一、NEPTUNE PLUS 的气体系统结构

NEPTUNE PLUS 的真空腔前端与等离子体源共有多条气体通路，主要包括：

• 主流 Ar 气（sample gas）：用于维持等离子体火焰；

• 辅助气体（auxiliary gas）：稳定火焰；

• 冷却气体（cool gas）：帮助冷却等离子体源；

• 扫气（sweep gas）：与高灵敏接口（如 Jet 接口）及 desolvator（如 Aridus II）配合使用；

• 添加气（N₂、He）：用于冷等离子操作减少干扰。

这些气体通路均配备 MFC 实现数字化 PID 控制，可精准测量与调节所需气体流量，典型精度控制在 ±1 % 以内。

二、流量参数与控制精度

在 Thermo Fisher 应用文档中，典型操作参数如下（源自标准应用与 Oxygen 同位素分析案例）：

• 冷气流量（Cold gas）：约 15 L/min；

• 辅助气体（Aux）：约 0.85 – 1.05 L/min；

• 主流样品气（Sample gas）：约 0.85 – 1.45 L/min；

• Aridus II Sweep gas：8 – 11 L/min；

• N₂ 添加气：3 – 6 mL/min；

• Oxygen 分析中额外 O₂：0.1 – 2 mL/min；

• He 扫气也可达几百 mL/min 至 L/min 级别 aquariumsupplies.ca+11assets.thermofisher.com+11pubs.rsc.org+11。

气体流路通过高精度 MFC 控制，每条通路拥有实时传感、电子反馈和报警，可监控偏离设定值并自动调整。

三、MFC 的作用与监控功能

1. 精准稳定气体流量：PID 控制确保设定流量精准维持，实现高稳定性、低漂移的火焰与离子源状态；

2. 实时数值采集：软件界面（如 Qtegra）可实时显示各通路流量，支持曲线监控、报警设定；

3. 故障保护与自动停机：若流量超限、失控或断气，仪器可自动中断运行并报警；

4. 多通路兼容性：MFC 可支持多种气体（Ar、N₂、He、O₂、Sweep gas），满足接口（冷雾化、Jet 等）扩展需求；

四、应用实例与研究支持

• 在主流文档中（例如大流量干接口 Sensitivity 文档），明确标注冷气 15 L/min，主/辅助气体约 0.85–1.05 L/min。使用 Aridus II 和 Jet 接口时会增加扫气，如 sweep gas 8–11 L/min 和 N₂ 3–6 mL/min 的额外通路，表明多个 MFC 被并联使用 assets.thermofisher.com。

• 在 Oxygen 同位素 LA-ICP-MS 分析中，还使用 O₂（0.1–2 mL/min）和 He 扫气（99.999%）控制检测干净状态，这些均由专门 MFC 精控 pubs.rsc.org。

五、气体系统维护与校准建议

虽然 MFC 是自动化控制核心，仍需定期维护确保测控精度：

1. 校准：建议按年或半年对 MFC 进行校验，使用 NIST 流量标准；

2. 更换过滤器：接口气管应安装符合要求的前置滤器，以防颗粒进入 MFC；

3. 清洗气路：若使用 O₂/N₂ 混气，需定期清洗气体混合器与管路防止积累油渍或湿气；

4. 软件检查：在仪器调谐界面定期查看各通道对比预设流量，如有异常尽快检修；

5. 日志记录：建立运行日志、记录历史流量数据，定位漂移趋势并提前预防故障。

六、小结与建议

• NEPTUNE PLUS 配备多条 MFC 流量传感器，可实现各通路精准 PID 控制；

• 典型通路包括 Ar 主流、Aux/Cold gas、Sweep gas、N₂/He、甚至 O₂ 添加气；

• 可以满足多种测量模式下的高稳定性需求，兼容 Jet、Aridus 等接口；

• 使用过程中需做好 MFC 的定期校准与维护，确保测控精度与仪器稳定性。

结语

NEPTUNE PLUS 在设计上高度依赖气体系统的精密控制，因此其具备高性能的流量传感与控制能力，从硬件（MFC）与软件（Qtegra 实时监控）层面保障精准运行。如果您在使用中需自定义流量参数、添加新通路（如 O₂）、或提升系统自动化水准，请联系赛默飞服务工程师获取高级配置建议和维护支持。