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Cómo las nuevas tecnologías de espec. cortaron gastos de explotación

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¿Las tecnologías innovadoras diseñaron especialmente para hoy? los espectrómetros modernos de s ayudan a empujar gastos de explotación hacia abajo y productividad para arriba.

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Muchos instrumentos de ICP-OES incurren en una variedad de costos operacionales y del mantenimiento, obvios y ocultados, que aumentan dramáticamente su coste total de la propiedad. Estos costes se magnifican por el tiempo muerto subsecuente, que presiona más lejos el fondo.

¿Las buenas noticias son que las nuevas tecnologías del espectrómetro están reduciendo tales costos eliminando o reduciendo el efecto de una variedad de debilidades inherentes adentro? ¿tradicional? diseño del instrumento.

El precio de la purga

Los instrumentos convencionales de ICP-OES confían en por lo menos un materiales consumibles costosos: una fuente constante de gas de la purgación.

Ciertos elementos a menudo-analizados (la mayoría incluyendo o todos los no metales) requieren medidas debajo de 200 nanómetros (nanómetro) en la gama ULTRAVIOLETA. Desafortunadamente, los diseños convencionales están abiertos al ambiente, así que el aire atmosférico está presente en sus trayectorias ópticas. Y las líneas debajo de 180 nanómetro son absorbidas fuertemente por el oxígeno y el agua moleculares en ese aire.

Así pues, tales instrumentos deben purgar el aire substituyéndolo por el gas del argón o del nitrógeno.

La purga del suficiente aire de la trayectoria óptica puede tomar hasta 2 horas después del arranque. ¿La mayoría de los laboratorios pueden? t produce perder que mucha productividad. ¿Para mantener tan integridad de sistema, deben llenar y purgar el gas continuamente? incluso cuando el sistema no está analizando muestras. ¿Esto? ¿purga espera? consume a menudo 1 litro de gas costoso por el minuto, que los resultados en hasta vario mil dólares en basura y costo del gas de la purgación cada año. Además, este terraplén/diseño constantes de la purgación aumenta la ocasión que las impurezas en el gas pueden contaminar los componentes del sistema óptico, requiriendo reparaciones costosas adicionales.

Una solución suprime la necesidad para la purga constante del argón o del nitrógeno, así eliminar el gas y el coste de los materiales consumibles y purgar retardos. En lugar, el sistema argón-se llena permanentemente, recirculando el gas con buenos por lo menos 2 años de un pequeño cartucho del purificador de vida. El usuario puede encender y parar el instrumento en la voluntad. El espectrómetro alcanza resultados analíticos altamente estables y funcionamiento ULTRAVIOLETA bajo excelente, sin esperar de la purgación o retardos en el arranque.

Con los 600 metros cúbicos estimados de gas de la purgación ahorrados por año, esta tecnología pueden ahorrar $3.800 anualmente en la consumición del gas solamente.

El coste de enfriamiento

Las plasmas generan absolutamente un pedacito del calor. Para tratar de esto, los sistemas tradicionales de ICP-OES requieren a usuarios agregar en un sistema de enfriamiento externo, típicamente un refrigerador a base de agua. Un componente tan costoso y complicado agrega complejidad significativa al sistema total. Un refrigerador externo es los escapes internos propensos, que pueden causar la falta de los componentes costosos del instrumento tales como la bobina del generador o de la carga del RF del plasma. Puede también requerir mantenimiento frecuente, y servicio como fuente desproporcionada de tiempo muerto del sistema.

Además, pocos de estos sistemas de enfriamiento superan sus espectrómetros. De hecho, los refrigeradores requieren a menudo el reemplazo temprano (y costoso).

¿Por otra parte, los costos de enfriamiento directos pueden representar una adición fuerte al espectrómetro? precio bajo inicial de s. De hecho, la compra separada del refrigerador puede sumar tanto como $5.000. Y los costes energéticos alzan las cuentas para uso general para la vida del instrumento.

