Misurare l'umidità e altre tracce di impurità nei gas ultra-puri e speciali

Molte applicazioni richiedono gas inerti ad altissima purezza per coprire sostanze chimiche pericolose o come atmosfere protettive. L'elettronica e l'industria dei semiconduttori usano gas speciali ad altissima purezza come parte del processo di produzione per ciascuna di queste applicazioni, ci sono diversi contaminanti che devono essere controllati nel punto di produzione, durante il trasporto e lo stoccaggio così come al punto di utilizzo. Offriamo una suite completa di sensori, strumenti e sistemi sistemi di analisi in grado di rilevare tutte le tracce di impurità nei gas fino a basse parti per trilione.

Offriamo i seguenti misurandi:

Tracce di umidità

L'umidità è il contaminante più comune che deve essere rimosso, ma, poiché è prevalente nell'atmosfera, la semplice essiccazione del gas durante la produzione non è sempre sufficiente. Il gas ad altissima purezza deve anche essere controllato per tracce di umidità dopo lo stoccaggio e i tempi di inattività degli strumenti, così come regolarmente nei punti del processo per garantire che l'umidità non abbia che l'umidità non abbia trovato la sua strada all'interno.

Ossigeno in tracce

La presenza di tracce di ossigeno nel gas è spesso una buona indicazione di perdite nel sistema. Nel caso dell'azoto UHP e dell'argon, piccole tracce di O2 possono essere presenti dopo il processo di separazione criogenica dell'aria.

Impurità di gas e idrocarburi in tracce

Nei gas speciali complessi è spesso necessario rilevare tracce di diversi contaminanti che vanno da tracce di gas (ad esempio ossigeno, azoto, elio) così come tracce di olio e altri idrocarburi. UHP O2, N2 e Ar possono anche essere contaminati da tracce di idrocarburi dopo la lavorazione e lo stoccaggio.

Questo articolo descrive le soluzioni disponibili per garantire la qualità dei gas UHP ed esamina le migliori pratiche per il campionamento.

Quanto è puro il 'gas puro'?

La purezza dei gas richiesti varia da applicazione a applicazione. Nella tabella sottostante abbiamo elencato alcune purezza tipiche dei gas per applicazione:

Tipo di gas	Purezza	Tasso di umidità massima
R744 Grado refrigerante CO2	99,9%	< 10ppm
Aria sintetica	99.99%	≤ 5ppm
Azoto ad alta purezza	99.999%	≤ 3ppm
Argon di elevata purezza	99.9995%	≤ 0.5ppm
Neon	99.996%	<1ppm
Krypton	99.999%	<3ppm
Xenon	99.9995%	<0.1ppm
Ossigeno	99,98%	< 5ppm
Idrogeno	99,999%	< 1ppm
Elio	99,999%	<5 ppm
Octafluorociclobutano (C4F8)	99,999%	1 ppm
Difluorometano (CH2F2)	99.995%	2 ppm
Tetrafluorometano	99,999%	1 ppm

Tecnologie appropriate per il rilevamento dell'umidità

Non tutti i sensori di umidità sono in grado di misurare tracce di umidità fino alle basse parti per miliardo necessarie per la qualità del gas UHP. Siamo unici nella nostra offerta di una gamma di tecnologie di misurazione dell'umidità in tracce per soddisfare le esigenze di varie applicazioni e budget diversi.

