電感耦合等離子體質(zhì)譜的維護(hù)和保養(yǎng)

        電感耦合等離子體質(zhì)譜儀是實(shí)驗(yàn)室的一款大級(jí)別的分析儀器，日常維護(hù)保養(yǎng)不容懈怠。
 

　　一、進(jìn)樣系統(tǒng) 

　　1、蠕動(dòng)泵
 　　進(jìn)樣蠕動(dòng)泵管的好壞直接影響信號(hào)的穩(wěn)定性,所以應(yīng)經(jīng)常檢查,定期更換。排廢液管使用期限可以長(zhǎng)一些。但也必須經(jīng)常檢查,以防排廢不暢,引起霧室內(nèi)廢液聚集,影響信號(hào)并終導(dǎo)致等離子體熄火。
　　同時(shí)如果管子老化破裂,酸溶液會(huì)腐蝕蠕動(dòng)泵。儀器運(yùn)行期間可以觀察進(jìn)樣管和排廢管內(nèi)的氣泡以判斷進(jìn)出是否正常。如果噴入高濃度的有機(jī)溶劑,應(yīng)該換成有機(jī)溶劑專用泵管。分析完畢切記松開(kāi)泵管。
 

2、霧化器和霧化室

　　霧化器和霧室應(yīng)定期清洗。注意同心氣動(dòng)霧化器好不要采用超聲波清洗或放在玻璃燒杯中煮沸清洗,以免損壞霧化器內(nèi)注入管。交叉氣動(dòng)霧化器可以采用超聲波清洗。清洗液可根據(jù)情況采用一般清洗玻璃器皿的洗液,或一定濃度的熱王水或硝酸、鹽酸浸泡清洗,后用去離子水充分洗凈。注意不要讓霧室的O型環(huán)接觸到酸液。如霧化室內(nèi)壁出現(xiàn)掛水珠現(xiàn)象,一般可噴入1%的HF溶液1min，但剛噴完后不能立刻分析硼硅等元素。
 　同心霧化器容易出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象,儀器運(yùn)行期間注意觀察內(nèi)標(biāo)元素的信號(hào),如信號(hào)明顯降低,而霧化器壓力有顯著變化(增大)，應(yīng)考慮霧化器堵塞的可能性。如霧化器壓力降低,則可能漏氣或霧化器損壞。
 　　霧化器的堵塞可能有兩個(gè)原因：
 　　第一種類型的堵塞是由于含高鹽量的樣品中鹽類在霧化器的環(huán)狀氣流通道形成鹽分結(jié)晶引起的。這干擾了霧化器的運(yùn)轉(zhuǎn),并可能使信號(hào)減小,終將導(dǎo)致霧化器無(wú)法工作。然而,在此情況發(fā)生之前,向系統(tǒng)中引入一些蒸餾水可逐漸地使這個(gè)鹽析過(guò)程逆轉(zhuǎn)。但一旦霧化停止,則需對(duì)沉積的鹽分進(jìn)行機(jī)械處理或清洗霧化器。所以,建議在使用同心霧化器開(kāi)始和結(jié)束的時(shí)候利用酸空白和去離子水對(duì)霧化器沖洗幾分鐘。這樣可以確保樣品不在霧化器毛細(xì)管內(nèi)沉積或者結(jié)晶。
 　　第二個(gè)原因可能是懸浮固體堵塞在中間的樣品提升細(xì)毛細(xì)管(約0.3mm直徑)中。
　　避免霧化器堵塞的途徑有:
　　⑴在氬氣管路中安裝一個(gè)過(guò)濾裝置,在線過(guò)濾氬氣瓶或氣路中可能存在的顆粒物;
   　⑵過(guò)濾有懸浮物的樣品溶液;
　　⑶清洗霧化器。可用3%～5%的王水溶液在線清洗。如霧化器噴嘴由于高鹽積累引起的堵塞可以通過(guò)清洗解決,如屬于溶液中懸浮顆粒物堵塞,則一般需要疏通。
 

常用的疏通方法有:
 　　⑴在噴嘴處接入壓縮空氣(15～30psig)“反吹"噴嘴和環(huán)面,利用手指堵住進(jìn)樣口和載氣口,突然釋放進(jìn)樣口以清除毛細(xì)管顆粒堵塞或突然釋放載氣口以清除載氣顆粒堵塞。
 　　⑵將一段合適的塑料管一頭套在霧化器的出口處,另一頭套在一個(gè)裝有蒸餾水的洗瓶的出口端,用手?jǐn)D壓洗瓶,使產(chǎn)生的壓力水柱將堵在管內(nèi)的顆粒物反沖出去。
　　⑶對(duì)于硅類顆粒的堵塞,可以使用氫氟酸(HF3%～5%)清洗,吸取清洗液5～10s后立即用清水沖洗。利用顯微鏡檢查堵塞狀況,重復(fù)3～5次。
  注意:①氫氟酸有毒性,使用時(shí)應(yīng)具備相應(yīng)的保護(hù)措施; 

