德國InProcess Instruments（IPI）在線氣體分析儀技術交流

一、品牌與產品概述

德國InProcess Instruments Gesellschaft für Prozessanalytik mbH（簡稱IPI）是一家位于不來梅的過程分析技術制造商，成立于1997年。公司專注于四極桿質譜技術在線氣體分析系統的開發、生產與銷售，產品應用于工業過程控制、質量監測、研發實驗室等領域。

IPI的技術源于四極桿質譜技術，在此基礎上發展了適用于工業現場和實驗室研究的在線氣體分析系統。公司采用模塊化設計理念，可根據不同應用場景組合配置氣體進樣系統、質量分析器及數據處理軟件，形成完整的分析方案。其產品覆蓋從常規工藝氣體監測到特殊應用（如玻璃氣泡分析、鹵素燈填充氣體檢測）等多個方向。

二、產品類型

多組分在線氣體分析儀

工業過程質譜儀

高靈敏度氣體分析儀

氣體夾雜分析系統

燈用填充氣體分析儀

半導體器件氣體分析系統

質譜儀與熱分析聯用系統

痕量氣體分析儀

氣體進樣與預處理系統

同位素比值分析儀

三、主要型號

GAM 2000 — 多組分在線氣體分析儀，質量范圍1-200 u

GAM 3000 — 工業過程氣體分析儀，適用于冶金、化工等領域

GAM 4000 — 可定制化質譜儀，質量范圍1-300 u，模塊化設計

GAM 300 — 工業過程監測系統，質量范圍1-300 amu

EDA 407 — 電子器件氣體填充分析系統，用于密封電子元件內部氣體檢測

GIA 522 — 玻璃氣泡夾雜氣體分析儀，可分析納升級微量氣體

IMU 2000 — 六氟化鈾同位素分析專用質譜儀，用于核燃料循環氣體分析

Calypso — 緊湊型氣體分析系統

GIA 500系列 — 氣體夾雜分析系統

IMU系列 — 同位素比值測量系統

四、產品介紹與技術參數（以GAM 2000為例）

工作原理

GAM 2000基于四極桿質譜技術運行。待測氣體通過進樣系統引入離子源，氣體分子在離子源中被電子轟擊形成離子化。離子在四極桿質量分析器中按質荷比（m/z）分離，由檢測器（法拉第杯或二次電子倍增管）將離子信號轉換為電信號，經數據處理后得出各組分濃度。

四極桿分析系統由射頻電源和直流電源控制，通過調節電壓選擇通過質量分析器的離子質荷比。這種設計可實現快速掃描，單個測量通道最短僅需4毫秒。

主要技術參數（GAM 2000）

質量范圍：1 – 200 u

掃描速度：4 ms/通道

動態測量范圍：100 ppb – 100%

數據通信：以太網、PROFIBUS、PROFINET、OPC UA、MQTT

電源：230 VAC / 1.2 kVA（可選115 VAC）

防護等級：IP 20

工作溫度：+15 至 +35 °C

相對濕度：< 75%（無冷凝）

尺寸（寬×深×高）：約500 × 550 × 620 (1025) mm

重量：約110 kg

進樣系統配置：毛細管氣體進樣，可選工作溫度最高200°C，可選多通道氣體進樣系統（4或6路氣體管線），用于過程氣體或校準氣體

標準輸入輸出：8路數字輸出、8路數字輸入、4路模擬輸入（溫度、壓力），可擴展至64路數字輸出、64路數字輸入、32路模擬輸入，可選32路模擬輸出

五、核心特點

1. 多組分同時檢測

質譜分析原理支持單臺設備同時檢測氣體混合物中的多個組分，涵蓋從主要成分（體積分數100%）到痕量成分（亞ppm級）的濃度范圍。這一特點減少了多臺分析儀器配置的復雜性。

2. 響應速度較快

最短4毫秒/通道的掃描速度，適用于需要實時反饋的過程控制場景。時間分辨能力允許捕捉工藝過程中的氣體成分快速變化。

3. 工業通信接口豐富

設備支持多種工業總線協議（PROFIBUS、PROFINET、OPC UA、MQTT）以及以太網通信，便于集成至現有過程控制系統（DCS/PLC）。

4. 模塊化配置與定制能力

從氣體進樣系統、離子源、質量分析器到檢測器均可根據應用需求配置。這種模塊化設計使同一平臺可適配實驗室研究與工業現場兩類場景。

5. 系統穩定性與自動化

設備配置自動校準與測量流程，減少人工干預頻率。IPI ProxiMass軟件支持用戶自定義分析序列、數據評估和報告生成。自動化的測量和校準流程有助于維持分析結果的復現性。

六、應用領域

1. 冶金行業

在高爐、轉爐、真空脫氣等工藝環節監測爐氣成分（CO、CO?、O?、H?、N?、Ar）。通過連續分析轉爐廢氣成分，可推算熔體碳含量變化，輔助判斷吹煉終點。

2. 化工與制藥

化工：合成氨、環氧乙烷、乙烯酮等生產過程的工藝氣體監測與優化

制藥：批次反應過程監測、干燥工藝尾氣分析、發酵罐尾氣監測

3. 生物技術與發酵

在線監測生物反應器排氣成分（O?、CO?等），結合計算模型推斷微生物代謝狀態，用于工藝開發與生產控制。

4. 研究與實驗室

催化劑研發過程中的反應氣體分析

熱重分析儀（TGA）聯用，分析樣品熱分解過程釋放氣體

同位素比值測定（如氦-氘混合氣體分析）

燃料電池隔膜氣體滲透性能測試

5. 電子器件與特種應用

密封電子元器件內部填充氣體成分與濕度分析（EDA系列）

玻璃制品中微量氣泡成分分析（GIA系列）

高純氣體及特種氣體混合物的質量控制