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真空等离子处理系统

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  • 微波等离子体高温热处理工艺中真空压力的下游控制技术及其装置

    微波等离子体高温热处理工艺中真空压力的下游控制技术及其装置

    [size=14px][color=#cc0000]  摘要:本文介绍了合肥等离子体所研发的微波等离子高温热处理装置,并针对热处理装置中真空压力精确控制这一关键技术,介绍了上海依阳公司为解决这一关键技术所采用的真空压力下游控制模式及其装置,介绍了引入真空压力控制装置后微波等离子高温热处理过程中的真空压力控制实测结果,实现了等离子体热处理工艺参数的稳定控制,验证了替代进口真空控制装置的有效性。[/color][/size][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][color=#cc0000][b]1. 问题的提出[/b][/color][size=14px]  各种纤维材料做为纤维复合材料的增强体在军用与民用工业领域中发挥着巨大作用,例如碳纤维、陶瓷纤维和玻璃纤维等,而高温热处理是提高这些纤维材料性能的有效手段,通过高温可去除杂质原子,提高主要元素含量,可以得到性能更加优良的纤维材料,因此纤维材料高温热处理的关键是方法与设备。[/size][size=14px]  低温等离子体技术做为一种高温热处理的新型工艺方法,气体在加热或强电磁场作用下电离产生的等离子体可在室温条件下快速达到2000℃以上的高温条件。目前已有研究人员利用高温热等离子体、直流电弧等离子体、射频等离子体等技术对纤维材料进行高温热处理。低温等离子体具有工作气压宽,电子温度高,纯净无污染等优势,且在利用微波等离子体对纤维材料进行高温处理时,可利用某些纤维材料对电磁波吸收以及辐射作用,通过产生的微波等离子体、电磁波以及等离子体产生的光能等多种加热方式,将大量能量作用于纤维材料上,实现快速且有效的高温热处理。同时,通过调节反应条件,可将多种反应处理一次性完成,大大降低生产成本。[/size][size=14px]  中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所对微波等离子体高温热处理工艺进行了大量研究,并取得了突破性进展,在对纤维材料的高温热处理过程中,热处理温度可以在十几秒的时间内从室温快速升高到2000℃以上,研究成果申报了国家发明专利CN110062516A“一种微波等离子体高温热处理丝状材料的装置”,整个热处理装置的原理如图1-1所示。[/size][align=center][size=14px][img=,690,416]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/05/202105202228157595_5464_3384_3.png!w690x416.jpg[/img][/size][/align][align=center][size=14px][color=#cc0000]图1-1 微波等离子体高温热处理丝状材料的装置原理图[/color][/size][/align][size=14px]  等离子体所研制的这套热处理装置,可通过调节微波功率、真空压力等参数来灵活调节温度区间,可在低气压的情况下获得较高温度,但同时也要求这些参数具有灵活的可调节性和控制稳定性,如为了实现达到设定温度以及温度的稳定性,就需要对热处理装置中的真空压力进行精确控制,这是实现等离子工艺平稳运行的关键技术之一。[/size][size=14px]  为了解决这一关键技术,上海依阳实业有限公司采用新开发的下游真空压力控制装置,为合肥等离子体所的高温热处理装置较好的解决了这一技术难题。[/size][size=14px][b][color=#cc0000]2. 真空压力下游控制模式[/color][/b][/size][size=14px]  针对合肥等离子体所的高温热处理装置,真空腔体内的真空压力采用了下游控制模式,此控制模式的结构如图2-1所示。[/size][align=center][color=#cc0000][size=14px][img=,690,334]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/05/202105202229013851_5860_3384_3.png!w690x334.jpg[/img][/size][/color][/align][color=#cc0000][/color][align=center][color=#cc0000]图2-1 下游控制模式示意图[/color][/align][size=14px]  具体到图1-1所示的微波等离子体高温热处理丝状材料的装置,采用了频率为2.45GHz的微波源,包括微波源系统和上、下转换波导,上转换波导连接真空泵,下转换波导连接微波源系统和样品腔,上、下转换波导间设有同轴双层等离子体反应腔管,双层等离子体反应腔管包括有同轴设置的外层铜管和内层石英玻璃管,内层石英玻璃管内为等离子体放电腔,外层铜管与内层石英玻璃管之间为冷却腔,外层铜管的两端设有分别设有冷媒进口和出口以形成循环冷却。真空泵、样品腔分别与等离子体放电腔连通,样品腔设有进气管,工作气体及待处理丝状材料由样品腔进气管进入等离子体放电腔。微波源系统采用磁控管微波源,磁控管微波源包括有微波电源、磁控管、三销钉及短路活塞,微波由微波电源发出经磁控管产生,磁控管与下转换波导之间设置有矩形波导,矩形波导安装有三销钉,下转换波导另一端连接有短路活塞,通过调节三销钉和短路活塞,得到匹配状态和传输良好的微波。[/size][size=14px]  丝状材料由样品腔进入内层石英层玻璃管,从两端固定拉直,安装完毕后真空泵抽真空并由进气管向等离子体放电腔通入工作气体。微波源系统产生的微波能量经三销钉和短路活塞调节,通过下转换波导由TE10模转为TEM模传输进入等离子体放电腔,在放电腔管内表面形成表面波,激发工作气体产生高密度微波等离子体作用于待处理丝状材料,同时等离子体发出的光以及部分泄露的微波也被待处理丝状材料吸收,实现多种手段同时加热。双层等离子体反应腔管外围环绕设有磁场组件,外加磁场可调节微波在等离子体中的传播模式,同时可以使得丝状材料更好的重结晶,提高处理后的丝状材料质量。[/size][size=14px]  装置可以通过调节微波功率、工作气压调节温度,变化范围为1000℃至5000℃间,同时得到不同长度的微波等离子体。为了进行工作气压的调节,在真空泵和上转换波导的真空管路之间增加一个数字调节阀。当设定一定的进气速率后,调节阀用来控制装置的出气速率由此来控制工作腔室内的真空度,采用薄膜电容真空计来高精度测量绝对真空度,而调节阀的开度则采用24位高精度控制器进行PID控制。[/size][size=14px][b][color=#cc0000]3. 下游控制模式的特点[/color][/b][/size][size=14px]  如图2-1所示,下游控制模式是一种控制真空系统内部真空压力的方法,其中抽气速度是可变的,通常由真空泵和腔室之间的控制阀实现。[/size][size=14px]  下游控制模式是维持真空系统下游的压力,增加抽速以增加真空度,减少流量以减少真空度,因此,这称为直接作用,这种控制器配置通常称为标准真空压力调节器。[/size][size=14px]  在真空压力下游模式控制期间,控制阀将以特定的速率限制真空泵抽出气体,同时还与控制器通信。如果从控制器接收到不正确的输出电压(意味着压力不正确),控制阀将调整抽气流量。压力过高,控制阀会增大开度来增加抽速,压力过低,控制阀会减小开度来降低抽速。[/size][size=14px]  下游模式具有以下特点:[/size][size=14px]  (1)下游模式作为目前最常用的控制模式,通常在各种条件下都能很好地工作;[/size][size=14px]  (2)但在下游模式控制过程中,其有效性有时可能会受到“外部”因素的挑战,如入口气体流速的突然变化、等离子体事件的开启或关闭使得温度突变而带来内部真空压力的突变。此外,某些流量和压力的组合会迫使控制阀在等于或超过其预期控制范围的极限的位置上运行。在这种情况下,精确或可重复的压力控制都是不可行的。或者,压力控制可能是可行的,但不是以快速有效的方式,结果造成产品的产量和良率受到影响。[/size][size=14px]  (3)在下游模式中,会在更换气体或等待腔室内气体沉降时引起延迟。[/size][size=14px][b][color=#cc0000]4. 下游控制用真空压力控制装置及其控制效果[/color][/b][/size][size=14px]  下游控制模式用的真空压力控制装置包括数字式控制阀和24位高精度控制器。[/size][size=14px][color=#cc0000]4.1. 数字式控制阀[/color][/size][size=14px]  数字式控制阀为上海依阳公司生产的LCV-DS-M8型数字式调节阀,如图4-1所示,其技术指标如下:[/size][size=14px]  (1)公称通径:快卸:DN10-DN50、活套:DN10-DN200、螺纹:DN10-DN100。[/size][size=14px]  (2)适用范围(Pa):快卸法兰(KF)2×10[sup]?5[/sup]~1.3×10[sup]?