TW550384B - Method and apparatus for analyzing impurities in gases - Google Patents

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Makoto Tanaka
Tetsuya Satou
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Nippon Oxygen Co Ltd
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550384 6839pif.doc/002 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(/) MMMM, · 本發明是關於氣體中雜質的分析方法及裝置,特別是 有關於一種氣體中雜質的分析方法及裝置,適合用在吸附 性和反應性高的氣體,例如是氧氣、矽化烷、乙硼烷、磷 化氫、砷化氫,其中含有微量雜質的分析。 發明背景 在習知的技術中,將具備有分離試料氣體中雜質的管 柱的層析儀和具有分析雜質成份的檢測器的質量分析計組 合,以層析儀將作爲測定對象的微量雜質成份分離後,在 對各雜質成份各別以質量分析計進行測定。但是依此方法 的話,在吸附性或反應性高的氣體,例如分析氧氣中的 lOppb等級的雜質的場合,即使導入數次的試料氣體,測 定的雜質其背景環境還是不安定,而且於此同時雜質的波 峰高度會受到導入試料次數而變化之故,在分析氧氣中的 雜質的時候,在測定開始時每次都必須要操作取樣閥將氧 氣導入數十次,以求背景環境以及波峰高度的安定。更甚 的,在使用管柱以測定雜質的場合,必須對各管柱進行上 述相同的操作,而必須浪費相當多工夫和時間。 而且,使用大氣壓離子化質量分析計作爲雜質成份檢 測器的場合,爲了測量更高感度的雜質,例如是測定由Ippb 到低於ppb等級的雜質,前述的質量分析計會對背景環境 以及波峰高度的安定性產生很大的影響,爲了得到安定的 測定値,必須要更長的時間。 另一方面,有關於氧氣分析,在特開平9_236564號 4 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公釐) --:-----------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 550384 6839pif.doc/〇〇2 A7 B7 五、發明說明(2) 公報記載的檢測方法中,記載有導入事先準備含有少量氧 氣的載氣,使裝置內具有反應性以及吸附性的部份以氧氣 使其飽和,再導入試料氣體,進而檢測出試料氣體的微量 氧氣的方法。此方法是只使用層析儀來檢測出當作雜質的 氧氣的方法,也就是以載氣將數ppm程度的氧氣經常的導 入系統同時,檢測出ppm程度的雜質氧氣。 但是,以載氣導入一定量的氧氣的方法,在使用層析 儀和質量分析計或是大氣壓離子化質量分析計所組合的分 析裝置的場合,質量分析計或是大氣壓離子化質量分析計 的分析部,若是時常導入較高濃度的氧氣的話,會使得質 量分析計或是大氣壓離子化質量分析計的離子源提早劣 化,在使用大氣壓離子化質量分析計的場合,氧氣會容易 離子化而導致雜質的檢測困難,亦會造成感度的降低。 在此本發明的目的在提供一種氣體中雜質的分析方法 及裝置,即使在使用大氣壓離子化質量分析計作爲檢測器 的場合,能夠縮短原本前處理所需的長時間,而在短時間 內得到安定且再現性優良的測定値。 爲了達到上述的目的,本發明之氣體中的微量雜質的 分析方法,其特徵在將試料氣體中的雜質由管柱分離的分 析方法中,將預定量的試料氣體以預定的時間間隔、複數 回導入分析系統中後,再開始前述雜質的分析。 而且,本發明之氣體中的微量雜質的分析裝置,其特 徵在具有分離試料氣體中雜質用的管柱,以及分析由管柱 分離的雜質的檢測器的分析裝置中,試料氣體的導入通路 5 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格mo X 297公髮) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ,¾ --線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 550384 683 9pif.doc/002 A7 B7 五、發明說明(,) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 分岔成複數條,各分岔通路各別設置有取樣閥,以控制試 料氣體的流量並供給試料氣體給管柱’於此同時,在前述 管柱的下游處,·設置有由通路切換用的切換閥,在其中任 意一個管柱流出的氣體經排氣通路流至供給前述檢測器的 供給通路時,另一個管柱流出的氣體經排氣通路流至分析 系統外而排出。 