2023年8月3日发(作者：)

２００６年１０月Ｏｃｔｏｂｅｒ．２００６中国金属学会第十三届分析测试学术年会Ｔｈｅ１３血Ａ＆ＴＣｏｎｆ．ｏｆＣＳＭ中国－北京Ｂｅｉｊｉｎｇ·Ｃｈｉｎａ用如下方法：．存在电离干扰现象。尤其试样进行碱熔时，采用ＮａＯＨ、ＫＯＨ、Ｎａ２Ｃ０３、ＮａｚＯｚ等熔剂，带人大量Ｎａ盐或Ｋ盐，使被测定元素结果偏离。消除电离干扰方法：①采用类式基体匹配方式，在标准溶液中加入溶剂中带来的易电离元素（Ｋ、Ｎａ）量。①严格控制样品前处理酸度控制，样品与标准溶液使用的酸型、浓度相同。②保持进样介质相同，浓度一致。当样品采用碱熔方式，碱性溶液有许多金属离子（例如Ｆｅ～等）易产生沉淀，故需酸化后溶液进样。还是需要保持介质一致。③氢化物雾化进样系统，更需严格控制酸度。因为不同酸度在生成金属气相化学反应中效果完全不一样，例如：氢化物法测定钢铁中，②在ＩＣＰ炬焰观测高度上，因为尾焰温度低，应揭力避开尾焰观测。③分析条件选用，应载气流量尽量减少，适当提高发生器功率，使之ＩＣＰ炬焰温度不能下降很多。④选择合适的分析谱线，揭力选用离子线作分析线。综上所述，ＩＣＰ—ＡＥＳ干扰问题，是ＩＣＰ工作者常遇到的现象，在此提出一些解决的方法，由于舡．Ｓｂ．Ｂｉ．ｓｎ．Ｐｂ五害元素，Ａｓ．Ｓｎ．Ｓｂ需要盐酸浓度达２０％方能形成金属的氢化物，而Ｐｂ．Ｂｉ只要盐酸浓度为２％生成金属的氢化物，过量的酸不能反应。６．电离干扰ＩＣＰ炬焰虽然温度很高，电离干扰很少，但易电离的元素例如：Ｋ、Ｎａ等进入ＩＣＰ炬焰后，仍然才虚学浅，文中错误难免，敬请批评指正。ＩＣＰ．ＭＳ仪器在改善信噪比信背比方面的进展陆文伟（ＴｈｅｍａｏＥｌｅｃｔｒｏｎＣｈｉｎａ公司ＳＩＤ市场部上海２０１２０６）摘要：文章综述了近年来在等离子体质谱４叉（ＩＣＰ—ＭＳ）在改善仪器信噪比和信背比性能方面的进展。论述了仪器的信噪比和信背比与实际分析下限的关系，以及背景和背景噪声的来源。介绍了用于改善仪器信噪比和信背比的新的仪器锥１：２设计和新的离子提取模式。关键词：等离子体质谱仪，信噪比，信背比，进展仪器的信噪比和信背比历来是许多原子光谱分析仪器的基本重要参数。它直接影响仪器的实度，背景和背景噪声情况。实际具体应用时我们常常关注空白溶液的空白背景值，因为实际溶液的空白背景直接影响分析下限。这空白背景包际检测能力和仪器的稳定性。近几年来等离子体质谱仪得到了快速发展，仪器完成了小型化和成熟过程，已经从研究所大型仪器的工作位置进入普通实验室担负普通日常分析工作。在仪器被推广应用的同时，仪器厂家仍对仪器进行不断地改造和推出新的技术，改善仪器的信噪比和信背比，以适应于现代分析化学中对痕量分析和元素化学形态分析中的瞬间信号分析的更高要求。仪器的实际捡出能力同时与信噪比和信背比相关，仪器的捡出限是信噪比和信背比的函数，所以分析工作者常常需要同时关注仪器的信号强括：仪器背景；干扰物形成的干扰背景；分析物沾污的试剂空白。等离子体质谱与等离子体光谱不同，无法扣除背景，这时背景信号与分析物信号加合在一起形成所谓“正干扰”。仪器背景与仪器本身的设计有关，它包括：１，等离子体炬产生的离子束在质谱离子光学系统中飞行所引起的背景。离子光学系统的不同设计，其背景效果也有所不同（如：离轴光学系统与同轴光学系统的不同设计；离子偏转镜的不同结构设计；离子偏转镜的多次偏转与单次偏转的不同；偏·—·——６４５·－－——中国·北京Ｂｅｉｊｉｎｇ·Ｃｈｉｎａ中国金属学会第十三届分析测试学术年会Ｔｈｅ２００６年ｌＯ月Ｏｃｔｏｂｅｒ．