Una solución es eliminar el sistema de enfriamiento externo con tecnología integrada, refrigerada innovadora. Simple en el concepto, este acercamiento genera intrínsecamente menos necesidad que los diseños convencionales del mantenimiento o del tiempo muerto. Ahorra los costes energéticos de continuación más altos de refrigeradores a base de agua. Elimina los escapes y la corrosión. ¿Él? s la avería menos propensa probada él, y evita la necesidad del reemplazo temprano costoso.

El costo de la inestabilidad

El sistema óptico es el corazón de cualquier instrumento de ICP-OES. Las óptica convencionales usadas en la mayoría de espectrómetros utilizan hoy las redes difractoras del tipo del echelle. Mientras que tales instrumentos proporcionan funcionamiento adecuado en la variación de situaciones analíticas, en un número de usos pueden luchar y no poder proporcionar los niveles de funcionamiento necesarios. Las ediciones son varias.

Primero, la manera que un espectrómetro echelle-basado procesa líneas espectrales hace susceptible a interferencia cuando los espectros para ciertos elementos presentes ellos mismos demasiado cerca junto. ¿Luz externa de las reflexiones causadas por el sistema? los componentes ópticos múltiples de s aumentan la radiación de fondo y afectan a sensibilidad. Esta interferencia de la luz externa hace más duro analizar satisfactoriamente matrices muy línea-ricas, tales como ésos encontrados con los metales o un poco de materia orgánica.

¿Una segunda desventaja es los sistemas del echelle? resolución fuertemente longitud de onda-dependiente. Exhiben una resolución más alta en la gama de 200 nanómetro, pero una resolución más baja sobre 300 nanómetro. ¿Esto hace el trabajo con esas matrices línea-ricas del metal que desafían, y puede requerir el proceso del suplemento? cuál agrega aún más tiempo, apuro y costo.

En tercer lugar, los sistemas ópticos en todos los espectrómetros echelle-basados convencionales de ICP-OES utilizan por lo menos cuatro a ocho superficies reflexivas (espejos, prismas, cruz-dispersores, etc.). Sin embargo, la transmisión ligera se disminuye en cada reflexión. ¿La mayoría de los sistemas tienen realces a intentar compensar estas pérdidas, pero todavía pierden porcentajes significativos de la luz? bastantes en algunos casos para degradar substancialmente sensibilidad.

El problema llega a ser agudo en la gama espectral de UV/VUV debajo de 190 nanómetro, llevando para bajar las sensibilidades para ciertas longitudes de onda y sus elementos respectivos (aluminio aproximadamente 167 nanómetro, plomo en 168, fosforados en 177, sulfuro en 180, y así sucesivamente).

Otros desafían: ¿la óptica del sistema del echelle? la franqueza al ambiente requiere un suministro de gas costoso del terraplén/de la purgación substituir el aire ambiente (según lo observado ya). Pero también afecta negativamente estabilidad de la medida. Cualquier cambio de la presión en la atmósfera ambiente se repite dentro del sistema óptico, cambiando el índice de la difracción de la atmósfera óptica. Esto lleva a la longitud de onda la deriva, que puede influenciar negativamente la recuperación de resultados exactos.

Finalmente, las limitaciones de las óptica del echelle pueden perjudicar la selección de opciones de la visión del plasma al comprar un espectrómetro. ¿Los sistemas tradicionales de la radial-vista pueden a menudo? niveles de concentración del rastro de la manilla en forma de T de un número significativo de elementos. Así, el usuario puede ser forzado (en lugar o también) a comprar la alto-sensibilidad axial o aún sistemas de la dual-vista, aunque éstos sufren de una compatibilidad más baja de la estabilidad y de la matriz, mientras que sus complejidades agregadas exigen mantenimiento, la limpieza y el coste adicionales.

Las nuevas innovaciones en tecnología óptica están mejorando medidas de funcionamiento tales como sensibilidad y estabilidad, así como tener un impacto positivo en costes operacionales. Una innovación es un acercamiento único de la óptica conocido como tecnología optimizada de la alineación del círculo de Rowland (ORCA). ¿(Aquí? ¿círculo? describe un arreglo óptico con una reja cóncava, optimizada para limitar la pérdida de luz durante la difracción.)