圖式之簡單說明 第1圖所示爲能夠適用於本發明方法的分析裝置之一 種系統圖; 第2圖所示爲本發明的分析裝置之一種形態的系統 圖; 第3圖所示爲比較例的測定回數和波峰高度的關係示 意圖;以及 第4圖所示爲實施例的二氧化碳測定的測定回數和波 峰高度的關係示意圖。 圖示之標示說明: 10、11、62、72 :管柱 12、 50 :層析儀 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 13、 51 :大氣壓離子化質量分析計 14、 52 :試料氣體導入通路 15、 63、64、73、74 :計量管 16、 61、71 :取樣閥 • 17 :試料氣體切換閥 18 ' 53 :分析通路 6 本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 550384 6839pif.doc/002 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(f) 19、 54 :排氣通路 20、 55 :分析器體切換閥 21、 22、23 :載氣供給通路 21a、22a、23a、56a、66a、76a :流量控制器 24、 57 :壓力調節閥 25、 58 :精製器 26、 59 ··三連四方閥 27、 93 :試料氣體排氣通路 56 :稀釋用載氣供給通路 60 :第1分離通路 65 :第1試料氣體導入通路 66 :第1載氣供給通路 67 :第1排氣通路 70 :第2分離通路 75 :第2試料氣體導入通路 75a :壓力調整器 - 76 :第2載氣供給通路 77 :第2排氣通路 80 :排氣系統 81 :壓力計 82 :背壓閥 90 :試料氣體選擇閥 91 :第1導入通路 92 :第2導入通路 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ---!-----------. — -----訂---------線 ijF (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 550384 6839pif.doc/〇〇2 五、發明說明(夕) ^^3施例之詳__明 第1圖所示爲能夠適用於本發明方法的分析裝置之一 種系統圖。此分析裝置在層析儀12中具備有分離試料氣 體微量雜質的管柱1〇、11,且在層析儀12的下游處和大 氣壓離子化質量分析計13結合’做爲層析儀12的檢測器。 前述層析儀12中設置有:由六方向氣體切換活門構 成的取樣閥16,取樣閥16更具有計量管1 5,用以計量由 試料氣體導入通路14所供給的g式料氣體,由四方氣體切 換活門構成的試料氣體切換閥π,用以切換經由取樣閥I6 計量的試料氣體流向管柱10或是管柱11兩者其中之一, 由四方氣體切換活門構成的分析氣體切換閥20,用以切換 經由管柱10、11流出的氣體流向分析通路18或是排氣通 路19兩者其中之一^。 而且,作爲搬運、淸洗以及稀釋試料氣體用,各別具 備有流量控制器21a、22a、23a的載氣供給通路,與前述 的取樣閥16、試料氣體切換閥17以及分析通路18相連接。 此分析裝置是由壓力調節閥24經由精製器25供給的 載氣,在經由三連四方閥26分岔連結至各載氣供給通路 21、22、23,並以流量控制器21a、22a、23a調節氣體流 量以及供應給預定的通路,以預定的順序操作前述的取樣 閥16、試料氣體切換閥17以及分析氣體切換閥18,再以 大氣壓離子化質量計13分析由預定管柱分離出來的試料 氣體中的微量雜質成份。 例如在第1圖中,各閥中的氣體流路切換到粗線則表 8 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
Hr---------餐—— ϋ flu 1 n 一 5V 1· 1 .1- ϋ tm§ n I 線- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 550384 6839pif.doc/002 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(& ) 示使用第1管柱10分析(測定)的場合。此時由載氣供給通 路21經由取樣閥16供給的載氣流經計量管15而流至試 料氣體切換閥17,再由試料氣體切換閥17流經第1管柱 1〇、再經由分析氣體切換閥20流至分析通路18,而與經 由載氣供給通路23流過來的載氣(稀釋氣體)合流後流至大 氣壓離子化質量計13。而且,由載氣供給通路22流經試 料氣體切換閥Π的載氣,在流經過第2管柱11後,再流 經分析氣體切換閥20而經由排氣通路19流出。 在此狀態將取樣閥16的氣體流路切換到細線側的話, 則經由試料氣體導入通路14進入的試料氣體流經計量管 15,再通往試料氣體排氣通路27而流出去。然後,取樣 閥16的氣體流路再切換到粗線側,則經由載氣供給通路21 的載氣將計量管15內的試料氣體壓迫出去,通過試料氣 體切換閥17至第1管柱、再以塡充於第1管柱10內的塡 充材料分離試料氣體中的雜質,由分析氣體切換閥20經 分析通路18流至大氣壓離子化質量計13,再以大氣壓離 子化質量計13測定雜質的成份。 