质保3年只换不修，厂家长沙实了个验仪器制造有限公司

一、概述

赛默飞（Thermo Fisher Scientific）FLASH 2000 CHNS 元素分析仪是一款高精度、多用途的有机元素分析设备，用于测定样品中的碳（C）、氢（H）、氮（N）和硫（S）含量。仪器采用动态燃烧法（Dynamic Flash Combustion）原理，样品在高温、富氧条件下瞬时燃烧生成气体产物，经还原、干燥、分离和检测实现定量分析。

在该过程中，气体系统是整个分析流程的核心支撑部分。气体的纯度、压力、流量与稳定性直接影响燃烧反应的完全程度、气体分离效果及检测信号的准确性。若气体质量或供应系统不符合要求，将导致燃烧不完全、信号漂移、检测灵敏度降低甚至仪器损坏。

因此，理解并严格执行 FLASH 2000 CHNS 对气体的技术要求，是保证数据准确性和设备稳定运行的前提。本文将系统阐述仪器所需气体的类型、纯度标准、使用规范、安装安全及日常维护要求。

二、系统所需气体类型

FLASH 2000 CHNS 主要使用两种高纯气体：

1. 载气（Carrier Gas）：氦气（He）

2. 燃烧气（Combustion Gas）：氧气（O₂）

此外，在部分特殊配置下（如低成本运行模式），可选用氮气作为载气替代气，但检测灵敏度略有降低。

三、载气（氦气）要求

1. 气体作用

氦气是系统中最关键的工作气体，用作载气和保护气。其主要作用包括：

• 将燃烧产生的气体产物从燃烧区输送至还原区、干燥柱和分离柱；

• 提供稳定气流，确保检测峰形分离清晰；

• 在分析间隙时维持系统正压，防止外部空气进入；

• 保护检测器热丝，防止氧化损伤。

2. 氦气纯度要求

为保证系统背景噪声低、基线平稳，要求氦气纯度不低于以下标准：

建议选用符合 GB/T 4842 或 ISO 2046 标准的高纯氦气。

3. 氦气流量与压力要求

• 入口压力：0.4–0.6 MPa（推荐 0.5 MPa）

• 流量范围：100–150 mL/min

• 流量稳定性：波动 ≤ ±1%

过低流量会导致峰拖尾、分离不清；过高流量则会使峰展宽或影响燃烧效率。

4. 氦气纯化系统

为进一步去除残留杂质，建议在氦气进入仪器前加装气体净化装置，包括：

• 吸附水分的分子筛柱；

• 去除氧气的铜基还原剂柱；

• 过滤尘粒的微孔过滤器。

净化装置应定期更换，以防饱和失效。

四、燃烧气（氧气）要求

1. 氧气作用

氧气是 FLASH 2000 CHNS 燃烧系统的核心反应气体。其主要作用包括：

• 供给燃烧反应所需氧化剂，使样品中碳、氢、硫完全氧化；

• 维持燃烧管内稳定高温反应气氛；

• 促进有机物快速分解并生成可检测气体（CO₂、H₂O、SO₂、NOₓ）。

2. 氧气纯度要求

氧气纯度不足或含有杂质（如CO₂、H₂O、烃类）会导致燃烧不完全或检测干扰。

建议使用气体供应商提供的分析报告或检测证书，确保氧气质量符合分析级要求。

3. 氧气压力与流量要求

• 入口压力：0.35–0.45 MPa

• 脉冲体积：0.5–1.5 mL（根据样品类型自动调节）

• 脉冲时间：约 1–2 秒

• 流量稳定性：±1%

氧气流量由仪器内部脉冲阀控制，脉冲精度直接影响燃烧完全性和分析重现性。

4. 氧气输送安全规范

• 氧气瓶必须独立存放，远离热源与可燃物；

• 禁止使用含油减压阀或管路；

• 使用专用氧气压力调节器和不锈钢管路；

• 定期检测接头气密性，防止泄漏。

五、气体供应系统设计要求

1. 系统组成

FLASH 2000 CHNS 的气体供应系统通常包括：

