戴安离子色谱系列泵结构的剖析
离子色谱柱塞泵工作原理
离子色谱柱塞泵工作原理
离子色谱柱塞泵是离子色谱仪中的关键部件之一，它主要负责提供流动相并将样品溶液推动通过离子色谱柱。
下面是离子色谱柱塞泵的工作原理的详细解释：
1. 压力生成，离子色谱柱塞泵通过一个柱塞机构产生高压，将流动相推动通过离子色谱柱。
柱塞通常由一个活塞和一个密封圈组成，当活塞向前运动时，流动相被压入柱塞泵的流体腔室中，从而产生高压。
2. 流动相供给，离子色谱柱塞泵通常使用溶剂系统来供给流动相。
溶剂系统由溶剂瓶、泵头、管道和阀门等组成。
溶剂从溶剂瓶中通过泵头被抽取，然后通过管道输送到柱塞泵的流体腔室中。
3. 流量调节，离子色谱柱塞泵可以通过调节活塞的运动速度来控制流动相的流速。
流速的调节可以通过改变柱塞的运动频率或改变柱塞的行程来实现。
通常，柱塞泵会配备一个流量调节器，可以根据需要进行精确的流量控制。
4. 压力稳定，离子色谱柱塞泵需要提供稳定的压力，以确保在
整个分析过程中流动相的流速和压力保持恒定。
为了实现压力的稳定，柱塞泵通常配备了一个压力传感器和一个反馈控制系统。
压力传感器监测实际的压力，并将信息反馈给控制系统，控制系统会相应地调整柱塞的运动速度来维持稳定的压力。
综上所述，离子色谱柱塞泵通过柱塞机构产生高压，通过溶剂系统供给流动相，并通过流量调节和压力稳定控制流速和压力，从而实现样品溶液在离子色谱柱中的顺利分离和分析。
离子色谱的原理及应用-2010年12广州(戴安离子色谱仪ICS-900)
水中常见阴离子的分析 （用 RFIC 作方法发展非常方便）
14 5 9 11 10 12 6 7 µS 1 23 8 4 13 14 17 19 16 15 18
色谱峰: [mg/L] 色谱柱: 淋洗液: 淋洗源: 温 度: 流 速: 进样量: 检测器: IonPac AS18 KOH: 12–44 mmol/L from 0–5 min and 44–52 mmol/L from 8–10 min EGC-KOH用CR-ATC 30°C 1 mL/min 25 µL 抑制电导, ASRS- ULTRA 自动抑制, 循环模式 1. 氟离子 2. 乙酸根 3. 甲酸根 4. 亚氯酸 5. 氯离子 6. 硝酸根 7. 亚硒酸 8. 亚硫酸 9. 硫酸根 10. 溴离子 0.5 2.5 1 5 3 6 10 10 10 10 11. 硒酸根 12. 硝酸根 13. 氯酸根 14. 磷酸根 15. 钼酸根 16. 钨酸根 17. 砷酸根 18. 硫氰酸 19. 铬酸根 10 10 10 10 10 10 10 10 10
14307
梯度淋洗和等浓度淋洗同样方便
30 A 1 µS 2 4 3 分离柱: 淋洗剂: 5 0 35 流速: 进样体积: 检测器: 抑制器:
柱重新达平衡
B 3
4 1 2
峰:
µS
5 0 0 2 4 6 Minutes 8 10
IonPac AG11, AS11, 4 mm A: 15.5 mmol/L KOH B: 0.5 to 25 mmol/L KOH in 8 min 2 mL/min 25 µL 电导 ASRS, AutoSuppression Recycle Mode 1. 氟离子 2 mg/L 2. 氯离子 3 3. 硝酸根 10 4. 硫酸根 15 5. 正磷酸根 15
美国戴安公司离子色谱抑制器发展史
美国戴安公司离子色谱抑制器发展史离子色谱问世的关键是抑制器的引入。
为什么要发明抑制器？大家知道根据Kohlraushs定律，在稀溶液中溶液的电导率是溶液中每个离子的电导率乘以它们各自的离子浓度之和。