Tecnologia	Benefici	Fa per me?
Sensore di umidità in ossido di metallo ceramico	I nostri sensori sono stati sviluppati appositamente per queste applicazioni ad alta purezza, fornendo misurazioni fino a basse parti per miliardo. Storicamente provato come una tecnologia di misurazione adatta con il vantaggio di essere facili da installare e mantenere. Altamente conveniente.	Questi piccoli sensori sono facili da installare e mantenere, rendendoli un'opzione conveniente. L'installazione tipica è sulle forniture di gas di alimentazione UHP agli strumenti di produzione.
Specchio raffreddato	Fornisce misure altamente accurate e fondamentali del punto di rugiada con una deriva minima. In grado di fornire letture del contenuto di umidità fino a parti per miliardo.	Per le misurazioni del punto di rugiada, gli igrometri a specchio raffreddato forniscono la massima precisione e affidabilità. Come un prodotto premium, essi sono spesso utilizzati dai produttori di gas come standard durante la produzione per il controllo di qualità.
Microbilancia a cristallo di quarzo	Fornisce misure veloci e precise del contenuto di umidità fino a 100 ppbV.	Un altro prodotto premium, gli analizzatori QCM richiedono una manutenzione minima. Se l'interesse principale è per il contenuto di umidità piuttosto la temperatura del punto di rugiada, allora la tecnologia QCM è una buona scelta.

Strumenti suggeriti per le misure di umidità nei gas UHP:

Trasmettitore di tracce di umidità Michell Pura

Un igrometro robusto e autonomo per misurare l'umidità in tracce nei gas ad altissima purezza. Facile da installare e mantenere, Pura fa parte del nostro programma di scambio di sensori.

Scopri di più su Pura.

Igrometro a specchio raffreddato di alta precisione Michell S8000 RS

Fornisce misure altamente accurate e ripetibili del punto di gelo fino a -90 °C con una deriva minima. Spesso utilizzato nella produzione di semiconduttori dove è essenziale un controllo preciso dell'umidità.

Per saperne di più su S8000 RS.

Nuovo igrometro ad alta precisione Michell S8000 -100 Low Dew-Point

L'ultimo nato della gamma S8000 ha la capacità di misurare punti di gelo fino a -100 °C, senza bisogno di raffreddamento esterno.

Per saperne di più su S8000 -100

Analizzatore di umidità in tracce autocalibrante Michell QMA401

Utilizzando gli ultimi sviluppi della tecnologia delle microbilance a cristallo di quarzo, il QMA401 misura il contenuto di umidità da 0,1 ppm_V a 2000 ppm_V con una risposta veloce nelle transizioni da secco a umido e da umido a secco. Richiede una manutenzione minima e offre un basso costo di vita.

Per saperne di più sul QMA401.

Tecnologie appropriate per il rilevamento dell'ossigeno

Tecnologia	Benefici	Fa per me?
Elettrochimico galvanico	Questi sensori sono piccoli, facili da usare, installare e sono molto convenienti. I vantaggi chiave includono un basso consumo energetico e la possibilità di utilizzare l'aria come gas di calibrazione. Sono accurati per le misure di ossigeno in tracce da 0-10 ppm.	I sensori elettrochimici sono chimicamente resistenti e possono essere utilizzati quando sono presenti tracce di idrocarburi.
Ossido di zirconio	Questi sensori allo stato solido, non esauribili, sono adatti per una vasta gamma di applicazioni di tracce di O2. Essi forniscono misurazioni affidabili e stabili nella gamma di 0-10 ppm.	I sensori non sono esauribili, con una durata di vita compresa tra 3 e 5 anni, rendendo il costo di proprietà basso.

Strumenti suggeriti per le misure di ossigeno in tracce nei gas UHP:

Analizzatore di ossigeno AII GPR1600 per gas industriali

Basato sui sensori di ossigeno galvanici ad alte prestazioni di AII, il GPR-1600 ha un limite di rilevamento inferiore di 50 ppb O2. Offre una durata tipica del sensore di circa 24 mesi per mantenere al minimo i costi di proprietà e di manutenzione.

Scopri di più su GPR-1600.

Analizzatore di ossigeno Michell XZR400 per misure di purezza dei gas

Progettato per misurare tracce di ossigeno in gas inerti come azoto, anidride carbonica, elio e argon, l'XZR400 è dotato di un sensore all'ossido di zirconio a risposta rapida. Con un limite di rilevamento inferiore di 100 ppb, è adatto a una serie di applicazioni di purezza del gas.