２００６１３ｔｈＡ＆ＴＣｏｎ／．ｏｆＣＳＭ转程度不同；粒子撞击形成散射光的不同处理；小孔板的不同处理方式等等）。２，锥口（包括采样锥和截取锥）以及提取透镜上的沉积物因溅射进入离子光路也可以造成的背景信号，这种背景信号与不同的锥口和提取透镜的形状结构设计方式有关，这种背景信号直接加合在分析物上对分析结果也可形成正误差。不同的锥口形状口径的设计以及受热散热方式不同，直接影响堆积物形成溅射和离子进入质谱系统的程度。３，仪器同位素丰度灵敏度效应所产生的拖尾背景信号。这种背景信号只是在样品中存在与分析物离子质量数邻近的高含量元素或同位素的情况下出现，大信号峰的拖尾信号对邻近的谱线造成背景。这种拖尾效应造成的背景强度与四极杆质谱的同位素丰度灵敏度有关，与四极杆的不同设计有关，如四极杆长度，口径，形状，四极杆射频频率等等。它们的最佳化组合设计都是各仪器厂家关注和下功夫的地方。仪器背景在全质量数范围内分布的，对所有分析物的信号是加合的。为了与试剂空白溶液中携带的杂质沾污元素造成的信号区分开来，这种仪器背景常常采用无分析物离子信号的质量数谱线来测量，如在质量数２２０ａｍｕ处测量。它们的相对标准偏差值被定义为仪器背景噪声或者随机噪声。非仪器因素引起的背景可包括：干扰物背景和试剂空白。干扰物背景是由化学试剂，等离子体炬，样品基体等产生的多原子离子引起的。目前可以采用各种辅助技术进行抑制，其中包括：不同类型的不同形状的锥口设计；等离子体屏蔽装置，冷焰等离子体技术；以及现在的碰撞／反应池技术。而一般试剂空白是实验过程控制问题，在一定的实验室条件允许下控制在尽可能低的空白水平。涉及到实际分析方法时，分析物离子谱线的仪器实际背景强度可以用相当的浓度单位来表示，这定义与其它原子光谱学的相一致。称为背景等效浓度（ＢＥＣ）。如果测试时采用纯水的空白溶液，所得的值为仪器的背景等效浓度。采用实际样品的试剂或含实际样品的基体的溶液，所测得的值为方法背景等效浓度。捡出限是信噪比和信背比的函数，所以捡出限与背景等效浓度存在一定的关系。捡出限（ＤＬ）与ＢＥＣ比较，由于ＢＥＣ可以方便地被测定，并可以被重复测得，所以越来越多被分析工作者所接受。ＢＥＣ可以被·－－——６４６·－－——用来对不同分析方法，不同仪器工作模式或不同仪器之间进行比较。如何进一步降低仪器的背景等效浓度，也是仪器厂家所关注和希望的任务。九十年代中期，针对低质量数的氩基多原子离子的干扰背景，有些等离子体质谱仪引入了等．离子体炬屏蔽装置，在等离子体炬和高频线圈之间加入一个接地的不闭合的金属圈。利用这种装置配合使用低高频功率的低温等离子体炬焰，可以用来降低许多低质量数范围内的空白干扰背景，这种技术被称为等离子体冷焰屏蔽［１］。九十年代末，这种屏蔽装置被使用在正常的高频功率下，保持正常等离子体炬炬温，此时仪器可以获得很高的灵敏度，灵敏度可以达到原来的３一１０倍以上。这种技术被称为等离子体热焰屏蔽技术，这种工作模式被称为高灵敏度工作模式。早期的等离子体热焰屏蔽技术，在提高仪器的灵敏度时，仪器的实际背景和背景噪声常常会同时提高，背景噪声可以达到１０—３０ｃｐｓ以上。同时氧化物离子的水平也会提高。这样仪器的实际仪器信噪比，并没有改善，所以在当时并没有被实际广泛地应用。九十年代末，碰撞／反应池技术被引入等离子体质谱仪中，用来降低多原子离子的干扰背景。碰撞／反应池技术采用在池体内加入碰撞反应气体，离解多原子离子，降低背景干扰信号。随着碰撞反应气体的加入分析物信号实际上也会被抑制或者降低，因分析物离子也因与气体的碰撞或反应而损失。