光学仪器和器材的防潮防霉防氧化问题Word下载.docx
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3）,营养物质:
霉菌对营养物质需要的量很少,碳、氮、钾、磷、硫、镁等是霉菌的必需营养物质,霉菌还能吸收所有的无机盐来源的基本元素。
当物品含有上述霉菌所需的营养成份,而环境的温度湿度又适宜孢子发育时,即可长霉。
3,可被霉菌侵袭破坏的物品种类
霉菌主要通过对物品的分解,造成物品的损坏。
可被霉菌分解的物品有:
1）,天然物质:
纤维材料（竹木、纸张、棉麻草本植物及其它天然纤维）,动植物制品（丝绸、毛制品、皮革等）,天然橡胶,油脂和油以及以动植物为原料制成的胶。
2）,合成材料:
塑料（聚氯乙烯、聚氨脂类树脂、环氧树脂、丙烯树脂等）,乳胶涂料及粘结剂,油漆（某些组份）,氯丁橡胶等。
三,金属氧化腐蚀的发生与危害
金属的氧化腐蚀过程就是空气中的水分、氧气导致金属产生电化学反应的过程。
反应的结果使金属结构因氧化腐蚀产生变化,酥松、起层、粉化,致使失去金属应有的性状。
而钢铁因腐蚀发生的性状改变,就是常言所讲的”生锈”。
科学研究证明,金属氧化腐蚀的空气相对湿度临界值,钢为70%,铜为60%,铝为76%,铁为63%,锌为60%。
将金属存放于该临界值以上的环境中,氧化腐蚀速度随空气相对湿度值的增加而不断加速。
四，潮湿、霉菌、氧化腐蚀对光学仪器和器件的危害及防护要求
1,光学镜头
光学镜头是光学仪器的主要器件。
现代光学镜头为提高性能,在镜头表面均敷有多层由高分子材料构成的膜。
这一层合成材料为霉菌的生长繁殖提供了丰富的营养,霉菌在光学镜头表面分解膜的成份进行生长繁殖,菌丝体呈树枝状在镜头表面漫延,使镜头透光和成象性能变差,直至菌丝体覆盖整个镜头。
霉菌还能利用镜头玻璃体中的无机盐成份提供营养,因此菌丝体还向玻璃体内纵向侵蚀,渗透发展。
光学镜头一般都由多个镜片构成,霉菌菌丝体不仅在镜片的表面生长,还通过镜片边沿漫延到镜片背面,使镜片两面长霉而无法清除。
并且,霉菌通过漫延和弹射孢子的方式在多片镜片之间传染,使镜头失去使用价值而无法挽救，导致报废。
霉菌在镜头表面繁殖初期,凭肉眼不易观察到。
当能用肉眼看到时,一般已造成一定的损坏。
发现得非常及时的,可用专用药水清洗镜头表面,迟一些的,菌丝体已切入镜头玻璃体,即使清洗,所造成的切痕损坏已无法补救。
对已侵入镜片背面的镜头,虽也可拆开镜头进行清洗,但已造成的损失仍不可挽回,光学镜头出厂均经过精密调校。
一般维修店因无技术条件,拆开后再装回的镜头性能将受影响。
并且,清洗镜头费用昂贵,以照相机镜头为例,清洗费用有时高达镜头本身购置费用的30%。
此外,如清洗不彻底,当时不易发现,今后还会复发。
要保证光学镜头的安全，应将镜头存放在相对湿度在40%左右的环境中。
２，电子电器设备
电子电器设备目前已成为现代光学仪器实现功能的一部分。
电子电器产品都要求在干燥条件下存放。
在高湿环境下，会造成绝缘等级下降，整机故障，其元器件如电容器受潮后容量会减少,集成电路等受潮后易产生内部故障;
潮湿还会使计算机CPU及板卡金手指及电子器材的引脚和接插件氧化,导致接触不良或焊结性变差,晶体产生氧化等。
将电子电器设备存放于相对湿度40%的环境中，可保证安全。
３，精密机械、高亮度金属