-6[/sup]/活套法兰6×10[sup]?5[/sup]~1.3×10[sup]?-6[/sup]。[/size][size=14px]  (3)动作范围:0~90°;动作时间:小于7秒。[/size][size=14px]  (4)阀门漏率(Pa.L/S):≤1.3×10[sup]?-6[/sup]。[/size][size=14px]  (5)适用温度:2℃~90℃。[/size][size=14px]  (6)阀体材质:不锈钢304或316L。[/size][size=14px]  (7)密封件材质:增强聚四氟乙烯。[/size][size=14px]  (8)控制信号:DC 0~10V或4~20mA。[/size][size=14px]  (9)电源供电:DC 9~24V。[/size][size=14px]  (10)阀体可拆卸清洗。[/size][align=center][color=#cc0000][size=14px][img=,315,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/05/202105202231249739_6263_3384_3.png!w315x400.jpg[/img][/size][/color][/align][color=#cc0000][/color][align=center][color=#cc0000]图4-1 依阳LCV-DS-M8数字式调节阀[/color][/align][size=14px][color=#cc0000]4.2. 真空压力控制器[/color][/size][size=14px]  真空压力控制器为上海依阳公司生产的EYOUNG2021-VCC型真空压力控制器,如图4-2所示,其技术指标如下:[/size][size=14px]  (1)控制周期:50ms/100ms。[/size][size=14px]  (2)测量精度:0.1%FS(采用24位AD)。[/size][size=14px]  (3)采样速率:20Hz/10Hz。[/size][size=14px]  (4)控制输出:直流0~10V、4-20mA和固态继电器。[/size][size=14px]  (5)控制程序:支持9条控制程序,每条程序可设定24段程序曲线。[/size][size=14px]  (6)PID参数:20组分组PID和分组PID限幅,PID自整定。[/size][size=14px]  (7)标准MODBUS RTU 通讯协议。两线制RS485。[/size][size=14px]  (8)设备供电: 86~260VAC(47~63HZ)/DC24V。[/size][align=center][size=14px][img=,500,500]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/05/202105202232157970_4559_3384_3.jpg!w500x500.jpg[/img][/size][/align][align=center][size=14px][color=#cc0000]图4-2 依阳24位真空压力控制器[/color][/size][/align][size=14px][b][color=#cc0000]5. 控制效果[/color][/b][/size][size=14px]  安装了真空压力控制装置后的微波等离子体高温热处理系统如图5-1所示。[/size][align=center][size=14px][color=#cc0000][img=,690,395]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/05/202105202232573625_5179_3384_3.png!w690x395.jpg[/img][/color][/size][/align][size=14px][/size][align=center][color=#cc0000]图5-1 微波等离子体高温热处理系统[/color][/align][size=14px]  在热处理过程中,先开启真空泵和控制阀对样品腔抽真空,并通惰性气体对样品腔进行清洗,然后按照设定流量充入相应的工作气体,并对样品腔内的真空压力进行恒定控制。真空压力恒定后开启等离子源对样品进行热处理,温度控制在2000℃以上,在整个过程中样品腔内的真空压力始终控制在设定值上。整个过程中的真空压力变化如图5-2所示。[/size][align=center][size=14px][color=#cc0000][img=,690,419]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/05/202105202234216839_5929_3384_3.png!w690x419.jpg[/img][/color][/size][/align][size=14px][/size][align=center][color=#cc0000]图5-2 微波等离子体高温热处理过程中的真空压力变化曲线[/color][/align][size=14px]  为了更好的观察热处理过程中真空压力的变化情况,将图5-2中的温度突变处放大显示,如图5-3所示。[/size][align=center][size=14px][color=#cc0000][img=,690,427]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/05/202105202234347767_4036_3384_3.png!w690x427.jpg[/img][/color][/size][/align][size=14px][/size][align=center][color=#cc0000]图5-3 微波等离子体高温热处理过程中温度突变时的真空压力变化[/color][/align][size=14px]  从图5-3所示结果可以看出,在300Torr真空压力恒定控制过程中,真空压力的波动非常小,约为0.5%,由此可见调节阀和控制器工作的准确性。[/size][size=14px]  另外,在激发等离子体后样品表面温度在几秒钟内快速上升到2000℃以上,温度快速上升使得腔体内的气体也随之产生快速膨胀而带来内部气压的升高,但控制器反应极快,并控制调节阀的开度快速增大,这反而造成控制越有超调,使得腔体内的气压反而略有下降,但在十几秒种的时间内很快又恒定在了300Torr。由此可见,这种下游控制模式可以很好的响应外部因素突变造成的真空压力变化情况。[/size][size=14px]  上述控制曲线的纵坐标为真空计输出的与真空度对应的电压值,为了对真空度变化有更直观的了解,按照真空计规定的转换公式,将上述纵坐标的电压值换算为真空度值(如Torr),纵坐标换算后的真空压力变化曲线如图54所示,图中还示出了真空计电压信号与气压的转换公式。[/size][size=14px]  同样,将图5-4纵坐标放大,如图5-5所示,可以直观的观察到温度突变时的真空压力变化情况。从图5-4中的转换公式可以看出,由于存在指数关系,纵坐标转换后的真空压力波动度为6.7%左右。如果采用线性化的薄膜电容式真空计,即真空计的真空压力测量值与电压信号输出值为线性关系,这种现象将不再存在。[/size][align=center][color=#cc0000][size=14px][img=,690,423]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/05/202105202236297989_3820_3384_3.png!w690x423.jpg[/img][/size][/color][/align][color=#cc0000][/color][align=center][color=#cc0000]图5-4 高温热处理过程中温度突变时的真空压力变化(纵坐标为Torr)[/color][/align][align=center][size=14px][img=,690,421]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/05/202105202236397212_4575_3384_3.png!w690x421.jpg[/img][/size][/align][size=14px][/size][align=center][color=#cc0000]图5-5 高温热处理过程中温度突变时的真空压力变化(纵坐标为Torr)[/color][/align][size=14px][b][color=#cc0000]6. 总结[/color][/b][/size][size=14px]  综上所述,采用了完全国产化的数字式调节阀和高精度控制器,完美验证了真空压力下游控制方式的可靠性和准确性,同时还充分保证了微波等离子体热处理过程中的温度调节、温度稳定性和均温区长度等工艺参数,为微波等离子体热处理工艺的推广应用提供了技术保障。另外,这也是替代真空控制系统进口产品的一次成功尝试。[/size][size=14px]  [/size][size=14px][/size][align=center]=======================================================================[/align][size=14px][/size][size=14px][/size]