但干扰背景下降得更快，所以总体的信背比会改善。所以这技术被很快地推广应用了。本世纪初，一些厂家对等离子体质谱仪器做了进一步的改造，在提高仪器灵敏度的同时，维持原来较低的仪器背景噪声（如达到小于０．５ｃｐｓ的程度），此时仪器的信噪比可以达到２４０Ｍ（１ｐｐｍ中质量数元素的标准溶液）的水平。而且仪器把等离子体热焰屏蔽的高灵敏度工作模式作为日常分析的标准模式，这种同时获得高的灵敏度和低的背景噪声的效果，引起分析工作者的重视。这种高灵敏度模式可以配合碰撞／反应池技术工作，维持相对相当高的分析物信号，从而弥补碰撞／反应池技术因通人碰撞反应气体造成的分析物信号下降，同时抑制干扰背景信号，进一步改善仪器的信背比。２００６年１０月Ｏｃｔｏｂｅｒ．２００６中国金属学会第十三届分析测试学术年会１ｆ１１ｅ１３ｄＩＡ＆ＴＣｏｎｆ．ｏｆＣＳＭ中国·北京Ｂｅｉｊｉｎｇ－ａｌｉＩ”２００１年，ＴｈｅｒｍｏＥｌｅｃｔｒｏｎ公司对已经成熟的专利锥口做了改进，推出一种新的）【ｉ锥口［３］。使用Ｘｉ锥口在低质量数的空白干扰水平会下降。新锥口的采样锥的口径被增大到１．１ｍｍ。截取锥采用长的锐角锥口，其底座与锥体分开，低座采用铜质材料，增加散热能力。这种锥口是在等离子体质谱仪全面发展的时期被开发出来的，也是在环境监测行业中对等离子体质谱仪日益增长的需求中诞生的。是针对环境样品高基体溶液的。其耐盐程度更高。其次是这锥口可以使仪器工作在低的干扰水平下。见（图１）实际仪器检测空白溶液和标准溶液的５６Ｆｅ信号情况，ＡｒＯ和ＣａＯ离子的干扰明显下降。使用这种锥口在５６Ｆｅ谱线，即可以获得３ｐｐｂ的方法捡出限。图３Ｘｔ锥口的截取锥一般来说，等离子体质谱仪器在进样后会有－沉积物堆积到锥口上面，沉积物受溅射会产生离子，锥口后面的负提取电压可以从接口中提取这些离子。ＴｈｅｌＴｒｉＯＥｌｅｃｔｒｏｎ公司在２００５年采用Ｘｔ锥口的同时，一种新的离子提取方式被命名，“兀离子提取模式”［４］。离子提取透镜的设计是平端图１１００ｐｐｍＣａ存在下的空白溶液在５６Ｆｅ的，产生负电场相应是平端的，有如丌字形。而Ｘｔ锥口的截取锥是长锐角形的（见图４），平端电场分布是离开提取透镜越远电场越小，以至无法到达锥尖，这时对锥尖上堆积的易挥发易电离元的空白背景情况。采用ｘｉ锥口。２００５年，ＴｈｅｒｍｏＥｌｅｃｔｒｏｎ公司在其老的环境样品接口的基础上，改造形成ｘｔ锥口［３］。新的仪器把Ｘｔ锥口作为标准配置提供给用户。Ｘｔ锥口同样采用大口径单角度锥体形锥口，并和长锐素就不容易进入离子光路。角截取锥（图３）配合使用。大口径采样锥和长锐角截取锥使高基体的样品溶液更不容易产生积盐现象。长锐角截取锥工作在更高的温度中（图２），减少盐分在锥口的堆积，减少堆积物中的易挥发易电离的分析物离子进入锥口进入离子光路。改善了仪器ＢＥＣ。图４尢离子提取模式图５丌＋提取模式＇ｃ离子提取模式也可以使用在短锥尖锥口图２新型Ⅺ锥口截取锥锥尖的温度分布情况（红色温度更高）上，对较短的截取锥锥口可以采用稍正电场（图５），这时正电场对锥尖堆积物离子产生一种抑制·－·—－６４７·－－－—中国·北京Ｂｅｉｊｉｎｇ·Ｃｈｉｎａ中国金属学会第十三届分析测试学术年会Ｔｈｅ１３ｔｈＡ＆ＴＣｏｎｆ．ｏｆＣＳＭ２００６年１０月Ｏｃｔｏｂｅｒ．２００６阻力，使它们不易进入离子光路里，而等离子体炬内产生的分析物离子由于有较高的动能可以冲破稍正电场的阻力进入离子光路，这时分析物谱线的信背比仍能得到改善。这种离子提取模式被称为“兀＋“提取模式。