光学仪器的结构部件，测量及运动部件等往往都属于精密机械加工产品，有些光学仪器还要高亮度金属来配合完成任务。
这些精密机械在高湿环境下会被氧化腐蚀，造成失准、精度下降、亮度降低、导致工作性能下降甚至报废,
４，影像胶片
影像胶片是光学仪器的采集信号的传统记录手段。
影像胶片均由高分子材料片基和表面敷涂的有机感光材料构成,适宜霉菌分解。
特别是表面的感光药膜最易受霉菌侵袭。
影像胶片乳胶层感光药膜还极易受潮发生水解,损坏胶片图象,长霉后,霉菌排泄的草酸类物质能侵蚀银影颗粒和染料影象。
染料影象在高湿条件下亦会自行水解,高湿度也促使影片上残留化学药品破坏画面。
空气中的有害气体如硫化物、过氧化物等,即使浓度很低,也会构成有害影响。
过氧化物是引起银影象颗粒被氧化主要原因,使胶态银形成带色的沉积斑。
其它如油漆挥发气和活性化合物都会损坏片基和影象。
此外,有化学活性的尘埃还会使画面褪色或形成污斑。
某些保存2-20年的缩微负片上出现了细微的色斑或污痕,是由于银影象局部氧化,致使胶态银呈现红色或黄色斑点。
这是由空气中的氧、水气和大气中的有害气体过氧化物、臭氧、二氧化硫、硫化氢和其它工业废气所导致。
影像胶片在存放中,本身还会释放出一种名为乙酸的气体,在乙酸的腐蚀作用下,胶片上的黄色首先开始变坏,然后是所有的颜色开始变色和剥落,最后底片本身也受到损坏。
这个损坏过程称为"
乙酸综合症"
。
因此,影像胶片不仅需防潮,还需在净化环境中保存。
低湿环境可以避免影像胶片长霉和减缓影象染料褪色,但湿度过低或湿度频繁的周期变化,又会降低片基和乳剂层的附着性,出现胶片边缘剥落、曲卷、乳剂层龟裂等现象。
而高温环境会使交朋友色彩发灰,丧失层次。
理想的摄影胶片长期保存环境是相对湿度40%,温度1-8摄氏度,环境空气净化。
影像胶片保存国家标准:
照片档案管理规范GB/T11821
6.1.1条保存底片的适宜温湿度为:
温度13-15℃,相对湿度35-45%。
6.1.2条保存照片的适宜温湿度为:
温度14-24℃,相对湿度40-60%。
6.4.3条库房内昼夜相对湿度变化不大于±
5%。
已加工电影安全胶片的贮存技术GB9049
6.1.1条中期贮存条件（至少保存10年）6.1.2条长期贮存条件（永久性保存）
感光层
片基类型
湿度
温度℃
湿度℃
温度
黑白影片
纤维树炙片基
40-60%
<
20
15-50
聚酯片基
30-50
彩色影片
5
15-40
25-40
注:
该标准对中期贮存条件的上限放宽到60%,否则该标准无法执行。
但从霉菌的发生条件可看出,60%已属不安全范围。
而实际上只要把环境相对湿度控制在40%,就能达到安全贮存的目的。
４，磁记录材料
磁记录材料是现代光学仪器采集数据的常用记录载体。
磁记录材料由高分子材料制成带基,其内含有的增塑剂、分散剂等，均适宜霉菌分解吸收。
磁记录材料受潮,还会使磁粉脱落;
长霉,使带基受到侵蚀,二者均会造成记录的数据信号丢失。
脱落的磁粉和菌丝体还会堵塞计算机、摄录像机的磁头,使机器不能正常工作,此外,霉菌还可通过磁头进行传染。
现在,一般对磁记录材料记录的信息都采用定时重新拷贝的办法来预防受潮发霉对数据信号造成损失,但费时而又麻烦,并有局限。
如加密磁盘无法复制;
录音录像带复制后会造成质量下降,多次复制后音像质量会十分低劣,以至不能满足要求。