  ②氫氟酸清洗時(shí)間和濃度要準(zhǔn)確控制,清洗完畢后要清除氫氟酸并使霧化器干燥以防止氫氟酸對(duì)石英的腐蝕。
　　⑷將霧化器噴嘴浸入濃硝酸,加熱到100℃以上,驅(qū)除毛細(xì)管內(nèi)的清洗液并更換溶液重新清洗,清洗完畢后用蒸餾水清洗、干燥。
 　　注意：①濃硝酸有強(qiáng)烈的腐蝕性,需要適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施;
      ②不要使用含鉻的酸進(jìn)行清洗,否則吸附在玻璃上的痕量鉻會(huì)對(duì)分析造成影響。
　　⑸還有一個(gè)比較有效的辦法就是采用一根較硬的人發(fā)絲從霧化器的出口處小心伸進(jìn)去,將顆粒物反捅出去。切忌采用金屬絲或洗滌用毛刷絲或塑料絲。炬管也應(yīng)定期清洗,如炬管是可拆卸的,可將內(nèi)管取下用熱王水浸泡或煮沸,后用去離子水充分清洗,炬管洗凈后可自然放干或用吹風(fēng)機(jī)吹干后使用。清洗時(shí)間可根據(jù)潔凈程度而定。如炬管內(nèi)管的嘴部明顯燒蝕,則應(yīng)該更換,否則鈉和其他一些元素的背景值會(huì)增大。可采用放大鏡檢查霧化器的內(nèi)管出口處是否損壞,如發(fā)現(xiàn)任何細(xì)小的損壞,都必須更換,否則影響樣品霧化效率和信號(hào)的穩(wěn)定性。
 

　　3、炬管及連接管
　　定期進(jìn)行清洗：
 　　用王水(HNO3:HCl=1:3)浸泡約5~6小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間，然后用清水沖洗，再用純水沖洗干凈。如用王水無(wú)法洗干凈時(shí)，可用2%的氫氟酸進(jìn)行浸泡清洗，每隔5分鐘檢查一次，直至清洗干凈。
  　使用前應(yīng)對(duì)炬管及連接管進(jìn)行風(fēng)干或烘干。由于矩管和連接管接頭部涂有凡士林，酸泡之前可用無(wú)水乙醇浸泡10-15分鐘，以去除內(nèi)部的油污;酸泡過(guò)程中要隔一段時(shí)間換一個(gè)方向;玻璃制品易碎，請(qǐng)輕拿輕放。
 

　　二、接口(采樣錐和截取錐)
 

　　采樣錐和截取錐的條件影響信號(hào)的靈敏度和背景水平。錐表面的變形將引起采樣過(guò)程中等離子體氣流的散射和導(dǎo)致高水平干擾離子的生成。因此,錐表面應(yīng)盡可能保持干凈和平滑。
　　采樣錐是可拆卸更換的,通常用螺釘固定在水冷金屬基座上。鎳采樣錐耐用,通常可使用幾個(gè)月。不過(guò),注意盡量不要將高酸度或高鹽度樣品溶液引入等離子體并保證錐基座和水冷板之間的熱接觸良好。反復(fù)分析10%的硫酸溶液將使錐的壽命減少至數(shù)天。若想盡量延長(zhǎng)錐的壽命,必須小心選擇酸的類型和酸度。如果錐的表面出現(xiàn)凹痕或不光滑,更易于產(chǎn)生氧化物粒子。所以接口錐必須定期清洗。清洗周期取決于運(yùn)行時(shí)間以及分析樣品的含鹽量程度。監(jiān)測(cè)級(jí)真空可得知錐孔情況。如果工作量大的話,好每日檢查清洗。
　　錐一般是由金屬鎳精密加工而成。錐孔尤其是截取錐孔非常尖,極易碰損,所以卸取、清洗和安裝都必須格外小心。

　　有以下幾種清洗錐的方法:
 

　　⑴采用超聲波在大約5%的洗滌液中清洗15min,然后再用去離子水超聲清洗15min。
 

　　⑵用專用的金屬拋光粉和成泥狀,用一塊軟布由內(nèi)到外輕輕擦拭錐體內(nèi)表面和外表面。用水沖洗錐,然后再放到1%～5%的硝酸中超聲清洗2min。
 

　　注：清洗錐時(shí),將錐浸泡在5%的稀硝酸中不要超過(guò)10min!
 