在依此運作的分析裝置中,吸附性或反應性高的氣 體,例如是氧氣、矽化烷、乙硼烷、磷化氫、砷化氫的場 合,將少量的試料氣體以預定的時間間隔、複數回導入分 析系統中以測定雜質。亦即是分析開始前,大氣壓離子化 質量分析計13爲非啓動(OFF)狀態時,在繼續由載氣供給 通路21供給少量載氣的同時,取樣閥16的氣體流路由載 氣側切換到試料氣體側,計量管15內的試料氣體經由試 9 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) m 訂---------線‘ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 550384 6839pif.doc/002 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(f ) 料氣體切換閥17,第1管柱10、分析氣體切換閥20、分 析通路18至大氣壓離子化質量分析計π的分析系統內導 入前處理操作,以適當的時間間隔進行複數次。 依此以適量的試料氣體,在大氣壓離子化質量分析計 13爲非啓動狀態的分析開始前,事先導入分析系統內,以 試料氣體使分析系統內與試料氣體具有反應性或是吸附性 的部位能夠處於飽和狀態,進而能夠大幅降低雜質測定時 試料氣體的反應以及吸附的影響。而且在大氣壓離子化質 量分析計13非啓動狀態的分析操作開始前進行,即使高 濃度的氧氣流至離子源,亦不會使離子源提早劣化。 依此進行前處理(Conditioning)後,啓動大氣壓離子化 質量分析計13的離子源,對經由分析系統內導入之已計 量的試料氣體進行分析,能夠對氫氣、氮氣、甲烷、一氧 化炭、二氧化碳等微量的雜質做高精度的分析,而直接得 到再現性優良的測定値。特別在能夠測量ppb至ppb以下 等級的微量雜質的大氣壓離子化質量分析計13中,對於 試料氣體的反應等會造成的影響,例如是背景環境,能夠 維持在極安定的狀態之故,因此能夠正確的測定極微量的 雜質。 此前處理的試料氣體導入量及時間間隔,能夠依試料 氣體、管柱以及測量器做適當的調整,一般而言,試料氣 體的導入量相當於計量管15的容積,大約數ml,導入的 時間間隔亦可以爲數分,較實用的時間間隔爲數十分,_ 好是由數秒至數十分的範圍內做適當的選擇。例如在裝寶 10 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) —------------------訂---------線 IIP- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 550384 683 9pif.doc/002 幻 __________________ B7 五、發明說明(B) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 設立時’以數分鐘的間隔將數ml的試料氣體導入分析系 統的話’能夠在比較短時間內使分析系統內的試料氣體飽 和。長時間,例如是數日間維持分析系統內飽和的場合, 在兩個小時的時間間隔內,最好以60分以內的時間間隔 導入試料氣體。而且,試料氣體的導入次數、導入量,最 好對應管柱的形狀等的裝置規模來設定,並最好依實驗做 各項確認。 第2圖爲能夠以前述方法實施而產生效果之本發明分 置之一種形態的系統圖。此分析裝置和前述同樣將層 析儀50與大氣壓離子化質量分析計51結合。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 層析儀50中設置具有取樣閥61以及管柱62的第1 分離通路60,以及具有取樣閥71以及管柱72的第2分離 通路70,兩個取樣閥61、71由八方向氣體切換活門構成, 更設置供八方向氣體切換活門使用,能夠各別切換的兩個 計量管63、64以及73、74。更加的,取樣閥61和由試料 氣體導入通路52分岐的第1試料氣體導入通路65、具備 有流量控制器66a的第1載氣供給通路66以及第1排氣 通路67相連接。同樣的,第2分離通路70的取樣閥71 和由試料氣體導入通路52分岐的第2試料氣體導入通路 75、具備有流量控制器76a的第2載氣供給通路76以及 第2排氣通路77相連接。而且,爲保持兩分離通路60、70 同一壓力,而在第2試料氣體導入通路75設置了壓力調 整器75a。 而且,在兩管柱62、72的下游設置由四方氣體切換 11 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2]Ό χ 297公爱) 550384 683 9pif.doc/002 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(7) 活門構成的分析氣體切換閥5〇,用以切換經由管柱流出的 氣體流向分析通路53或是排氣通路54。