隨著現代分析科學技術的發展,無機質譜儀在無機元素微量分析以同位素分析等分析有著廣泛的應用,適用於絕大多數無機元素,分析速度快,結果精確,樣品用量少等優點,廣泛用於地質學、礦物學、地球化學、核工業、材料科學、環境科學、醫學衛生、食品化學、石油化工、公安係統、考古、空間技術等領域的分析測試。
由於無機質譜儀很多測試樣品含量都在超痕量甚至更低,所以對環境要求就非常高,要求整個分析過程流程中都保持非常高的潔淨環境,所以在部分ICP-MS、高分辨質譜以及同位素質譜儀的實驗室都需要為儀器量身定做潔淨實驗室。
對實驗室的要求是:
1、保持極低的無機空白;
2、由於儀器精密,保證儀器不容易出故障。
實驗室建設既要滿足國家潔淨間的規範要求,同時還需要滿足特定的要求。實驗室需要考慮裝飾裝修、淨化通風係統、電路係統、自控係統、氣路係統以及工藝設備等。
一、實驗室基本結構
無機質譜儀超淨實驗室一般包括更衣室、風淋室、前處理間、天平間、儀器間和輔助設備間等。不同房間裝飾、潔淨度、換氣次數以及溫濕度要求不一定相同。
二、實驗室基本參數
三、設計基本要求
(1)保證實驗室整體美觀,以人為本,設計合理;
(2)選用材料要求防酸、堿、耐有機溶劑;
(3)潔淨室符合潔淨實驗室建設規範和相關條例,滿足用戶需求;
(4)防靜電,不積塵,堅固耐用便於使用維護。
四、裝飾裝修
裝飾裝修材料必須保證盡量低的無機本底,一般采用彩鋼板、PVC壁布和地板或抗倍特板等無機本底極低的裝飾材料。
前處理間隔斷與吊頂一般采用PVC材料或抗倍特板材,地麵采用自流平貼抗靜電免維護耐酸堿同質透心PVC地板。
實驗室門,框架為塑鋼型材,門鎖、把手與鉸鏈為無機材料。
實驗室固定窗,窗框架由塑鋼製作,玻璃為5mm浮法玻璃。
實驗室內牆麵、吊頂與地麵之間的陰角處采用ABS圓弧角過渡,避免積塵死角、便於清掃維護、改善氣流組織。
五、淨化通風空調係統
淨化空調流程圖:
淨化空調係統結構:初效過濾器、中效過濾器、高效過濾器、淨化精密空調。
氣流組織采用亂流,高效送風口分散均勻分布或集中布置,側牆回風。
為了避免低潔淨度房間與高潔淨度房間之間的氣流造成高潔淨房間塵埃粒子超標,應使高潔淨度房間與相鄰相通的低潔淨度房間保證一定的正壓,一般不低於5Pa;潔淨房間與相鄰相通非潔淨房間之間保證不小於10Pa的壓差。
壓力梯度由新風量和排風量的大小控製,新風量根據實驗要求來確定,排風量則由室內可能產生的汙染氣體、其它通風設備的排風量以及壓力梯度共同確定。
新風由室外引入淨化空調係統,間接送至室內,需經粗效和中效過濾器進行過濾處理,視情況添減輔助電加熱係統;
安全櫃排風經廢氣處理後高空排放。
淨化通風空調係統需要考慮消防要求,風管穿越空調機房與潔淨區的隔牆處均需加裝70℃防火閥。
實驗室需要考慮夏冬季以及過渡季節情況。
前處理與儀器室淨化通風空調係統分開設置,避免互相幹擾、交叉汙染。
獨立的安全櫃送風係統,同時與安全櫃排風係統及安全櫃聯動,均為變頻控製,保證每一台安全櫃開啟與關閉時,送風係統和排風係統均能及時響應。
儀器室排風獨立設置,每台儀器獨立的排風係統。
六、電氣係統
所有淨化區域內的照明燈具均采用專用吸頂淨化燈,具有防水和氣密性特點。實驗室內照度不小於300Lx,。
實驗室設有專業控製箱,電源有漏電檢測報警裝置。根據儀器以及配套設備情況考慮專業用電負荷;
用電設備外殼與專用接地保護線(PE)可靠連接,所有用電設備不帶電的金屬部分與PE線連接。
需要考慮質譜儀接地要求,接地電阻不大於1歐姆或4歐姆。
七、自動控製係統
自動控製係統是這個潔淨實驗室的核心,將對潔淨區的空調設備如冷熱設備、新風、空調機組、等係統進行信號采集和控製,實現潔淨區空調設備管理係統的自動化,起到集中管理、分散控製、節能降耗、潔淨級別保證的作用。
采用通信、傳感和計算機技術來實現對潔淨空調設備過程監控,甚至無人操作的一種新興控製技術,設計結構完整、先進又開放的智能樓宇監控係統是樓宇自動化項目的核心。
每套係統由一套PLC控製器控製,並最終連接成一套網絡,連接在一台彩色觸摸屏上,放置在操作室,同時對係統的各種操作和顯示在此界麵上完成,控製顯示界麵上控製每套係統的各種實驗室工藝設備的工作狀態、粗效過濾器、中效過濾器過濾器的工作狀態顯示、空調機組的各種報警、係統的溫、濕度顯示和控製、白天和夜晚的控製模式的自動轉換、排風補風係統聯動控製、各種報警功能。
八、實驗室工藝設備
實驗室工藝設備是指實驗室內必須配備的除實驗儀器以外為質譜儀服務的專業設備,主要有PP化學安全櫃、PP通風櫃、實驗台,水盆台,試劑櫃,更衣櫃、鞋櫃、緊急衝淋等裝備,是實驗室工程建設中不可缺少的重要一環。
PP化學安全櫃是近年才在國內出現的一個新產品,萊伯泰科化學安全櫃引進國外先進技術,實現了本土化生產,既保證樣品不受汙染,又能保護操作者不受侵害。
九、氣路係統
儀器用氣需要專業設計,保證氣源供氣充足和穩定。由於儀器不斷電帶氣長期工作,需要保證氣路係統帶氣切換不斷氣。
一般采用二級減壓供氣方式,316LBA級不鏽鋼材質管路。
氣源采用鋼瓶或者液氬的鋼瓶,最好液氬鋼瓶。