在環(huán)境領(lǐng)域,需要了解環(huán)境中有害化學(xué)元素的性質(zhì)和含量或是飲用水源、地表水體和捕漁區(qū)的管理者需了解水質(zhì),以確定其是否含有過(guò)量的不良物質(zhì),為使空氣質(zhì)量良好,懸浮在空氣中的固體顆粒物中的微量元素含量不得過(guò)高。識(shí)別和量化存在的元素也是有幫助的了解哪些化學(xué)元素存在及含量是有用的,ICP-AES是用于分析測(cè)量固體、液體和氣體中元素的性質(zhì)和濃度的好方法。 由于其精度高達(dá)ppb范圍,ICP-AES適合分析微量元素,即非常低的濃度。 該技術(shù)適合檢測(cè)金屬(如貢)和準(zhǔn)金屬(如砷),可同時(shí)分析十種元素。
元素分析的ICP-AES方法使用等離子體產(chǎn)生待測(cè)樣品中元素的激發(fā)原子和離子,當(dāng)其返回基態(tài)時(shí),使用原子發(fā)射光譜法(AES)測(cè)量其特征光譜。光譜中線條的強(qiáng)度與樣品中元素的濃度成正比。然而ICP-AES設(shè)備只能分析液態(tài)樣品。對(duì)土壤樣品和其他固體物質(zhì)來(lái)說(shuō)有點(diǎn)棘手。為解鎖化學(xué)元素,需將樣品溶解在強(qiáng)酸中:王水,一種鹽酸和硝酸的混合物。泵將樣品從儲(chǔ)存容器中吸出,并將其輸送到噴霧器,噴霧器將液體變成氣溶膠形式或薄霧。為了準(zhǔn)確調(diào)節(jié)霧的濃度,并在必要時(shí)進(jìn)行稀釋,在流量控制器的幫助下,向噴霧器提供氬氣流。薄霧進(jìn)入反應(yīng)室,與已經(jīng)在反應(yīng)室中的等離子體碰撞。如果將高壓線圈通過(guò)氣體,為氣體提供足夠的能量,一些氣體就會(huì)釋放電子。 除了最初的氣體粒子,現(xiàn)在還有負(fù)電子和帶正電的離子的混合物。這種帶電粒子的"電離氣體混合物"被稱為等離子體;等離子體被稱為物質(zhì)存在的第四種狀態(tài),除了固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。通過(guò)ICP,氣形成等離子體的基礎(chǔ),必須使用流量控制器準(zhǔn)確供應(yīng)該氣體。等離子體的溫度非常高,約為700°C。 由于等離子體必須始終保持正確的成分,所以氬氣的準(zhǔn)確和連續(xù)供應(yīng)是重要的。為為保護(hù)外界免受高溫影響,冷卻氣體(通常但不總是氬氣)被引導(dǎo)到反應(yīng)室外部。
當(dāng)ICP首次發(fā)明時(shí),氣體是手動(dòng)添加的。隨著ICP逐步自動(dòng)化,氣體調(diào)節(jié)也實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,并引入了質(zhì)量流量計(jì)。ICP-AES使用的質(zhì)量流量計(jì)和控制器用于供應(yīng)惰性氣體。良好的氣體調(diào)節(jié),有助于整個(gè)系統(tǒng)更加準(zhǔn)確和穩(wěn)定,實(shí)現(xiàn)更低的檢測(cè)限值。面對(duì)日益嚴(yán)格的質(zhì)量和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn),這很有幫助。
質(zhì)量流量控制器(MFC)是一種用于精確測(cè)量和控制氣體或液體質(zhì)量流量的設(shè)備。它通常由電路板、傳感器、進(jìn)出氣管道接頭、分流器管道、機(jī)殼、調(diào)節(jié)閥等部件組成。質(zhì)量流量控制器主要用于對(duì)氣體或液體的質(zhì)量流量進(jìn)行精密測(cè)量和控制,具有高精度和良好的重復(fù)性。質(zhì)量流量控制器的工作原理是基于熱傳導(dǎo)原理或者差壓原理,通過(guò)測(cè)量氣體或液體的流量來(lái)控制其質(zhì)量流量。在控制過(guò)程中,質(zhì)量流量控制器通過(guò)調(diào)節(jié)閥來(lái)調(diào)節(jié)流量,使其達(dá)到設(shè)定的質(zhì)量流量。工采網(wǎng)的一款美國(guó)Siargo MEMS氣體質(zhì)量流量控制器- MFC2000系列可用于非腐蝕性氣體流量控制,涵蓋質(zhì)量流量50mLn/min~ 200L .n/min,可提供0~5V或4~20mA模擬信號(hào);控制,或RS485Modbus數(shù)字信號(hào)控制。集成了時(shí)域流量傳感技術(shù)和智能電子技術(shù)。與市場(chǎng)上傳統(tǒng)的量熱式流量傳感技術(shù)相比,這種獨(dú)特的時(shí)域流量傳感技術(shù)消除了些常見(jiàn)氣體的敏感性。而對(duì)于另外-些敏感性氣體, 可以配合軟件實(shí)現(xiàn)氣體識(shí)別。MEMS芯片表面采用氮化硅陶瓷材料鈍化,并結(jié)合防水、防油納米涂層,產(chǎn)品性能和可靠性得以大幅提高。時(shí)域流量傳感技術(shù)還提供了更好的線性度,并使溫度效應(yīng)大幅降低。
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