也就是说溶液的电导率直接与离子浓度成比例。
在进行离子色谱分析时，经过色谱柱的流动相中含有淋洗液中的离子以及待测样品中的离子，用电导检测器直接检测时，检测的是各种盐类的电导，待测的样品离子以盐的形式被检测，信号非常微弱，经常被淹没在很高的背景电导中，为消除高背景的影响，提高待测离子的电导响应，戴安公司发明了抑制器技术，抑制作用是通过弱酸和弱碱盐的离子交换中和达到的，例如，在阴离子分析中，以NaOH为淋洗液，待测的Cl-与Na+结合以盐的形式存在。
NaCl的总的电导是126μS（50µS/cm Na++76µS/cm Cl-）。
在抑制器中，盐经过离子交换后，待测离子Cl-与H+结合变为HCl强酸进入电导检测器，被测电导值为426μS（350μS/cm H+ +76μS/cm Cl-），Na离子则进入废液，很明显，样品的信号提高了3.4倍，由于抑制的产物是水，水的背景电导最低，所以背景电导的干扰降到最低的水平。
将淋洗液变成水，是戴安公司对离子色谱技术的一大贡献，由于有了抑制器，才使离子色谱技术真正成为离子分析的有效手段简单地说，离子色谱中抑制器主要有三个功能：1 降低流动相的背景电导2 增加待测离子的电导响应值3 使样品中的“反离子”（测定阳离子时样品中的阴离子，测定阴离子时样品中的阳离子）进入废液世界离子色谱技术的先驱----美国戴安公司一直在抑制器的研发上，走在最前面，从国际上第一个商品化的树脂填充抑制器，经历了纤维抑制器，微膜抑制器，电解与微膜结合的抑制器等四个阶段，现在进入市场的是最先进的第四代抑制器。
1975年美国戴安公司率先将其研制的第一代抑制器----树脂填充柱抑制器----商品化，开创了分析化学中离子分析的新的里程。
ICS-2100
5
图 2-4. 菜单界面
点击菜单界面的一个名称就可以进入所选择的下一个界面，例如图 6 显示的 抑制器界面
图 2-5. 抑制器页面示意图
按 键可以打开一个列表进行选项操作，按 键可以返回 HOME 界面。
图 2-6. 抑制器页面操作示意图
6
2.1.2 顶部
ICS-2100 的顶部可以容纳一或两个淋洗液支架，两个 2L 的淋洗液瓶。
淋洗液储罐
流速范围（mL/min）
浓度范围（mM）
Na2CO3 P/N 058904
0.1 ~ 1.0 1.0 ~ 2.0
0.1 ~ 15 15/流速
KOH P/N 058900
0.1 ~ 1.0 1.0 ~ 3.0
0.1 ~ 100 100/流速
LiOH P/N 058906
0.1 ~ 1.0 1.0 ~ 3.0
图 2-9. 后面板示意图
9
2.2 流路
图 2-10 是常规流路：去离子水（1）经脱气泵 → 淋洗液阀（2） → 泵（3） → 压力传感器（4） → 阻尼器（5） → 淋洗液储罐（6）→ CR-TC（7）→ 脱 气盒（8）→ 进样阀 （9） → 样品环（10） → 热交换器（11） → 保护柱/ 分离柱（12） → 抑制器（13） → 电导池（14） → 抑制器的 REGEN IN（15） 从抑制器的 REGEN OUT 流回 CR-TC（16）→ 脱气盒（17）→ 废液（18）。
图 2-8. 组件板示意图
8
2.1.4 后面板
模拟输出接头可以连接积分仪或记录仪（1V）。一个 USB 接口用于连接 Chromeleon 工作站，两个 USB 输入接口可以连接其它设备。两个 TTL 输出、两 个 Relay 输出用于控制其它设备，四个 TTL 输入可以控制进样阀的切换、泵的 开关和模拟输出的调零及标记等。
离子色谱 高压泵
离子色谱高压泵离子色谱高压泵是离子色谱仪中的重要组成部分，主要负责提供稳定的流动相以驱动样品通过色谱柱进行分离。
