Espectrómetro de fase de hélio

Espectrómetro de fase de hélioAplicado a padrões de análise de gás de alta pureza

GB/T 8979-2008 Nitrogeno de alta pureza

GB/T 4844.3-1995 Hélio de alta pureza

GB/T 7445-1995 Hidrogênio puro, Hidrogênio altamente puro, Hidrogênio ultrapuro

GB/T 16942-2009 Hidrogênio para gás industrial eletrônico

GB/T 16943-2009 Gás para a indústria eletrônica Hélio

Estes padrões especificam métodos de análise de traços de impurezas em gases de alta pureza, e o cromatografo de gás ionizado de hélio é a principal ferramenta de detecção.

Normas de gás para a indústria eletrônica

GB/T 14604-2009 Gases para a indústria eletrônica Oxigênio

GB/T 14600-2009 Gás para a indústria eletrônica Óxido de argão nitrogênico

GB/T 18994-2003 Gás industrial eletrônico de alta pureza

Estes padrões são aplicáveis ​​às indústrias de fabricação de semicondutores e eletrônicos e exigem a detecção de impurezas de grau ppb usando um cromatômetro de fase de gás ionizado de hélio.

Espectrómetro de fase de hélioPrincípio de funcionamento

O hélio como transportador de gás e fonte de ionização:

O hélio de alta pureza, estimulado por campos elétricos de alta tensão ou fontes radioativas, como raios beta, produz átomos de hélio de alta energia (He*) ou íons de hélio (He+).

Quando as moléculas de gás medidas colidem com essas partículas de alta energia, a ionização ocorre, gerando elétrons e íons positivos que formam sinais de corrente.

A intensidade do sinal é proporcional à concentração do gás.

Modo de detecção:

Modo de descarga por pulso (PDHID): Plasma de hélio de alta energia é produzido por descarga por pulso, com alta sensibilidade e sem necessidade de fonte radioativa.

O modelo tradicional, que depende de isótopos radioativos (como ³H ou ³Ni) para estimular o hélio, é agora menos utilizado.

Características principais

Alta sensibilidade:

Os limites de detecção podem chegar a ppb (ou até menos) e são especialmente adequados para a análise de gases de traça.

Excelente resposta a gases como H2, O₂, N₂, CO e CO2

Larga gama linear:

O sinal e a concentração são lineares em várias escalas de quantidade, adequadas para a análise de amostras de concentrações diferentes.

Versatilidade:

Pode detectar quase todos os gases (incluindo gases inertes), mas é menos sensível a matérias orgânicas complexas.

Principais áreas de aplicação

Monitoramento Ambiental:

Detecção de traços de poluentes atmosféricos (como CO, CH4, SF6).

Análise de gases de efeito estufa (CO₂, N₂O).

Indústria petroquímica:

Análise quantitativa de componentes como H₂, O₂, N₂, CO em gás natural, gás de refinaria e gás de cracking.

Detecção de impurezas em gases de alta pureza (como argão eletrônico, nitrogênio).

Indústria dos semicondutores:

Controle de qualidade de traços de impurezas em gases ultrapuros (hélio, radônio, argônio).

Área de Pesquisa:

Análise de gases raros (He, Ne, Ar) em amostras geológicas.

Monitoramento em tempo real dos produtos gasosos em reações químicas.

局限性

Dependendo do hélio puro:

Custo elevado e recursos limitados, o hélio precisa ser rigorosamente purificado para evitar interferências de impurezas.

Manutenção complexa:

O sistema deve ser altamente limpo para evitar que a poluição cause deriva ou ruído na linha de base.

O modo de descarga de pulso requer a otimização de parâmetros como tensão, fluxo e outros.

Baixa sensibilidade a substâncias orgânicas:

Materiais orgânicos complexos, como hidrocarbonetos, são mais adequados para a detecção com FID ou MS.

Espectrómetro de fase de hélioComparação com outros detectores

DetectoresSensibilidadeSubstâncias aplicáveisRequisitos de transporte de gásCaracterísticas

EscondidoGás inerteTem de ser usado hélio puro.Ampla gama linear e grande versatilidade

TCDbaixogeralTransporte arbitrárioBoa estabilidade, mas baixa sensibilidade

FIDaltoMateriais orgânicosHidrogênio/arExcelente resposta aos hidrocarbonetos

ECDaltoSubstâncias eletronegativas (como halógenos)Azoto/argãoAlta seletividade para pesticidas, análise de PCB

Atenção

Pureza do hélio: é recomendado o uso de 99,999% ou mais de hélio e equipado com um purificador de gás.

Vazamento do sistema: pequenos vazamentos podem causar instabilidade na linha de base e necessitam de detecção regular.

Seleção de colunas cromatográficas: separação de gás com uma peneira molecular comum, coluna PLOT ou coluna capilar