  • 高纯度熔融石英圆筒等离子熔融工艺研究——真空度(压强)控制系统

    高纯度熔融石英圆筒等离子熔融工艺研究——真空度(压强)控制系统

    [color=#cc0000]摘要:等离子熔融工艺是目前国际上生产高纯度熔融石英玻璃圆筒最先进的工艺之一,在产品的低羟基浓度、低缺陷浓度、成品率、生产效率和节能环保等方面具有非常突出的优势。本文针对石英玻璃等离子熔融工艺成型设备,设计并提出了一种真空过程实现方案,可进行等离子加热过程中的炉内真空度(气压)实时控制和监测,以满足高纯度熔融石英等离子工艺过程中的不同需要。[/color][hr/][size=18px][color=#cc0000]1.简介[/color][/size] 等离子熔融工艺是目前生产透明和不透明熔融石英空心圆筒坯件最先进的工艺技术,通过此工艺可以一次完成高纯度熔融石英圆筒胚件的制造,在成品率、生产效率和节能环保等方面具有独到的优势。 在等离子熔融工艺过程中,将高纯石英砂注入到旋转炉中,依靠离心力控制成品尺寸。在熔融工艺过程中,旋转炉中的高纯保护气体使得电极间能够激发等离子电弧,所产生的等离子电弧使晶态石英砂熔化为熔融石英。 目前全球唯一采用此独特工艺生产熔融石英空心圆筒的厂家是德国昆希(Qsil)公司,如图 1所示,昆希公司使用这种独有的“一步法”等离子加热熔融工艺生产透明和不透明熔融石英空心圆筒(坯)。[align=center][img=,690,]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/10/202010262149468212_8828_3384_3.png!w690x438.jpg[/img][/align][align=center][color=#cc0000]图1. 德国昆希(Qsil)公司等离子熔融工艺石英玻璃成型设备[/color][/align] 熔融石英玻璃在生产过程中,熔融态的石英玻璃将发生极其复杂的气体交换现象,此时气体的平衡状态与加热温度、炉内气压、气体在各相中的分压及其在玻璃中的溶解、扩散速度有关。因此,为获得羟基浓度小于50ppm且总缺陷(直径小于20um的气泡和夹杂物)浓度小于50个/立方厘米的高纯度熔融石英玻璃锭,需要根据加热温度选择不同的气体和真空工艺。本文提出了一种真空工艺实现方案,可进行等离子加热过程中的炉内气压实时控制和监测,以满足高纯度熔融石英等离子熔融工艺过程中的各种不同需要。[size=18px][color=#cc0000]2.真空度(气压)控制和监测方案[/color][/size] 与等离子熔融工艺石英玻璃成型设备配套的真空系统框图如图 2所示,可实现成型设备加热桶内的真空度(气压)在0.1~700Torr范围内的精确控制,控制精度可达到±1%以内。 如图2所示,真空系统的设计采用了下游控制模式,也可根据具体工艺情况设计为上游和下游同时控制模式。整个真空系统主要包括气源、进气流量控制装置、真空度探测器、出气流量控制和真空泵等部分。[align=center][color=#cc0000][img=,690,]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/10/202010262150259848_5706_3384_3.png!w690x345.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#cc0000]图2. 真空系统框图[/color][/align] 来自不同气源的气体通过可控阀门形成单独或混合气体进入歧管,然后通过一组质量流量控制器和针阀来控制进入成型设备的气体流量,由此既能实现设备中的真空度快速控制和避免较大的过冲,又能有效节省某些较昂贵的惰性气体。 成型设备内真空度的形成主要靠真空泵抽取实现,抽取的工艺气体需要先经过滤装置进行处理后再经真空泵排出。 工艺气体的真空度(气压)通过两个不同量程的真空计来进行监测,由此来覆盖整个工艺过程中的真空度控制和测量。 真空度的精确控制采用了一组质量流量控制器、调节阀控制器和阀门,可以实现整个工艺过程中任意真空度设定点和变化斜率的准确控制。 整个真空系统内的传感器、装置以及阀门,采用计算机结合PLC进行数据采集并按照程序设定进行自动控制。[size=18px][color=#cc0000]3.说明[/color][/size] 上述真空系统方案仅为初步的设计框架,并不是一个成熟的技术实施方案,还需要结合实际工艺过程和参数的调试来对真空系统方案进行修改完善。 真空度控制与其他工程参数(如温度、流量等)控制一样,尽管普遍都采用PID控制技术,但对真空度控制而言,则对控制器的测量精度和PID控制算法有很高的要求,而进口配套的控制器往往无法达到满意要求。 另外,如在真空度控制过程中,真空容器中的真空度会发生改变,系统的时间常数 也随之改变,这意味着具有固定控制参数的控制器只能最佳地控制一个压力设定值。如果压力设定值改变,控制器的优化功能将不再得到保证。必须对控制参数进行新的调整,通常是手动进行。

  • 【讨论】等离子体应用相关仪器

    这些是不是算作等离子体还请高手指正!1、等离子体清洗机/刻蚀/灰化/减薄 通过等离子体与固体表面的相互作用,消除固体表面的有机污染物,或者与样品表面的材料反应生成相应的气体,由真空系统排出反应腔,整个过程在样品表面不产生残留物,固体如: 金属、陶瓷、玻璃、硅片等等,同时可以用等离子处理系统对样品表面进行 处理,改善样品表面的特性,如亲水/疏水特性,表面自由能,以及表面的 吸附/粘附特性等等。 2、离子溅射:氩气充入已被低真空泵抽真空的样品室里。多次充入氩气,使不需要的气体排出,特别是水蒸汽。这样,样品室内充满了尽可能多的纯的氩气。然后调节样品室内工作压力为0.05-0.1mbar,这样就可以开始溅射了。 开始溅射时,在靶(阴极)加上高压,在靶和样品台(阳极)之间产生了一个高压区。空间内的自由电子在磁场作用下进入旋转轨道,与空间内的氩原子碰撞。每次碰撞把氩原子外层中的一个电子撞出,使中性的氩原子带正电。这个雪崩效应激发了辉光放电。 带正电的氩离子被阴极吸引撞向阴极靶,撞出阴极靶上的金属原子。释放的金属原子之间以及金属原子与真空室内的其它气体分子之间的碰撞使金属原子四处发散,形成雾状。这样金属原子从各个方向撞击样品表面然后均匀地凝聚在样品表面,在即使是非常多裂缝的样品表面也能覆盖一层均匀的、有足够导电性的金属薄膜。 由于金和银原子表面的高度扩散性,它们容易在样品表面形成岛状,这样,除非金属镀层有10nm厚,否则达不到所需导电性。白金能产生最细腻的镀层。 溅射镀层的细腻程度取决于靶材、工作距离、气体压力和溅射电流以及反应持续时间3、磁控溅射:电子枪发射的电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与氩原子发生碰撞,电离出大量的氩离子和电子,电子飞向基片。氩离子在电场的作用下加速轰击靶材,溅射出大量的靶材原子,呈中性的靶原子(或分子)沉积在基片上成膜。二次电子在加速飞向基片的过程中受到磁场洛仑磁力的影响,被束缚在靠近靶面的等离子体区域内,该区域内等离子体密度很高,二次电子在磁场的作用下围绕靶面作圆周运动,该电子的运动路径很长,在运动过程中不断的与氩原子发生碰撞电离出大量的氩离子轰击靶材,经过多次碰撞后电子的能量逐渐降低,摆脱磁力线的束缚,远离靶材,最终沉积在基片上。4、等离子切割机:等离子切割是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属  等离子切割机标准图片部份局熔化(和蒸发),并借高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法。等离子切割机配合不同的工作气体可以切割各种氧气切割难以切割的金属,尤其是对于有色金属(不锈钢、铝、铜、钛、镍)切割效果更佳;其主要优点在于切割厚度不大的金属的时候,等离子切割速度快,尤其在切割普通碳素钢薄板时,速度可达氧切割法的5~6倍、切割面光洁、热变形小、几乎没有热影响区。

