1、 ICS-90 离子色谱仪 操作手册 戴安中国有限公司 技术服务中心 2002.6 目 录 1.基本知识 3 2.描述 5 3.操作 15 4.故障指南 20 5.维修 27 附录 A 技术指标 36 附录 B 安装 38 附录 C 常见问题 51 2 1. 基本知识 离子色谱仪由以下几个基本部分组成：淋洗液，高压输送泵，进样阀，分析柱，抑制器和电导池 组成。在操作过程中，首先使用标准溶液对离子色谱仪进行校正 ，再与样品的数据进行比较，从而完成对样品离子的定性/定量分析，色谱工作站可以自动计算样品的谱峰浓度并打印报告。 图 1.原理示意图 1.1 淋洗液的输送 * ICS-90 为等浓度输送系
2、统，即淋洗液的组成和浓度在运行过程中不发生变化； * 液体样品通过人工注射或自动进样器进入系统； * 泵推动淋洗液和样品流向分析柱。 1.2 分离 ICS-90 采用离子交换分离柱，根据离子特性（如离子半径，3 电荷数等）的差异造成离子在分离 柱中运动速度的不同，从而达到分离目的。 1.3 检测 淋洗液和样品通过分离柱后进入抑制器，可以提高检测灵敏度，再进入电导池，测量其信号响应值。 1.4 数据分析 ICS-90 将电导池的测量信号输送到运行色谱软件（Peaknet 6.4）的计算机中，进行样品和标准的谱图对照比较。根据保留时间定性；峰高/峰面积定量，自动计算分析结果。 ICS-90 采用
3、Peaknet 6.4 数据系统。它采用 USB 方式连接，可以完成仪器控制，信号采集，数 据处理等。预先设定的分析方法使用户能够迅速得出分析结果。 4 2. 描述 2.1 操作特性 2.1.1 前门和顶盖 图 2. ICS-90 外形图 ICS-90 的前门设有进样口。顶盖的凹槽用于放置淋洗液和再生液瓶。显示操作状态的 LED 指示灯功能如下： LED 指示灯 状态 说明 Power Off 电源未接同通 On 电源接同通 Ready Off 仪器未准备好或正在运行中 On 仪器自检正常但未运行 5 闪动 仪器自检失败 Run Off 仪器未运行 On 仪器运行并采集数据 闪动 操作故障 2
4、.1.2 后面板 图 3. ICS-90 后面板 电源开关 USB 接口 6 连接状态指示灯 LED 指示灯 状态 说明 Link On ICS-90 与 Peaknet 6.4 建立联系 闪动 ICS-90 与 Peaknet 6.4 传输数据 Off ICS-90 与 Peaknet 6.4 未建立联系 TTL 输出接口 用于控制 AS40 自动进样器 管路连接 淋洗液管，再生液管，电导池出口管，气路管，废液管。 2.1.3 内部结构 图 4. ICS-90 内部结构示意图 7 DS5 型检测稳定器 DS5 包含一个流动电导池。两片 316 型不锈钢电极被密封在PEEK 池体中。温度的变化
5、对溶液的电导值有直接的影响。实验室的空调可以造成基线缓慢的、有规 律的波动，这将影响分析的重现性，在高电导时影响更甚。 图 5. DS5 示意图 离子色谱中，抑制淋洗液的电导降低了温度变化的影响，而温度补偿又进一步改善了基线的稳定性。将电导池放在 DS5 热稳定器中，恒定的温度（40）对电导的影响减至最小。 MMS III 型抑制器 MMS III 型抑制器可以降低淋洗液 的背景电导，增加样品离子的响应值，进而提高检测灵敏度。 8 图 6. MMS-III 示意图 用于测量泵头出口单向阀的系统压力，显示在Peaknet 6.4定量环为 10L。该阀有两个操作位置： 压力传感器 压力传感器中。如
6、果压力明显升高，说明流路堵塞；如果压力明显降低，说明流路中存在泄漏或者气泡。 进样阀 进样阀采用电驱动，装样（Load）和进样（Inject）。装样时，淋洗液由泵流经进样阀进入分离柱，不通过定量管；而样 品被注入定量管并保留在里面直至进样，多余的样品从废液管排 出。进样时，淋洗液通过定量管，将样品冲洗到分离柱中，1 分钟后，进样阀由 Inject 状态返9 回 Load 状态。 图 7. 进样阀流路示意图 泵 往复泵采用 PEEK 材料，流速可以在 0.52.0mL/min 之间调启动阀 装在泵头，用于冲洗气泡。 分析柱 由填充有离子交换树脂的分离柱和保护柱组成。其中保护2 流路 高压节。 启
7、动阀安分析柱柱还可以吸附有可能污染分离柱的物质。ICS-90 允许使用下列分析柱： 2.10 图 8.流路示意图 淋洗液从加压储罐流出，由泵输送至压力传感器、阻尼器、进样阀。样品注入定量环后，进样阀切换至 Inject 位置，淋洗液与样品混合后进入分析柱、抑制器 、电导池，最后流入再生液储罐。在阴离子分析中，淋洗液的密 度比再生液小，再生液从储罐底部压出送至抑制器；在阳离子分 析中，淋洗液的密度比再生液大，再生液从储罐顶部推出送至抑 制器。这种运行方式叫做置换式化学再生（DCR）。 11 图 9. 置换式化学再生示意图 2.3 Peaknet 6.4 接口 2.3.1 Peaknet 6.4
