气体质量流量控制器在ICP-AES等离子体元素分析法的应用

工采网 · 发表于 2024-4-17 15:52:26

在环境领域，需要了解环境中有害化学元素的性质和含量或是饮用水源、地表水体和捕渔区的管理者需了解水质，以确定其是否含有过量的不良物质，为使空气质量良好，悬浮在空气中的固体颗粒物中的微量元素含量不得过高。识别和量化存在的元素也是有帮助的了解哪些化学元素存在及含量是有用的，ICP-AES是用于分析测量固体、液体和气体中元素的性质和浓度的好方法。由于其精度高达ppb范围，ICP-AES适合分析微量元素，即非常低的浓度。该技术适合检测金属（如贡）和准金属（如砷），可同时分析十种元素。

元素分析的ICP-AES方法使用等离子体产生待测样品中元素的激发原子和离子，当其返回基态时，使用原子发射光谱法（AES）测量其特征光谱。光谱中线条的强度与样品中元素的浓度成正比。

然而ICP-AES设备只能分析液态样品。对土壤样品和其他固体物质来说有点棘手。为解锁化学元素,需将样品溶解在强酸中:王水，一种盐酸和硝酸的混合物。泵将样品从储存容器中吸出，并将其输送到喷雾器，喷雾器将液体变成气溶胶形式或薄雾。为了准确调节雾的浓度，并在必要时进行稀释，在流量控制器的帮助下，向喷雾器提供氩气流。薄雾进入反应室，与已经在反应室中的等离子体碰撞。如果将高压线圈通过气体，为气体提供足够的能量，一些气体就会释放电子。除了最初的气体粒子,现在还有负电子和带正电的离子的混合物。这种带电粒子的"电离气体混合物"被称为等离子体;等离子体被称为物质存在的第四种状态,除了固态、液态和气态。通过ICP,气形成等离子体的基础，必须使用流量控制器准确供应该气体。等离子体的温度非常高,约为700°C。由于等离子体必须始终保持正确的成分，所以氩气的准确和连续供应是重要的。为为保护外界免受高温影响，冷却气体(通常但不总是氩气)被引导到反应室外部。

当ICP首次发明时，气体是手动添加的。随着ICP逐步自动化，气体调节也实现自动化，并引入了质量流量计。ICP-AES使用的质量流量计和控制器用于供应惰性气体。良好的气体调节，有助于整个系统更加准确和稳定，实现更低的检测限值。面对日益严格的质量和环境标准，这很有帮助。

质量流量控制器（MFC）是一种用于精确测量和控制气体或液体质量流量的设备。它通常由电路板、传感器、进出气管道接头、分流器管道、机壳、调节阀等部件组成。质量流量控制器主要用于对气体或液体的质量流量进行精密测量和控制，具有高精度和良好的重复性。质量流量控制器的工作原理是基于热传导原理或者差压原理，通过测量气体或液体的流量来控制其质量流量。在控制过程中，质量流量控制器通过调节阀来调节流量，使其达到设定的质量流量。工采网的一款美国Siargo MEMS气体质量流量控制器- MFC2000系列可用于非腐蚀性气体流量控制，涵盖质量流量50mLn/min~ 200L .n/min,可提供0~5V或4~20mA模拟信号;控制，或RS485Modbus数字信号控制。集成了时域流量传感技术和智能电子技术。与市场上传统的量热式流量传感技术相比，这种独特的时域流量传感技术消除了些常见气体的敏感性。而对于另外-些敏感性气体，可以配合软件实现气体识别。MEMS芯片表面采用氮化硅陶瓷材料钝化，并结合防水、防油纳米涂层，产品性能和可靠性得以大幅提高。时域流量传感技术还提供了更好的线性度，并使温度效应大幅降低。