主题:【第六届原创】说说为什么气质联用仪要用UPS而气相色谱仪不建议用UPS

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qqqid
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      含有质谱的的仪器,比如gc-MS、LC-MSICP-MS等等,要配UPS(不间断电源),这已经成为常识。一来可以保护仪器,二来可以避免样品中断运行,所以有些人给气相色谱仪也配了UPS。

    但是厂家的说明书却不建议气相色谱仪配UPS,《Agilent 7890A gc 安全手册》(部件号G3430-97013)中第一部分为:重要安全警告,其中有这样一段内容:




有的人可能没有看到这段警告而在gc上使用UPS,有的人看到了这段警告却不以为然,仍然在gc上使用了UPS,甚至在论坛里现身说法,说自己在gc上使用UPS多年,效果很好。更多的人知道这条重要警告,却不明白厂家为什么说“不要对gc使用UPS”。

    由于厂家对“不要对gc使用不可中断电源(UPS)”这条重要警告的解释仅有一句话,本人作为gc用户,谨以自己所知的范围,试着对这句解释讨论,猜度一下厂家真意。

    先说一下“突然放电”。有几种可能的情况:1.静电放电,比如衣物磨擦起电。2.人工放电,比如电焊。3.自然放电,比如雷电。

    第1种情况,静电对仪器的危害大家都知道,但这和仪器的供电方式无关,不管是市电还是UPS供电,静电对仪器的危害是相同的。第2种情况,人工放电在市电供电时可能会比较多,但意外停电时人工放电大多也会停止,UPS继续给仪器供电一般不会受这种放电干扰。第3种情况,比较严重,雷雨等恶劣天气容易造成电力供应中断,仪器切换到UPS继续工作,如果发生闪电,电磁环境恶化,就会威胁到仪器的安全,这就是警告中所说的“产生不安全条件”。

    一般建筑都有防雷设施,闪电的巨大电流不会直接通过仪器,但是这种放电会产生很强的电磁波,被仪器感应到,可能会损坏仪器的电子部件。这个过程可以用“赫兹实验”来说明,原理如下图:




这是网上抓来的图,发射器C使电极A和B之间放电产生电磁波,传播一定距离后,被带缺口的金属环感应接收,在缺口处产生电火花。赫兹实验是1888年证实电磁波存在的实验。如果我们把A和B之间的放电换成自然闪电,接收器换成仪器,很容易就能明白闪电如何损坏仪器。

    当然,闪电损坏仪器只是一种可能性,闪电强度、作用距离、仪器接收状态三个条件决定了仪器是否损坏,或者损坏程度。自然闪电的强度和距离我们无法确定,要减少仪器的损坏,我们只能从仪器接收状态入手。

    仪器处于断电状态,还是UPS供电正常工作状态,损坏的概率是完全不同的。断电状态时仪器各部件只接受闪电的感应电压,正常工作状态时又叠加了工作电压,损坏的概率大大增加。举例说明如下:假设仪器中某一电子元件耐压为10V,正常工作时电压为5V,那么关机时电磁感应电压要超过10V才能使它损坏,而开机工作时,电磁感应电压只要超过5V,加上正常工作电压5V,就超过元件的耐压值使其损坏。

    气相色谱仪在正常工作的时候断电,很多人首先想到的是载气会停,色谱柱会烧坏,UPS可以防止这种情况发生。却没有意识到使用UPS会增加电子部件的损坏概率,而电子部件的价值一般高于色谱柱的价值,两者不能兼顾的时候,我们应该优先保护价值高的电子部件。

    同时,我们应该注意三个问题:1.气相色谱仪正常运行时断电,载气停顿,色谱柱不一定会烧坏,色谱柱可能处于程序升温的低温状态,或者正在降温,某些耐高温的柱子也不容易烧坏。2.色谱柱属于消耗品,从第一次使用开始,其残值就不断下降,如果为了一根快要报废的柱子而置仪器的电子部件于高风险之下,是不值得的。3.为了保护色谱柱,购买价格不菲的UPS,把价格更不菲的仪器电子部件置于高风险下,是花钱买风险。

    在这里我要呼吁同行们,最好按厂家的重要安全警告来做,不要在gc上使用UPS。虽然有些人已经这样做了多年,用“事实”证明这样做没有问题,但是我想说,这是一个预防意外事故的措施,没有经验可谈。就象一个人买车不配安全气囊,开了几年也没事,能否就此得出“安全气囊没有用”的结论?

    说完了气相色谱仪,再说说气质联用仪,和其它的质谱联用仪器。

    既然气相色谱仪要优先保护价值高的电子部件,不用UPS,那气质联用仪为什么又要专门加配UPS呢?

    还是价值问题,因为质谱仪里面有高真空泵,不管是涡轮分子泵,还是油扩散泵,其价值选高于电子部件,我们还是优先保护价值高的部件。

    用我们的传统文化来总结本文要义:鱼与熊掌不可兼得,舍鱼而取熊掌也。

    还有舍卒保车、舍车保帅、舍生取义、两害相权取其轻,这些都是差不多的意思。

    说起传统文化,不由得我诗兴大发,顺便来一首:

      柱子诚可贵,

      主板价更高,

      若为真空泵,

      二者皆可抛。
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雨木霖
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楼主好湿,好湿啊。。。

不过前段时间我们的GC有次程序升温到250度的时候断电了的悲剧。
yunbinchai
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phillyrin
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LZ吟的一手好湿啊

不过,我当初的实验室还是在GC上加装了UPS。我坚持加装UPS的理由是:
1. 除了GC,空调也装了工业UPS保证室温恒定,以免停电时GC反复升温降温造成室温过高出现危险。(因为同房间还有液相,流动相沸点比较低。正己烷,异丙醇)

2. 我不觉得雷电或者电磁辐射是巨大的问题。机器外部及内部的屏蔽罩可以很好的屏蔽来自内部和外部的电磁辐射。而且LZ所说的电磁感应问题,似乎不会因为开机和关机而不同。因为线圈在那里了,只要有电磁感应,就会产生感应电。而因为雷电造成的电压波动,可以由UPS抑制,也为GC提供了良好的用电保障。

当然,LZ说的风险还有的,不过我不是电工,只能凭借大学时为了应试学的一点点皮毛胡说一通。
电的问题,我们要不要 @东方电源 和 @anping 老师出来问问看啊
阿宝
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确实
那个分子涡轮泵 价值好几万
突然断电对 真空系统的破坏性是很大的
武灵
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hbnjzx
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真是一篇好文章,即解决了我心中的疑问,又让我尝试了不少知识
八脚龙虾
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看了这位仁兄的贴子,很是感慨!写的真不少!查了不少资料!不错!
雾非雾
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分子涡轮泵在启停之时有可能比较容易产生磨损,为了防止突然停电之后的突然供电,所以用在线式的UPS就比不用要好。
zhoujin83
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