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FLASH 2000 CHNS 元素分析儀是 Thermo Scientific（賽默飛世爾科技）推出的多元素自動分析儀，用于精確定量測定樣品中的碳（C）、氫（H）、氮（N）、硫（S）含量。儀器采用改良杜馬法，通過高溫燃燒、氣體分離及熱導(dǎo)檢測實現(xiàn)多元素同時分析。
其設(shè)計理念是精準(zhǔn)、快速、可靠、易維護。整機采用模塊化架構(gòu)，可根據(jù)實驗需求靈活配置 CHN、CHNS、CHN/O、N/Protein 等模式。系統(tǒng)適配自動進(jìn)樣器與智能控制軟件，實現(xiàn)無人值守操作。
FLASH 2000 被廣泛應(yīng)用于食品與飼料分析、土壤與環(huán)境研究、石化產(chǎn)品檢測、材料科學(xué)與有機合成驗證等領(lǐng)域，是實驗室開展元素定量分析的核心儀器之一。
儀器以高溫燃燒法為核心原理。樣品在富氧環(huán)境下燃燒生成 CO?、H?O、NO? 和 SO? 等氣體，經(jīng)催化還原與凈化系統(tǒng)處理后，氣體被載氣（氦或氬）帶入氣相色譜分離柱，并依次通過熱導(dǎo)檢測器（TCD）檢測。TCD 信號強度與氣體濃度成正比，通過標(biāo)準(zhǔn)物建立校準(zhǔn)曲線實現(xiàn)定量計算。
燃燒—還原—檢測全過程均由軟件自動控制，確保結(jié)果的穩(wěn)定性與重復(fù)性。
主要反應(yīng)式如下：
C + O? → CO?
H? + ?O? → H?O
N → NO? → N?（經(jīng)還原）
S + O? → SO?
儀器以氣體分離和精密溫控為技術(shù)核心，確保在短時間內(nèi)完成高精度分析。
以下為 FLASH 2000 CHNS 元素分析儀的典型技術(shù)參數(shù)（參數(shù)可隨型號配置略有調(diào)整）。
| 項目 | 技術(shù)指標(biāo)與說明 |
|---|---|
| 分析元素 | 碳（C）、氫（H）、氮（N）、硫（S） |
| 分析原理 | 改良杜馬法：高溫燃燒-還原-氣相色譜分離-熱導(dǎo)檢測 |
| 分析范圍 | 從 ppm 級到 100 %（取決于樣品類型） |
| 檢測下限 | C、H、N：0.01 mg；S：0.02 mg |
| 分析時間 | 約 8–15 分鐘/樣品 |
| 樣品量 | 固體 2–10 mg，液體 1–5 mg |
| 重復(fù)性（RSD） | ≤ 1 %（標(biāo)準(zhǔn)樣） |
| 準(zhǔn)確度 | 偏差 ≤ 0.2 %（標(biāo)準(zhǔn)物驗證） |
| 燃燒溫度 | 900–1050 ℃ 可調(diào) |
| 還原溫度 | 600–800 ℃ 可調(diào) |
| 色譜柱溫度 | 60–80 ℃ 恒溫控制 |
| 檢測器類型 | 熱導(dǎo)檢測器（TCD） |
| TCD 靈敏度 | ppm 級，線性范圍寬 |
| 載氣類型 | 高純氦或氬（可切換） |
| 氧氣純度要求 | ≥ 99.999 % |
| 氣體流量 | 載氣約 100–160 mL/min；氧氣約 200–300 mL/min |
| 系統(tǒng)氣密性 | 泄漏率 ≤ 1 mL/min |
| 進(jìn)樣方式 | 自動進(jìn)樣（可裝載 30–120 個樣）或手動進(jìn)樣 |
| 運行模式 | 單通道 CHN、CHNS 模式或多爐配置（可選 O 模塊） |
| 結(jié)果輸出 | 自動計算、報告生成（PDF、Excel、CSV） |
| 數(shù)據(jù)處理 | 支持 K 因子法、單點或多點校準(zhǔn)曲線 |
| 控制系統(tǒng) | 全自動電子流量控制（EFC），溫度與氣路數(shù)字調(diào)節(jié) |
| 供電要求 | AC 220 V ±10%，50/60 Hz |