这种离子提取模式可以被应用于低质量数的易电离易挥发元素的分析，有利于它们的ＢＥＣ的改善。随着等离子体质谱仪器的不断成熟和发展，仪器的信噪比和信背比性能将得到进一步重视和改善，将有利于痕量元素分析和痕量元素化学形态分析（检测瞬间信号）的发展。参考文献［１］ＴｈｅｒｍｏＥｌｅｍｅｎｔａｌＣｏ．Ｓ０３６ＴＢＩｓｓｕｅｌ，Ｄｅｃ２０００．ＰｌａｓｍａＳｃｒｅｅｎＴｏｒｃｈＩＩ［２］ＴｈｅｒｍｏＥｌｅｍｅｎｔａｌＣＯ．Ｓ３４４ＴＢＩｓｓｕｅＸｉｌＳｅｐ２００１，ｉｎｔｅｒｆａｃｅｆｏｒｔｈｅＸｓｅｒｉｅｓＥｌｅｃｔｒｏｎＩ四一Ⅳ【ｓ．Ｎｏｔｅ：４０７０５，Ｘｔ［３］ＴｈｅｒｍｏＣＯ．Ｔｅｃｈｎｉｃａｌｍａｔｒｉｘｔｏｌｅｒａｎｔｉｎｔｅｒｆａｃｅ［４］ＴｈｅｒｍｏＥｌｅｃｔｒｏｎＣｏ．ＴｅｃｈｎｉｃａｌｎＥｘｔｒａｃｔｉｏｎｔｉｏｎⅣＩｓｔｏＮｏｔｅ：４０７１７，ｍｅｅｔｔｈｅｍｏｓｔｄｅｍａｎｄｉｎｇａｐｐｌｉｃａ－ｆｏｒｂｏｔｈｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌａｎｄｃｏｌｌｉｓｉｏｎｃｅｌｌＩＣＰ一新型多组分炉气成分分析仪器的研制熊友辉，刘志强，蒋泰毅（武汉四方光电科技有限公司，湖北武汉４３００７４）＼摘要：介绍一种采用新型非分光红外ＮＤＩＲ、热导ＴＣＤ技术以及电化学传感器等技术开发的多组分炉气成分快速分析仪。该分析仪通过采用基于新型电调制红外光源的多通道红外气体探测技术，配合ＭＥＭＳ技术的热导ＴＣＤ分析和长寿命电化学Ｑ传感器，可以实现利用一台仪器棠时快速测量煤气成分中Ｃ０２、ＣＯ、ｃＩ－ｈ，０２，Ｈ２Ｓ，Ｈ２等气体。摘要：煤气成分；非分光红外ＮＤＩＲ；热导分析中图分类号：０６５９．２文献标识码：Ａ在冶金行业如高炉、转炉、焦炉、煤气发生炉等装备中，炉膛内部气体组分不仅是炉内过程的间接表现，同时也是一些领域资源利用的直接指标，如果作为尾气直接排放，则同时是一项受到广泛关注的环保指标。因此炉气监测技术对于生产工艺过程自动控制和环境保护都具有重要意义。例如：炉气在线监测技术可以动态跟踪冶炼过程，及时调整工艺，提高终点命中率，减少物料和能源消耗，能动地控制产品的质量。实践表明，炉气在线监测技术配合高炉控制模型，可使吨铁的焦碳消耗量大大下降。尤其冶炼新工艺试验中在未知冶炼终点情况下，常常使用炉气成分在线监测技术为实验者提供冶炼过程的重要信息。此外钢铁生产中产生多种可回收利用的煤气，如焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气等。其合理的回收和利用，是钢厂节能增效的重要方面。我国多个··－——６４８·－－——钢铁公司通过炉气回收已经分别实现了转炉工序和炼钢厂能源的负消耗。为保证有效、安全回收，必须实时监测排气管道中ＣＯ、ｃ０２和Ｑ的含量。在煤气回收利用过程中，为了提高煤气的利用率，保证安全，通常需要实时监测各种煤气混合前后及燃烧产物的成分，从而合理调整不同热值煤气的比例，控制最佳空燃比，达到最大的利用效率。此外在钢铁生产过程的各个阶段产生大量有害气体，如在各个生产工序中产生的ＣＯ和ｃｏｇ等等。通过炉气在线测量和控制技术结合，不但能提高钢铁生产效率和产品质量，还能降低能源和物质消耗以及减少环境污染。奥氏气体分析仪作为一种经典的化学式手动分析器，具有价格便宜、操作方便、维修容易等优点，一直在炉气成分分析领域有广泛的应用。但是该方法是一种手动操作，速度慢，已经不能适

