mantenham as condições de trabalho ideais e forneçam dados precisos e confiáveis para o monitoramento da radiação. Os dispositivos fixos de alarme de radiação, como uma linha de defesa crucial no monitoramento da radiação, desempenham um papel insubstituível na proteção da saúde humana, da segurança ambiental e da segurança da produção industrial. Com os contínuos avanços tecnológicos, acredita-se que seu desempenho e escopo de aplicação continuarão a melhorar e se expandir, criando um ambiente de radiação mais seguro para nós, garantindo que a radiação não seja mais um "assassino invisível" à espreita ao nosso redor, mas sim firmemente controlada dentro de limites seguros.

A medição precisa da dose de radiação é crucial em áreas como proteção contra radiação nuclear, radioterapia médica, monitoramento ambiental e pesquisa científica. Dosímetros termoluminescentes, como um dispositivo clássico de medição de dose de radiação, desempenham um papel insubstituível nesses campos devido à sua alta sensibilidade, ampla faixa de medição e boa estabilidade. Este artigo irá aprofundar as tecnologias centrais do dispositivo, incluindo seu princípio de detecção, e explorar esquemas de otimização para melhorar a precisão da leitura. 1. Análise do Princípio de Detecção Os dosímetros termoluminescentes utilizam a propriedade de que certos materiais, após serem expostos à radiação ionizante, podem absorver e armazenar energia e liberar fótons quando aquecidos novamente. Este processo pode ser dividido em três estágios: 1.1 Estágio de Irradiação: Quando um material termoluminescente é exposto à radiação ionizante, como raios X, raios gama ou nêutrons, as partículas de radiação interagem com o material, excitando elétrons dentro do material a níveis de energia mais altos, formando elétrons ligados em "armadilhas". 1.2 Estágio de Armazenamento: Esses elétrons presos permanecem relativamente estáveis ​​à temperatura ambiente e não liberam energia imediatamente, preservando assim as informações de radiação por um longo tempo. 1.3 Estágio de Leitura: Ao aquecer o detector a uma temperatura específica, os elétrons presos ganham energia suficiente para escapar da armadilha e liberar energia como fótons ao retornar ao seu estado fundamental — um fenômeno conhecido como termoluminescência. A intensidade da luz liberada é proporcional à dose de radiação original recebida. Essa luz é convertida em um sinal elétrico por um tubo fotomultiplicador ou outro dispositivo de detecção de luz, permitindo que a dose de radiação seja calculada. 2. Esquema de Otimização da Precisão de Leitura Embora os dosímetros termoluminescentes tenham muitas vantagens, sua precisão de leitura é afetada por vários fatores, incluindo a seleção de materiais do detector, o projeto do programa de aquecimento, a eficiência da coleta do sinal de luz e o algoritmo de processamento de dados. As seguintes são algumas estratégias de otimização importantes: 2.1 Seleção de Materiais de Detector de Alta Qualidade: O uso de materiais termoluminescentes de alta pureza, homogêneos e estáveis ​​à resposta à radiação pode efetivamente melhorar a sensibilidade e a consistência do detector. 2.2 Controle do Processo de Aquecimento: Controlar a taxa de aquecimento e a temperatura é crucial para a liberação do sinal termoluminescente. Um sistema de aquecimento controlado por microprocessador permite a configuração do perfil de temperatura, garantindo condições de medição consistentes e reduzindo as fontes de erro. 2.3 Eficiência Aprimorada de Coleta de Sinal Óptico: O design óptico otimizado, como o uso de espelhos, sistemas de foco de lentes e a seleção de filtros apropriados para remover o ruído de fundo, melhora a eficiência de coleta do sinal óptico e a relação sinal-ruído. 2.4 Processamento Inteligente de Dados: Algoritmos de processamento de sinal introduzidos, como identificação de pico, subtração de fundo e correção não linear, melhoram efetivamente a precisão e a estabilidade das leituras. Simultaneamente, estabelecer um banco de dados de calibração e calibrar regularmente o instrumento é crucial para garantir a precisão da medição a longo prazo. 2.5 Consideração de Fatores Ambientais: Considerando que fatores ambientais como temperatura e umidade podem afetar o desempenho do detector, o projeto deve incorporar um sistema de controle de temperatura e umidade ou adicionar fatores de correção apropriados durante a análise de dados. Em resumo, o dosímetro termoluminescente, por meio de seu princípio de detecção exclusivo, exibe vantagens únicas na medição da dose de radiação. A otimização contínua de materiais de detector, controle de aquecimento, tecnologia de processamento de sinal óptico e algoritmos de processamento de dados pode melhorar significativamente a precisão da leitura e atender aos requisitos de monitoramento de segurança de radiação cada vez mais rigorosos. Com o avanço da ciência e da tecnologia, ele desempenhará um papel ainda mais importante em mais campos no futuro, contribuindo para a saúde humana e a proteção ambiental.

