Bronkhorst
Application note A111-AN03

환경 분석을 위한 유도 결합 플라즈마(ICP-AES)내 가스 공급 제어

지역 내 지자체가 지역개발을 위한 토지 토양의 양호함 정도를 어떻게 판단할 수 있을까요? 지표수가 인간의 음용에 적합한지 어떻게 알 수 있을까요?

환경 내 존재하는 미량 금속 또는 기타 원소의 농도를 측정하는 한 가지 방법은 ICP-AES를 사용하는 것입니다. 이 원소 분석 기술은 유도 결합 플라즈마(ICP)를 사용하여 자극받은 이온과 원자를 발생시키며, 이들의 특정 스펙트럼은 원자 방출 분광법(AES)에 의해 측정됩니다. 스펙트럼 라인의 강도는 원소의 농도를 직접 측정하는데, 이는 ppb(10억분의 1) 범위까지 가능합니다.

브롱호스트는 주요 ICP-AES 장비 제조업체와 긴밀하게 협력하고 있습니다. 플라즈마, 광학 파트에 불활성 가스가 공급될 수 있도록 질량 유량계 또는 흐름 컨트롤러 및 기타 장치가 사용됩니다.
 

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Taking Water Sample

응용 조건

ICP-AES의 플라즈마 부분은 정확하고 재현 가능한 가스 흐름이 필요한 반면, 광학 부분은 퍼지 가스 흐름이 요구됩니다. 가스 공급 장치는 보통 소형화/저렴한 가격이 요구됩니다.

중요 항목

  • 원소 분석
  • 재현성 / 정확성
  • 비용 절감
  • 작은 설치 공간


프로세스 솔루션

브롱호스트의 솔루션은 ICP-AES의 플라즈마 구간을 위한 질량 유량계 또는 유량 제어부와 광학 구간을 위한 퍼지 기능이 있는 컴팩트한 매니폴드(manifold) 입니다. 3개의 열 질량 흐름 컨트롤러 중, 하나를 통해 아르곤 가스가 ICP-AES의 분무기로 투입되어 분석 대상 시료를 미스트로 만듭니다. 다른 두 개의 질량 흐름 컨트롤러는 아르곤이 유도 코일 주변 반응기로 투입되어 플라즈마가 될 수 있도록 하고, 또 부 목적을 위해 사용됩니다. 열 질량 흐름 컨트롤러는 분당 1.5~20L 범위의 정확하고 재현 가능한 흐름을 생성합니다. 이러한 정확도는 원자로 내부 내용물의 올바른 조성을 위해 필요합니다.

브롱호스트 질량 흐름 컨트롤러는 실험실 장비에 의해 제어됩니다. 하지만 ICP-AES와 더 쉽게 통신할 수 있도록 특정 설정(펌웨어)이 있는 PCB가 포함되어 있습니다.

Flow scheme
Flow scheme

매니폴드의 퍼지부는 원하는 압력을 제어하기 위해 압력 조절기와 결합된 오리피스로 구성됩니다. 분당 0.2~7L 범위의 질소 가스 흐름은 ICP-AES의 광학 부분을 퍼지하여 측정 과정에 방해가 될 수 있는 가스를 유도합니다.

초창기 ICP의 경우, 가스 공급은 수동으로 제어 되었습니다. 자동화 이후, 대유량의 흐름 컨트롤러가 도입되었습니다. 이로 인해, 정확도와 안정성이 증가하였고 검출 한계치를 낮추는 것이 가능해졌습니다. 점점 더 엄격한 환경 요구 사항에도 불구하고 기준 충족이 가능합니다.

매니폴드는 최적의 가치/가격에 있어 효율적인 조합으로 설계되었습니다. 현장에서 비용 절감은 필수적이며, 특히 제조업체의 관점에서는 가스 관련 문제를 비추어보아 단일 공급이 유리합니다. 브롱호스트 질량 흐름 컨트롤러는 설치 공간이 작기 때문에 한정적인 연구실 공간에 아주 적합합니다.



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