分析通路53和具 備有質量控制器56a的稀釋用氣體供給通路56合流後再 與大氣壓離子化質量分析計51相連接。尙且,在前述各 排氣通路54、67、77設置了具有壓力計81,背壓閥82、 流量計83的排氣系統80(排氣通路77以外的部份圖示省 略)。 更加的’在試料氣體通路52上設置由四方向氣體切 換活門構成的試料氣體選擇閥90,用以切換由第1導入通 路91以及第2導入通路92兩系統的試料氣體流至試料氣 體通路52,以及與排氣通路93的切換。而且,載氣是由 壓力調節閥57流經精製器58至三連四方閥59分岔後各 別供給各載氣供給通路56、66、76。 前述管柱67以及管柱72所使用塡充劑的種類、長度、 溫度等條件因應分析對象雜質種類的不同各別設定。以分 析氣體切換閥55而能夠切換經由管柱62、72其中一方分 離的氣體,再導入大氣壓離子化質量分析計51進行分析。 其次,對於使用此分析裝置分析試料氣體中雜質的操 作順序提出說明。尙且,試料氣體導入通路52與通入第1 試料氣體源以進行連續分析的第1導入通路91、通入第2 試料氣體源以進行連續分析的第2試料氣體源各別接續, 而且以當第1管柱61適用於分離第1雜質時,第2管柱71 適用於分離第2雜質來作說明。 首先,大氣壓離子化質量分析計51處於非啓動狀態 12 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) —:------------------訂---------線 10^· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 550384 6839pif.doc/002 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
五、發明說明UCO 時,各閥中的氣體流路對第2圖粗線表示的位置開始供給 各氣體。在此狀態下,由第1導入通路91通入的第1試 料氣體,由試料氣體導入通路52經第1試料氣體導入通 路65以及第2試料氣體導入通路75,其中分岔流至第1 試料氣體導入通路65的試料氣體經由取樣閥61流過計量 管63後,從第1排氣通路67排出。而且,分岔流至第2 試料氣體導入通路75的試料氣體,由壓力調整器75a調 整壓力後,經由取樣閥71流過計量管74後,從第2排氣 通路77排出。而且,由第2導入通路92通入的第1試料 氣體,流經試料氣體選擇閥90而由試料氣體排氣通路93 排出。 另一方面,由第1載氣供給通路66通入的載氣,經 由取樣閥61通過計量管64流至第1管柱62,再經由分析 氣體切換閥55通過分析通路53導入大氣壓離子化質量分 析計51。而且,由第2載氣供給通路76通入的載氣,經 由取樣閥71通過計量管73流至第2管柱72,再經由分析 氣體切換閥55流至排氣通路54而排出。更加的,由載氣 供給通路56供應預定量的載氣給大氣壓離子化質量分析 計51。 然後,切換取樣閥61,則計量管63內的試料氣體伴 隨著由第1載氣供給通路66通入的載氣流至第1管柱62, 再經由分析氣體切換閥55通過分析通路53導入大氣壓離 子化質量分析計51。而且,切換取樣閥71,則計量管74 內的試料氣體流至第2管柱72,再經由分析氣體切換閥55 13 丨k----------i -丨丨丨丨訂—丨— !丨-線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 550384 6839pif.doc/002 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7 五、發明說明(/1) 流至排氣通路54而排出。此時第1試料氣體由計量管64 流至第1排氣通路67而排出,第2試料氣體由計量管73 流至第2排氣通路77而排出。 更加的,在此狀態切換各取樣閥61、71,則計量管64 內的試料氣體、計量管73內的試料氣體各自對應流向第1 管柱62、第2管柱72。亦即是,以適當的時間各別切換 取樣閥61、71,則各計量管內的試料氣體導入管柱之後的 分析系統內。 依此,在包括取樣閥61、71的分析系統內導入適量 的試料氣體,使具有反應性或是吸附性的部位飽和後,啓 動大氣壓離子化質量分析計51以進行雜質成分的分析測 定。使用第1分析通路60分析第1雜質的場合,分析氣 體切換閥55的氣體流路維持在第2圖粗線位置的狀態, 而能夠進行取樣閥61的切換。 使用第1分離通路60進行分析時,切換取樣閥71繼 續進行操作,則能夠持續進行第2分離通路70的前處理 或是維持飽和狀態。然後,由於第1分離通路60及第2 分離通路70各別設置有取樣閥61、71而形成獨立的通路, 第2分離通路70的取樣閥71的切換操作,不會對第1分 離通路60的分析操作產生影響,能夠使得以第1分離通 路60分析雜質在安定的狀態下進行。 