  • 微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)系统中真空压力控制装置的国产化替代

    微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)系统中真空压力控制装置的国产化替代

    [size=14px][color=#cc0000]摘要:目前微波等离子体化学[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]沉积(MPCVD)系统中的真空压力控制装置普遍采用美国MKS公司的控制阀和控制器。本文介绍了采用MKS公司产品在实际应用中存在控制精度差和价格昂贵的现象,介绍了为解决这些问题的国产化替代方案,介绍了最新研发的真空压力控制装置国产化替代产品,并验证了国产化替代产品具有更高的控制精度和价格优势。[/color][/size][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=18px][color=#cc0000] [/color][color=#cc0000]1. 问题的提出[/color][/size][size=14px]  在微波等离子体化学[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]沉积(MPCVD)系统中,微波发生器产生的微波用波导管传输至反应器,并向反应器中通入不同气体构成的混合气体,高强度微波能激发分解基片上方的含碳气体形成活性含碳基团和原子态氢,并形成等离子体,从而在基片上沉积得到金刚石薄膜。等离子体激发形成于谐振器内,谐振器真空压力的调节对金刚石的合成质量至关重要,现有技术中,真空管路上通常设置可以自动调节阀芯大小的比例阀对谐振腔真空压力进行自动控制,目前国内外比较成熟的技术是比例阀采用美国MKS公司的248系列控制阀和相应的配套驱动器1249B和控制器250E等。但在实际应用中,如美国FD3M公司发明专利“真空压力控制装置和微博等离子体化学[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]沉积装置”(专利号CN 108517556)中所描述的那样,使用MSK公司产品主要存在以下几方面的问题:[/size][size=14px]  (1)不包括真空计的话,仅真空压力控制至少需要一个248系列控制阀、一个配套的驱动器1249B和一个真空压力控制器250E,所构成的闭环控制装置整体价格比较昂贵。[/size][size=14px]  (2)248系列控制阀是一种典型的比例阀,这种比例阀动态控制精度难以满足真空压力控制要求,如设定值为20、30、50、100和150Torr不同工艺真空压力时,实际控制压力分别为24、33、53、102和152Torr,控制波动范围为1.3~20%。[/size][size=14px]  另外,通过我们的使用经验和分析,在微波等离子体化学[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]沉积(MPCVD)系统中采用MKS公司产品还存在以下问题:[/size][size=14px]  (1)美国MKS公司248系列控制阀,以及148J和154B系列控制阀,因为其阀芯开度较小,使用中相应的气体流量也较小,所以MKS公司将这些控制阀分类为上游流量控制阀。在微波等离子体化学[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]沉积(MPCVD)系统中,一般是控制阀安装在工作腔室和真空泵之间的真空管路中,也就是所谓的下游控制模式,而MKS公司的下游流量控制阀的最小孔径为50mm以上,对MPCVD系统而言这显然孔径太大,同时这些下游流量控制阀价格更加昂贵。因此,选用小孔径小流量的248系列控制阀作为下游控制模式中 的控制阀实属无奈之举。[/size][size=14px]  (2)如果将美国MKS公司248系列上游控制阀用到MPCVD系统真空压力的下游控制,所带来的另一个问题是工艺过程中所产生的杂质对控制阀的污染,而采用可拆卸可清洗的下游控制阀则可很好的解决此问题,这也是MKS公司下游控制阀的主要功能之一。[/size][size=14px]  针对上述微波等离子体化学[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]沉积(MPCVD)系统中真空压力控制中存在的问题,上海依阳实业有限公司开发了新型低价的下游真空压力控制装置,通过大量验证试验和实际使用,证明可成功实现真空压力下游控制方式的国产化替代。[/size][size=18px][color=#cc0000]2. MPCVD系统中的真空压力下游控制模式[/color][/size][size=14px]  针对微波等离子体化学[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]沉积(MPCVD)系统,系统真空腔体内的真空压力采用了下游控制模式,此控制模式的结构如图2-1所示。[/size][align=center][size=14px][color=#cc0000][img=,690,291]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106041531385213_1293_3384_3.png!w690x291.jpg[/img][/color][/size][/align][size=14px][/size][align=center][color=#cc0000]图2-1 MPCVD系统真空压力下游控制模式示意图[/color][/align][size=14px]  上述微波等离子体化学[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]沉积设备的工作原理和过程为:首先对真空腔抽真空,并向真空腔内通入工艺混合气体,然后通过微波源产生微波,微波经过转换后进行谐振真空腔,最终形成相应形状的等离子体,从而形成[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]沉积[/size][size=14px]  装置可以通过调节微波功率、工作气压调节温度。为了进行工作气压的调节,在真空泵和真空腔之间增加一个数字调节阀。当设定一定的进气速率后,调节阀用来控制装置的出气速率由此来控制工作腔室内的真空度,采用薄膜电容真空计来高精度测量绝对真空度,而调节阀的开度则采用24位高精度控制器进行PID控制。[/size][size=18px][color=#cc0000]3. 下游控制模式的特点[/color][/size][size=14px]  如图2-1所示,下游控制模式是一种控制真空系统内部真空压力的方法,其中抽气速度是可变的,通常由真空泵和腔室之间的控制阀实现。[/size][size=14px]  下游控制模式是维持真空系统下游的压力,增加抽速以增加真空度,减少流量以减少真空度,因此,这称为直接作用,这种控制器配置通常称为标准真空压力调节器。[/size][size=14px]  在真空压力下游模式控制期间,控制阀将以特定的速率限制真空泵抽出气体,同时还与控制器通信。如果从控制器接收到不正确的输出电压(意味着压力不正确),控制阀将调整抽气流量。压力过高,控制阀会增大开度来增加抽速,压力过低,控制阀会减小开度来降低抽速。[/size][size=14px]  下游模式具有以下特点:[/size][size=14px]  (1)下游模式作为目前最常用的控制模式,通常在各种条件下都能很好地工作。[/size][size=14px]  (2)下游控制模式主要用于精确控制真空腔体的下游实际出气速率,与真空泵连接的出气口径一般较大,相应的真空管路也较粗,因此下游控制阀的口径一般也相应较大,由此可满足不同大口径抽气速率的要求。[/size][size=14px]  (3)在下游模式控制过程中,其有效性有时可能会受到“外部”因素的挑战,如入口气体流速的突然变化、等离子体事件的开启或关闭使得温度突变而带来内部真空压力的突变。此外,某些流量和压力的组合会迫使控制阀在等于或超过其预期控制范围的极限的位置上运行。在这种情况下,精确或可重复的压力控制都是不可行的。或者,压力控制可能是可行的,但不是以快速有效的方式,结果造成产品的产量和良率受到影响。[/size][size=14px]  (4)在下游模式中,会在更换气体或等待腔室内气体沉降时引起延迟。[/size][size=18px][color=#cc0000]4. 下游控制用真空压力控制装置[/color][/size][size=14px]  下游控制模式用的真空压力控制装置包括数字式控制阀和24位高精度PID控制器。[/size][size=16px][color=#cc0000]4.1. 数字式控制阀[/color][/size][size=14px]  数字式控制阀为上海依阳公司生产的LCV-DS-M8型数字式调节阀,如图4-1所示,其技术指标如下:[/size][size=14px]  (1)公称通径:快卸:DN10-DN50、活套:DN10-DN200、螺纹:DN10-DN100。[/size][size=14px]  (2)适用范围(Pa):快卸法兰(KF)2×105~1.3×10-6/活套法兰6×105~1.3×10-6。[/size][size=14px]  (3)动作范围:0~90°;动作时间:小于7秒。[/size][size=14px]  (4)阀门漏率(Pa.L/S):≤1.3×10-6。[/size][size=14px]  (5)适用温度:2℃~90℃。[/size][size=14px]  (6)阀体材质:不锈钢304或316L。[/size][size=14px]  (7)密封件材质:增强聚四氟乙烯。[/size][size=14px]  (8)控制信号:DC 0~10V或4~20mA。[/size][size=14px]  (9)阀体可拆卸清洗。[/size][align=center][color=#cc0000][size=14px][img=,315,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106041532016015_1144_3384_3.png!w315x400.jpg[/img][/size][/color][/align][color=#cc0000][/color][align=center][color=#cc0000]图4-1 依阳LCV-DS-M8数字式调节阀[/color][/align][size=16px][color=#cc0000]4.2. 真空压力PID控制器[/color][/size][size=14px]  真空压力控制器为上海依阳公司生产的EYOUNG2021-VCC型真空压力PID控制器,如图4-2所示,其技术指标如下:[/size][size=14px]  (1)控制周期:50ms/100ms。[/size][size=14px]  (2)测量精度:0.1%FS(采用24位AD)。[/size][size=14px]  (3)采样速率:20Hz/10Hz。[/size][size=14px]  (4)控制输出:直流0~10V、4-20mA和固态继电器。[/size][size=14px]  (5)控制程序:支持9条控制程序,每条程序可设定24段程序曲线。[/size][size=14px]  (6)PID参数:20组分组PID和分组PID限幅,PID自整定。[/size][size=14px]  (7)标准MODBUS RTU 通讯协议。两线制RS485。[/size][size=14px]  (8)设备供电: 86~260VAC(47~63HZ)/DC24V。[/size][align=center][size=14px][color=#cc0000][img=,500,500]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106041532370653_8698_3384_3.jpg!w500x500.jpg[/img][/color][/size][/align][size=14px][/size][align=center][color=#cc0000]图4-2 依阳24位真空压力控制器[/color][/align][size=18px][color=#cc0000]5. 控制效果[/color][/size][size=14px]  为了考核所研制的控制阀和控制器的集成控制效果,如图5-1所示,在一真空系统上进行了安装和考核试验。[/size][align=center][size=14px][color=#cc0000][img=,690,425]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106041533305822_2863_3384_3.png!w690x425.jpg[/img][/color][/size][/align][size=14px][/size][align=center][color=#cc0000]图5-1 真空压力下游控制模式试验考核[/color][/align][size=14px]  在考核试验中,先开启真空泵和控制阀对样品腔抽真空,并按照设定流量向真空腔充入相应的工作气体,真空度分别用薄膜电容式真空计和皮拉尼真空计分别测量,并对真空腔内的真空压力进行恒定控制。在整个过程中真空腔内的真空度按照多个设定值进行控制,如71、200、300、450和600Torr,整个过程中的真空压力变化如图5-2所示。[/size][align=center][size=14px][color=#cc0000][img=,690,413]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106041534037381_7474_3384_3.png!w690x413.jpg[/img][/color][/size][/align][size=14px][/size][align=center][color=#cc0000]图5-2 考核试验过程中的不同真空度控制结果[/color][/align][size=14px]  为了更好的观察考核试验结果,将图5-2中真空度71Torr处的控制结果放大显示,如图5-3所示。从图5-3所示结果可以看出,在71Torr真空压力恒定控制过程中,真空压力的波动最大不超过±1Torr,波动率约为±1.4%。同样,也可以由此计算其他设定值下的真空压力控制的波动率,证明都远小于±1.4%,由此证明控制精度要比MKS公司产品高出一个数量级,可见国产化替代产品具有更高的准确性。[/size][align=center][size=14px][color=#cc0000][img=,690,418]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106041534134372_7696_3384_3.png!w690x418.jpg[/img][/color][/size][/align][size=14px][/size][align=center][color=#cc0000]图5-3 考核试验中设定值为71Torr时的控制结果[/color][/align][size=14px]  另外,还将国产化替代产品安装到微波等离体子热处理设备上进行实际应用考核。在热处理过程中,先开启真空泵和控制阀对样品真空腔抽真空,并通惰性气体对样品真空腔进行清洗,然后按照设定流量充入相应的工作气体,并对样品腔内的真空压力进行恒定控制。真空压力恒定后开启等离子源对样品进行热处理,温度控制在几千度以上,在整个过程中样品腔内的真空压力始终控制在设定值几百Torr上。整个变温前后阶段整个过程中的真空压力变化如图5-4所示。[/size][align=center][size=14px][color=#cc0000][img=,690,420]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106041534238555_747_3384_3.png!w690x420.jpg[/img][/color][/size][/align][size=14px][/size][align=center][color=#cc0000]图5-4 微波等离子体高温热处理过程中的真空压力变化曲线[/color][/align][size=14px]  为了更好的观察热处理过程中真空压力的变化情况,将图54中的温度突变处放大显示,如图5-5所示。[/size][align=center][size=14px][color=#cc0000][img=,690,425]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106041534344190_6882_3384_3.png!w690x425.jpg[/img][/color][/size][/align][size=14px][/size][align=center][color=#cc0000]图5-5 微波等离子体高温热处理过程中温度突变时的真空压力变化[/color][/align][size=14px]  从图5-5所示结果可以看出,在几百Torr真空压力恒定控制过程中,真空压力的波动非常小,约为0.5%,由此可见调节阀和控制器工作的准确性。[/size][size=18px][color=#cc0000]6. 总结[/color][/size][size=14px]  综上所述,采用了完全国产化的数字式调节阀和高精度控制器,完美验证了真空压力下游控制方式的可靠性和准确性,证明了国产化产品完全可以替代美国MKS公司相应的真空压力控制产品,并比国外产品具有更高的控制精度和价格优势。[/size][size=14px][/size][size=14px][/size][hr/]

