无机质谱超净实验室构成分析

随着现代分析科学技术的发展，无机质谱仪在无机元素微量分析以同位素分析等分析有着广泛的应用，适用于绝大多数无机元素，分析速度快，结果精确，样品用量少等优点，广泛用于地质学、矿物学、地球化学、核工业、材料科学、环境科学、医学卫生、食品化学、石油化工、公安系统、考古、空间技术等领域的分析测试。

由于无机质谱仪很多测试样品含量都在超痕量甚至更低，所以对环境要求就非常高，要求整个分析过程流程中都保持非常高的洁净环境，所以在部分ICP-MS、高分辨质谱以及同位素质谱仪的实验室都需要为仪器量身定做洁净实验室。

对实验室的要求是：

1、保持极低的无机空白；

2、由于仪器精密，保证仪器不容易出故障。

实验室建设既要满足国家洁净间的规范要求，同时还需要满足特定的要求。实验室需要考虑装饰装修、净化通风系统、电路系统、自控系统、气路系统以及工艺设备等。

一、 实验室基本结构

无机质谱仪超净实验室一般包括更衣室、风淋室、前处理间、天平间、仪器间和辅助设备间等。不同房间装饰、洁净度、换气次数以及温湿度要求不一定相同。

二、 实验室基本参数

三、 设计基本要求

（1）保证实验室整体美观，以人为本，设计合理；

（2）选用材料要求防酸、碱、耐有机溶剂；

（3）洁净室符合洁净实验室建设规范和相关条例，满足用户需求；

（4）防静电，不积尘，坚固耐用便于使用维护。

四、 装饰装修 

装饰装修材料必须保证尽量低的无机本底，一般采用彩钢板、PVC壁布和地板或抗倍特板等无机本底极低的装饰材料。

前处理间隔断与吊顶一般采用PVC材料或抗倍特板材，地面采用自流平贴抗静电免维护耐酸碱同质透心PVC地板。

实验室门，框架为塑钢型材，门锁、把手与铰链为无机材料。

实验室固定窗，窗框架由塑钢制作，玻璃为5mm浮法玻璃。

实验室内墙面、吊顶与地面之间的阴角处采用ABS圆弧角过渡，避免积尘死角、便于清扫维护、改善气流组织。

五、 净化通风空调系统

 净化空调流程图：

净化空调系统结构：初效过滤器、中效过滤器、高效过滤器、净化精密空调。

气流组织采用乱流，高效送风口分散均匀分布或集中布置，侧墙回风。

为了避免低洁净度房间与高洁净度房间之间的气流造成高洁净房间尘埃粒子超标，应使高洁净度房间与相邻相通的低洁净度房间保证一定的正压，一般不低于5Pa；洁净房间与相邻相通非洁净房间之间保证不小于10Pa的压差。

压力梯度由新风量和排风量的大小控制，新风量根据实验要求来确定，排风量则由室内可能产生的污染气体、其它通风设备的排风量以及压力梯度共同确定。

新风由室外引入净化空调系统，间接送至室内，需经粗效和中效过滤器进行过滤处理，视情况添减辅助电加热系统；

安全柜排风经废气处理后高空排放。

净化通风空调系统需要考虑消防要求，风管穿越空调机房与洁净区的隔墙处均需加装70℃防火阀。

实验室需要考虑夏冬季以及过渡季节情况。

前处理与仪器室净化通风空调系统分开设置，避免互相干扰、交叉污染。

独立的安全柜送风系统，同时与安全柜排风系统及安全柜联动，均为变频控制，保证每一台安全柜开启与关闭时，送风系统和排风系统均能及时响应。

仪器室排风独立设置，每台仪器独立的排风系统。

六、 电气系统

所有净化区域内的照明灯具均采用专用吸顶净化灯，具有防水和气密性特点。实验室内照度不小于300Lx，。

实验室设有专业控制箱，电源有漏电检测报警装置。根据仪器以及配套设备情况考虑专业用电负荷；

用电设备外壳与专用接地保护线（PE）可靠连接，所有用电设备不带电的金属部分与PE线连接。

需要考虑质谱仪接地要求，接地电阻不大于1欧姆或4欧姆。

七、 自动控制系统

自动控制系统是这个洁净实验室的核心，将对洁净区的空调设备如冷热设备、新风、空调机组、等系统进行信号采集和控制，实现洁净区空调设备管理系统的自动化，起到集中管理、分散控制、节能降耗、洁净级别保证的作用。

采用通信、传感和计算机技术来实现对洁净空调设备过程监控，甚至无人操作的一种新兴控制技术，设计结构完整、先进又开放的智能楼宇监控系统是楼宇自动化项目的核心。

每套系统由一套PLC控制器控制，并最终连接成一套网络，连接在一台彩色触摸屏上，放置在操作室，同时对系统的各种操作和显示在此界面上完成，控制显示界面上控制每套系统的各种实验室工艺设备的工作状态、粗效过滤器、中效过滤器过滤器的工作状态显示、空调机组的各种报警、系统的温、湿度显示和控制、白天和夜晚的控制模式的自动转换、排风补风系统联动控制、各种报警功能。

Labtech公司开发的超净实验室自动控制技术处于领先地位，主要特点是：洁净度、温度、湿度动态控制，系统更稳定；操作界面简单易懂，自动控制系统稳定可靠；系统更节能；维护维修方便准确。

八、 实验室工艺设备

实验室工艺设备是指实验室内必须配备的除实验仪器以外为质谱仪服务的专业设备，主要有PP化学安全柜、PP通风柜、实验台，水盆台，试剂柜，更衣柜、鞋柜、紧急冲淋等装备，是实验室工程建设中不可缺少的重要一环。

PP化学安全柜是近年才在国内出现的一个新产品，莱伯泰科化学安全柜引进国外先进技术，实现了本土化生产，既保证样品不受污染，又能保护操作者不受侵害。

化学安全柜技术指标如下表：

九、 气路系统

仪器用气需要专业设计，保证气源供气充足和稳定。由于仪器不断电带气长期工作，需要保证气路系统带气切换不断气。

一般采用二级减压供气方式，316L BA级不锈钢材质管路。

气源采用钢瓶或者液氩的钢瓶，最好液氩钢瓶。