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氦氣怎么變聲？氦氣變聲的真正原理

2018-3-29 9:42:20

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如果你去百度搜索“氦氣變聲原理”，得到的解釋幾乎全是錯(cuò)的，包括摘自中國(guó)國(guó)家地理網(wǎng)的解釋也是錯(cuò)的。常見(jiàn)的錯(cuò)誤解釋有以下兩種： 1、聲音在氦氣中傳播的速度比在空氣中快。當(dāng)聲波從氦氣傳入空氣時(shí)（說(shuō)話者處于氦氣中，聽(tīng)眾處于正常的空氣中），波長(zhǎng)會(huì)被壓縮變短，導(dǎo)致頻率升高。這種解釋的錯(cuò)誤在于：錯(cuò)把波長(zhǎng)認(rèn)為是不變的。聲波在不同氣體中傳播速度的確不同，但這只能導(dǎo)致波長(zhǎng)的區(qū)別，并不會(huì)影響頻率。 2、氦氣的密度比空氣小，所以聲帶在氦氣中的振動(dòng)頻率高于空氣，導(dǎo)致說(shuō)話人音調(diào)升高。這種解釋的錯(cuò)誤在于：高估了氣體對(duì)聲帶的影響。影響人聲音的主要因素是聲帶的形狀、厚度、口腔結(jié)構(gòu)等等。不同氣體的密度和阻尼的確不同，但那對(duì)發(fā)音的影響微乎其微。正確的解釋是：人說(shuō)話時(shí)，聲帶振動(dòng)發(fā)出的聲音本身并不大，是靠口腔的共鳴作用才放大的。我們聽(tīng)到的別人說(shuō)話的聲音都是經(jīng)過(guò)共鳴放大之后的聲音。高純氦氣或者氦氣傳播聲音的速度比空氣快，所以它的共鳴頻率比空氣高。以前Sheldon在正?？諝庵姓f(shuō)話時(shí)，口腔的共鳴頻率較低，他話音里中等頻率的成分被放大，較高頻率的成分不被放大，所以聲音正常；當(dāng)Sheldon吸入氦氣后，他的口腔的共鳴頻率提高了，雖然聲帶的振動(dòng)與平常沒(méi)什么區(qū)別，但是話音中較高頻率的成分被放大了，中等頻率的成分不被放大，所以聽(tīng)起來(lái)音調(diào)比平時(shí)高很多。簡(jiǎn)單地說(shuō)，吸不吸氦氣，話音的頻率并不會(huì)變化。只是氦氣改變了口腔的共鳴頻率，提高了話音中的高頻成分，削弱了中低頻成分，讓聽(tīng)眾誤以為音調(diào)變高了。具體做法，直接吸入即可。但是，氦氣（高純氦氣）雖然是惰性氣體，對(duì)身體沒(méi)有直接的毒害作用，但還是不要多吸，萬(wàn)一破壞了正常的呼吸攜氧就不好了。（就像二氧化碳也無(wú)害，但在人多的地方，二氧化碳濃度大，呆久了依然感到不舒服）

常見(jiàn)的氦氣制法

一、吸附法：這種氦氣制作的方法的原理是根據(jù)天然氣中各組分在固體吸附劑表面上吸附能力的差異來(lái)將氦氣提取分離。此氦氣制作的方法適用于雜質(zhì)含量低于10%的粗氦精制，這些年來(lái)發(fā)展的變壓吸附就是由此種氦氣制作的方法改進(jìn)的。

二、吸收法：這種氦氣制作的方法的原理是選用適當(dāng)?shù)奈杖軇ㄒ话闶欠鸁N、液態(tài)烷烴），在一定的條件下將沸點(diǎn)比氦氣高的雜質(zhì)洗滌吸收去除，從而得到氦氣。

三、冷凝法：天然氣提氦在工業(yè)上采用冷凝法該法工藝包括天然氣的預(yù)處理凈化、粗氦制取及氦的精制等工序，制得99.99%的純氦氣。

四、擴(kuò)散法：利用氦氣的良好導(dǎo)熱性將天然氣中的氦氣組分濃縮提取出來(lái)，這種氦氣制作的方法一般的操作溫度是400-500攝氏度。

五、膜滲透法：這些年各類膜材料的發(fā)展很迅速，利用各種氣體對(duì)膜的滲透性不同，就能利用膜滲透法將天然氣中的氦氣提取出來(lái)。這種氦氣制作的方法在提取工業(yè)氦氣上運(yùn)用很廣泛。