  • 超纯水处理系统

    请问大家实验室分析用水都是如何制得的?我们的是一套纯水处理系统,主要由预处理系统,反渗透系统以及EDI组成。预处理主要是由三个过滤器组成的,现在这过滤器的进出口压差比较大是不是堵了,需要更换滤料了?请哪个专家指导一下,谢谢

  • 【原创】在线分析器样品处理系统技术的发展及应用(下)

    5用于水泥窑尾的干法高温取样探头系统5.1 炉窑负压型样气处理系统 负压或微正压样气,只要压力不大于0.01MPa,往往都必须采用某种原理的抽气泵这一标志性部件,才能满足样气流量的规范要求。(个别炉窑负压型在线分析系统也需要防爆,例如焦炉煤气。)5.2 水泥窑尾的正常取样条件样气温度<1300℃样气粉尘气量<2000g/m3 5.3 干法高温探头的关键技术特性高精度粉尘过滤技术 0.3μm 99%,气流阻力<6mmH2O适用样气温度 ≤1300℃ ;控温封闭循环水冷却 (出水温度<85℃);过滤器加热180℃,内外程控反吹扫;反吹周期,可按需要在现场设定或修改;探头长度 3m ;全面的自动控制和安全报警技术;现场安装、投运技术。5.4 LKP 101S 型干法高温探头系统(图)LKP 101S 型干法高温取样探头系统 5.5 干法高温取样探头实际上是一套综合技术的复杂系统、成套设备或成套装置,称为高温探头系统名副其实。它是在线分析系统的技术制高点之一。6防爆分析小屋6.1 化工、石化领域的样气基本都是正压力,并有严格的防爆要求,就该采用正压防爆型样气处理系统,当然在线分析器也要严格选择隔爆型的,样气处理部件也要采用防爆型的。6.2 防爆分析小屋。防爆级别dⅡCT4 • 规格:2.7m高,长和宽可在订货时选择。 • 结构:钢板结构,厚度50mm 充填阻燃绝热离心真空保温棉; 外墙为抛光磨砂不锈钢板,内墙是镀锌喷塑钢板,顶部为304SS; 外开门,防爆视窗、紧急逃生锁; 内置标准气瓶和载气瓶以及固定架; 整体排点接地保护; “地”为人字钢板,δ=5; 全封闭安全集管排放系统,带阻火器的安全放空罩。 • 电器设备:防爆空调器(1.5P)、防爆排风扇、防爆照明灯、防爆电源接线箱、防爆信号接线箱、防爆防腐蚀开关、防爆报警灯、防爆型CO报警器等。 • 技术特点:专业、规范的全封闭结构防爆系统。6.3 防爆分析小屋是在线分析系统的另一个技术制高点。7 样气处理系统技术的发展趋势7.1 样气处理系统技术发展的动力在线分析器,特别是国外公司的在线分析器近几年出现高速发展与进步,如:19″标准机箱的六组分在线分析器。由于节能、环保、资源和高新技术的国家长期产业导向,使国内在线分析系统显现高速增长的、开放的市场特征。这成为样气处理系统技术发展的两种主要动力。7.2 样气处理系统技术发展的某些趋势 • 持续改进的理念非常适合于样气处理系统技术的发展:例如成都倍诚分析技术研究所的涡流致冷样气冷凝器已经改进了第五代,该公司的防爆分析小屋可代表该领域的国内先进水平。 • 冲击样气处理系统技术的制高点:川分的干法高温探头连续几年占领国内市场近80%的份额。• 小型化是技术发展总的内在规律之一:美国世伟洛克公司研发出如同糖葫芦串态势的“集成”式新型样气处理系统,总体积非常小,价格高昂,技术适应性也较窄,尚不具备推广条件。英国士富梅公司的氧化锆反吹气路为Φ2的焊接三通气路,氧化锆传感器比大手指头还小。 • 样气处理系统先进技术的大面积提高尚需时日:如探头过滤器和后级过滤器虽然已经达到0.3μm 99%和0.05μm 99%(单级)的先进水平,而另一些公司,包括一些参与国内市场竞争的国外公司却分别停留在2μm和0.5μm左右的原有保守水平。 • 样气处理系统技术的研发出现走向深入的苗头: 组合式样气处理部件(如水洗分离器); 高效样气处理部件(如高效水冷却分离器); 自洁式免维护样气处理部件(如旋风自洁式过滤器); 安全性高的样气处理部件(如可拆式化工取样探头); 新原理的样气处理部件(如高效自吹洗综合过滤器); 不使用样气电子冷凝器和蠕动泵的本安型样气处理系统技术已在研发之中; 开始出现专业化的样气处理部件研发公司和营销网站。8 新型样气处理部件实用新型(专利技术)解析 (专利发明人 金义忠等)高效自吹洗综合过滤器• 目前的各种过滤器均针对粉尘,对液雾不但无能为力,还常会堵塞或损坏过滤薄膜,从而造成膜式过滤器失效。有的厂家不得已,采用了水份报警型膜式过滤器。 • 有一种具有纳米特性的聚合薄膜材料有非常独特的性能, 过滤精度 0.3μm 可达99.9999% 0.05μm 也能达到99% 油雾过滤率 0.0001% (水雾过滤率也该是这一技术数据) 疏水特性(如荷叶对于水) 聚合膜即便被水泡湿了也不会影响其透气性。 气流阻力 ≤7mmH2O(60L/h下,Ф50膜片) 有较好的抗张强度,不容易损坏。 • 新型高效自吹洗综合过滤器 既能过滤0.05μm的粉尘99% ,也能过滤0.05μm的液雾99% , 过滤出的粉尘和液雾可自清洁,然后由旁路流排出,维护量大为降低。9 对样气处理系统技术发展的期待9.1 样气处理系统技术的发展单靠分析器的发展和市场的扩张来推动是不够的。在线分析工程技术理论的创新和样气处理系统技术本身技术的创新也是样气处理系统技术发展的强劲动力。9.2 通过本次前沿技术国际论坛,我们期待样气处理系统技术的发展能有一个坚持“持续改进、持续创新”理念的全新的发展方向。 2007年9月10日作者:金义忠 重庆凌卡分析仪器有限公司来源:中国在线分析系统网