要保证磁记录材料的安全，应将磁记录材料存放在相对湿度在40%左右的环境中。
空气中的二氧化硫、硫化氢、氮氧化物、一氧化碳、氯气、臭氧等工业废气也会对磁记录材料造成损坏。
其中影响最大的是二氧化硫和硫化氢。
目前,城市空气污染现象较普遍,为防止信息丢失,磁记录材料还应在净化空间中保存。
对于需要进行十年以上长期保存的磁记录材料,则需按国家标准进行保存。
计算站场国家标准GB2887
4.10.3条媒体的存放条件4.12.2.1条腐蚀性气体环境分级
纸媒体
磁带
磁盘
A级
B级
已记录
未记录
二氧化硫
≤0.15
≤1
5-50
<
325-50
4-51.5
硫化氢
≤0.01
≤0.1
40-70%
20-80
8-80%
mg/m3
注:
该标准对贮存条件的上限放宽到80%,否则该标准无法执行。
但从霉菌的发生条件可看出,实际上80%已属不安全范围。
５,光记录电子信息媒体
光记录也是现代光学仪器采集数据的常用记录载体。
光记录是通过在光盘表面刻录或烧录的方式记录信号，再通过铝膜来反射信号,光盘机通过激光光束照射光盘铝膜，再通过对光线的反射产生不同的反光来读取数据，因此光盘能否正常读取,反光铝膜的亮度至关重要,要求很高。
但是,光盘的表面塑料保护膜具有穿透微量水份的性质,在高湿环境下铝膜的亮度就会因水份所产生的电化学作用而氧化,从而导致亮度降低,致使光盘不能读出或读错信号,造成不能正常播放使用而报废。
此外霉菌亦可在光盘的塑料表面生长。
因此为防氧化,将光盘存放于相对湿度40%的环境中，可保证安全
五,传统的除湿、防霉、防氧化腐蚀手段
1,防护重点
由于高湿环境的危害，长期以来,人们一直在努力寻求有效的防护手段，以保障光学仪器和器材的安全。
对于防霉而言，霉菌生长发育条件可以看出,有效防护办法是破坏霉菌生存条件,即空气湿度和温度。
但由于长时间控制温度能耗极高,运行相当不经济,因此防护重点必然落在控制空气中的水份上来。
金属的氧化腐蚀，从实际上就是在大气中的水份和氧气参与下的金属电化学反应过程。
由于去除大气中的氧气相当困难和不实际,因此防护的重点也就必然落在控制水份上。
科学研究证明,将金属存放于氧化腐蚀发生的临界值以下的环境中,腐蚀速度即减缓,环境湿度下降越多,腐蚀速度就越缓,如存放物品的环境相对湿度降至40%,因低湿导致电化学腐蚀过程不能进行,金属的腐蚀可完全停止。
由此可见,以控制环境水份为重点,将环境相对湿度控制在一定的范围,就可以保障光学仪器和器件的安全。
归纳总结，将光学仪器和器件存放于相对湿度40%以下的环境中，就可确保安全
传统的干燥除湿方法主要有以下三种,即真空干燥、制冷式除湿和吸潮剂除湿三种方式
2,真空干燥
真空干燥是实验室常用的传统手段。
原理是采用抽真空的方式进行除湿,常见为真空干燥柜。
使用上取放物品需抽真空和减压，耗时不方便。
由于抗压原因，只能在箱柜一类小体积空间实现，不能在库房类大面积空间实现。
且若大一个真空干燥柜，除去抗压结构所占用的近一半的体积，实际上可以用来存放物品的空间很小，放不了多少东西，且价格也相当昂贵。
运行时真空泵噪音烦人，对要求安静的环境也不适宜。
由于有这些局限，目前真空干燥只在部分科研单位小范围使用。
3,制冷式除湿
制冷式除湿是使用制冷式抽湿机（包括空调机和半导体制冷）制冷除湿,其工作原理是通过制冷器件降低冷凝器表面温度,使空气中的水份在冷凝器上冷凝结露,然后滴出排除。
