气体分析的关键应用程序

气体分析基本应用研究,开发和产业。气体分析仪器通常用于确定已知气体的浓度在一个环境或氛围可能包含一个或多个感兴趣的气体。

有效气体分析改善,协助实验室和工业应用,帮助推进关键领域,例如效率分析、质量研究、过程安全改善,排放监测。AZoM与杰伊·罗伯茨的热费希尔科学讨论气体分析的关键应用,目前的趋势,未来的技术。

请,你能介绍你自己,告诉我们你的角色在热费希尔科学呢?

我在热费希尔科学,产品经理负责气体分析威斯康辛州麦迪逊市的应用程序和基础。我公司已经有大约30年,大部分时间花在气相分析。我的教育背景在化学、分析化学和传感器。

我工作与红外光谱傅里叶变换红外光谱,一种通用的技术,可以用来分析各种有机和无机化合物。多年来,我一直暴露在许多不同的应用程序对红外光谱,包括气体分析。

有哪些关键应用在实验室和工业气体分析?

有几个关键的应用实验室和工业分析,他们通常可以分成两个主要团体:脏的和干净的气体。

肮脏的气体环境毒素或污染物。柴油机尾气,工业烟囱排放,或生物甲烷从污水处理网站就属于这一类。

多年来,我们已经做了重要工作对发动机废气燃烧分析引擎排气管。我们的系统可以分析大约30在排气流中不同组件的5倍。

这些系统也是用于调查工业烟囱和环境污染。例如,化学、聚合物或化工厂可能感兴趣研究气体生成的过程,然后开除他们的烟囱。

最近,也增加了对可再生能源气体的兴趣。例如,沼气甲烷和硫化氢生成垃圾填埋场和污水处理厌氧消化的网站。其他气体对可再生能源的研究包括氢、氨、或酒精可用于燃料电池或燃烧。

在清洁方面,气体分析的应用程序将从天然气供应公司集中在超纯气体;包括液化空气集团等公司,林德、和空气产品。这些专业气体可以用作分析仪校准参考或作为原料的工业流程。

专业气体使用的一个很好的例子是半导体晶圆制造:极其精确的气体是在整个过程中用于掺杂,腐蚀,保持洁净毯子微粒。应用气体分析是必要的,使用前确保气体清洁,不污染。

图片来源:伤风/ Ha-un-an

如何最干净和脏的气体测量?

单组分分析仪已经使用多年来测量一个气体。例如,非色散红外技术措施有限公司或股份有限公司₂,化学发光措施_x或电化学传感器。有各种各样的简单二极管激光传感器或电化学设备。这些模拟工具仍然是价值和广泛使用。在过去的五到十年,不同的激光技术已经开发,量子级联激光器(QCL)或腔衰荡(CRD)激光领域正变得越来越普遍。

然而,应用程序空间增加,现在和客户经常需要同时测量多个气体。5(或说,8)单组分分析,所有需要校准和维护,通常需要测量五(8)气体。占用很多资源,空间,时间,金钱等。

气相色谱法(GC)和GC质谱(GC - ms)系统广泛应用在多个组件是必需的,和他们提供的灵活性对不同化合物在非常低的检测极限。使用任何基于系统,然而,通常要求样品处理和维护,加上载体气体,有时热解吸管样品,然后你也失去了直接的回应。相比之下,红外光谱系统可以快速提供结果,在网上,以最小的维护。能够分析多个气体在一个样品的红外光谱:多组分的分析器。

你今天的工作主要是处理红外光谱。根据你的经验,应用红外光谱气体分析被认为是最有用的?

在研发、气体分析通常是用来开发新知识或理解不同的化学过程。

在实验室里,一个训练有素的化学家通常使用红外光谱和其他技术来描述未知化合物。这可能发生在他们尝试新的和不同的化学不知道什么产品会产生的气体。红外光谱收集广泛跨多个频率,因此可以确定意外之外的组件校准设置。这是一个至关重要的红外光谱的优势。

工业排放的气体分析是另一个应用程序,红外光谱是非常有用的。这种类型的分析通常发生在一个化工厂或煤电厂,哪里有烟囱排放。工业气体分析与红外光谱包括自动化仪器,不需要一个化学家。这是特别的好处,因为工业运营商通常是工程师而不是化学家。同时,这些分析主要关注量化值生成的红外光谱分析仪。工业样品的分析通常需要知识排放气体的身份,因为环保法规要求某些气体测量,和他们的排放水平必须保持一定的阈值以下。

在工业过程中比在实验室自动化和集成,哪个更手册基于科学家如何决定进行调查。但红外光谱可以非常有用的设置。

图片来源:伤风/ RudmerZweaver

红外光谱与其他技术相比如何?