  • 取样与样品预处理系统

    [font=宋体][font=宋体]尽管在线近红外分析仪可以直接安装在装置上,但大多数情况仍需要从装置上连续取样,尤其是对于液体分析。取样和样品预处理系统的目的是得到连续[/font][font=宋体]“干净”的样品,这些样品既能够代表过程物流,而且要满足分析仪的操作条件。其主要任务是:对气体和液体样品进行压力、流量和温度调节,以及滤除干扰测量的有害成分等;对固体样品进行分离和加工成型等操作,然后,把处理后的样品送入在线分析仪的检测池中进行测量。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]一个典型的在线近红外取样和样品处理系统由以下七个部分组成:样品取样点和回样点;取样探头和样品输送系统(通常设有快速回路,以减少滞后);样品预处理系统;样品回收系统;校正[/font][font=Times New Roman]/[/font][font=宋体]验证系统(通过人工或自动方式向分析仪注入校正或验证标样,标定分析结果);模型界外样品抓样系统;分析取样口(为了定期与实验室方法进行比对,需要采集样品用于实验室分析)。[/font][/font][b][b][font=宋体]一、取样点[/font][/b][/b][font=宋体]取样点的好坏不仅决定着分析信息的准确性,还会影响到预处理系统和其他测量附件的复杂程度。取样点的选择应遵循以下基本原则:一是取样点采集的样品一定要满足实际应用的需要,且所取样品必须具有代表性;二是如果有多个取样点可供选择,一定选择所需样品预处理操作最简单的取样点;三是为减少滞后时间,取样点和分析仪之间的距离应尽可能缩短;四是取样点应便于安装实施和后续维护。[/font][font=宋体]在选择返样点时,应注意以下问题:一是从采样点到回样点之间的流动不应影响整个装置或过程;二是采样点到回样点之间存在的正压差可以避免动力泵的使用及其相关的维护问题。[/font][b][b][font=宋体]二、取样探头和样品输送[/font][/b][/b][font=宋体][font=宋体]对于液体和气体样品,通过采用插入式取样探头,以获得混合均匀且有代表性的样品。探头插入管道的深度通常是管内径的[/font][font=Times New Roman]1[/font][/font][font='Times New Roman']/3[/font][font=宋体][font=Times New Roman]~[/font][/font][font='Times New Roman']1/2[/font][font=宋体][font=宋体],探头的开孔应背对于物体流动的方向。探头的制作材料尤其重要,选择时需要考虑样品的温度、灰尘、腐蚀性和磨蚀性等。通常在取样探头的顶部安装粗过滤器。有必要时可匹配适宜的探头吹扫、清洗设备,以减小光谱采集过程受到的干扰。通常预处理系统或分析仪与取样点有一定的距离,一般在[/font][font=Times New Roman]1[/font][/font][font='Times New Roman']00[/font][font=宋体][font=Times New Roman]m[/font][font=宋体]以内,也有较长距离如[/font][font=Times New Roman]2[/font][/font][font='Times New Roman']50[/font][font=宋体] [font=Times New Roman]~[/font][/font][font='Times New Roman']400[/font][font=宋体][font=Times New Roman]m[/font][font=宋体]。样品输送系统的作用是将样品从取样点送到预处理系统或分析仪。为减少取样偏差,通常设有快速回路,并安装流量计,以测量和调整流速。[/font][/font][b][b][font=宋体]三、样品预处理系统[/font][/b][/b][font=宋体]样品预处理系统并非是在线近红外分析技术的必须部分,但在一些液体样品的过程分析如石油产品分析中却扮演着重要的角色。其主要功能是控制样品的温度、压力和流速,以及脱除样品中影响测量的组分,如气泡、水分和机械杂质等,确保分析结果有效准确。对不同的测量体系,预处理系统的组成也不尽相同,一般由过滤(除尘、除机械杂质和其他干扰组分)、压力调节、流速调节和温度调节等系统组成。[/font][b][font=宋体]1.[/font][font=宋体]样品预处理系统设计遵循的基本原则[/font][/b][font=宋体][font=宋体]([/font][font=Times New Roman]1[/font][font=宋体])尽可能不破坏样品的组成,保持样品的原有组成。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]([/font][font=Times New Roman]2[/font][font=宋体])尽可能减少滞后。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]([/font][font=Times New Roman]3[/font][font=宋体])耐用、可靠。在很大程度上在线分析仪的可靠性取决于样品预处理系统的正确设计和使用。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]([/font][font=Times New Roman]4[/font][font=宋体])简单。在满足要求的前提下,尽可能简单。这不仅是成本问题,而且可以最大限度地降低故障率以及后续维护成本。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]([/font][font=Times New Roman]5[/font][font=宋体])环境和安全。必须避免火、爆炸、毒性以及其他对人体或安装有害的因素,所有排出物质的处理和潜在的泄露都必须得到有效控制。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]([/font][font=Times New Roman]6[/font][font=宋体])便于维护。[/font][/font][b][font=宋体]2.[/font][font=宋体]样品处理系统的基本构成[/font][/b][font=宋体]样品预处理系统各个部分的设计和制造往往需要在实验室先进行可行性研究,以选择最优的组件和材料。有些组件很难在市场上买到,经常需要用户根据实际需求进行定做。样品处理系统基本由以下几个部分构成:[/font][font=宋体][font=宋体]([/font][font=Times New Roman]1[/font][font=宋体])过滤装置。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]([/font][font=Times New Roman]2[/font][font=宋体])物理参数(压力、流量、温度等)的测量装置,以便给控制装置提供控制变量。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]([/font][font=Times New Roman]3[/font][font=宋体])控制装置,一般由稳压器、稳流器、流量调节器、温度控制器、执行器调整装置等构成。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]([/font][font=Times New Roman]4[/font][font=宋体])其他辅助装置,如恒温装置、自动转换阀和控制器、输送管线等。[/font][/font]

  • 请教全自动样品前处理系统的知识

    请问各位大佬,有没有谁用过集“称量、溶解、稀释、过滤”等功能一体的全自动样品前处理系统?我想用这个前处理系统搭配液相色谱仪使用,实现实验室的自动化。如果有的话能请提供一下厂家,非常感谢!!类似于视频中的这个装置:http://v.youku.com/v_show/id_XMzQxNDk2NjIw.html?spm=a2h0k.8191407.0.0&from=s1.8-1-1.2

  • 实验室建设废气处理系统

    化学实验室以及汽车内饰材料燃烧试验废气处理系统有哪些参考标准?目前方案基本用喷淋塔处理无机酸气,用活性炭吸附燃烧颗粒物。但什么情况下需更换是否有标准规定?

  • Cnonline实验室废水废液处理系统的工艺流程,科普

    Cnonline实验室废水废液处理系统的工艺流程1、实验室废水通过管网进入收集池2、调节池废水通过提升泵进入中和反应池,调节Ph值至6-9,重金属离子与碱反应生成氢氧化物沉淀。3、螯合反应池,通过添加螯合剂,重金属与螯合剂通过反应生成稳定的螯合物,进一步去除重金属离子;4、然后通过添加PAC、PAM混凝、絮凝;5、混凝后的废水进入保安过滤器,去除悬浮物;6、产水进入膜处理系统;7、 污泥和固废交由有资质单位处理;8、一体化装置池内臭气通过管道引至屋顶高空排放。

  • 【求助】关于等离子清洗处理时各参数之间的关系

    大家好,我是这里的一名新手,有个问题要在这里跟大家讨教一下,请大家多指导,谢谢!问题如下: 等离子清洗/刻蚀机处理材料表面时,处理时的工艺气体、气体流量、功率和处理时间直接影响材料表面处理质量,合理选择这些参数将有效提高处理的效果。同时处理时的温度、气体分配、真空度、电极设置、静电保护等因素也影响处理质量。因此,对不同的材料要制定选用不同的工艺参数,那这些参数之间的关系如何?实验要怎么安排?请指导!