例如在前述第1圖所示的分析裝置中,在第1管柱10 進行分析時,因爲第2管柱11導入試料氣體以做前處理, 所以必須切換試料氣體切換閥17,以切換試料氣體切換閥 14 ΐ▲張尺度適用中國國^格⑽x 29_7n 丨 1·*-------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 550384 A7 6839pif.doc/002 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(1Z) 17,在管柱10中,原本經由載氣供給通路21、取樣闕16 供給的載氣,由載氣供給通路22取代且直接流入管柱1G ’ 而對分析系統的壓力產生一瞬間的變化,進而對大氣壓離 子化質量分析計13於分析雜質產生不良的影響。 因此,如同本形態例中所示,各分離通路60、各 別設置有取樣閥61、71而兩分離通路60、70形成獨立的 系統,其中一邊取樣閥的切換操作,不會對另一邊的分析 操作產生影響,因此分析操作以及前處理能夠同時進行’ 而能夠進行安定以及高精度的測定。依此,即使其中一邊 的管柱交換至另一邊使用的場合,其中一邊的管柱如同> 般進行分析的同時,能夠對包含另一邊管柱的分析系統進 行前處理,交換後的管柱能夠在短時間內開始使用以進行 分析。 使用第2分離通路70進行第2雜質成份的分析時切 換分析氣體切換閥55,在第2分析通路進行分析時,適當 的切換取樣閥61,能夠進行第1分離通路60的飽和狀態 維持操作。而且,在分析與第2導入通路92接續的第2 氣體源所供應的試料氣體時切換試料氣體選擇閥90。第1 第2兩導入通路91、92接續任意的氣體源,例如第1導 入通路91可以與持續的試料氣體發生或是使用的裝置接 續、而第2導入可以通路92與進行點測定的試料氣體或 是校正氣體接續。第1導入通路91可以與校正氣體接續、 而第2導入通路92可以與裝有試料氣體的高壓容器接續。 尙且,管柱內塡充任意的塡充材,例如試料氣體爲氧 15 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS〉A4規格(21〇 X 297公釐) -------- I ! C請先聞讀背面之涑意事項存填寫本頁> 訂· -線i 550384 683 9pif.doc/002 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(p) 氣的場合,能夠使用分子篩、矽膠系或多孔高分子珠。_ 且’上述的第2形態例中分析裝置的檢測器,特別是以適 用於分析微量雜質的大氣壓離子化質量分析計來表示,氣 體層析質量分析計亦能夠適用作爲檢測器,使用通常的檢 測器的層析儀亦可。更加的,各閥的切換操作能夠以手動 進行’使用馬達或汽缸自動的進行亦可。 以下爲本發明方法的實施例以及比較例的說明。使用 如第2圖所構成的分析裝置,並使用各含有30ppb的二氧 化碳以及氫氣的高純度氧氣作爲校正氣體,以測定二氧化 碳以及氫氣。二氧化碳用的管柱是在直徑2mm、長lm的 不鏽鋼管柱內塡入矽膠系的塡充劑(商品名UnibeadslS), 氫氧用的管柱是在直徑2mm、長2m的不鏽鋼管柱內塡入 沸石系的塡充劑(商品名Molecularsievesl3X)。管柱恒溫 槽設定在30°C。而且,使用精製的氦氣作爲載氣,且各流 量的供給在二氧化碳側爲112ml/min、氫氣側爲42 ml/min、 大氣壓離子化質量分析計側爲300ml/min。許量管的容積 (包含前後的配管)爲3ml。 比較例 以習知的方法啓動大氣壓離子化質量分析計後,間隔 10分鐘後切換測定側的取樣閥10以開始測定(分析)試料 氣體(高純度氧氣校正氣體)中的雜質成分。測定氫氣時的 波峰高度(波峰強度)第1次爲125mm,第2次爲80mm, 以下依次的變化爲 75mm、68mm、65mm、61mm、58mm、 54mm、52mm,第10次爲50mm,經過10次測定並不能 16 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) — l· --------訂---------線 C請先聞讀背面之涑意事項再填寫本頁 550384 A7 6839pif.doc/002 五、發明說明(丨^ ) 得到安定的測定値。而且,二氧化碳亦如第3圖所示,經 過10次的測定波峰的高度隨著背景環境變化,不能得到 安定的測量値。 結果到波峰高度安定爲止須經12次的測定,由波峰 高度安定後再進行5次的測量,總共大約需要3個小時。 而且3日後要進行同樣的操作時,到波峰高度安定爲止, 同樣的必須進行10次以上的測定操作。更加的,在各測 定操作時,由於比較高濃度的氧氣大氣壓離子化質量分析 計’所以會給啓動中的離子源不好的影響。 實施例 在測定開始前的準備階段、大氣壓離子化質量分析計 非啓動狀態時,調整各氣體的流量,間隔10分鐘切換兩 取樣閥而在分析系內導入試料氣體以作爲前處理操作,並 重複操作15次。其後,在測定時以外則間隔30分鐘進行 試料氣體的導入。 經過3小時後啓動大氣壓離子化質量分析計進行氫氣 的測定,其次進行氫氣的測定。依此所得的結果,兩者皆 自第1次測定起就得到安定的波峰高度以及背景環境。