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ICP常見(jiàn)疑問(wèn)解答

[2013/11/1]

  1、Q射頻發(fā)生器的頻率有40.68和27.12MHz兩種哪中更好?

  A單就兩種頻率本身來(lái)說(shuō),都可以滿足作為熱源的需要,但是由于所謂趨膚效應(yīng)的存在,頻率越高趨膚效應(yīng)越大,這樣有兩個(gè)好處:等離子體厚度小,光強(qiáng)會(huì)更大;中心孔道大,樣品對(duì)等離子體的影響小(等離子體也是電導(dǎo)體),不容易導(dǎo)致滅火,尤其切換到高鹽、有機(jī)溶液時(shí)。

  2、Q CID和CCD有何區(qū)別?

  A它們都是為了適應(yīng)上世紀(jì)九十全譜直讀電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀的二維分光色散系統(tǒng)而推出的平面檢測(cè)器,統(tǒng)稱為電荷轉(zhuǎn)移檢測(cè)器(change transfer detector ,CTD)。CID是一種具有電容特性的檢測(cè)器,相對(duì)來(lái)說(shuō)對(duì)紅外敏感,因此需要鍍膜將紫外光轉(zhuǎn)換為紅端的光;由于靈敏度差、讀數(shù)噪聲大,CID采用一種叫非破壞性讀數(shù)的方式不斷累積電荷提高靈敏度,同時(shí)從統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上可以降低讀數(shù)噪聲。CCD的材料量子化效率比較高,采用一次破壞性讀數(shù)即可。

  3、Q非破壞性讀數(shù)(non-destroy readout, NDRO)和破壞性讀數(shù)(destroy readout, DRO)有何區(qū)別?

  A兩種讀數(shù)方式分別是CID和CCD兩種檢測(cè)器所采用的方式。CID采用這種讀數(shù)方式是由其本身缺陷所決定的,由于靈敏度差、讀數(shù)噪聲大,它只能采用非破壞性讀數(shù)的方式不斷累積電荷提高靈敏度,同時(shí)從統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上可以降低讀數(shù)噪聲。所謂非破壞性讀數(shù)就是在一個(gè)周期完了后,控制電路查看檢測(cè)單元的電荷大小是否足夠亦即靈敏度滿足要求,如果不夠則繼續(xù)累積電荷,反之則將電荷注入到底質(zhì),完成讀數(shù)。這最后一次讀數(shù)實(shí)際上也就是破壞性讀數(shù)。從這個(gè)意義上說(shuō),事實(shí)上兩種讀數(shù)方式僅僅是中間讀數(shù)方式不同罷了,最終將數(shù)據(jù)傳輸?shù)教幚砥鲿r(shí)CID同樣要做一次破壞性讀數(shù)。具體來(lái)說(shuō),CCD是在數(shù)據(jù)積分時(shí)不讀數(shù),積分完成后,一次性將數(shù)據(jù)讀出,并刷新寄存器,開(kāi)始新的積分。而CID是邊積分邊讀數(shù),積分過(guò)程中不刷新檢測(cè)器。這就如同寫文章,CCD是寫好一篇文章后交卷,CID是寫一個(gè)字交一個(gè)字,實(shí)際上由于CID積分時(shí)不刷新檢測(cè)器,導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng),是其易受干擾而且不穩(wěn)定的主要原因。

  4、Q為何分析低紫外波段的譜線時(shí)要做氬氣或氮?dú)獯祾?

  A小于190nm的譜線會(huì)被空氣中的氧吸收,導(dǎo)致光強(qiáng)降低,所以在需要用到這些譜線如P178、S180等時(shí)需要先吹掃光室;因?yàn)榈獨(dú)廨^便宜,所以一般選用氬氣。Vista由于光路合理緊湊,所以吹掃速度是所有廠家里最快的,20分鐘左右即可穩(wěn)定分析S180線。

  5、Q PRO比MPX要貴,說(shuō)明PRO比MPX更高檔得多嗎?