Per saperne di più sul XZR400

Tecnologie di misurazione delle impurità in tracce

Tecnologia	Benefici	Fa per me?
Rivelatore di emissioni al plasma (PED)	Utilizzati insieme ai sistemi di gascromatografia, questi rivelatori permettono di rilevare una vasta gamma di gas e impurità in tracce in parti molto basse per miliardo.	La tecnologia PED può essere configurata per rilevare una vasta gamma di impurità in sfondi di Ar o He. Il rivelatore deve essere utilizzato in combinazione con un sistema di gascromatografo.
Rivelatore a ionizzazione di fiamma (FID)	Rileva la concentrazione di idrocarburi gassosi come parte di un sistema gascromatografico. Sono possibili limiti di rilevamento inferiori a basse parti per milione.	FID risponde a tutti i gas idrocarburi, compreso il metano. Il rivelatore deve essere utilizzato come parte di un sistema di gascromatografo.

Strumenti suggeriti basati sulla tecnologia PED e FID:

Cromatografo a gas compattoLDetek MultiDetek3 NUOVO

Questo GC di processo modulare combina la funzionalità di due GC in uno. Oltre ad offrire agli utenti la possibilità di utilizzare rivelatori PED, FID e TCD, possono essere integrati anche sensori di umidità e ossigeno dedicati.

Per saperne di più sul MultiDetek3

LDetek LD8000 MultiGas per impurità in He e Ar

L'LD8000 MultiGas è un analizzatore di gas online per monitorare tracce di N2, O2, H2O, CnHm in Elio. L'unità compatta 4U è stata progettata per soddisfare i requisiti delle installazioni criogeniche di Elio per la misurazione online.

Scopri di più su LD8000 MultiGas

Analizzatore di idrocarburi totali in tracceLDetek LD2000

Utilizzando il FID, LD2000 offre agli utenti una soluzione completa per il monitoraggio dei gas sfusi UHP per rilevare gli idrocarburi in tracce. Facile da installare con un piccolo ingombro.

Scopri di più su LD2000

Tecnologie di misurazione della purezza del gas

Tecnologia	Benefici	Fa per me?
Sensore di conducibilità termica	Questa tecnologia è utilizzata per misurare la purezza del gas stesso, piuttosto che il contenuto di umidità. cioè l'ossigeno in azoto o argon in azoto	Scegliere questa tecnologia se determinare la purezza del gas stesso è la preoccupazione principale, piuttosto che cercare il contenuto di umidità. Gli analizzatori di conduttività termica possono essere utilizzati per scoprire rapidamente le perdite d'aria in un sistema e sono spesso utilizzati come parte del controllo di qualità durante la produzione. Più grande è la differenza tra la conduttività termica del gas di interesse e i gas di fondo, più basso è il limite di rilevazione.
Rivelatore di conducibilità termica (TCD)	Utilizzato in combinazione con un GC di processo, il TCD permette misurazioni da % a ppm in miscele di gas binari

Ricorda l'importanza del campionamento!

Il tipo di sensore o di analizzatore è solo una parte dell'equazione quando si tratta di effettuare misure accurate di umidità o di altre impurità in tracce nei gas ad alta purezza: i materiali e i componenti del sistema di campionamento giocano un ruolo vitale. La scelta di materiali inadeguati o la mancata fornitura di un'adeguata condizione del campione influenzerà notevolmente l'affidabilità delle misurazioni.

Il controllo del flusso di gas e la selezione del flusso sono particolarmente cruciali per gascromatografi di processo e analizzatori online di impurità in tracce. LDetek offre un'ampia selezione di trappole, regolatori di pressione e purificatori di gas da utilizzare con i propri analizzatori e altre gamme.

Le domande chiave da porre quando si specifica un sistema di campionamento sono:

Qual è la pressione del gas da campionare?

Come sarà gestita la portata?

I componenti per la gestione del campione scelti sono adatti allo scopo?

Il campione deve essere restituito al processo?

Contattaci per una consulenza esperta sulla scelta del sistema di campionamento corretto.