相比其他的一些先进技术,如GC或激光技术,红外光谱是相对简单和便宜。用户基本上来自样本加热线路通过气体细胞,和气体流动不断通过。不需要其他样品制备或来源。

红外光谱一样,用户只需钩子管和气体通过气体流动细胞,与定期产生浓度数据。的一些主要优势为多个组件包括红外光谱采样的缓解,其维修费用低,它能够实现自动化和集成外部控制。

自热费希尔进入红外光谱气体分析有什么变化?

热费希尔的红外光谱部门最初的那些时光在一个单独的业务称为Nicolet购买热费舍尔,我是业务的一部分。红外光谱技术已经成熟。当我第一次开始,技术是手工制作的,系统间有显著差异。

现在,一切都更紧凑,更坚固,更”按钮。的自动化和集成变得越来越重要,使红外光谱软件的通信外部数字控制系统,这是一个基于pc的程序或可编程逻辑控制器(PLC)。

此外,我们有一个新技术,扩大的敏感性红外光谱工业气体分析。它使这项技术可用于一个新的群用户没能利用红外光谱在现在的好处。光增强,新技术可以分析专业和大量气体的物质含量和在某些情况下甚至兆分之(ppt)。我们称之为光增强(OE)红外光谱或敏感的红外光谱,和它有可能真正改变工业气体分析一直是许多应用程序完成。

气体分析的一些最新进展是什么?

分析红外光谱,只限于实验室现在越来越崎岖,自动化,而且通常更便宜。所以,他们更频繁地使用,先进指标在工厂或工业空间最重要的最近发展。

另一个重要趋势是,化学业务,特别是对气体,是全球性的。在过去,欧洲有自己的设置的规定更先进的比拉丁美洲,印度,或其他地方。这是改变,世界是看到常见的全球分析主要原因是环境问题。

气体分析已经增加了测量过程的兴趣。组件,灵敏度水平较低,早些时候参与制作过程,分析技术——过程分析技术,或帕特-现在找到更多不同的产业在全球范围内使用。

帕特在行业给科学家早些时候访问更多的信息——特别是数字信息在这个过程中,允许他们做出改变或调整自己的过程。相比之下,在过去,他们会贯穿整个化学过程在抽样之前的事情。化学过程的错误或不平衡才会确定批处理后,并将因此必须扔掉。因此,早期检测是非常重要的,这是一个重要的能力进步在气体分析。

看着气体分析从用户的角度来看,他们经常面临哪些挑战?

越来越多的科学家想测量污染物浓度较低,这对于某些应用程序可以sub-part每百万(ppm)和sub-ppb。可以挑战设备,特别是在复杂的混合物与各种气体。2020欧洲杯下注官网成本和复杂性仍挑战气体分析的更广泛应用。然后是“麻烦的因素。“工业GC分析可以解决一些问题,但载气,更换列,和校准仍然是必需的。也有很多保健和分析器喂养在工业情况下既费时又费钱。

培训还需要完全理解某些变量。虽然红外光谱和其他系统更直观,结果仍不总是按钮或自动。例如,如果研究人员仅仅是测量₂,可能会有中断的过程₂分析仪无法衡量。寻找训练有素的化学家和工程师经验来解决这样的问题是一个全球性的挑战。

红外光谱分析可以帮助用户和客户如何克服挑战?

红外光谱对研发和行业有几个优点。许多组件可以与广泛的光谱范围测量来检测各种化合物,污染物,甚至不是最初校准组件。在频谱信息,允许用户根据需要返回和重新分析数据。

为用户的另一个挑战是,许多分析程序将提供一个集中值,和用户价值跟它即使没有意义。例如,如果这样₂传感器提供十个当用户期望一个数量,几乎没有追索权发现哪里出了问题。

相对,红外光谱的原始光谱和诊断,用户可以通过数据,重新分析,找出干扰,提供了假阳性₂或者一个意想不到的气体化合物。另外,如果数量十是合法的,有一个意想不到的破坏在这个过程中,红外光谱为多个组件可以提供大量的信息。

技术开发的热费希尔科学如何帮助客户和用户减少时间延迟和潜在的错误吗?