2023年8月3日发(作者：)

２００６年１０月Ｏｃｔｏｂｅｒ．２００６中国金属学会第十三届分析测试学术年会Ｔｈｅ１３血Ａ＆ＴＣｏｎｆ．ｏｆＣＳＭ中国－北京Ｂｅｉｊｉｎｇ·Ｃｈｉｎａ用如下方法：．存在电离干扰现象。尤其试样进行碱熔时，采用ＮａＯＨ、ＫＯＨ、Ｎａ２Ｃ０３、ＮａｚＯｚ等熔剂，带人大量Ｎａ盐或Ｋ盐，使被测定元素结果偏离。消除电离干扰方法：①采用类式基体匹配方式，在标准溶液中加入溶剂中带来的易电离元素（Ｋ、Ｎａ）量。①严格控制样品前处理酸度控制，样品与标准溶液使用的酸型、浓度相同。②保持进样介质相同，浓度一致。当样品采用碱熔方式，碱性溶液有许多金属离子（例如Ｆｅ～等）易产生沉淀，故需酸化后溶液进样。还是需要保持介质一致。③氢化物雾化进样系统，更需严格控制酸度。因为不同酸度在生成金属气相化学反应中效果完全不一样，例如：氢化物法测定钢铁中，②在ＩＣＰ炬焰观测高度上，因为尾焰温度低，应揭力避开尾焰观测。③分析条件选用，应载气流量尽量减少，适当提高发生器功率，使之ＩＣＰ炬焰温度不能下降很多。④选择合适的分析谱线，揭力选用离子线作分析线。综上所述，ＩＣＰ—ＡＥＳ干扰问题，是ＩＣＰ工作者常遇到的现象，在此提出一些解决的方法，由于舡．Ｓｂ．Ｂｉ．ｓｎ．Ｐｂ五害元素，Ａｓ．Ｓｎ．Ｓｂ需要盐酸浓度达２０％方能形成金属的氢化物，而Ｐｂ．Ｂｉ只要盐酸浓度为２％生成金属的氢化物，过量的酸不能反应。６．电离干扰ＩＣＰ炬焰虽然温度很高，电离干扰很少，但易电离的元素例如：Ｋ、Ｎａ等进入ＩＣＰ炬焰后，仍然才虚学浅，文中错误难免，敬请批评指正。ＩＣＰ．ＭＳ仪器在改善信噪比信背比方面的进展陆文伟（ＴｈｅｍａｏＥｌｅｃｔｒｏｎＣｈｉｎａ公司ＳＩＤ市场部上海２０１２０６）摘要：文章综述了近年来在等离子体质谱４叉（ＩＣＰ—ＭＳ）在改善仪器信噪比和信背比性能方面的进展。论述了仪器的信噪比和信背比与实际分析下限的关系，以及背景和背景噪声的来源。介绍了用于改善仪器信噪比和信背比的新的仪器锥１：２设计和新的离子提取模式。关键词：等离子体质谱仪，信噪比，信背比，进展仪器的信噪比和信背比历来是许多原子光谱分析仪器的基本重要参数。它直接影响仪器的实度，背景和背景噪声情况。实际具体应用时我们常常关注空白溶液的空白背景值，因为实际溶液的空白背景直接影响分析下限。这空白背景包际检测能力和仪器的稳定性。近几年来等离子体质谱仪得到了快速发展，仪器完成了小型化和成熟过程，已经从研究所大型仪器的工作位置进入普通实验室担负普通日常分析工作。在仪器被推广应用的同时，仪器厂家仍对仪器进行不断地改造和推出新的技术，改善仪器的信噪比和信背比，以适应于现代分析化学中对痕量分析和元素化学形态分析中的瞬间信号分析的更高要求。仪器的实际捡出能力同时与信噪比和信背比相关，仪器的捡出限是信噪比和信背比的函数，所以分析工作者常常需要同时关注仪器的信号强括：仪器背景；干扰物形成的干扰背景；分析物沾污的试剂空白。等离子体质谱与等离子体光谱不同，无法扣除背景，这时背景信号与分析物信号加合在一起形成所谓“正干扰”。仪器背景与仪器本身的设计有关，它包括：１，等离子体炬产生的离子束在质谱离子光学系统中飞行所引起的背景。离子光学系统的不同设计，其背景效果也有所不同（如：离轴光学系统与同轴光学系统的不同设计；离子偏转镜的不同结构设计；离子偏转镜的多次偏转与单次偏转的不同；偏·—·——６４５·－－——中国·北京Ｂｅｉｊｉｎｇ·Ｃｈｉｎａ中国金属学会第十三届分析测试学术年会Ｔｈｅ２００６年ｌＯ月Ｏｃｔｏｂｅｒ．