Pfeiffer 普发 质谱仪应用案例发布日期:2025-12-18

上海伯东 普发真空GSD 320气体分析系统 | 技术参数与应用指南


1. 产品概述

OmniStar™ / ThermoStar™ GSD 320 是普发真空(Pfeiffer Vacuum)公司开发的一款高性能、模块化设计的四极杆气体分析系统,适用于多种工业、科研和工艺控制场合的气体成分实时监测与分析。该系统结合了可靠的真空技术、灵敏的质谱检测以及灵活的气路设计,能够提供精确、稳定的气体分析结果。

普发Pfeiffer GSD 320在线质谱仪

系统核心特点:

1. 模块化设计:提供 OmniStar(不锈钢毛细管)和 ThermoStar(石英毛细管)两种进样模块,适应不同温度、腐蚀性及气体类型的应用场景。

2. 双灯丝离子源:确保系统长期稳定运行,即使一根灯丝失效也可快速切换。

3. 多种检测模式:支持C-SEM(通道式二次电子倍增器)和法拉第杯两种检测器,实现从 ppm 级到高浓度的宽动态范围测量。

4. 强大的软件平台:通过 QUADERA® 软件实现远程控制、数据采集、处理与报警。

5. 灵活的接口与集成能力:提供丰富的数字/模拟输入输出接口,便于与用户现有工艺控制系统集成。

 

2. 主要应用领域

应用行业

典型应用场景

推荐型号/配置

半导体与光伏

工艺腔室残留气体分析(RGA)、刻蚀/沉积工艺监控、泄漏检测、真空系统诊断。

GSD 320 C(腐蚀性气体版本),适用于含卤素、氟化物等腐蚀性气体环境。

科研与实验室

催化反应研究、热分析逸出气体分析(EGA)、真空镀膜过程监控、环境样品分析。

ThermoStar(石英毛细管),适用于高温、易吸附或反应性气体。

化工与材料

反应过程监控(如聚合、合成)、气体纯度分析、杂质检测、安全监测(如H₂、O₂)。

根据气体腐蚀性选择标准版或C版。

新能源

燃料电池研发与测试、锂电池生产环境监控、制氢/储氢过程分析。

需注意氢气等易燃气体安全,确保排气处理符合规范。

金属热处理

渗碳、氮化等气氛炉工艺控制、真空钎焊炉内气体分析。

OmniStar(不锈钢毛细管),适用于惰性或还原性气氛。

 

3. 核心技术参数

下表列出了 GSD 320 系统的关键技术数据,这些参数决定了其应用范围与性能边界。

GSD 320 的尺寸

*GSD 320 外形尺寸图 (L x W x H: 545 x 305 x 395 mm)  

参数类别

项目

规格/参数

备注

质谱分析单元

质量范围

1-100 amu / 1-200 amu / 1-300 amu (可选)

不同质量范围的谱峰贡献率和检测限不同。

 

检测器类型

C-SEM 与 Faraday 杯双检测器

C-SEM用于高灵敏度,Faraday杯用于高浓度和稳定性。

 

离子源

气密式,双灯丝设计

提高系统可用性和寿命。

 

扫描速度

2 ms/amu - 60 s/amu (取决于扫描模式)

支持快速过程监控。

进样系统

毛细管类型

OmniStar:不锈钢 (外径1/16",内径0.125mm)

标准配置,坚固耐用。

 

 

ThermoStar:石英 (外径0.22mm,内径0.15mm)

适用于高温(最高350°C)及高惰性表面要求。

 

毛细管工作温度

200°C (标准),350°C (可选)

防止高沸点组分冷凝。

 

进样口加热温度

最高150°C (默认120°C)

防止样品在阀门处冷凝。

 

过程气体压力

500 ... 1500 mbar (标准版)

系统入口处压力要求。

 

气体流量

1 ... 2 sccm (标准流量)

 

真空系统

涡轮分子泵

HiPace 80

提供分析所需的高真空。

 

前级泵

隔膜泵 MVP 020-3

 

 

系统启动时间

约10分钟达到运行真空

 

环境与电气

工作温度

12 ... 35 °C

保证测量稳定性和部件寿命。

 

电源

100/120/230 VAC,50/60 Hz,550 VA

全球通用电源。

 

通信接口

TCP/IP 以太网

连接至QUADERA软件。

 

用户I/O接口

5路模拟输入,4路模拟输出,4路数字输入,7路数字输出

用于外部触发、报警和状态反馈。

物理特性

尺寸 (L x W x H)

545 x 305 x 395 mm

紧凑式设计。

 

重量

约35 kg

 

 

4. 特殊配置与应用注意事项

a. 腐蚀性与易燃气体应用 (GSD 320 C):

     - 系统可选配抗腐蚀版本,适用于某些腐蚀性或易燃气体。

     - 必须连接吹扫气体(氮气或氩气,5-7 bar)以保护涡轮泵轴承。

     - 必须将废气引至符合安全规定的处理设施,严禁直接排放到工作环境中。

     - 系统本身不防爆(非ATEX认证),不能在可能出现爆炸性气体混合物的环境中使用。

b. Vari OmniStar 可调进样系统:

     - 适用于过程压力范围极宽(5E-3 mbar 至 1000 mbar)的应用。

     - 通过RVC 300控制器和EVR 116调节阀,自动将分析室压力稳定在设定值(如 2.0E-6 mbar),减少分馏效应,提高定量准确性。

     - 适用于等离子体工艺、脉冲式工艺等压力变化较大的场景。

 

Vari OmniStar 功能框图

*Vari OmniStar 可调进样系统功能框图 (适用于宽压力范围应用)

 

5. 结论与建议

OmniStar™ / ThermoStar™ GSD 320 气体分析系统凭借其卓越的灵活性、可靠性和精确性,为从基础研究到严苛工业过程的各类气体分析需求提供了理想解决方案。

上海伯东作为普发真空的授权代理,为客户提供:

a. 专业选型支持:根据您的具体应用(气体种类、压力、温度、腐蚀性)推荐最合适的GSD 320配置(标准版/C版、OmniStar/ThermoStar、质量范围等)。

b. 完整的系统集成:提供从进样探针、样品预处理到废气处理的全套解决方案设计。

c. 技术培训与售后服务:提供设备操作、日常维护及故障排除培训,确保客户充分发挥设备价值。

d. 备件与耗材供应:保障原厂正品毛细管、灯丝、密封圈等消耗品和备件的快速供应。

           

            *OmniStar 进样阀组件示意图 (关键密封件与消耗品)

对于具体应用场景的深入技术探讨或获取定制化方案,请随时联系我们。

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