我们的“按钮”系统可以集成,可以自动在工业工厂在制造过程的早期。之前我们的技术提高了帕特和识别错误的制造过程。之前的一个错误,泄漏或污染物可以被抓,可以节省更多的时间和金钱。

仪器从实验室到工业空间的迁移是一个持续的趋势。在市场上,热费希尔参与。我们积极寻求与lab-level系统功能不够坚强,在工业过程中使用。

ImageCredit:伤风/ DmitriBunnen

之前你提到OE-FTIR或敏感的红外光谱。为什么气体分析用户需要敏感的红外光谱技术?

红外光谱被认为是一个相对不敏感的技术比其他的一些应用,如气相或腔衰荡(CRD)激光。红外光谱并没有被认为是与这些技术在应用程序需要非常低的检测水平。然而,新的光学和数字增强我们的气体分析组在热费希尔创造了使红外光谱能够克服一些挑战。

敏感,尤其是对清洁方面的应用尤为重要,作为污染物会妨碍关键过程的例子,他们可以堵塞膜用于发电的燃料电池。防止这种堵塞的关键,这就是为什么极度敏感的设备需要测量中的杂质氢用于燃料电池。2020欧洲杯下注官网

此外,改善灵敏度需要跟上需求的不断扩大的半导体市场和semiconductor-dependent技术如太阳能电池板,智能手机、汽车设备、各种电子产品,和传统的电脑。这些设备的组件变小——low-nanometer技术——他们越来越对污染物敏感或错误处理。

这就是为什么半导体行业正试图获得更精确和纯气体。结果,得到几个半导体处理应用到sub-ppb水平是至关重要的。OE-FTIR可以帮助确保气体所需的纯度。

集热费希尔科学的气体分析解决方案除了其他仪器供应商吗?

我们是市场领导者在许多不同的学科。热费希尔科学有独特的能力来理解客户的流程和需求,帮助他或她的地址最好的解决方案。当我使用红外光谱技术,红外光谱不能解决所有的问题。这就是为什么我们的仪器组合还提供GCs,女士系统、液体套色版以及(LCs)和原子吸收光谱仪(AA),以及其他系统。在热费希尔科学,我们提供工具、配件、耗材、软件,支持,和专业知识来解决客户的问题协调解决方案。

支持会有很大的差异,这是另一个领域热费希尔科学照耀。大多数仪器不能简单地购买,安装,和忘记了15年以上。许多需要维护、培训、升级或其他类型的持续支持。我们致力于提供的支持我们的客户想要的和需要的。

此外,我们的客户可以找到我们很容易在世界任何地方。热费希尔科学有一个全球的存在直接或间接销售、应用程序和服务支持。这意味着当用户购买我们的一个系统,他或她是否在纽约,布宜诺斯艾利斯,或越南,热费希尔科学可以为他或她提供所需的特定服务和培训。

什么热费希尔的角色会在未来气体分析应用进一步发展?

记住我们已经讨论的趋势:气体分析将变得更加坚固,更加自动化,和更少的昂贵,与更多的组件,增强敏感性,和更多的信息。

还有一个重要的环境监测的兴趣,与红外光谱分析仪或站设置一座山峰上的测量温室气体或环境污染物。这种兴趣监测有到工厂和化学过程还需要测量多个组件在较低敏感性。热费希尔科学致力于领先的解决方案,这些趋势的发展。

我之前引用的一个例子:一个量子一步已经由开发一个敏感OE-FTIR分析仪。这个令人振奋的新技术提高了红外光谱的灵敏度为工业气体分析25倍或者更多,得到远低于一磅的敏感性水平对某些气体;它还可以测量到ppt大量气体。

我们新的分析仪,叫做热科学™MAX-iR™红外光谱气体分析仪,是自动化的样品处理。例如,配置的可以自动从20样品不同位置在一个工厂提供的环境健康和安全监测内部泄漏或排放。

从多个点,自动分析气体检测从数十到数百的潜在化学泄漏,引发警报,并自动控制是一个重要的一步在工业应用红外光谱分析。热费希尔科学将继续支持、开发和改进在这些应用程序中,在现在和未来。

这些信息来源,改编自所提供的材料欧洲杯足球竞彩热费希尔科学——材料和结构分析。欧洲杯足球竞彩

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