以下是关于离子色谱高压泵的详细介绍：工作原理：1.离子色谱高压泵通过电机驱动，使泵头内的柱塞做往复运动，从而实现液体的吸入和排出。
2.当柱塞向后运动时，泵头内的容积增大，形成负压，液体从进液口流入；当柱塞向前运动时，泵头内的容积减小，形成正压，液体从出液口流出。
3.通过调节电机的转速和柱塞的行程，可以控制液体的流量和压力。
特点：1.高压力：离子色谱高压泵能够提供高达数千帕斯卡的工作压力，以满足色谱柱对流动相的高要求。
2.高精度：通过精密的控制系统和高质量的柱塞泵头，离子色谱高压泵可以实现精确的流量和压力控制，保证色谱分离的稳定性和重复性。
3.低脉动：离子色谱高压泵采用特殊的柱塞设计和缓冲系统，可以降低液体脉动对色谱分离的影响，提高分离效率。
4.耐腐蚀：离子色谱高压泵的泵头和流路通常采用耐腐蚀材料制成，以适应不同种类的流动相和样品。
应用领域：1.离子色谱高压泵广泛应用于环境监测、食品分析、制药工业、生物化学等领域中的离子分析和检测。
2.例如，在环境监测中，离子色谱高压泵可以用于检测水样中的阴阳离子种类和浓度；在食品分析中，可以用于检测食品中的添加剂和污染物；在制药工业中，可以用于分析药物中的离子成分等。
维护和保养：1.定期检查泵头和流路的密封性，确保无泄漏现象。
2.定期更换泵头和柱塞等易损件，以延长使用寿命。
3.保持泵体和周围环境的清洁，避免灰尘和杂质进入泵内。
4.在使用过程中，避免突然断电或频繁启停，以减少对泵的损伤。
以上是关于离子色谱高压泵的详细介绍。
戴安ICS-2000离子色谱简明教程(陈魏制作)
仪器正面结构图：仪器背面结构图：主机内部结构图：一开机前的准备：1.打开色谱仪器室的空调，打开UPS UPS（不间断电源（不间断电源（不间断电源））；二开机1.1.首先打开氮气钢瓶总阀首先打开氮气钢瓶总阀首先打开氮气钢瓶总阀，，调节分阀压力标在0.2Mpa 左右左右，，再调节色谱主机上的压力表指针为5-10psi 左右左右（（如图如图）），再依次打开离子色谱主机电源、子色谱主机电源、AS40AS40自动进样器电源。
最后打开计算和打印机电源，这样仪器可以与计算器自动连接。
三软件设置及操作点击桌面Chromeleon变色龙软件。
1.1.点击桌面2．双击软件后进入了仪器主界面，点击控制面板。
仪器主界面构成如下：注：注：xxx.rdfxxx.rdf 为报告文件xxx.pgm 为程序文件xxx.qnt 为方法文件xxx.pan 为控制面板3.3.进入控制面板后，按照下图的顺序进行如下操作：进入控制面板后，按照下图的顺序进行如下操作：①打开淋洗液阀，点open open；；②首先排气泡（如右图所示首先排气泡（如右图所示）），先排主泵头，将注射器插入主泵头小孔中，逆时针旋松螺母逆时针旋松螺母，，待液体进入注射器并将填满时待液体进入注射器并将填满时，，顺时针旋紧螺母顺时针旋紧螺母，，将注射器的废液倒掉器的废液倒掉，，如此反复进行2-3次，接下来排副泵头接下来排副泵头，，直接逆时针旋松螺母，观察透明中的导管中有无气泡观察透明中的导管中有无气泡，，无气泡可直接旋紧螺母无气泡可直接旋紧螺母。
上述操作完成后，设置流速设置流速，，首先从0.2ml/min 开始设定开始设定，，观察压力值观察压力值，，待压力值稳定后待压力值稳定后，，可加0.2ml/min 0.2ml/min，待压力稳定后继续往上设置压力，直到，待压力稳定后继续往上设置压力，直到1.0ml/min 1.0ml/min，此时，此时压力应为1700psi 左右。
ICS系列结构(戴安离子色谱仪ICS-900)
ICS1000外形图
ICS1000状态灯
ICS1500,ICS2000外形图