２００６１３ｔｈＡ＆ＴＣｏｎ／．ｏｆＣＳＭ转程度不同；粒子撞击形成散射光的不同处理；小孔板的不同处理方式等等）。２，锥口（包括采样锥和截取锥）以及提取透镜上的沉积物因溅射进入离子光路也可以造成的背景信号，这种背景信号与不同的锥口和提取透镜的形状结构设计方式有关，这种背景信号直接加合在分析物上对分析结果也可形成正误差。不同的锥口形状口径的设计以及受热散热方式不同，直接影响堆积物形成溅射和离子进入质谱系统的程度。３，仪器同位素丰度灵敏度效应所产生的拖尾背景信号。这种背景信号只是在样品中存在与分析物离子质量数邻近的高含量元素或同位素的情况下出现，大信号峰的拖尾信号对邻近的谱线造成背景。这种拖尾效应造成的背景强度与四极杆质谱的同位素丰度灵敏度有关，与四极杆的不同设计有关，如四极杆长度，口径，形状，四极杆射频频率等等。它们的最佳化组合设计都是各仪器厂家关注和下功夫的地方。仪器背景在全质量数范围内分布的，对所有分析物的信号是加合的。为了与试剂空白溶液中携带的杂质沾污元素造成的信号区分开来，这种仪器背景常常采用无分析物离子信号的质量数谱线来测量，如在质量数２２０ａｍｕ处测量。它们的相对标准偏差值被定义为仪器背景噪声或者随机噪声。非仪器因素引起的背景可包括：干扰物背景和试剂空白。干扰物背景是由化学试剂，等离子体炬，样品基体等产生的多原子离子引起的。目前可以采用各种辅助技术进行抑制，其中包括：不同类型的不同形状的锥口设计；等离子体屏蔽装置，冷焰等离子体技术；以及现在的碰撞／反应池技术。而一般试剂空白是实验过程控制问题，在一定的实验室条件允许下控制在尽可能低的空白水平。涉及到实际分析方法时，分析物离子谱线的仪器实际背景强度可以用相当的浓度单位来表示，这定义与其它原子光谱学的相一致。称为背景等效浓度（ＢＥＣ）。如果测试时采用纯水的空白溶液，所得的值为仪器的背景等效浓度。采用实际样品的试剂或含实际样品的基体的溶液，所测得的值为方法背景等效浓度。捡出限是信噪比和信背比的函数，所以捡出限与背景等效浓度存在一定的关系。捡出限（ＤＬ）与ＢＥＣ比较，由于ＢＥＣ可以方便地被测定，并可以被重复测得，所以越来越多被分析工作者所接受。ＢＥＣ可以被·－－——６４６·－－——用来对不同分析方法，不同仪器工作模式或不同仪器之间进行比较。如何进一步降低仪器的背景等效浓度，也是仪器厂家所关注和希望的任务。九十年代中期，针对低质量数的氩基多原子离子的干扰背景，有些等离子体质谱仪引入了等．离子体炬屏蔽装置，在等离子体炬和高频线圈之间加入一个接地的不闭合的金属圈。利用这种装置配合使用低高频功率的低温等离子体炬焰，可以用来降低许多低质量数范围内的空白干扰背景，这种技术被称为等离子体冷焰屏蔽［１］。九十年代末，这种屏蔽装置被使用在正常的高频功率下，保持正常等离子体炬炬温，此时仪器可以获得很高的灵敏度，灵敏度可以达到原来的３一１０倍以上。这种技术被称为等离子体热焰屏蔽技术，这种工作模式被称为高灵敏度工作模式。早期的等离子体热焰屏蔽技术，在提高仪器的灵敏度时，仪器的实际背景和背景噪声常常会同时提高，背景噪声可以达到１０—３０ｃｐｓ以上。同时氧化物离子的水平也会提高。这样仪器的实际仪器信噪比，并没有改善，所以在当时并没有被实际广泛地应用。九十年代末，碰撞／反应池技术被引入等离子体质谱仪中，用来降低多原子离子的干扰背景。碰撞／反应池技术采用在池体内加入碰撞反应气体，离解多原子离子，降低背景干扰信号。随着碰撞反应气体的加入分析物信号实际上也会被抑制或者降低，因分析物离子也因与气体的碰撞或反应而损失。