六、空分法：一般采用分凝法從空氣裝置中提取粗氦、氖混合氣，由粗氦、氖混合氣制純氦、氖混合氣經(jīng)分離及純化，制得99.99%的純氦氣。

雖然氦氣使用需非常注意，但我們不可否認(rèn)氦氣用途之廣泛
第一：氦氣廣泛應(yīng)用于航空航天和飛機(jī)制造業(yè)從制造到飛行的整個(gè)過(guò)程。太空飛行作業(yè)使用氦氣凈化氫氣系統(tǒng)，地面和飛行流體系統(tǒng)將其用作增壓劑。除此之外，氦氣還用作氣象和其他觀測(cè)氣球的升力源。
第二：氦氣用于散熱器換熱器、空調(diào)組件、燃料箱和變矩器等重要汽車部件的測(cè)試，以確保其符合質(zhì)量規(guī)范。此外，氦氣還可與氬氣配合使用，越來(lái)越多地用于安全氣囊的充氣操作。
第三：潛水時(shí)，通過(guò)結(jié)合使用氧氣和氦氣，可有效消除氮麻醉，減小深處呼吸阻力并縮短減壓停頓時(shí)間。氦氧混合氣能使?jié)撍咴谒懈钐幫Ａ舾L(zhǎng)時(shí)間。潛水越深，氦氣濃度越高，潛水者便能下潛更深并實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的焊接時(shí)間。
第四：氦氣在半導(dǎo)體、液晶面板和光纖線制造中起著重要作用，可實(shí)現(xiàn)零部件的快速冷卻，從而提高生產(chǎn)率，還能控制熱傳遞速率，以改善生產(chǎn)效率并減少缺陷；此外，氦氣還可在生產(chǎn)過(guò)程中充當(dāng)載運(yùn)氣體。
第五：作為磁共振和核磁共振超導(dǎo)磁體的理想冷凍氣體，氦氣可實(shí)現(xiàn)-451華氏度的深冷溫度，有效獲取內(nèi)臟器官和組織的高分辨率圖像。
第六：氦氣在電弧溫度條件下的惰性使其成為鋁、不銹鋼、銅和鎂合金等高導(dǎo)熱性材料焊接的理想氣體，還可用作熱處理過(guò)程中的淬火氣體以及熔爐氣體，提升零件耐性和質(zhì)量

產(chǎn)品規(guī)格和技術(shù)指標(biāo)

容器規(guī)格	容器尺寸(cm)	平均毛重(kg)	閥門/螺紋出口	充裝量
40L	22×140	51	PX-32或QF-2 螺紋G5/8	14.5MPa/5.8Nm3/1kg
DOT50L	24×150	62	CGA580	20MPa/10Nm3/1.8kg

成分		氣球氦氣工業(yè)氦氣	高純氦氣	超純氦氣	單位
氦氣	≥	99%	99.999%	99.9999%	%V
氖氣	≤	-	4	-	ppmv
氫氣	≤	-	1	0.5	ppmv
氧氣	≤	2000	1	-	ppmv
氮?dú)?/td>	≤	8000	2	0.5	ppmv
一氧化碳	≤	-	0.5	0.1	ppmv
二氧化碳	≤	-	0.5	0.1	ppmv
甲烷	≤	-	0.5	0.1	ppmv
水份	≤	-	3	0.2	ppmv

氦氣使用注意事項(xiàng)：

氦氣是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒的不燃燒的儲(chǔ)存于氣瓶中的高壓氣體。壓力通常有15MPa，使用時(shí)應(yīng)用YQY-12或152IN-125等減壓器減壓后使用，使用前應(yīng)用肥皂水檢漏氣體管道，確保氣體管道不漏氣。

確保氦氣不泄露、工作場(chǎng)所保持通風(fēng)，當(dāng)氦氣含量增加導(dǎo)致氧氣含量低于19.5%時(shí)，患者先出現(xiàn)呼吸加快、注意力不集中、共濟(jì)失調(diào)；繼之出現(xiàn)疲倦無(wú)力、煩躁不安、惡心、嘔吐、昏迷、抽搐,以致死亡。

包裝的氣瓶上均有使用的年限，凡到期的氣瓶必須送往有部門進(jìn)行安全檢驗(yàn)，方能繼續(xù)使用。

每瓶氦氣在使用到尾氣時(shí)，應(yīng)保留瓶?jī)?nèi)余壓在0.5MPa，最小不得低于0.25MPa余壓，應(yīng)將瓶閥關(guān)閉，以保證氣體質(zhì)量和使用安全。

瓶裝氦氣在運(yùn)輸儲(chǔ)存、使用時(shí)都應(yīng)分類堆放，不準(zhǔn)靠近明火和熱源，應(yīng)做到勿近火、勿沾油臘、勿爆曬、勿重拋、勿撞擊，嚴(yán)禁在氣瓶身上進(jìn)行引弧或電弧，嚴(yán)禁野蠻裝卸，短距離移動(dòng)氦氣鋼瓶應(yīng)使用鋼瓶專用手推車，長(zhǎng)距離移動(dòng)鋼瓶應(yīng)用危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛運(yùn)輸。

液氦的溫度為－268.9℃，與皮膚接觸能引起嚴(yán)重凍傷。

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