  A PRO和MPX是兩個(gè)不同年代的產(chǎn)品,無(wú)法進(jìn)行真正意義上的比較。PRO主要貴在檢測(cè)器上,而其原因是特殊訂做,導(dǎo)致成本急劇上升。從性能的來(lái)說(shuō),PRO速度確實(shí)快點(diǎn),其原因也是檢測(cè)器,單元少,所以讀數(shù)快。而MPX有100萬(wàn)像素,所以速度慢一點(diǎn),即使這樣也比其他儀器快;其次,PRO的分辨率稍好,但是對(duì)一般的應(yīng)用來(lái)說(shuō),PRO和MPX是沒(méi)有區(qū)別的,而且對(duì)于稀土行業(yè)這種富有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用,PRO的分辨率也不管用,畢竟在分辨率指標(biāo)方面任何一個(gè)全譜儀器都趕不上單道掃描的儀器;但Vista的FACT功能可以幫助解決稀土應(yīng)用的問(wèn)題,事實(shí)上提高分辨率,而在PRO和MPX上,F(xiàn)ACT都是標(biāo)準(zhǔn)功能。最后,TJA的高分辨型號(hào)(HR)在200nm處的光學(xué)分辨率也是0.008左右(PRO為0.007左右)之間,憑什么哭著喊著要和PRO去比?!

  6、Q你們的指標(biāo)比TJA差多了?

  A中文指標(biāo)和英文指標(biāo)絕對(duì)是一致的,從來(lái)不玩文字游戲!

  7、Q你們的CCD比CID更不能抗飽和溢出

  A絕對(duì)錯(cuò)誤,恰恰相反,Vista采用的是一種主動(dòng)的抗飽和機(jī)制,采用的疏導(dǎo)而不是圍堵的方式,一旦有過(guò)剩的電荷,即通過(guò)類似排水暗溝的方式消除;而CID抗飽和的功能只是利用所謂的非破壞性讀數(shù)來(lái)間接實(shí)現(xiàn),是一種消極的方式,也就是通過(guò)查看電荷所象征的靈敏度是否足夠決定停止積分與否,從而避免溢出,出發(fā)點(diǎn)是很好的,問(wèn)題是采集每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)(像素)是有個(gè)周期的,一旦在兩個(gè)周期間隔內(nèi)電荷飽和怎么解決?由于CID的讀數(shù)速度慢,更加大了這種可能?纯礋犭娡ㄟ^(guò)攝譜模式拍的譜圖不就真相大白了嗎!

  8、Q檢測(cè)器冷卻到-30℃夠嗎,能保證良好的檢測(cè)器性能嗎?別人冷卻到-40℃

  A打個(gè)粗俗的比喻,包工頭招包吃住的民工,都能挑100斤,當(dāng)然選中飯吃5個(gè)饅頭而不是10個(gè)饅頭的。冷卻只是為了降低暗電流和噪聲,CID的這兩個(gè)指標(biāo)差是不爭(zhēng)的事實(shí),當(dāng)然是越低越好,TJA最初還冷卻到-80℃,天下無(wú)雙!

  9、QICP-OES可以做鹵族元素嗎?

  A可否做某種元素與是否能做好絕對(duì)是兩個(gè)截然不同的命題,負(fù)責(zé)任地說(shuō),用ICP-OES來(lái)分析鹵族元素不是太合適,原因很多,具體參看TJA銷售策略評(píng)論幻燈片。不是波長(zhǎng)寬就擁有某些優(yōu)勢(shì),在785nm以下就可以解決甚至可以做得更好事情為何要求助更高的波長(zhǎng)?!

  10、QICP-OES的運(yùn)行費(fèi)用高嗎?

  AICP-OES的運(yùn)行費(fèi)用主要包括電和氬氣消耗,電里包括主機(jī)本身和抽風(fēng)機(jī),分析速度和射頻發(fā)生器效率的高低都會(huì)間接地影響到耗電的多少,Vista是真正的全譜直讀,無(wú)需做雙向觀測(cè),大大提高了分析速度;專利的DISC直接串聯(lián)耦合射頻發(fā)生系統(tǒng),效率高達(dá)85%以上,廢熱風(fēng)冷即可,這些都無(wú)形中大大減少了運(yùn)行成本;氬氣消耗方面,,無(wú)需開(kāi)機(jī)即吹掃,而且低紫外區(qū)吹掃20分鐘左右即可進(jìn)行實(shí)用分析,相比其它公司開(kāi)機(jī)即吹掃和兩個(gè)小時(shí)以上的低紫外區(qū)吹掃時(shí)間,Vista無(wú)疑也是節(jié)約楷模。

  11、Q 耗材貴嗎

  A對(duì)于一般的應(yīng)用來(lái)說(shuō),ICP-OES耗材主要是泵管和炬管,一包泵管12根,50美元左右,大負(fù)荷樣品分析,一個(gè)月消耗一根,平均每天一塊多錢。國(guó)產(chǎn)炬管質(zhì)量已達(dá)到一定水平,無(wú)疑也大大降低了成本。

  12、Q別人有雙向觀測(cè)?