測 定二氧化碳時的波峰高度如第4圖所示。 而且上述的測定結束後,在大氣壓離子化質量分析計 於非啓動狀態時,間隔1小時後繼續導入3ml的試料氣體’ 3曰後進行同樣的測定,此時亦能夠進行具有安定的波峰 高度以及背景環境,且再現性良好的正確測定。5次的湏!1 定需要大約50分鐘。 17 丨 ------------------訂---------線· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 550384 683 9pif.doc/002 B7 五、發明說明(丨f) 更加的,3日後的狀態下,試料氣體導入通路的第2 通路與高純度氧氣的高壓容器(氧氣純度99.99995%以上) 接續,切換試料氣體選擇閥以進行二氧化碳的測定。此時 經由5次的測定波峰高度以及背景環境依然安定,二氧 >(匕 碳的分析値5次的平均爲2.5PPb,此時的變動係數爲2.1% 而具有高精度。 依照以上的說明,以本發明的氣體中微量雜質的分析: 方法,能在在短時間內正確分析吸附性或是反應性高的氣 體的雜質。特別是使用大氣壓離子化質量分析計作爲檢測 氣的場合,不會對離子源造成不良的影響。而且依本發明 的裝置,因爲在對一個通路進行雜質測定的同時,能夠在 不影響測定的進行而對另一通路繼續進行前處理或是飽和 狀態的維持操作,所以即使測定複數種雜質,亦能夠在短 時間內進行安定且高精度的操作。 •IK---------*裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
8 IX 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公爱)

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  1. 550384 6839pif.doc/002 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1.一種氣體中雜質的分析方法,用以分析以一管柱分 離一試料氣體中的一雜質,此方法係以一預定的時間間 隔,將一預定量的試料氣體複數次導入一分析系統內以開 始該雜質的分析。 2.—種氣體中雜質的分析裝置,其中設置用以分離一 試料氣體中的一雜質的複數個管柱、分析以該些管柱分離 的該雜質的一檢測器,更具備有: 該試料氣體的一導入通路; 複數條分岔通路,由該導入通路分岔形成,且該些分 岔通路設置有該管柱; 一取樣閥,設置在該些分岔通路,用以控制該試料氣 體的流量並供給該試料氣體給該管柱;以及 一切換閥,設置在該些管柱的下游處,用以切換通路, 當任意一個該管柱流出的氣體經一排氣通路流至供給該檢 測器的一供給通路,則另一個該管柱流出的氣體經一排氣 通路排出分析系統外。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # 訂---------線—泰 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 19 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7002144B1 (en) * 1999-08-30 2006-02-21 Micron Technology Inc. Transfer line for measurement systems
US6834531B2 (en) * 2000-12-29 2004-12-28 Christopher J. Rust Gas chromatograph modular auxiliary oven assembly and method for analyzing a refinery gas
US20040182134A1 (en) * 2003-03-17 2004-09-23 Stephen Staphanos Gas chromatograph with fast BTU analysis
CA2643092C (en) * 2005-02-22 2014-04-29 Systeme Analytique Inc. Chromatographic methods for measuring impurities in a gas sample
JP5459597B2 (ja) * 2009-11-04 2014-04-02 横河電機株式会社 ガスクロマトグラフ装置
JP5392782B2 (ja) * 2010-03-31 2014-01-22 独立行政法人産業技術総合研究所 液体クロマトグラフィー装置
US20150096349A1 (en) * 2012-05-14 2015-04-09 Pen Inc. Optimize analyte dynamic range in gas chromatography
