將現(xiàn)代真空技術(shù)結(jié)合到先進(jìn)的分析儀器中

　　分析儀器領(lǐng)域?qū)τ?a href="http://www.13house.cn/" target="_blank">真空技術(shù)的需求非常復(fù)雜�？刹徊粌H對成本控制要求高，而且對性能和空間限制要求也同樣很高。因此，使用基于SplitFlow™ 概念的智能分流泵成為理所當(dāng)然的選擇。

　　為了滿足分析儀器和系統(tǒng)工程對真空的要求，必須要在設(shè)計階段就將它們考慮在內(nèi)。而且要達(dá)到更高的靈敏度、分辨率和樣品通量，明顯改善數(shù)據(jù)管理等目標(biāo)，以及新分析系統(tǒng)中成本和空間的優(yōu)化，這是唯一的辦法。在這個過程中，必須特別關(guān)注真空系統(tǒng)。要及早咨詢真空專家的專業(yè)意見，以便將真空技術(shù)最大化地集成到現(xiàn)有系統(tǒng)中。

　　市場情況和系統(tǒng)要求

　　對于新系統(tǒng)的要求不斷增加，需要和鄰近模塊進(jìn)行兼容連用。典型的應(yīng)用例如LC-MS(液相色譜質(zhì)譜儀)或GC-MS(氣相色譜質(zhì)譜儀)等應(yīng)用對于真空系統(tǒng)本身可能沒有需求。然而，對于化學(xué)電離(CI)和等離子電離(ICP)等電離過程，或者存在分析物和反應(yīng)物的臨界氣體成分的情況下，對真空技術(shù)的需求會明顯增加。質(zhì)譜的主要應(yīng)用領(lǐng)域和增長市場包括環(huán)境技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)部門，尤其是蛋白質(zhì)和遺傳研究領(lǐng)域。此外，質(zhì)譜原理還被用于制藥工業(yè)以及殘余氣體分析的應(yīng)用中。

　　無數(shù)新開發(fā)成果和技術(shù)使質(zhì)譜儀市場發(fā)生巨大變化，增加質(zhì)普儀的功能和選擇范圍。新開發(fā)成果的推動不僅由技術(shù)決定，而且由健康和環(huán)境工程領(lǐng)域的新需要決定。然而，即使是有更多的技術(shù)可用，行業(yè)依然樂于將這些視為挑戰(zhàn)，并且不斷開拓。

　　在這些新應(yīng)用的推動下，真空系統(tǒng)的需求也在增長，要求更高的通量和分辨率。尤其對于低成本高效率而且緊湊型的解決方案的需求很高。

　　傳統(tǒng)技術(shù)

　　傳統(tǒng)技術(shù)采用多款抽速不同的高真空泵來實現(xiàn)真空系統(tǒng)，例如樣品室腔體、部分多級離子光學(xué)裝置和質(zhì)譜儀的檢測器系統(tǒng)。渦輪分子泵主要用于該用途，而分離泵用于各自不同的真空度和氣流量。

　　至少需要兩臺抽速在50到300l/s之間的高真空泵。這些泵還需要采用小型機(jī)械前級泵進(jìn)行粗抽，例如旋片泵。排空氣源還需要附加的真空泵。取決于要求，必須達(dá)到至少30 m³/h或以上的總抽速。該解決方案需要大量空間，由于獨立組件眾多，整體系統(tǒng)的可靠性降低。

　　創(chuàng)新概念

　　SplitFlow™是由普發(fā)真空開發(fā)的利用一個模塊去實現(xiàn)渦輪牽引泵的功能，從而為系統(tǒng)制造商提供了最大的靈活性。該泵的開發(fā)要求在單一真空系統(tǒng)內(nèi)結(jié)合了精確的幾何適應(yīng)性和優(yōu)異的性能。尤其是在不斷增加的復(fù)雜性和臺式裝置趨勢方面，這種概念完全符合市場要求和客戶需要。除了純粹的幾何適應(yīng)性以外，還需要滿足特定的真空技術(shù)參數(shù)。例如，通過結(jié)合不同的抽氣原理(例如，結(jié)合渦輪分子泵和霍爾威克壓力級)，允許的前真空壓力將明顯提高，同時壓縮性能將提高幾個數(shù)量級。通過巧妙地設(shè)計轉(zhuǎn)子幾何形狀，可以產(chǎn)生多達(dá)三個不同的泵級，它們的定向方式只會部分地相互影響。這樣的布置使得可以代替兩臺離散式高真空泵和一臺機(jī)械前級泵。

圖1：帶有三級SplitFlow™渦輪分子泵的創(chuàng)新質(zhì)譜儀系統(tǒng)

圖2：普發(fā)真空四種不同版本的SplitFlow™渦輪分子泵

　　圖2描述了這樣概念所提供的可能性。這樣的設(shè)計甚至可以實現(xiàn)完全整合到分析儀器的真空室中。這需要系統(tǒng)制造商和真空供應(yīng)商從一開始就進(jìn)行密切合作。設(shè)計階段完善建議非常重要。取決于系統(tǒng)的配置，結(jié)果往往可以為真空系統(tǒng)減少大約50%的空間，而且節(jié)省成本超過50%。通過取消離散式抽吸裝置、采用標(biāo)準(zhǔn)泵批量生產(chǎn)的研究結(jié)果，如今可以達(dá)到超過100,000小時MTTF(平均無故障時間)的泵可靠性。

　　通過優(yōu)化的軸承技術(shù)可以實現(xiàn)高度的可靠性，這種技術(shù)采用無需維護(hù)的磁懸浮軸承和精確球軸承在兩側(cè)定位快速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，從而可以有效減震。

　　泵補充配套有相應(yīng)的電子驅(qū)動單元以及一系列的附件。對于渦輪分子泵的計算機(jī)控制一體化，提供標(biāo)準(zhǔn)化的界面。由于其特殊布局，這些泵只需要一個空氣冷卻系統(tǒng)，這意味著，可以省去附加的水冷卻和其他裝置費用。

　　概念的實施

　　這套系統(tǒng)成為與不同系統(tǒng)制造商合作開發(fā)不同的真空系統(tǒng)成為可能。模塊化的靈活方法使其可以按照客戶要求提供個性化定制。

　　總結(jié)

　　在現(xiàn)代質(zhì)譜儀的設(shè)計中及早結(jié)合創(chuàng)新的SplitFlow™渦輪分子泵可以實現(xiàn)明顯節(jié)省成本和空間的優(yōu)點。另外，整體系統(tǒng)可靠性也得到提高。定制化的真空解決方案也變得更可靠。因此，與客戶的密切合作變得越來越重要。只有通過這樣，才能夠?qū)崿F(xiàn)相互創(chuàng)新的真空解決方案。

圖3：普發(fā)真空 SplitFlow™概念的定制渦輪分子牽引泵的典型應(yīng)用