  • 等离子体废气处理设备的放电等离子体处理

    目前,我国对废气处理的重视程度越来越高,越来越多的企业投资于等离子废气处理设备。   等离子废气处理设备工业尾气的放电等离子体处理因其自身的特点受到企业的青睐。   下面介绍了一种等离子体废气处理设备的放电等离子体处理方法。   等离子废气处理设备   等离子废气处理设备的放电等离子体处理方法是通过高压放电获得非热平衡等离子体;   产生大量的由电子产生的O、OH、N基活性粒子,破坏C-H、C-C等化学键,引起置换反应。   尾气分子中H、Cl、F等的作用,然后产生CO_2和H_2,即工业废气经排放处理以后不再对人的健康有害。   等离子废气处理设备是目前处理有害气体的有效方法之一。   世界对协同催化剂和反应器进行了大量的研究工作。   在等离子体中添加催化剂,可以提高污染物的去除效率,大大降低能耗和副产物。   世界上对这种协同催化剂的研究主要集中在金属氧化物和二氧化钛催化体系。   利用等离子体和催化反应的协同作用,提高有机废气的净化率,使能耗降低是成功的。

  • 【原创】在线分析器样品处理系统技术的发展及应用(上)

    在线分析器样品处理系统技术的发展及应用金义忠 重庆凌卡分析仪器有限公司摘 要 以21世纪前沿技术的视野来审视在线分析器的样品处理系统技术,样品处理系统技术是过程分析器器工程应用系统(以下简称在线分析系统)的核心和关键技术,确立这一技术观念意义深远,将对在线分析系统的推广应用,产生极大的激励和促进作用。本文对样气处理系统的体系、样气处理系统技术的针对性设计,工业炉窑、化工领域在线分析系统的工程应用技术进行了重点综述,肯定了当前研发样品处理系统技术的最新努力及最新进展。 关键词 样品处理系统技术 在线分析器 在线分析系统 样品处理部件1样气处理系统在在线分析系统中的地位样品处理系统如果只限于过程气体分析系统领域,就该称为样气处理系统。在在线分析工程技术行业内,本文所述的样气处理系统,过去却一直叫取样预处理系统、预处理系统、样气预处理系统、取样及预处理单元等。由于长期带着“预”字,好像只是在线分析器的附加部分,并未受到应有的重视。GB/T 19768—2005《在线分析器试样处理系统性能表示》的国家标准,其实JB/T 6854—1993的机械部标准,早就在处理系统之前取消了“预”字,从中必然引申出;样气处理系统和样气处理部件的技术概念和专业术语。令人遗憾的是,长期以来并未得到本行业人士的关注和认可。本文着力阐述的样气处理系统技术,自身有相对独立性、严密性、系统性,PLC可编程序控制器的自控功能及其软件就是一个证明。德国H&B公司的60S型干法高温取样探头在中国市场单独销售有数十套之多,最高售价135万元,算是另一个颇具说服力的证明。为了推进在线分析系统工程应用技术的发展,我们应有一种新的技术观念:在线分析面对诸多十分艰巨复杂的技术难题,样气处理系统技术是在线分析系统的核心和关键技术,期待样气处理系统技术从此走上全面提升和发展的轨道。2在线分析器工程应用对样气处理系统技术的依赖和要求2.1 1986年以前,国内各分析器器专业厂的在线分析器器几乎全是以单机销售的形式投放市场,而德国H&B公司的在线分析器却大约有三分之二是以在线分析系统(包括分析小屋)的形式投放市场,那时样气处理系统有个“预”字并不冤。以川分的红外等三项技术引进为契机,同时从H&B公司引进了在线分析系统技术,并两次培训系统设计和工程应用人才,使川仪无意中充当了一次在线分析器工程应用先驱的角色,设计水平、应用水平、生产规模都有长足进步。 在线分析器工程应用的症结和最佳途径在线分析器的长期连续、适时的检测分析,必然要求连续取样和严格的样气处理技术,要求样气真实和传输快速,样气进入分析器时,要求达到近于标准气的品质。在线分析系统长期连续运行的可靠性和安全性,以及近于免维护的易维护性,都完全依赖样气处理系统技术的针对性设计。根据每项在线分析系统的现场应用条件和取样条件,要采用专业化、规范化,针对性设计的专用型在线分析系统,由具有长期工程实践经验的专业制造商生产这些高品质在线分析系统,并承担全过程技术服务。对于完善的过程气体分析,起决定作用的是使样气处理系统与千差万别的生产工艺条件和环境应用条件匹配得当、组合完善。在线分析器对样气处理系统的这种绝对依赖,使在线分析器以在线分析系统形式供货既是在线分析工程技术发展的必然,也在业界各方人士的情理之中。3复杂的样气条件和干法样气处理技术3.1 复杂的样气条件是过程气体分析面对的最大困难:高温或低温、高粉尘、高水分或液雾、高压负压、腐蚀性和爆炸性危险;较高的自动化程度,少维护甚至近于免维护的应用要求;防尘及防水、防腐蚀、防爆炸等方面苛刻的防护及安全要求;较快的反应速度,滞后时间一般要求<60s ;保证必要的检测准确度等。3.2 干法样气处理技术的必要性 干法样气处理技术有利于有效保持样气的真实性,进而保证必要的检测准确度。干法样气处理技术能使样气干燥、洁净,达到近于标准气的品质,可能发生的腐蚀性也大为降低。所有这些都有利于保证在线分析器连续、稳定、可靠、准确地运行,延长其使用寿命,我见过某石化企业使用超过20年的红外分析器。干法样气处理技术已成为绝对的主流技术。当然湿法样气处理技术也并未完全淘汰,如焦炉煤气O2分析系统,湿法对付焦油更为有效。4样气处理系统技术的体系性特征在线分析系统如果去掉在线分析器和某些应用保障条件部分,就是样气处理系统,体系性地简述样气处理系统如下:4.1 采样探头 通常称为取样探头,是样气处理系统最重要的样气处理部件,根据不同的取样条件,就一定有不同的针对性极强的探头,最常用的是低于650℃的中温通用型探头。取样探头还应包括压缩空气加热(180℃)反吹单元及其程控反吹技术。4.2 样气输送管线 通常多采用Φ6×1不锈钢管,为避免发生冷凝,常采用伴热保温技术(120℃),伴热方式以自控温电伴热带较为经济实用。4.3 过滤器 过滤器就其用途来说,以下三类较有代表性:一是探头过滤器,在取样点就地过滤粉尘,避免在其后产生粉尘沉淀和堵塞的危险,目前的先进水平是0.3μm 99%。二是后级高精度膜式过滤器,以保护分析器为主要目的,目前的先进水平是0.05μm 99%。三是分析器内部的微型过滤器,以在线分析器的自保护为目的,并不属于样气处理系统。4.4 样气冷凝器 使样气冷凝至低露点、以干燥样气为目的。压缩机式样气冷凝器能使样气由140℃冷至2℃露点,效果最好,成本最高;半导体制冷样气冷凝器,入口样气温度一般只能是45℃;涡流致冷样气冷凝器,能使样气温度降低20℃以上,最大的优势是使用压缩空气,本安防爆;使用水源的样气冷却器(即交换器)也有很多应用。4.5 采样泵 通常称为抽气泵,样气压力为负压或微正压时,也能为分析器提供规定的样气流量,隔膜式抽气泵用得较多。另外,常用蠕动泵来排放冷凝液。4.6 气液分离器 气液分离常是十分棘手的技术难题 旋风自洁式分离器 对分离>5μm粉尘和液雾较为有效,相当于70μm粒度以上的重力分离;凝结式分离器能对付更小粒度的微小液雾;特定项目专用型(如乙烯裂解)的气液分离是技术含量很高的综合技术;最简单的气液分离器仅是圆筒中加上一根管子;现在已有采用聚合膜方式过滤液雾的研究。4.7 样气流量测量及控制 样气流量一般用球形转子流量计,流量控制用针形阀调节。切换和关断气路要采用各种阀件,以“五通切换阀”最被看重。4.8 样气压力测量与调节 高压的减压、稳压与调节是项困难任务,各种阀的原理及规格的选择也很有专业性。高压力样气在取样点根部阀处就地减压很有必要,以避免降低反应速度。4.9 部件材料的正确选用 以O型密封圈选材为例:连续使用温度的高低依次为,氟橡胶包覆聚四氟乙烯、氟橡胶、硅橡胶、丁晴橡胶。4.10 设备外壳及防护 一般采用的机柜称为仪表盘,组装后称为分析(仪器)柜; 人可以进入的机柜称为分析小屋; 机柜对粉尘、水的防护等级以IPXX表示; 机柜对可燃性气体和蒸气的防爆等级。如 dⅡCT6。4.11 机柜的气候调节 机柜的气候调节可分为降温、加热、换气等三个大的方面。4.12 自控单元 样气处理系统的连续、稳定、近于免维护的运行,以及各种报警,都离不开PLC可编程序控制器为核心的自控单元。4.13 标准物质 即标准气,是在线分析器的计量标准,现在已采用99.999%的高纯氮作为零点气。4.14 快速回路设计,提高分析系统的反应速度。4.15 尾气和冷凝液的安全排放。4.16 数据处理及远程传输。4.17 工程现场安装的施工设计。

  • 请教,实验室废水处理系统

    请教各位老师,实验室废水很少,主要是一些酸碱和少量的重金属,因为位置比较偏,废水不好处理,建议上废水处理系统吗?有没有用过的老师能分享下呢,比如价位和型号什么的

  • 【讨论】数据处理系统错误

    我们使用的6820(石化专用)数据处理系统不时出现奇怪的现象,就是明明峰很小,峰面积数据显示却很大,使用手动修改后又正常,而且修改前后的峰高不会发生变化,只峰面积变化。有哪位碰到过类似的情况吗,有没有找到原因?