• 高压气瓶（He、O₂）；

• 减压阀与稳压器；

• 不锈钢连接管与密封接头；

• 过滤净化单元；

• 仪器内部质量流量控制器（MFC）；

• 压力监测与报警系统。

2. 管路材料

• 推荐使用 316L 不锈钢管 或 PTFE 管；

• 禁止使用橡胶软管（易渗透和老化）；

• 接头采用 VCR 或 Swagelok 密封结构；

• 管路连接处应保持干燥、清洁、无油。

3. 气体连接顺序

气瓶 → 减压阀 → 过滤净化器 → 主气路 → 仪器入口

在安装时，应先排气清洁管路，确保无残留空气和水汽。

4. 管路长度与布局

• 气体管路应尽量短、弯曲少；

• 保持管径一致，避免流速波动；

• 远离强电磁源与热源，防止干扰。

六、气体质量对分析结果的影响

1. 气体纯度对基线稳定性的影响

若氦气中含杂质，尤其是水分或氧气，会导致检测器基线漂移和噪声增大，影响峰形分辨率。

• 高湿度 → 捕水剂负荷增加，易饱和；

• 含氧 → 热导检测器灵敏度下降；

• 含碳化物 → 背景CO₂信号上升，碳含量偏高。

2. 气体压力对燃烧反应的影响

燃烧区压力过低会使样品燃烧不完全，碳氢结果偏低；压力过高可能引起氧气冲击，导致峰形不对称。

3. 气体流量对峰形的影响

流量不足会造成峰展宽、信号衰减；流量过大则导致峰漂移、分离度降低。维持流量恒定是确保重复性的关键。

4. 气体切换稳定性

FLASH 2000 使用脉冲式氧气切换系统。若阀门响应迟缓或脉冲体积不稳，将直接影响燃烧均匀性。定期验证阀门开闭时间与脉冲体积可有效避免误差。

七、气体使用与操作规范

1. 气瓶安装与摆放

• 气瓶应垂直固定，防止倾倒；

• 氧气与氦气瓶必须分开放置，间距不少于 1 米；

• 使用合格的金属链条或支架固定气瓶；

• 放置于通风良好、避免阳光直射的区域。

2. 减压阀与流量计使用

• 每种气体使用独立的减压阀；

• 打开气瓶阀门时应缓慢，避免冲击压力；

• 定期检查压力表是否回零；

• 停机时应先关闭气瓶，再排放残余气体。

3. 气体纯化器维护

• 定期更换干燥剂与吸附材料；

• 检查净化柱颜色变化判断饱和程度；

• 每季度更换过滤器滤芯；

• 保证净化器接头密封可靠。

4. 管路泄漏检查

• 每周进行一次气密性检测；

• 使用肥皂水或氦气检漏仪检查接头；

• 若发现泄漏，立即关闭气源并更换密封垫。

八、安全注意事项

1. 气瓶管理

• 氧气瓶必须使用带防震环的金属瓶帽；

• 禁止将氧气瓶与可燃气瓶混用；

• 定期检测气瓶使用年限与检验标签；

• 不得在封闭空间内长期开启气瓶阀门。

2. 防火防爆措施

• 禁止在气瓶周围使用明火或电焊；

• 不得接触油脂或有机溶剂；

• 确保实验室具备良好通风与灭火设备；

• 安装气体报警器监测氧浓度异常。

3. 应急处理

• 如检测到泄漏，应立即关闭气源并通风；

• 发现压力异常应停止仪器运行；

• 不得擅自拆卸压力调节装置；

• 需联系安全管理人员或售后工程师处理。

九、气体耗量与经济控制

1. 气体消耗估算

在常规操作条件下（每样分析时间约 8 分钟），单瓶气体可支持如下分析次数：

实际消耗与样品数量、分析模式和脉冲设置有关。

2. 节气措施

• 在闲置时切断氧气源，保留氦气维持正压；

• 使用自动待机模式，降低气流输出；

• 避免长时间空载运行；

• 合理安排批量分析序列。

十、常见气体问题与解决方案

十一、维护与检查计划

建立气体维护记录表，有助于追踪系统运行状态并及时发现异常。