  A競(jìng)爭(zhēng)廠商推出雙向觀測(cè)是為了解決譜線選擇不夠靈活的缺陷。Vista由于可選擇的譜線極為充裕,濃度大的元素可以用低靈敏線分析、低含量元素可以用高靈敏度譜線分析,而且獨(dú)有MultiCal功能可以自動(dòng)協(xié)助選擇譜線,進(jìn)一步提高了線性范圍寬度,所以根本不需要費(fèi)時(shí)而且導(dǎo)致長(zhǎng)期精度下降的雙向觀測(cè)

  13、Q ICP-OES和ICP-AES有何區(qū)別?

  A ICP-OES和ICP-AES是電感耦合等離子體發(fā)射光譜法不同時(shí)期的叫法,ICP-OES即Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry--電感耦合等離子體發(fā)射光譜法,舊稱Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry(ICP-AES),由于等離子發(fā)射光譜技術(shù)中不僅選用原子譜線而且更多地采用離子譜線因而稱ICP-OES更為科學(xué)準(zhǔn)確

  14、水平與垂直的問(wèn)題

  垂直炬:最早采用的觀測(cè)形式。

  優(yōu)點(diǎn):儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可做高鹽樣品,高達(dá)30%(除特殊行業(yè),一般不會(huì)這樣操作);動(dòng)態(tài)線性范圍更寬;

  問(wèn)題:多年來(lái)的研究工作,靈敏度已達(dá)到極限,經(jīng)常在測(cè)量環(huán)保如水樣和土壤樣中Hg、Pb、Al、As、Se、P、Na、K等元素(ppb水平)時(shí),常常無(wú)能為力。

  水平炬:為解決垂直炬靈敏度的問(wèn)題,提高2~10倍,能夠滿足測(cè)量環(huán)保等低含量的測(cè)定。

  問(wèn)題:存在尾焰干擾問(wèn)題,包括冷原子對(duì)譜線的吸收,重新聚合的分子對(duì)譜線的吸收,它們導(dǎo)致了線性范圍變差;另外還有雜散光問(wèn)題,它導(dǎo)致了背景增加。Varian公司的冷錐技術(shù)把尾焰拒絕在光路之外,克服尾焰問(wèn)題,提高了動(dòng)態(tài)線性范圍(水平炬到5個(gè)數(shù)量級(jí),其它公司無(wú)法達(dá)到)。雜散光提高是存在,但信號(hào)的增加遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于雜散光的提高。

  由于水平炬在靈敏度上提高了近一個(gè)數(shù)量級(jí),因此大大地增加了其在痕量分析的應(yīng)用領(lǐng)域,如高純有色金屬的分析、土壤和水中低痕量元素的分析,很多方面是垂直炬無(wú)法達(dá)到的。

  15、Q雙向觀測(cè)的有什么問(wèn)題嗎

  A首先,請(qǐng)注意,雙向觀測(cè)一定是水平放置的炬管。

  a) 首先,為什么要采用雙向觀測(cè)?

  原因兩個(gè):(一)因?yàn)槲惭娓蓴_、動(dòng)態(tài)線性范圍差;(二)象素少,譜線可供選擇少。在做高含量的時(shí)候,不能選擇靈敏度差的譜線來(lái)提高動(dòng)態(tài)線性范圍。

  b) 主要問(wèn)題:

  i. 需要水平和垂直兩次讀數(shù);(二)需要增加切換的反光鏡,于是出現(xiàn)機(jī)械的重復(fù)性問(wèn)題,重復(fù)的精度將隨時(shí)間的變化而降低。(三)由于是水平炬,炬管的外管一定比垂直炬管長(zhǎng),徑向觀測(cè)時(shí)一定要通過(guò)管壁進(jìn)行采光,于是炬管一定要開(kāi)一條口子。那么這種炬管一來(lái)加工不易,二來(lái)容易損壞。

  16、冷錐會(huì)有使用問(wèn)題?

  冷錐的壽命:冷錐是鎳基合金,非常堅(jiān)硬。除非特別的人為破壞,在ICP的使用壽命期內(nèi)是不可能有壽命問(wèn)題。

  冷錐的鎳空白:雖然是鎳基材料,但內(nèi)部有水冷,溫度低,不可能有光譜發(fā)射。而且實(shí)驗(yàn)表明鎳、鐵的空白根本看不到。