但干扰背景下降得更快，所以总体的信背比会改善。所以这技术被很快地推广应用了。本世纪初，一些厂家对等离子体质谱仪器做了进一步的改造，在提高仪器灵敏度的同时，维持原来较低的仪器背景噪声（如达到小于０．５ｃｐｓ的程度），此时仪器的信噪比可以达到２４０Ｍ（１ｐｐｍ中质量数元素的标准溶液）的水平。而且仪器把等离子体热焰屏蔽的高灵敏度工作模式作为日常分析的标准模式，这种同时获得高的灵敏度和低的背景噪声的效果，引起分析工作者的重视。这种高灵敏度模式可以配合碰撞／反应池技术工作，维持相对相当高的分析物信号，从而弥补碰撞／反应池技术因通人碰撞反应气体造成的分析物信号下降，同时抑制干扰背景信号，进一步改善仪器的信背比。２００６年１０月Ｏｃｔｏｂｅｒ．２００６中国金属学会第十三届分析测试学术年会１ｆ１１ｅ１３ｄＩＡ＆ＴＣｏｎｆ．ｏｆＣＳＭ中国·北京Ｂｅｉｊｉｎｇ－ａｌｉＩ”２００１年，ＴｈｅｒｍｏＥｌｅｃｔｒｏｎ公司对已经成熟的专利锥口做了改进，推出一种新的）【ｉ锥口［３］。使用Ｘｉ锥口在低质量数的空白干扰水平会下降。新锥口的采样锥的口径被增大到１．１ｍｍ。截取锥采用长的锐角锥口，其底座与锥体分开，低座采用铜质材料，增加散热能力。这种锥口是在等离子体质谱仪全面发展的时期被开发出来的，也是在环境监测行业中对等离子体质谱仪日益增长的需求中诞生的。是针对环境样品高基体溶液的。其耐盐程度更高。其次是这锥口可以使仪器工作在低的干扰水平下。见（图１）实际仪器检测空白溶液和标准溶液的５６Ｆｅ信号情况，ＡｒＯ和ＣａＯ离子的干扰明显下降。使用这种锥口在５６Ｆｅ谱线，即可以获得３ｐｐｂ的方法捡出限。图３Ｘｔ锥口的截取锥一般来说，等离子体质谱仪器在进样后会有－沉积物堆积到锥口上面，沉积物受溅射会产生离子，锥口后面的负提取电压可以从接口中提取这些离子。ＴｈｅｌＴｒｉＯＥｌｅｃｔｒｏｎ公司在２００５年采用Ｘｔ锥口的同时，一种新的离子提取方式被命名，“兀离子提取模式”［４］。离子提取透镜的设计是平端图１１００ｐｐｍＣａ存在下的空白溶液在５６Ｆｅ的，产生负电场相应是平端的，有如丌字形。而Ｘｔ锥口的截取锥是长锐角形的（见图４），平端电场分布是离开提取透镜越远电场越小，以至无法到达锥尖，这时对锥尖上堆积的易挥发易电离元的空白背景情况。采用ｘｉ锥口。２００５年，ＴｈｅｒｍｏＥｌｅｃｔｒｏｎ公司在其老的环境样品接口的基础上，改造形成ｘｔ锥口［３］。新的仪器把Ｘｔ锥口作为标准配置提供给用户。Ｘｔ锥口同样采用大口径单角度锥体形锥口，并和长锐素就不容易进入离子光路。角截取锥（图３）配合使用。大口径采样锥和长锐角截取锥使高基体的样品溶液更不容易产生积盐现象。长锐角截取锥工作在更高的温度中（图２），减少盐分在锥口的堆积，减少堆积物中的易挥发易电离的分析物离子进入锥口进入离子光路。改善了仪器ＢＥＣ。图４尢离子提取模式图５丌＋提取模式＇ｃ离子提取模式也可以使用在短锥尖锥口图２新型Ⅺ锥口截取锥锥尖的温度分布情况（红色温度更高）上，对较短的截取锥锥口可以采用稍正电场（图５），这时正电场对锥尖堆积物离子产生一种抑制·－·—－６４７·－－－—中国·北京Ｂｅｉｊｉｎｇ·Ｃｈｉｎａ中国金属学会第十三届分析测试学术年会Ｔｈｅ１３ｔｈＡ＆ＴＣｏｎｆ．ｏｆＣＳＭ２００６年１０月Ｏｃｔｏｂｅｒ．２００６阻力，使它们不易进入离子光路里，而等离子体炬内产生的分析物离子由于有较高的动能可以冲破稍正电场的阻力进入离子光路，这时分析物谱线的信背比仍能得到改善。