| 功率消耗 | 約 2.5 kW（最大） |
| 尺寸與重量 | 約 80 cm × 60 cm × 70 cm；重量約 80 kg |
| 工作環(huán)境 | 溫度 18–28 ℃；濕度 < 70 %；通風(fēng)良好 |
| 接口 | USB、以太網(wǎng)、串口（兼容 LIMS） |
| 認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn) | 符合 ISO、AOAC、ASTM 等國際標(biāo)準(zhǔn)方法要求 |
燃燒爐采用立式高溫石英爐結(jié)構(gòu)，內(nèi)置電阻加熱體與惰性陶瓷支撐材料，溫度可精確控制在 950 ±2 ℃。樣品在富氧環(huán)境下瞬間燃燒，生成的氣體在爐內(nèi)完全混合，確保碳?xì)淞蛟爻浞洲D(zhuǎn)化。
性能特征：
高溫均勻性佳，無熱點與冷區(qū)；
自動氧氣脈沖注入控制；
可分析高碳、高油、高鹽樣品；
爐體壽命長，維護周期延長。
燃燒后的氣體通過還原銅層，去除多余氧氣并將 NO? 還原為 N?。系統(tǒng)含可拆卸反應(yīng)管與催化填料，易于清潔與更換。
性能特征：
反應(yīng)效率高；
銅層壽命長，可多次再生；
自動恒溫控制；
防止交叉污染。
設(shè)置多層凈化單元，依次去除水分、CO?、SO? 等干擾氣體，確保檢測前氣體純凈。吸附劑包括脫水劑（硅膠、五氧化二磷）、堿性吸附劑（NaOH、石灰石）等。
性能特征：
吸附效率高；
色譜背景穩(wěn)定；
更換便捷，維護時間短。
燃燒產(chǎn)物混合氣體經(jīng)色譜柱分離后依次進(jìn)入檢測器。系統(tǒng)配有獨立恒溫箱，控溫精度高于 ±0.1 ℃，保證氣體峰的重現(xiàn)性與分辨率。
性能特征：
分離度高，無峰重疊；
保留時間穩(wěn)定；
柱體耐壓抗老化；
適應(yīng)多種氣體組分分離。
TCD 是儀器的檢測核心，用于測量分離后的氣體濃度。其原理基于氣體熱導(dǎo)率差異產(chǎn)生電阻變化，從而轉(zhuǎn)換為電信號。
技術(shù)優(yōu)勢：
檢測線性范圍寬（ppm–100%）；
零點穩(wěn)定性好；
響應(yīng)時間快；
橋電流自動平衡，漂移小。
自動進(jìn)樣器采用機械臂推送結(jié)構(gòu)，可連續(xù)裝載多個樣品，實現(xiàn)無人值守批量運行。
性能特征：
固體與液體樣品通用；
樣品定位準(zhǔn)確；
進(jìn)樣間隔可自由設(shè)定；
托盤容量可擴展。
EFC 通過電子質(zhì)量流量計實時調(diào)節(jié)載氣與氧氣流量，確保每次分析的氣體比例穩(wěn)定一致。
性能特征：
精度高于 ±1%；
穩(wěn)定性優(yōu)于傳統(tǒng)機械閥；
自動補償壓力變化；
可存儲多組流量方案。
控制軟件具備自動化分析、校準(zhǔn)、統(tǒng)計與報告功能。用戶可自定義分析序列與報告模板，支持多用戶權(quán)限管理。
功能特征：
實時監(jiān)控溫度、壓力、流量；
自動計算結(jié)果與統(tǒng)計指標(biāo)；
內(nèi)置方法模板與日志系統(tǒng)；
可導(dǎo)出多種數(shù)據(jù)格式（PDF、Excel、LIMS）。
快速分析能力：燃燒與檢測過程優(yōu)化，使單樣分析時間大幅縮短，適合高通量實驗室。
高靈敏度檢測：檢測下限低，可同時適用于痕量與常量樣品。
重復(fù)性與穩(wěn)定性優(yōu)異：溫控與流量控制精度高，確保長期一致性。
寬適用性：適合各種有機、無機、天然或合成樣品。
自動化與智能化：軟件支持自動進(jìn)樣、校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)輸出與自檢。
低維護設(shè)計：關(guān)鍵部件模塊化，易更換，耗材壽命長。
節(jié)能環(huán)保：可切換氦、氬載氣；待機自動降溫降流量，降低運行成本。