8、的浏览器 浏览器相当于 W indows 的 资源管理器，用户可以在其中打开、移动和修改数据文件。 图 10. Peaknet 6.4 的浏览器 12 2.3.2 ICS-90 控制面板 图 11. ICS-90 的控制面板 控制面板可以监控 ICS-90 的操作，各参数介绍如下： Sample Datasource： 显示色谱数据的储存位置； Sequence： 显示样品表的名称； Sample：显示正在分析的样品名称； Elapsed Time： 显示分析样品的实际运行时间； Run Time： 显示总的运行时间。 Audit Trail： 备忘录。 ICS-90 System Conne
9、cted/Disconnected： 显示和控制 ICS-90 与 PeakNet 6.4 的连接状态 Conductivity： 显示补偿电导值和总电导值,，按 Autozero 按键调节零点； 13 Pump： 显示系统压力和流速（mL/min ）， On/Off 键用于开关泵。 Valve： 显示和控制进样阀的状态（Inject 或 Load）； Plot： 显示 ICS-90 的检测信号。 14 3. 操作 3.1 淋洗液和再生液的制备 DIONEX 公司特别推荐对淋洗液进行过滤和脱气，并储存在惰性气体加压保护的容器中，它有助于防止泵和检测池中产生气泡。 常用的淋洗液脱气方法有：真空脱
10、气、氦气鼓泡和超声波等。 使用氦气、氩气或氮气对淋洗液加压，减压阀 的压力调节至 0.2Mpa。气管与淋洗液瓶口处的压力表连接，拔出黑色旋钮，顺时针调节至 5psi，将黑色旋钮推回原位锁住。 再生液储罐必须加满，使用过程中不能晃动。 图 12. 淋洗液加压示意图 3.2 样品的制备 3.2.1 样品的选择和储存 样品收集在用去离子水清洗的高密度聚乙烯瓶中。不要用强 15 酸或洗涤剂清洗该容器，这样做会 使许多离子遗留在瓶壁上，对分析带来干扰。 如果样品不能在采集当天分析，应立即用 0.45 m 的过滤膜过滤，否则其中的细菌可能使样品 浓度随时间而改变。即使将样品储存在 4C 的环境中，也只能抑
11、制而不能消除细菌的生长。 尽快分析 NO2和SO3，它们会分别氧化成 NO3和SO4。不含有NO2和SO3的样品可以储存在冰箱中，一星期内阴离子的浓度不会有明显的变化。 3.2.2 样品预处理 对于酸雨、饮用水和大气飘尘的滤出液可以直接进样分析。对于地表水和废水样品，进样前要用 0.45 m 的过滤膜过滤；对于含有高浓度干扰基体的样品，进样前应先通过 Dionex 公司的OnGuard预处理柱。 3.2.3 稀释 不同样品中离子浓度的变化会很大，因此无法确定一个稀释系数。很多情况下，低浓度的样品不需要进行稀释。 NaHCO3/Na2CO3作为淋洗液时，用其稀释样品，可以有效地减小水负峰对 F和
12、Cl的影响（当 F的浓度小于 50ppb 时尤为有效），但同时要用淋洗液配制空白和标准溶液。稀释方法通常是在100mL 样品中加入 1mL 浓 100 倍的淋洗液。 16 3.3 操作 3.3.1 开机 1. 确认淋洗液和再生液的储量是否满足需要； 2. 将压缩气瓶的输出压力调节至 0.2Mpa，淋洗液瓶的压力调节至 5psi； 3. 打开 ICS-90 后面板的电源开关。 接通电源后，ICS-90 的泵处于 OFF 状态，进样阀处于 LOAD状态，DS5 显示当前读数； 3.3.2 启动 Peaknet 6.4 工作站 图 13. Peaknet 6.4 界面 1. 点击 Start Pro
13、grams PeakNet PeakNet，进入以上界面（见图 13）； 2. 在浏览器中，点击 Dionex Templates Panel Dionex_IC 17 Dionex_ICS-90_System； 3. 点击 Control Connect to Timebase，出现以下界面： 图 14. Peaknet 6.4 控制面板 3.3.3 运行前的准备工作 1. 在 ICS-90 的控制面板中开泵； 2. 清洗泵头； 3. 平衡系统约 30 分钟，点击 Autozero，补偿背景电导，调节零点。 注意：如果 ICS-90 开机后 6 小时未进行采样，泵将进入低流速模式。 4. 在