ICS1000,1500,2000后面板
ICS-1000/1500/2000内部结构图
1. 淋洗液阀 2. 泄漏传感器 3. 泵头 4. 压力传感器 5. 进样阀 6. 柱温箱(可选件) 7. 抑制器 8. 电导池 9. 第二抑制器安装架 10. 屏幕亮度调节旋钮 11. 管路卡槽
Minute s
运行参数（仅供参考）
AS14A 流速 (mL/min) 压力 (psi) 背景电导 (uS) 0.5 1700 ~ 2500 25 ~ 35 CS12A 0.5 1700 ~ 2500 ﹤10
关机的注意事项
• 淋洗液中含有机溶剂时，停泵前使用 不含有机溶剂的淋洗液清洗系统30分 钟； • 停泵的同时将SRS的电流设置为零； • 关闭气路、计算机和仪器电源； • 检查废液桶，防止回流； • 旋松启动阀和废液阀，从启动阀注入 去离子水。
排除气泡
• 淋洗液加压后旋松启动阀和废液 阀，开泵冲洗1 ~ 2分钟后，旋紧启 动阀； • 继续冲洗1 ~ 2分钟后，停泵，旋紧 废液阀。 注意：不要过度拧紧废液阀和
启动阀！
更换系统
• 更换淋洗液/储罐（ICS-2000）、保护柱、分 离柱、抑制器和CR-TC（ICS-2000 可选件）； • 接通电源，设置淋洗液存量； • 打开保护柱进口的接头，开泵； • 排气泡，调节流速； • 用试纸检验流出溶液的pH值，与分离柱要求的 淋洗液一致后停泵； • 拧紧保护柱进口的接头，进行正常操作。
19065
分析柱出口 ELUENT IN 自身抑制模式的连接 REGEN OUT 废液
CELL OUT
20 戴安离子色谱技术参数
戴安离子色谱技术参数
戴安离子色谱技术参数主要包括以下几个方面：
1. 分离条件：离子色谱分离条件包括淋洗液、淋洗液的pH值、淋洗
液的浓度和流速等。
其中，淋洗液通常选用碱性溶液（如碳酸钠、碳
酸钾或氢氧化钠），pH值通常在7.0-9.0之间。
2. 检测器：戴安离子色谱常用的检测器有电导检测器（CD）和安培检
测器（ID）。
电导检测器具有灵敏度高、操作简单、对样品质量影响
小等优点，适用于低浓度的离子色谱分析。
3. 分离柱：戴安离子色谱常用的分离柱有玻璃柱、混合离子交换柱等。
玻璃柱可分离不同种类的离子，操作相对简单，成本较低；混合离子
交换柱则适用于分离具有相似电荷的离子，如硫酸盐等。
此外，戴安离子色谱还具有一些其他特点，如适用于各种强酸强碱型
溶出液的测定，操作方便，易于自动化等。
同时，离子色谱法也适用
于测定地下水中的常见阴离子（如硫酸盐、亚硝酸盐、乙酸盐、草酸
盐等）。
以上参数仅供参考，建议咨询专业人士获取具体信息。
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作 者 简 介 ：施 超 欧 ， ，９ ５年 ８月 出生 ， 级 工 程 师 ， 事 离子 色 谱 、 相 色 谱 分 析 研 究 ； — ｉ： ｐｃ ｅｕｔｅｕ ｃ 。 男 １６ 高 从 液 Ｅｍａ ｈ ｌ＠ ｃ ｓ．ｄ ．ｎ ｌ
大 戴安用 户维 护维 修提供 借鉴 口 。 ］
包 括 ＤＸ ０ Ｄ ２ 、Ｃ ９ ８ 、 Ｘ１０ Ｉ Ｓ ０和 Ｉ Ｓ ０ ） Ｃ ９ ０ 。这 些 仪 器 是 目前 在用 的主 流仪器 ， 泵结 构具 有连贯 性 ， 是 其 也
戴 安公 司最 重要 的泵 系列 。
戴 安离 子色 谱仪 每个 系列 都有 不止 一种 型号 的
摘 要 本 文 系统 研 究 了戴 安 公 司 近 １ Ｏ多年 来 生 产 的离 子 色 谱 泵 的结 构 和 特 点 ， 纳 总 结 了 这 些 泵 的 演 变 归
