ICP-MS是氩气消耗大户,每分钟消耗17 L氩气,每小时消耗17×60=1020 L≈1 m3冷却气Coolant Gas (或称等离子气Plasma Gas) 15 L/min辅助气Auxiliary Gas (或称中路气Intermediate Gas) 0.95~1.05 L/min雾化气Nebulizer Gas (或称载气Carrier Gas) 0.75~0.95 L/min 钢瓶容积是40 L,内压是13 MPa=13×106 Pa,折合成常压就是40×13×106÷105=5200 L=5.2 m3。因此每瓶【钢瓶氩】可以支持 5小时。一些实验室通过“汇流排”将若干钢瓶并联供气。
但如果测试时间长,更换钢瓶会很麻烦。这时候液氩杜瓦罐是不错的选择。杜瓦罐虽然标注175L,但有效容积通常是165 L;液氩在-186℃沸点的密度是1.40 kg/L,满瓶液氩=165×1.40=231 kg。气态Ar在常温常压下的密度是1.78 kg/m3 ,满瓶液氩折合成常压氩气就是231÷1.78=129.8 m3,理论上可供ICP-MS连续工作120小时以上。当然了,也可以将若干个杜瓦罐并联供气。
国内液氩杜瓦瓶制造商有很多,江苏南部就有很多家:http://www.chartchina.com 查特深冷工程系统(常州)有限公司
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秋林杜瓦罐 偷工减料太严重,不推荐 http://www.jsqltn.com 江苏秋林特能装备股份有限公司
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这是常州查特的杜瓦罐,顶帽是蓝色的,有效容积165L,自重110kg
这是张家港圣达因的杜瓦瓶,顶帽是透明的,有效容积165L,自重108kg
A蓝色球阀 气体工厂将【液氩】灌入杜瓦瓶内胆。
B绿色增压阀 ICP-MS要求气源压力为 5-7 bar。如果杜瓦瓶内压不足,需要拧松增压阀。我猜测:增压阀的作用是让杜瓦瓶内、外胆进行热交换,从而加速液氩气化。杜瓦瓶底部会结霜,最好能定时清除,以免固化结冰。D泄压阀 这儿放出的是低温氩气(源自杜瓦瓶内胆),注意防止冻伤!E自动泄压管和内压表相连,下图显示杜瓦瓶内压为9 bar。当杜瓦瓶内压超过15.8 bar (230 PSI)时,泄压管会自动放出氩气(源自杜瓦瓶外胆)。通常情况下是哧哧地轻声放气,一旦杜瓦瓶被剧烈震动或者周围温度过高,泄压管就会声音大作,狂泻千里。
F绿色球阀 连上减压表给质谱供气。C增压螺母 如果液氩剩余量偏低(通常低于1/4),并且已经将【增压阀】拧到最大,杜瓦瓶内压仍达不到5bar。可用扳手将增压螺母拧短,这样能扩大增压管路截面积通量,加速液氩气化。
逆向思维:如果长时间不用液氩,可用扳手将增压螺母拧长,并将杜瓦瓶放在空调房间里,这样有利于缓解液氩挥发。
液氩的挥发速度,是与 液氩总量、与 气液两相接触面积 相关的。(1)杜瓦罐刚运来, 满罐,顶部一小部分是气相体积,剩余是液态体积。虽然液氩总量够多,但气/液接触面积小(想象一瓶矿泉水,就锥型瓶口那一圈是 气液接触面),单位时间靠自然挥发出来的氩气 不足以满足仪器需求,此时得稍微拧增压阀,让液氩加速气化。(2)用了1-2天后,罐内 气/液两相接触面积扩大(想象半瓶矿泉水的 气/液接触面几乎等于瓶身直径),液氩靠自身气化也能满足仪器使用,此时可以不用开增压阀。(3)等液氩剩余 1/4不到时,液氩总量不足,又得拧开增压阀。.杜瓦罐 泄压阀/安全阀 年检与购买方式
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