No campo da proteção radiológica, os dosímetros pessoais termoluminescentes são ferramentas essenciais para monitorar a dose de radiação recebida pelos trabalhadores, e sua precisão afeta diretamente o gerenciamento da saúde ocupacional e a avaliação da segurança. No entanto, devido à interferência ambiental, envelhecimento do equipamento e outros fatores, as leituras dos dosímetros pessoais termoluminescentes podem desviar ou se tornar anormais. Este artigo detalhará o processo de calibração regular e as estratégias para identificar e lidar com dados anormais, fornecendo soluções acionáveis para as organizações relevantes. 1. Calibração Regular: Garantindo a Confiabilidade dos Padrões de Referência de Medição A calibração é um passo crucial para manter a precisão dos dosímetros pessoais termoluminescentes. Recomenda-se realizar um experimento de comparação com fonte padrão trimestralmente—usando uma fonte radioativa de césio-137 ou cobalto-60, metrologicamente certificada, como padrão de referência, cobrindo a faixa de energia que pode ser encontrada no trabalho diário. Durante a operação, deve-se ter cuidado para colocar o chip do dosímetro no centro da fonte para garantir a consistência geométrica; ao mesmo tempo, os parâmetros de temperatura e umidade ambiente devem ser registrados, pois esses fatores podem afetar a eficiência da luminescência do cristal. Procedimentos de recozimento padronizados são igualmente importantes. De acordo com os padrões nacionais, os detectores de fluoreto de sódio de lítio (LiF) devem ser queimados a uma temperatura constante de 240℃±2℃ por 30 minutos para eliminar sinais residuais. O uso de um forno mufla com controle de temperatura de precisão com uma curva de aumento de temperatura programada pode evitar superaquecimento e degradação da sensibilidade. Criar regularmente curvas de calibração usando componentes irradiados com doses padrão também é um meio eficaz de compensar as diferenças individuais dos componentes. 2. Triagem de Valores Atípicos: Análise Multidimensional e Tecnologia de Rastreamento de Origem Quando dados atípicos aparecem, é essencial primeiro distinguir entre erros sistemáticos e flutuações aleatórias. Testes estatísticos do conjunto de dados são realizados usando o critério de Grubbs para eliminar valores suspeitos ​​com uma probabilidade abaixo de 5%. Em seguida, uma análise comparativa de amostras paralelas usadas por várias pessoas na mesma posição é conduzida para determinar se é uma exposição específica de um indivíduo. A interferência eletromagnética ambiental é um fator significativo. Um analisador de espectro é usado para escanear a distribuição de ruído eletromagnético no local de trabalho, com foco na investigação de componentes harmônicos gerados por equipamentos médicos de alta frequência. Para áreas com fortes campos magnéticos, a transmissão por fibra óptica é recomendada em vez de conexões de cabo tradicionais. A degradação do desempenho dos componentes também pode levar à deriva crônica. Ao observar a trajetória histórica de dados de um único dosímetro por meio de gráficos de tendência, uma tendência gradual ascendente ou descendente pode indicar que os componentes envelhecidos podem precisar ser substituídos. 3. Manutenção Preventiva: Construindo um Sistema de Gerenciamento de Circuito Fechado Estabelecer uma cadeia completa de rastreabilidade é crucial. Os certificados de calibração originais devem ser retidos a partir do estágio de aquisição, e os arquivos eletrônicos devem ser atualizados e os códigos de identificação gerados após cada calibração. O treinamento do pessoal deve incluir exercícios práticos e avaliações teóricas. A ênfase deve ser colocada no treinamento da posição correta de uso (por exemplo, no peito e na gola) e na evitação da mistura de diferentes tipos de componentes; o princípio de funcionamento do dosímetro e as manifestações de falhas comuns também devem ser explicados. O gerenciamento de dosímetros pessoais termoluminescentes requer uma abordagem de engenharia sistemática. Por meio de procedimentos de calibração padronizados, métodos científicos de análise de dados e um sistema rigoroso de controle de qualidade, não apenas a confiabilidade dos dados de proteção radiológica pode ser garantida, mas também pode fornecer forte suporte para o gerenciamento da saúde ocupacional. Com o desenvolvimento da tecnologia IoT, o monitoramento remoto em tempo real e o alerta precoce inteligente do status do dosímetro podem ser realizados no futuro, promovendo a transformação da proteção radiológica em direção à proatividade e inteligência.