过 程 和 发 展 特 点 ， 将 泵 头 部 件 相 互 关 系 列 成 各 种 表 格 ， 而 为 广 大 用 户 的维 修 维 护 提 供 帮 助 。 并 从 关键词 戴安 离子 色谱 串联 并联 柱 塞 泵
２ ８ 第６ ０ 年 ０ 期
分 析 仪 器
了一个 比例 阀 ， 泵结 构是 没 区别 的 。
６ ３
不 同型号 之 间的命 名规 则 ， 代 表 等度 （ｓ ｃａ— Ｉ Ｉｏｒ ｔ
１ 前 言
自从 １ ７ ９ ５年戴 安 （ ｏ ｅ ） 司生 产 全 球 第 一 Ｄｉｎ ｘ 公 台离 子色 谱仪 （ ｉｎ ｘ１ ） Ｄ ｏ ｅ ０ 以来 ， 一直 在离 子 色谱 仪 器 的研究 领域处 于 世 界领 先 地 位 ， 最新 型研 究 级 其 的离 子色 谱 Ｉ Ｓ ０ ０获 得 了 ２ ０ Ｃ ３０ ０ ５年 匹 兹 堡展 会 的
业
业 ； ： ｝・－ ： ｝， ｝・ — ｝—； ： ｝・Ｉ ９ ： Ｉ ■ 厶
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知 识 介 绍
带 芥 芥 芥 恭 带 乔 习 习 ，
簪 器
戴 安离 子色 谱 系列 泵 结 构 的剖 析
施超 欧 李 静 刘 霞 郑 婷
（ 东 理 工 大学 化 学 与 分 子 工 程 学 院 ， 海 ，２ ０ ３ ） 华 上 ０ ２ ７
联 式 二 大 类 。 涉 及 的 仪 器 型 号 为 Ｄ ５０ Ｄ ３０ Ｘ ０、 Ｘ ２、
Ｄ ６０以 及 ＩＳ ００ １０／ ００ Ｉ Ｓ ５０ Ｉ Ｓ ＯＯ 不 Ｘ０ Ｃ １０／ ５０ ２０ 、Ｃ ２０ 、 ３０ （ Ｃ
戴 安 公 司生 产 的离 子 色 谱 仪 占市 场 的主 导 地 位 ， 文研 究 了近 十几年来 ， 本 戴安 公 司生产 的各种 型 号离 子色 谱仪 的泵 结 构 ， 中梳理 出其 发 展演 变 的 从 方 向 ， 总结 出其 特 点 和规 律 ， 成 各 种表 格 ， 并 列 为广
大会 银奖 。
２ 不 同仪 器 型 号 与泵 类型 之 间 的 关 系
戴 安 公 司生 产 的离子 色 谱 型号 甚 多 ， 里仅 讨 这 论 近 十几 年来 的 具 有 ＴＴＬ控 制 功 能 的 ， 可 进 行 并 数 字设 定流量 控 制 的柱 塞 泵 ， 体 包 括 串联 式 和 并 具
Ｌｉ ｈ ｏ ｕ （ ｎ ｉ ｎ ｌ ｔｃ ｎ ｃＣ ｌｅ ｅ ｕ Ｓ ａ ｘ ｅ ｘｉｊ ａ ｇＰｏｙ ｅｈ ｉ ｏ ｌｇ ，Ｗｕ ｕ ｑ ，８ ０ ９ ） ｌ ｍｕ ｉ ３ ０ １
Ａ ｅ ｍ ｅ ｈｏ ｓ ｐｒ ｓ ｎｔ ｄ ｔ ｉ ｐ ｉｙ ｔ ａ ａ ｐｒ ｃ ｓ ｉ ｎ ａ ｔ ｍ ａ ｉ ａ ｕｒ ｍ ｅ ｙ ｔ ｍ．Ｔｈｅｉ ｎ ｗ ｔ ｄ ｉ ｅ ｅ ｅ ｏ ｓｍ ｌｆ ｈｅ ｄ ｔ ｏ ｅ ｓｎｇ ｉ ｕ ｏ ｔｃ ｍｅ ｓ ｅ ｎｔｓ ｓ ｅ ｎ—
６ ２
分 析 仪 器
２０ 年第６ ０８ 期
Ｉ ｍｐｒ ｖ ｍｅ ｆ ｒ ａ－ｉ ａ ａ ｐｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ｉ ｕ ｏ ｔｃ ｍ ｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｓ ｓｅ ． Ｈ ｅ Ｙｉ ｇ ，Ｗ ｕ Ｃｈｕｎ ｎ， ｏ ｅ ｎｔｏ ｅ ｌｔｍｅ ｄ ｔ ｏ ｅ ｓｎ ｎ ａ ｔ ｍａ ｉ ａ ｕ ｅ ｎ ｙ ｔｍ ｎ ｙａ
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