14、浏览器中，点击 File New，选择 Program File，按 OK键，根据提示编辑程序文件； 5. 在浏览器中，点击File New，选择Sequence(Using Wizard)，按 OK 键，根据提示编辑样品表； 18 6. 在浏览器中，点击 Batch Start Add，选择需要运行的样品表，按 Start 键 3.3.4 进样 1. 注射器进样； 2. 真空抽样； 3. AS40 自动进样器进样。 3.4 维护 检查各组件连接处有无泄漏并及时清洗。 检查废液桶的含量并及时倒空。 检查泵头与泵体连接处有无泄漏。正常操作造成的磨损会导致柱塞密封圈的泄漏，严重时可能污染泵的内部，
15、影响正常操作。 19 4. 故障指南 4.1 报警 高压报警 ICS-90 的最大系统压力为 3000psi，超过此极限 0.5 秒，Peaknet 6.4 自动停泵并出现以下提示： The system pressure has exceeded the limit. 排除方法： 1. 检查流路是否有堵塞点并予以解决； 2. 重新开泵。 低压报警 系统压力低于 500psi 时，Peaknet 6.4 自动停泵出现以下提示： The pump has lost prime. 排除方法： 1. 检查淋洗液储罐是否排空； 2. 检查流路是否泄漏； 3. 排气泡； 4. 重新开泵。 进样阀错误 如
16、果进样阀切换失败，Peaknet 6.4 将出现以下提示： Load/inject valve error. 排除方法： 20 1. 在 Batch 菜单中停止样品表的运行 2. 重新启动 ICS-90； 3. 在 Peaknet 6.4 的控制面板中点击 Manual Override，手动切换进样阀； 4. 恢复操作。 电导值过高 ICS-90 开机时，有可能出现此情况；如果运行时出现此情况，Peaknet 6.4 将出现以下提示： Conductivity exceeds limit. 排除方法： 1. 检查配制淋洗液和再生液的去离子水的电导是否小于1.0S； 2. 检查淋洗液和再生液的
17、浓度及有效期； 3. 关泵，将分离柱出口与 DS5 电导池的进口直接连接； 4. 开泵运行 5 分钟； 5. 关泵，将 MMS-III 水化 5 分钟； 6. 恢复管路，重新开泵。 4.2 溶液泄漏 接头泄漏 拧紧接头，必要时进行更换。 管路破损 更换管路和接头。 21 废液管安装不当 检查废液管有无扭曲、缠绕的现象并予以排除。 单向阀松动 拧紧单向阀。不要拧得过紧。 泵头松动 拧紧泵头的定位螺栓。不要拧得过紧。 柱塞垫片损坏 更换垫片或柱塞。 压力传感器泄漏 如果压力传感器的接头损坏，更换接头。 泵头废液阀泄漏 拧紧废液阀（不要拧得过紧） ；如果仍然泄漏，更换废液阀的 O 型圈。 MMS I
18、II 泄漏 查阅 MMS III 使用手册。 DS5 泄漏 检查 DS5 的废液管、反压管及其它管路的流向是否有误。 4.3 泵清洗困难 淋洗液瓶中无溶液或未连接淋洗液管路 注满淋洗液瓶，将泵的进口与淋洗液瓶相连。 淋洗液瓶未加压 连接淋洗液瓶的气路后加压。 单向阀堵塞 22 清洗或更换单向阀。 泵泄漏 更换柱塞垫片。 4.4 泵无法启动 检查 ICS-90 的电源连接和保险丝。 检查 USB 的连接情况。 4.5 无溶液流出 泵头内有气泡。 排气泡。 柱塞折断 更换柱塞。 4.6 没有溶液流动 泵没有清洗 清洗泵。 单向阀污染 清洗或更换单向阀。 柱塞损坏 更换柱塞。 23 4.7 系统压力
19、过高 流路中有堵塞处 逐段检查流路，确认接头是否拧得过紧。 接头损坏 更换接头 流速过快 1 检查流速设置是否正确 2 测量泵的实际流速，必要时进行校正。 柱垫片堵塞 更换保护柱进口垫片。 分离柱污染 清洗分离柱。 进样阀堵塞 查阅进样阀使用手册。 4.8 鬼峰 鬼峰是色谱图中非正常出现的峰。如果它与样品峰共淋洗，将造成峰高或峰面积的不重现。 进样间隔时间短 等待前一次进样完全淋洗结束后，再进行下一次分析。 定量管清洗不充分 进样前，用 10 倍于定量管体积的去离子水或样品冲洗。 进样阀故障 查阅进样阀使用手册。 24 4.9 峰高或保留时间不重现 分离柱过载 1. 稀释样品； 2. 更换小体