多模式兼容：支持 CHNS 與 CHN/O 組合，一機多用。
安全可靠：具備溫度過升保護、氣壓報警與自動停機功能。
操作簡便：人機界面友好，圖形化顯示流程與實時曲線。
實驗室要求
環(huán)境溫度：18–28 ℃；濕度：30–70%；無強震與強電磁干擾。
實驗室應(yīng)具備良好通風(fēng)，設(shè)備應(yīng)接排氣管。
電氣要求
單相 AC220 V 電源；獨立穩(wěn)壓電源供給；接地電阻 < 1 Ω。
氣源要求
氦（或氬）氣純度 ≥ 99.999%，壓力 0.2–0.3 MPa；
氧氣純度 ≥ 99.999%，壓力 0.2 MPa；
氣體管路采用不銹鋼或聚四氟乙烯管，長度盡量短。
安裝空間
儀器應(yīng)放置在穩(wěn)固防震臺上；
保留散熱空間：背后 ≥ 30 cm，左右 ≥ 20 cm；
避免陽光直射與靠近熱源。
| 性能指標(biāo) | 典型表現(xiàn) |
|---|---|
| 線性相關(guān)性 | R2 ≥ 0.9999（多點校準(zhǔn)） |
| 重復(fù)性 | 標(biāo)準(zhǔn)樣 RSD ≤ 0.5 % |
| 漂移率 | 基線漂移 < ±5 μV/h |
| 峰分離度 | > 1.5（CO? 與 N?） |
| 噪聲水平 | < 5 μV |
| 分析穩(wěn)定時間 | 開機后 30 min |
| 樣品通量 | ≥ 60 樣品/天（典型模式） |
| 維護間隔 | 反應(yīng)管更換周期 2–3 個月；催化劑 6–12 個月 |
| 系統(tǒng)可用率 | ≥ 98 %（常規(guī)運行） |
這些性能指標(biāo)確保儀器在長期連續(xù)運行條件下仍能保持高精度和可靠性。
每日檢查：氣源壓力、流量、基線、溫度是否穩(wěn)定。
每周清理：進(jìn)樣托盤與燃燒區(qū)殘渣，檢查漏氣。
每月維護：更換吸附劑、脫水劑或還原銅。
每季度校準(zhǔn)：使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)重新計算 K 因子或校準(zhǔn)曲線。
年度檢修：更換密封件、色譜柱、溫控傳感器并驗證性能。
系統(tǒng)具備自動維護提示功能，軟件會根據(jù)運行時間提醒更換耗材。
自動積分：軟件可自動識別峰并扣除空白。
定量計算：支持單點因子法與多點線性回歸。
輸出內(nèi)容：含元素含量（%、mg）、RSD、校準(zhǔn)系數(shù)與統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
精度控制：自動比對標(biāo)準(zhǔn)樣結(jié)果，超限自動報警。
數(shù)據(jù)存儲：可長期保存原始曲線、參數(shù)與結(jié)果，便于追溯。
系統(tǒng)符合 ISO17025 實驗室數(shù)據(jù)完整性要求，支持 LIMS 系統(tǒng)接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
安全保護
過溫保護：任一爐溫超限時自動斷電并報警；
氣壓保護：氣源壓力過低或中斷時自動停止運行；
電氣安全：過流、漏電自動保護。
環(huán)保設(shè)計
排氣系統(tǒng)連接過濾裝置，防止有害氣體外泄；
待機模式自動降低功耗；
支持使用氬氣替代氦氣，減少運行成本。
FLASH 2000 CHNS 具有極強的通用性，可覆蓋多行業(yè)的分析需求：
食品與飼料：蛋白質(zhì)、油脂、有機碳?xì)錅y定；
環(huán)境與土壤：有機碳、總氮、硫化物分析；
化學(xué)與材料：高分子、有機化合物純度測定；
能源與石化：煤、石油、天然氣中 CHNS 含量；
醫(yī)藥與生物：藥物成分與生物樣品中元素組成；
教育與科研：高校及科研院所常規(guī)教學(xué)分析實驗。
儀器結(jié)構(gòu)穩(wěn)健，適應(yīng)不同實驗環(huán)境，特別適合需要高精度和高可靠性的專業(yè)實驗室。