抽湿机需人工倒水以及空调器滴水,就是这个原因。
制冷式除湿机的产品介绍上均有其除湿量为多少公斤／天的指标，但这是在环境气温32℃，相对湿度80%时的指标，而没有给出其它环境条件下的除湿指标。
这是因为，制冷式除湿在其冷端和热端之间需要18℃以上的温差，也就是环境气温必需在18℃以上才能工作，否则其冷凝器会结霜，导致空气中的水份不能成为液态的水滴下排除，从而不能除湿。
实践证明，环境气温从32℃往下降越多，除湿量越少。
气温32℃度左右效率最高,随着气温降低,效率就大幅降低,25℃时除湿效果约为32℃的一半左右，效果显著变差,20℃以下就基本不能除湿。
这也是20℃以下空调不能开机制冷的原因。
虽然一些制冷式抽湿机生产厂家采用了反复切换化霜的办法，但一除湿很快又结霜，又切换化霜，反复捣腾，而收效甚微，其除湿量对于光学仪器和器件的安全防护而言，已意义不大。
因为在10℃-20℃之间霉菌仍然生长并可造成危害，金属的氧化腐蚀仍然进行并可造成危害。
中国地理环境决定，一年之中20℃以下的环境气温约占一半的时间，因此，制冷式除湿效果受季节温度影响很大。
用于防霉,一年之中只在有限的几个月中有效,其它大部分时间仍然不安全,用于防潮和防氧化，则效果不佳。
此外，也不能净化被控空间中的有害工业废气,不能适应影像胶片、磁记录材料等对保存环境空气质量有要求的物品的保存。
经济上，制冷式除湿机电耗巨大,一般３０立方米空间房间电耗约为1kw／小时，运行费用高。
制冷式除湿机的除湿能力有限，一般只能将湿度控制在50%-60%左右。
对于作为干燥工具，要求达到30%以下湿度要求的场合，制冷式除湿机不能胜任。
尽管制冷式除湿机存在上述严重缺陷，在没有更好的除湿手段条件下,使用制冷式除湿机也不失为一种聊胜于无的办法，因此也在被大量生产销售。
近年来市场上出现了一种利用半导体制冷片的"
帕尔贴"
效应,将空气中的水分进行冷凝排除的“电子防潮箱”,由于此类产品仍属于制冷式除湿,也存在传统制冷除湿方式所存在的一切通病。
因此限制了其应用范围。
3,吸潮剂除湿方式
将硅胶等干燥剂放入密封的容器内进行除湿，是最常见的除湿办法。
其缺点是当吸潮剂饱和时需要更换或人工进行烘干再生,长年累月旷日持久的维护工作相当繁杂；
由于吸潮剂饱和时间不易准确预见,容器内湿度究竟是多少也不能靠是似而非的硅胶变色程度确切得知,非常容易导致不能及时恰当更换吸潮剂。
另外,所谓相对湿度,是指在特定空间体积内一定的空气含水量相当于当时气温气压而形成的空气湿度值。
由于密封容器内空气与外界空气隔绝,容器内空气绝对含水量不会减少或增加,容器内水份含量是固定不变的,而容器内相对湿度因受外界温度气压升降影响,会发生湿度升降。
例如，在一密封玻璃瓶罐容器内放置一个指针式湿度表观察，如此时环境气温为25℃，而湿度表指示容器内湿度为ＲＨ60%，则将该容器放入温度只有6-9℃的冰箱冷藏室，半小时后开冰箱门观察，容器内的湿度表指示现在的湿度值上升为RH75%，再将该容器取出，放置与室外日光暴晒下，半小时后观察，容器内的湿度表指示现在的湿度值下降为为RH15%，由此证明，在密封容器内绝对含水量不会改变的情况下，环境温度的变化，回导致容器内相对湿度的变化。