这种离子提取模式被称为“兀＋“提取模式。这种离子提取模式可以被应用于低质量数的易电离易挥发元素的分析，有利于它们的ＢＥＣ的改善。随着等离子体质谱仪器的不断成熟和发展，仪器的信噪比和信背比性能将得到进一步重视和改善，将有利于痕量元素分析和痕量元素化学形态分析（检测瞬间信号）的发展。参考文献［１］ＴｈｅｒｍｏＥｌｅｍｅｎｔａｌＣｏ．Ｓ０３６ＴＢＩｓｓｕｅｌ，Ｄｅｃ２０００．ＰｌａｓｍａＳｃｒｅｅｎＴｏｒｃｈＩＩ［２］ＴｈｅｒｍｏＥｌｅｍｅｎｔａｌＣＯ．Ｓ３４４ＴＢＩｓｓｕｅＸｉｌＳｅｐ２００１，ｉｎｔｅｒｆａｃｅｆｏｒｔｈｅＸｓｅｒｉｅｓＥｌｅｃｔｒｏｎＩ四一Ⅳ【ｓ．Ｎｏｔｅ：４０７０５，Ｘｔ［３］ＴｈｅｒｍｏＣＯ．Ｔｅｃｈｎｉｃａｌｍａｔｒｉｘｔｏｌｅｒａｎｔｉｎｔｅｒｆａｃｅ［４］ＴｈｅｒｍｏＥｌｅｃｔｒｏｎＣｏ．ＴｅｃｈｎｉｃａｌｎＥｘｔｒａｃｔｉｏｎｔｉｏｎⅣＩｓｔｏＮｏｔｅ：４０７１７，ｍｅｅｔｔｈｅｍｏｓｔｄｅｍａｎｄｉｎｇａｐｐｌｉｃａ－ｆｏｒｂｏｔｈｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌａｎｄｃｏｌｌｉｓｉｏｎｃｅｌｌＩＣＰ一新型多组分炉气成分分析仪器的研制熊友辉，刘志强，蒋泰毅（武汉四方光电科技有限公司，湖北武汉４３００７４）＼摘要：介绍一种采用新型非分光红外ＮＤＩＲ、热导ＴＣＤ技术以及电化学传感器等技术开发的多组分炉气成分快速分析仪。该分析仪通过采用基于新型电调制红外光源的多通道红外气体探测技术，配合ＭＥＭＳ技术的热导ＴＣＤ分析和长寿命电化学Ｑ传感器，可以实现利用一台仪器棠时快速测量煤气成分中Ｃ０２、ＣＯ、ｃＩ－ｈ，０２，Ｈ２Ｓ，Ｈ２等气体。摘要：煤气成分；非分光红外ＮＤＩＲ；热导分析中图分类号：０６５９．２文献标识码：Ａ在冶金行业如高炉、转炉、焦炉、煤气发生炉等装备中，炉膛内部气体组分不仅是炉内过程的间接表现，同时也是一些领域资源利用的直接指标，如果作为尾气直接排放，则同时是一项受到广泛关注的环保指标。因此炉气监测技术对于生产工艺过程自动控制和环境保护都具有重要意义。例如：炉气在线监测技术可以动态跟踪冶炼过程，及时调整工艺，提高终点命中率，减少物料和能源消耗，能动地控制产品的质量。实践表明，炉气在线监测技术配合高炉控制模型，可使吨铁的焦碳消耗量大大下降。尤其冶炼新工艺试验中在未知冶炼终点情况下，常常使用炉气成分在线监测技术为实验者提供冶炼过程的重要信息。此外钢铁生产中产生多种可回收利用的煤气，如焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气等。其合理的回收和利用，是钢厂节能增效的重要方面。我国多个··－——６４８·－－——钢铁公司通过炉气回收已经分别实现了转炉工序和炼钢厂能源的负消耗。为保证有效、安全回收，必须实时监测排气管道中ＣＯ、ｃ０２和Ｑ的含量。在煤气回收利用过程中，为了提高煤气的利用率，保证安全，通常需要实时监测各种煤气混合前后及燃烧产物的成分，从而合理调整不同热值煤气的比例，控制最佳空燃比，达到最大的利用效率。此外在钢铁生产过程的各个阶段产生大量有害气体，如在各个生产工序中产生的ＣＯ和ｃｏｇ等等。通过炉气在线测量和控制技术结合，不但能提高钢铁生产效率和产品质量，还能降低能源和物质消耗以及减少环境污染。奥氏气体分析仪作为一种经典的化学式手动分析器，具有价格便宜、操作方便、维修容易等优点，一直在炉气成分分析领域有广泛的应用。但是该方法是一种手动操作，速度慢，已经不能适