20、积定量管。 溶液泄漏 检查并消除泄漏。 定量管未充满 1. 重新进样直至有样品自废液管流出； 2. 检查注射器，如有损坏予以更换。 4.10 保留时间或选择性异常 淋洗液被污染或浓度不对 采用高纯度试剂或 18M 的去离子水配制淋洗液。 样品被污染或分解 处理和储存样品时采取适当的防范措施。 分离柱被污染 清洗或更换分离柱。 4.11 DS5 无响应值 DS5 安装不当 重新检查管路连接。 25 4.12 DS5 响应值过高 抑制器没有抑制 参考 MMS-III 说明书。 样品浓度高 稀释样品。 淋洗液或再生液有问题 重新配制。 池电极工作异常 校正电导池。 4.13 基线漂移或噪音大 流路有
21、泄漏 检查流路，排除泄漏点。 泵无法正常启动 重新启动泵。 环境温度变化大 打开 ICS-90 前门通风。 改变操作参数后系统未完全平衡 延长开始分析前的系统平衡时间。 电导池中有气泡 检查反压管的安装是否正确。 MMS 的操作条件不当 查阅 MMS 的操作手册。 26 5. 维修 5.1 自检与校正 PeakNet 6.4 提供的无忧面板可以对 ICS-90 的压力传感器和电导池进行校正。 在浏览器中，点击 Dionex Templates Panels Wellness Dionex_ICS-90_wellness.pan，进入以上界 图 15. Peaknet 6.4 校正面板 Syst
22、em Status: ICS-90 指示灯显示与 Peaknet 6.4 的连接状态； ICS-90 的序列号显示在指示灯的右侧； Calibration 或 Diagnostic 变绿说明该过程正在进行中。 Audit Trail: 备忘录 System: 显示系统压力和电导值（ECD） 。 Calibration: Pressure Transducer 27 显示补偿值、斜率和上一次校正的时间； 在 Measured 中输入测量值； 点击 Calibrate Offset 或 Calibrate Slope键校正压力传感器。 Conductivity Cell 显示补偿值、斜率和上一次校
23、正的时间； 点击 Calibrate Offset 或 Calibrate Slope键校正压力传感器。 Diagnostic: 显示上一次校正的压力和电导值的变化、最大值和最小值； 点击 Start/Stop 键开始/结束 DS5 的校正； 选择 Dummy Cell 后点击 Start 键，校正模拟电导池。 5.1.1 校正压力传感器 开始校正前 12 分钟，在 Pea knet 6.4 的控制面板中点击Manual Override 键几 次，去除定量管中的气泡。 1. 停泵，打开废液阀； 2. 打开 Peaknet 6.4 中的“ICS-90 Wellness Panel”； 3. 在
24、”pressure transducer”下 点击“Calibrate Offset”,稍等片刻，新的补偿值将出现在屏幕中； 4. 关闭废液阀； 4. 在泵的出口与压力传感器之间接入一个压力表，开泵，等待压力稳定后将此数值输入“measured”中； 28 5. 在 ”pressure transducer”下点击“Calibrate Slope”,稍等片刻，新的补偿值将出现在屏幕中； 图 16. ICS-90 内部结构 5.1.2 校正电导池 安装新的电导池或使用 6 个月后，应对其进行校正。常规分析不需进行此项操作。 校正电导池前需要进行以下准备工作： 1.0mM KCl 溶液（0.074
25、56g KCl 定容至 1L）； 1000psi 的反压管（P/N 049715） 1. 打开 Peaknet 6.4 中的“ICS-90 Wellness Panel”； 2. 拆除 DS5 的固定螺丝； 3. 510 分钟后，在“conductivity cell”下点击“Calibrate Offset”； 4. 将 DS5 复位，泵的出口管线与电导池进口之间连接 1000psi反压管； 5. 泵送 1.0mM KCl 溶液，稳定电导值 5 10 分钟； 29 6. 在“conductivity cell”下点击“Calibrate Slope”,稍等片刻，新的校正值将出现在屏幕中； 7. 校正结束后，电导读数应为 147.00+_2S/cm，电导池校正常数在 130190 之间； 8. 用去离子水冲洗管路至电导值接近于零，恢复正常流路。 5.2 更换管路和接头 管路规格(内径) P/N 颜色 用途 0.005in 044221 红 连接阻尼器和进样阀 0.010in 042690 黑 连接各个组件 0.012in 048904 白 连接进样口和进样阀 0.075in 044777 绿 废液管 表 51. 管路的种类 5.3 更换定量管 样品峰的响应值与样品的浓度和进样体积成正比。用户可以通过改变定量管的大小来改变进样的体积。 图 17. 进样阀流路图 30