因此,采用密封容器放置硅胶来干燥的方法，由于昼夜及季节的环境条件在发生变化，在一定气温气压条件和吸潮剂经使用到一定情况条件下,容器内有可出现不但不干燥,还会产生高湿的情况,甚至导致容器壁上出现结露出水。
此外,当新的吸潮剂放入容器时,由于投放吸潮剂的数量不易掌握，过少湿度降不下来,过多则会出现湿度过低,可能会对某些物品造成危害,如造成光学仪器的电子器件中的集成电路静电击穿,有机零件开裂,开胶,影像胶片产生静电枝状网纹等。
并且当使用一段时间后,由于不能准确预料及时更换,又会出现湿度过高情况,容器内湿度不稳定,对存放物品不利。
由于上述原因,使用吸潮剂保存物品安全性不高。
根据对照相机保管大量调查数据显示,光学镜头长霉的照相机实际上绝大部份都是使用了吸潮剂进行保管的。
另外,此种方式只能用于小空间容器保存,不适宜于大量物品保存,应用范围有限。
且已用过的吸潮剂烘干工艺要求较高,须在105-115℃下恒温烘烤,如温度掌握不好,过低不能烘干,过高将会损坏吸潮剂中的变色指示剂,使其失去作用,不能指示。
此外也不适宜在大容积的箱柜或房间及库房内使用。
但是，由于这种方式经济上花费不多，因而也被广泛采用。
六、常温自动干燥
1,自动常温自动干燥技术及其产品
常温自动干燥技术是近年来在现代技术背景下发展出的一种新型干燥技术。
由于采用常温抽吸式除湿,没有传统的制冷式的缺陷,具有除湿效率不受环境气温影响特点,可全年高效除湿,即使在冬季,也可轻而易举地将被控空间湿度降到30%以下，甚至达到10%以下。
在除湿的同时,还可净化被控空间的有害工业废气，且电耗只约为制冷式除湿的1/4，属节能产品，为用户节约大笔电费开支。
其突出的优点，不但满足了防潮防霉防氧化的要求,对保存影像胶片及磁记录材料等也具有重要意义。
有别与传统除湿手段的常温干燥技术在80年代中后期就有人在对此进行研究，并有早期产品出现,此后常温干燥技术围绕智能控制,自动除湿,以及除湿速度的提高和控制显示精度的提高方面不断地得到发展和加强。
1993年,中外合资卡特曼（成都）电子有限公司成立，成为中国首家常温干燥设备的生产厂家，经过十年的发展，其CARTEMAN牌常温自动干燥设备采用的智能动态高速除湿的整机技术,使常温干燥技术提高到一个全新的水平。
并获得中国国家专利局专利授权。
其产品有常温自动干燥箱和用于房间除湿的常温自动干燥机及用于大型库房除湿的常温自动干燥系统以及温湿双控干燥箱，温湿双控干燥系统等。
常温自动干燥技术由于解决了传统除湿、防霉、防氧化腐蚀手段的不足,具有突出的优点，受到广泛的欢迎。
目前电子自动防潮箱产品,除了CARTEMAN牌产品外,主要还有获CARTEMAN早期授权许可,由珠海生产的”万得福”牌静态渗透除湿产品,和用台湾商标在大陆生产的某些厂牌的静态渗透除湿产品。
2,电子自动防潮箱的区别
常温自动干燥箱，用作光学镜头防潮保存用途的商品名称又叫电子自动防潮箱，而用作实验室干燥工具和用于防氧化以及低湿度要求的又称常温自动干燥箱。
为了有别于采用半导体制冷的“电子防潮箱”，采用常温自动干燥技术的电子自动防潮箱应称为“抽吸式电子自动防潮箱”，是当今主流销售产品。
标准的常温自动干燥箱由湿度采样控制装置、定时器、干气发生器及机械动作驱动装置、湿度计、机箱等几大部分构成。
由于价格因素对产品设计制造的影响,即使标准型的产品也有很多差别：
（1）,湿度采样和控制显示不同的区别
机械式湿度采样和控制显示的机型