Los sistemas ópticos de Echelle que utilizaban tecnologías del dispositivo juntado carga/del dispositivo de inyección de carga (CCD/CID) fueron desarrollados en los años 90, usando los sensores de dos dimensiones como su fundación. Por el contrario, la técnica de la ORCA aprovecha completo de los detectores del arsenal linear. Las características primeras de la ORCA incluyen sensibilidad a través de una gama espectral más amplia y estabilidad de largo plazo excelente debido a factores tales como la ausencia de la cualquier óptica que purga necesidades.

En muchos usos industriales, los usuarios encuentran rutinario altas concentraciones de elementos de la blanco. Para esta clase de trabajo, los usuarios eligen a menudo una alto-precisión, modelo de la radial-vista de la bajo-sensibilidad. Sin embargo, si estos usuarios a veces también encuentran muestras con concentraciones del remontar-nivel, su sistema echelle-basado convencional de la radial-vista bien puede probar inadecuado. Deben en lugar de otro elegir un modelo de la axial-vista de la alto-sensibilidad. los instrumentos Axial-basados balancean su sensibilidad mejorada con una precisión más baja, una estabilidad más baja y bajan compatibilidad de la matriz, mientras que su mayor complejidad exige más mantenimiento e incurre en gastos de explotación más altos. Dependiendo de uso anticipado, los usuarios pueden seleccionar un instrumento de la dual-vista que pueda proporcionar ambas capacidades. Cualquier alternativa significa más costo.

¿En cambio, la óptica Orca-permitida permite los límites de detección inusualmente bajos que dejan incluso una manija de la versión de la radial-vista muchos usos del análisis de rastro con suficiente sensibilidad (además de la visión radial? las óptica inherentes de la alta precisión) de s .ORCA crean un directo, la trayectoria óptica de la alto-luminancia que limita pérdida ligera y la luz externa mientras que maximiza rendimiento de procesamiento espectral de la separación y de la información. Este y las innovaciones relacionadas de la ingeniería mejore la sensibilidad y la estabilidad, permita el sistema más fácilmente a los espectros línea-ricos de proceso, alce la exactitud de la medida y reduzca la reanudación costosa.

Generadores inframotorizados

¿Los generadores del espectrómetro aren a menudo? t bastante de gran alcance entregar los niveles más altos de funcionamiento necesitó rutinario en laboratorios del mundo real. Por ejemplo, en las situaciones analíticas que requieren altas cargas del plasma, los espectrómetros convencionales pueden luchar (o fall) si están desafiados para suministrar suficiente energía cuando repentinamente las matrices de conmutación diversos tipos de muestras. El rendimiento de procesamiento de la muestra puede ser reducido con eficacia.

Un más nuevo, más robusto diseño del generador, sin embargo, proporciona reservas amplias de la energía así que puede manejar cargas extremas del plasma y adaptarse a las demandas rápidamente de cambio. Suponga que el instrumento está funcionando con un sistema de muestras de las aguas residuales que contienen los niveles áspero similares de materiales orgánicos. ¿Si una muestra aparece repentinamente que una materia orgánica mucho más alta de las demostraciones nivela? ¿causar una carga más alta del plasma? el sistema puede manejar el cambio y hacer la medida sin retardos molestos o costosos.

¿Finalmente, espectrómetros tradicionales? el software excesivamente complejo y las rutinas operacionales pueden también requerir curvas de aprendizaje excesivamente largas (y así costosas) y el entrenamiento. Tales retardos pueden tener un impacto perceptiblemente negativo en laboratorio o productividad del proceso industrial. También, las deficiencias de diseño conocidas arriba, además de otras, pueden todos aumentar apreciable la ocasión de errores costosos.

Espectrómetros más viejos y tradicionalmente construidos llevan la carga de un número de problemas inherentes en su diseño. ¿Afortunadamente, con la introducción de continuación de tecnologías innovadoras que mejoran funcionamiento de ICP-OES, muchos dolores de cabeza? ¿y gastos de explotación substanciales? se han dirigido fuera del sistema.