　　⑶用去離子水充分洗凈,后用丙酮或空氣使其干燥。如有必要,還可以使用水磨砂紙(僅可使用1200#砂紙)對(duì)錐進(jìn)行打磨,以去除錐上的頑固污漬,隨后再用大量去離子水沖凈。如果錐明顯損壞,則必須更換。
 

　　三、透鏡系統(tǒng)
 

　　透鏡系統(tǒng)一般好由專業(yè)維修人員維修檢查。如果儀器運(yùn)行負(fù)荷很大的話,建議半年查一次,如需要的話,進(jìn)行清洗。提取透鏡好每月檢查清洗。
 

　　清洗方法：一般采用水磨砂紙打磨提取透鏡,再用去離子水清洗,并在去離子水中超聲清洗5min。
 

　　清洗透鏡時(shí),請(qǐng)注意所使用的工具頂部也要清洗,而且一定要戴好無(wú)粉手套后才可接觸透鏡,以防污染。透鏡和引導(dǎo)片可以使用砂紙打磨,去離子水沖洗,超聲清洗,然后在空氣中晾干或烘箱中烘干。也可用丙酮清洗將表面的水趕盡。
 

　　四、檢測(cè)器
 

　　電子倍增器通常有一個(gè)有限的壽命,它取決于總的累積放電,即(輸入離子)×(增益)。超過(guò)這個(gè)壽命,內(nèi)表涂層耗盡,倍增器需更換。所以,盡管新型檢測(cè)器可以測(cè)量高濃度信號(hào),但為了保護(hù)檢測(cè)器的壽命,實(shí)際應(yīng)用中對(duì)高濃度盡可能采取稀釋或其他方法,盡量避免長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量高強(qiáng)信號(hào)。
 

　　五、真空系統(tǒng)
 

　　真空系統(tǒng)一般不需要日常維修保養(yǎng)。除非長(zhǎng)期停運(yùn),一般應(yīng)保持儀器的真空狀態(tài)。如有問(wèn)題可與儀器廠家聯(lián)系。機(jī)械泵的泵油一般由專業(yè)維修人員視情況更換。可觀察泵油的顏色,如顏色為深黃色,需更換。更換泵油時(shí),必須先將儀器關(guān)機(jī)。將廢泵油排放至廢油桶中,然后添加新泵油,油面高度一般達(dá)到滿刻度80%處即可。真空規(guī)用以監(jiān)測(cè)質(zhì)量分析器的真空度。
 

　　如果真空表讀數(shù)有突然的波動(dòng),那就表明真空規(guī)需要清洗了。這種情況下,真空規(guī)讀數(shù)的波動(dòng)一般會(huì)大于±10%。出現(xiàn)不穩(wěn)定的尖峰、棒峰信號(hào),也是真空規(guī)需要維護(hù)的跡象之一。為了很好的維護(hù)真空規(guī),一般推薦每年更換一次真空規(guī)。也可以清洗真空規(guī)。真空規(guī)從儀器上拆下后,將陽(yáng)極棒和陰極部分打磨,去除離子污痕,再用去離子水沖洗,超聲并干燥。
 

　　日常工作中如果發(fā)現(xiàn)油霧過(guò)濾器處存油太多,可在機(jī)械泵工作狀態(tài)下,直接旋松泵頂部的回油閥3～5min,讓泵油流回泵中。
 

　　六、冷卻水系統(tǒng)
 

　　冷卻水系統(tǒng)非常重要。一般采用去離子蒸餾水。每日檢查冷卻水進(jìn)出是否通暢。定期檢查液面,定期更換水。
 

　　七、環(huán)境(溫度、濕度、清潔度)
 

　　儀器房間好采用超凈實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì),使房間內(nèi)保持在正壓狀態(tài),保持室內(nèi)清潔。溫度一般保持在22±1.5℃,濕度40%～70%。濕度大的季節(jié),必須采用去濕機(jī)去濕。
 

　　八、儀器調(diào)試部分
 

　　1、安裝好儀器部件，打開(kāi)儀器各部分電源，打開(kāi)工作軟件界面，開(kāi)始抽真空，待儀器進(jìn)入standBy狀態(tài)，進(jìn)行等離子點(diǎn)火。儀器進(jìn)入分析狀態(tài)，穩(wěn)定10分鐘左右，開(kāi)始儀器的硬件調(diào)諧。
 

　　2、硬件調(diào)諧
        可以對(duì)某一個(gè)部件進(jìn)行掃描操作，也可以批量進(jìn)行，使儀器工作狀態(tài)達(dá)到優(yōu)化。

　　3.自動(dòng)調(diào)諧
         經(jīng)過(guò)上述一些列操作后這樣電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的維護(hù)就算結(jié)束了，其實(shí)日常維護(hù)中因?yàn)槭褂们闆r不同，不一定會(huì)每項(xiàng)都進(jìn)行。但是，知道如何更好的維護(hù)保養(yǎng)是我們每個(gè)儀器負(fù)責(zé)人的職責(zé)。然后，別忘了做好儀器的維護(hù)記錄。

  作者：原國(guó)家質(zhì)檢總局  周錦帆教授 2019.11.01 

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