  • 【分享】污水处理系统运转管理 指导

    1. 污水处理系统主要设备的运转管理污水处理站要取得良好的效果,要求进行科学的管理,必须使各类设备经常处于良好的工作状态和保持应有的技术性能,正确操作、保养、维修设备是污水处理站处理系统的废水能稳定、高效地得以净化,同时使运行费用(人力、材料、电耗等)尽可能地降低,以达到最佳的经济效益、环保效益和社会效益。1.1集水池的管理要求一般污水处理系统都有泵站(房),泵前设有一定容积的集水池,其目的是调来水流量和水泵泵送流量之间的平衡,这样水泵的启动次数可以减少,集水池的有效容积一般要求不小于池中水泵的5分钟流量,为了保护水泵,不使叶轮不受损坏,因此集水池进行定期清洗。清洗时要注意的是:1.1.1停水;1.1.2把集水池中的水抽空;1.1.3用风机向池内吹风防止硫化氢中毒;1.1.4为防止操作人员中毒,下去的时候要戴上防毒面具;1.1.5操作时间不宜过长,不超过30分钟;1.1.6有急救措施。1.2格栅及其管理一般污水处理系统有粗格栅和细格栅,格栅的间隙大小决定于水泵的大小和型号。格栅应定期油漆保养,两年一次,保养好的格栅可使用8—10年,否则寿命就不长。清除出来的渣要认真处理,如果不妥善处理要造成二次污染。

  • 【分享】固体废物处理系统工程

    【内容简介】全书共两篇、十二章,1-4章为总论,分别介绍了固体废物的基本概念和知识以及处理技术系统工程、处理工程的环境、社会和经济效益评价方法等。5-12章为分论,分别对各种固体废物的开发利用、处理系统工程及技术方法、包括原理、工艺流程、技术方法,主要设备和最终处置等进行了介绍。最后提出了固废处理的现代化建设。因此,本书是一本全面、系统的专著。序 前言 第一篇 总论 第一章 概论 第二章 固体废物处理系统工程 第三章 固体废物处置工程 第四章 固体废物处理工程效益评价 第二篇 分论 第五章 黑色冶金与电力工业固体废物处理工程 第六章 有色冶金工业固废处理工程 第七章 矿业固体废物处理工程 第八章 石油化学工业固体废物处理工程 第九章 化学工业固体废物处理工程 第十章 城市生活垃圾处理工程 第十一章 污泥与放射性固体废物处理工程 第十二章 固体废物处理技术展望 参考文献[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=184584]固体废物管理工程.rar[/url]

  • 哈希Filtrax采样预处理系统结构

    有哈希Filtrax采样预处理系统的用户吗?能不能发几张图片上来啊?我想学习一下哈希这个超滤系统。。。。。。。。http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/default/em09511.gif

  • 【资料】实用废水处理系统

    [img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=135774]实用废水处理系统[/url]

  • 如何去除透射样品腔长期累积的碳氢化合污染物?(透射等离子清洗机和等离子清洗透射样品杆的应用)

    如何去除透射样品腔长期累积的碳氢化合污染物?(透射等离子清洗机和等离子清洗透射样品杆的应用)

    透射系统拍高分辨,或者进行EELS等高端分析工作经常会遇到很麻烦的污染物,这些一部分是样品本身带有的可通过外置的等离子清洗机处理,另一部分也是现在比较难处理的就是透射系统样品腔内本身长期的碳氢化合物。等离子透射样品杆可以达到清洗效果,同时对样品以及透射系统本身没有任何的影响。 而非传统意义上等离子清洗用的是高能量的离子对样品特别是脆弱样品的破坏损伤,加热损伤等。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/07/201107062250_303575_1757238_3.jpg而透射使用的外置式等离子清洗机不但可以对市场上不同透射样品杆进行清洁外,还可以进行特殊样品的真空储存。这样怕氧化的样品或特殊样品不但可以进行等离子清洁外还可以进行真空保存。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/07/201107062257_303576_1757238_3.jpg

  • 【原创】等离子清洗技术

    等离子原理概述:等离子体是物质的一种存在状态,通常物质以固态、液态、气态三种状态存在,但在一些特殊的情况下可以以第四中状态存在,如地球大气中电离层中的物质。这类物质所处的状态称为等离子体状态,又称为物质的第四态。等离子体中存在下列物质:处于高速运动状态的电子;处于激活状态的中性原子、分子、原子团(自由基);离子化的原子、分子;分子解离反应过程中生成的紫外线;未反应的分子、原子等,但物质在总体上仍保持电中性状态。 等离子清洗/刻蚀技术是等离子体特殊性质的具体应用。等离子清洗/刻蚀机产生等离子体的装置是在密封容器中设置两个电极形成电场,用真空泵实现一定的真空度,随着气体愈来愈稀薄,分子间距及分子或离子的自由运动距离也愈来愈长,受电场作用,它们发生碰撞而形成等离子体,这些离子的活性很高,其能量足以破坏几乎所有的化学键,在任何暴露的表面引起化学反应。等离子清洗技术在金属行业中的应用:金属表面常常会有油脂、油污等有机物及氧化层,在进行溅射、油漆、粘合、健合、焊接、铜焊和PVD、CVD涂覆前,需要用等离子处理来得到完全洁净和无氧化层的表面。等离子清洗技术在电子电路及半导体领域的应用:等离子表面处理这门工艺现在正应用于LCD、LED、 IC,PCB,SMT、BGA、引线框架、平板显示器的清洗和蚀刻等领域。等离子清洗过的IC可显著提高焊线邦定强度,减少电路故障的可能性;溢出的树脂、残余的感光阻剂、溶液残渣及其他有机污染物暴露于等离子体区域中,短时间内就能清除。PCB制造商用等离子处理来去除污物和带走钻孔中的绝缘物。对许多产品,不论它们是应用于工业还是电子、航空、健康等行业,其可靠性很大一部分都依赖于两个表面之间的粘合强度。不管表面是金属、陶瓷、聚合物、塑料或是其中的复合物,经过等离子处理以后都能有效地提高粘合力,从而提高最终产品的质量。等离子处理在提高任何材料表面活性的过程中是安全的、环保的、经济的。等离子清洗技术在塑料及橡胶(陶瓷、玻璃)行业中的应用:聚丙烯、PTFE等橡胶塑料材料是没有极性的,这些材料在未经过表面处理的状态下进行的印刷、粘合、涂覆等效果非常差,甚至无法进行。利用等离子技术对这些材料进行表面处理,在高速高能量的等离子体的轰击下,这些材料结构表面得以最大化,同时在材料表面形成一个活性层,这样橡胶、塑料就能够进行印刷、粘合、涂覆等操作。 等离子清洗/刻蚀机处理材料表面时,处理时的工艺气体、气体流量、功率和处理时间直接影响材料表面处理质量,合理选择这些参数将有效提高处理的效果。同时处理时的温度、气体分配、真空度、电极设置、静电保护等因素也影响处理质量。因此,对不同的材料要制定选用不同的工艺参数。等离子表面清洗:金属 陶瓷 塑料 橡胶 玻璃等表面常常会有油脂油污等有机物及氧化层,在进行粘接 绑定 油漆 键合 焊接 铜焊和PVD、CVD涂覆前,需用等离子处理来得到完全洁净和无氧化层的表面。等离子清洗技术在半导体行业、航空航天技术、精密机械、医疗、塑料、考古、印刷、纳米技术、科研开发、液晶显示屏、电子电路、手机零部件等广泛的行业中有着不可替代的应用

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