US10371674B2 (en) * 2016-04-13 2019-08-06 Horiba Stec, Co., Ltd. Chromatograph sampler and method for operating chromatograph sampler
JP6908125B2 (ja) * 2017-10-05 2021-07-21 株式会社島津製作所 超臨界流体クロマトグラフ、及び超臨界流体クロマトグラフィー分析方法
CN118130727A (zh) * 2024-05-06 2024-06-04 中国原子能科学研究院 测量co2纯度的系统以及方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3753656A (en) * 1971-04-07 1973-08-21 Us Navy Gas chromatograph
US3841059A (en) * 1972-09-25 1974-10-15 W Mccabe Compressed and thermostated air regulated gas liquid chromatography oven with simultaneously operated multiple chromatography columns
FR2276589A1 (fr) * 1974-06-26 1976-01-23 Commissariat Energie Atomique Procede continu et dispositif d'analyse de gaz en temps reel
US4067227A (en) * 1975-03-19 1978-01-10 Carle Instruments, Inc. Hydrogen transfer system for gas chromatograph
GB1573924A (en) * 1977-03-14 1980-08-28 Ici Ltd Analysis
US4713362A (en) * 1986-05-22 1987-12-15 Air Products And Chemicals, Inc. Selective zeolitic adsorbent and a method for activation thereof
DE3717456C1 (de) * 1987-05-23 1988-07-21 Eberhard Gerstel Gaschromatograph und Verfahren zur gaschromatographischen Trennung
JPS6472057A (en) * 1987-09-11 1989-03-16 Shimadzu Corp Gas chromatograph mass spectrometer
US4780116A (en) * 1987-11-20 1988-10-25 Cheh Christopher H Low temperature preparative gas chromatography apparatus
JP2570938B2 (ja) * 1991-12-20 1997-01-16 株式会社島津製作所 ガスクロマトグラフAr分析システム
US5611846A (en) * 1994-01-14 1997-03-18 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Portable gas chromatograph
US5612489A (en) * 1996-02-14 1997-03-18 Air Products And Chemicals, Inc. Enhanced sensitivity for oxygen and other interactive gases in sample gases using gas chromatography
US5983703A (en) * 1996-09-09 1999-11-16 Perkin-Elmer (Canada) Ltd. Analytical engine for gas chromatograph
JP3783984B2 (ja) * 1997-04-30 2006-06-07 第一製薬株式会社 クロマトグラフィーによる連続分離法およびクロマトグラフ
JP3832055B2 (ja) * 1997-11-20 2006-10-11 東ソー株式会社 クロマトグラフ用流路切換えバルブ
JP3323442B2 (ja) * 1998-06-22 2002-09-09 宏 高島 アンテナ
US6374860B2 (en) * 1998-10-16 2002-04-23 Daniel Industries, Inc. Integrated valve design for gas chromatograph

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