该类机型为低价位产品。
特点是采用机械式湿度传感器进行空气采样和机械式比较器预置设定箱内湿度,由记忆合金弹簧、复位簧与连杆组成干气发生器机械动作驱动机构,电子定时器控制除湿程序,使用机械式指针湿度计指示箱内当前湿度。
干燥过程为自然对流渗透。
其所使用的机械式湿度传感器,是一种长度变化式湿度传感器。
工作原理是在一个金属支架上绷上尼龙类亲水性强的塑料薄膜,当环境湿度上升时塑料薄膜会类似棉布吸潮缩水毛细现象而使长度缩短绷紧,压迫微动开关的按钮接通电源,使干燥箱工作。
湿度下降时塑料薄膜会伸长松弛,松开微动开关的按钮而断电,使干燥箱停止工作。
通过旋转其控制旋纽带动一个偏心轮对塑料薄膜压迫微动开关的位置,也就是比较基准压力进行调节,从而实现当控制旋纽轮旋转到代表某个湿度范围的位置时接通或断开电源,从而实现对箱内湿度进行控制的目的。
由于这种传感器必需在对水份吸收或自然蒸发到一定的程度,才能产生必要的力量来启动或释放微动开关,因此反应迟钝,滞后时间甚至可长达一二十分钟,不能及时反应湿度的变化。
也不能对微量水份变化发生反应,且塑料薄膜受环境影响大,控制点年飘移值大,由于谈不上控制精度，因此一般以以"
高、中、低"
或”L、M、H”（即低、中、高）来表示箱内湿度控制范围。
此外,塑料薄膜材料本身的不稳定性,易老化变质,影响其寿命。
由但于这种传感器的价格较低,无需其它外围器件就可以实现一定程度的控制，降低了生产成本，由于这种机械式湿度传感器没有湿度电信号输出,不能实现数码显示,因而大都配用机械式指针湿度表来显示箱内湿度。
机械式指针湿度表的湿敏元件,有毛发式的,也有在金属游丝上涂敷高分子亲水塑料材料制造的。
其原理与机械式湿度传感器相同,都属长度变化式,利用长度变化产生的位移来驱动指针轴,使指针在表盘上移动,从而实现湿度的计量功能。
因此具有机械式湿度传感器相同的弱点,即反应迟钝,滞后时间长也可长达一二十分钟,不能对微量水份变化发生反应,显示误差大,一般在±
５%,高的可达±
10%以上,年飘移值大,不稳定,易老化变质,影响寿命。
虽然其不能准确可靠计量,显示的数值只能作参考，但由于其价格低廉，无需电信号也能工作,
如对机械式湿度传感器的某个控制位置的湿度控制值进行定义，则其控制误差最高可达±
15%以上，其与机械式指针湿度表的±
５%显示误差之间就回产生最高可达±
20%的累积误差。
机械式湿度采样和控制显示的产品虽然存在这些不足，但由于其产品价格低，因而也被要求不高的用户使用。
由卡特曼转让早期技术生产的“万得福”电子自动干燥柜机就属此类型。
光机电一体化湿度采样和控制显示的机型
此类产品是2002年由卡特曼发明的一种新型湿度采样和控制显示方式。
特点是由于采用光机电结合的专利结构,采样控制显示一体化，没有累积误差。
其控制显示总误差为±
5%,虽然机械式产品所存在的滞后等问题仍然存在，但在保持了低价格的同时，控制精度已接近电子式湿度采样和控制显示的机型。
因此与采用机械式湿度采样和控制显示的机型相比，性能提升而价格基本持平,因而具有优点。
目前已在卡特曼家用级电子自动防潮箱上采用。
电子式湿度采样和控制显示的机型
电子式湿度传感器能捕捉空气湿度的微量的变化,反应灵敏,滞后
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