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pQA－可攜式四極桿溶解氣體分析系統
pQA－可攜式四極桿溶解氣體分析系統
Portable MIMS Quadrupole Analyser－河岸、船舶與移動實驗室現場溶解氣體分析
Hiden pQA Portable Quadrupole Analyser 是一套專為Field-Based Dissolved Gas Analysis設計的可攜式四極桿質譜分析系統。
系統可搭配多種可互換 Sampling Inlets，特別適合地下水、河川、海水、沉積物、土壤、發酵培養物與其他液體樣品中的 Dissolved Species 即時分析。
pQA 將高精度 Quadrupole Mass Spectrometer、Vacuum System、Sampling Interface 與控制系統整合於耐用的 Pelican® Case，可直接帶至河岸、船舶、野外調查站或 Mobile Laboratory 使用。
pQA 系統概述
將實驗室等級的 MIMS 溶解氣體分析帶到實際採樣現場。
在 Environmental Monitoring 與 Dissolved Gas Research 中，樣品由現場採集後運回實驗室可能產生 Degassing、Temperature Change、Headspace Formation 或 Sample Transport Error，導致原始 Dissolved Gas Concentration 發生改變。
pQA 的設計目的就是將 Mass Spectrometer 直接帶至 Sampling Location，使研究人員可以在樣品來源處立即量測，降低樣品保存與運輸造成的偏差。
系統標準 Mass Range 為 200 amu，並可選配延伸至 300 amu；針對適合的 Dissolved Species，可提供 sub-ppb 等級的偵測能力。
這使 pQA 特別適合需要低濃度、高時間解析、現場即時分析與小樣品量的環境與研究應用。
真正為 Field Measurement 設計的可攜式系統
Pelican® 防護箱整合設計，可在河岸、船上、野外與移動實驗室使用。
Portable Gas Analysis Platform
pQA 並非單純將實驗室質譜儀搬到戶外，而是從系統架構上針對 Field Deployment 進行整合。
Mass Spectrometer、Vacuum Components、Electronics 與控制系統安裝於耐用 Portable Case 中，可在不同 Environmental Sampling Location 快速部署。
系統可使用 12 V DC 進行現場供電，也可搭配 Battery 或 Solar Power；在 Laboratory 使用時則可連接 220 V 電源。
現場溶解氣體分析流程
從液體取樣、膜選擇性傳輸到即時 Quadrupole Mass Analysis。
Field Sampling
在 Riverbank、Boat、Groundwater Well、Reservoir 或 Mobile Laboratory 直接取得待分析液體樣品。
Membrane Inlet
Dissolved Species 透過專用 Membrane 由液相選擇性傳輸至 Mass Spectrometer Vacuum System。
Real-Time Analysis
Quadrupole Mass Spectrometer 即時量測不同 Gas Species，取得濃度、比例及時間趨勢。
可互換 MIMS Sampling Inlets
依地下水、海洋、沉積物、土壤、反硝化與小體積樣品選擇合適的膜進樣方式。
Direct Membrane Probe
可直接將膜式 Probe 接觸液體樣品，適合一般 Dissolved Gas Measurement 與現場水樣分析。
Circular Membrane Carrier
利用較大 Membrane Area 提升特定低濃度物種的分析能力，可依研究目的搭配不同膜材。
Low-Flow Inlet
針對 Denitrification 與 Small Sample Volume 等研究，可使用低流量 Sampling Configuration。
X44 Membrane
可搭配 X44 Specialist Membrane，提高部分 Rare Gas 與低濃度 Dissolved Species 的分析靈敏度。
Membrane Safety Protection
針對 Liquid Sampling 特別設計的隔離與真空保護機制。
由於 MIMS Sampling Interface 直接與液體樣品接觸，若 Membrane 發生破裂，液體進入 Vacuum System 可能造成 Mass Spectrometer 與 Vacuum Pump 損壞。
pQA 配置 Manual Isolation Valve，可控制 Sampling Interface 與 Vacuum System 的連接狀態。
系統同時設有 Solenoid Safety Valve，在 Membrane Failure 等異常情況下提供自動隔離保護，降低液體進入質譜真空系統的風險。
pQA 主要特色 Features
可攜式、低濃度、高彈性 Sampling 與真正適合 Environmental Field Work 的 MIMS 平台。
- Portable Quadrupole Mass Spectrometer
- Field-Based Dissolved Gas Analysis
- 標準 200 amu Mass Range
- 300 amu Extended Mass Range Option
- Sub-ppb Detection Capability
- Interchangeable Sampling Inlets
- Direct Membrane Probe
- Circular Membrane Carrier Inlet
- Low-Flow Denitrification Inlet
- Manual Sampling Isolation Valve
- Automatic Solenoid Safety Valve
- Pelican® Portable Case System
12 V、Battery 與 Solar Power 現場供電
即使採樣地點缺乏一般實驗室電源，也能建立現場質譜分析。
pQA 可透過 12 V Supply 供電，因此可利用 Vehicle Power、Portable Battery System 或其他適當的 DC Supply 在 Field Site 運作。
原廠亦明確提供 Battery 與 Solar Powered Operation 的應用方式，使系統能部署於偏遠環境監測地點。
若於一般 Laboratory 或 Mobile Laboratory 使用，系統亦可使用 220 V AC Power。
pQA 系統重點規格
依 Hiden Analytical 現行 pQA 官方公開資料整理。
| System Type | Portable Quadrupole Mass Spectrometer / Portable MIMS Gas Analyser |
|---|---|
| Primary Application | Field-Based Dissolved Gas and Vapour Analysis |
| Standard Mass Range | 200 amu |
| Optional Mass Range | 300 amu |
| Detection Level | Sub-ppb Level for Suitable Dissolved Species |
| Sampling | Interchangeable Membrane Inlet Systems |
| Sampling Options | Direct Membrane Probe / Circular Membrane Carrier / Low-Flow Inlet |
| Vacuum Protection | Manual Isolation Valve + Solenoid Safety Valve |
| Portable Housing | Pelican® Case |
| Field Power | 12 V DC / Battery / Solar Power |
| Laboratory Power | 220 V AC |
| Software | QGAsoft + MASsoft Professional |
Environmental Monitoring 環境監測
直接在採樣地點量測，可降低保存、運輸與樣品狀態改變造成的分析誤差。
Dissolved Gas Sample 在採集後可能因 Pressure、Temperature、Agitation 與 Headspace Formation 造成氣體逸散，使實驗室分析結果與原始現場狀態產生差異。
pQA 可在 Sampling Location 即時分析，因此特別適合地下水污染、河川、水庫、海洋、Wetland、Sediment 與其他需要保留原始樣品狀態的 Environmental Research。
對 Long-Term Monitoring 或多採樣點 Field Campaign，Portable Architecture 也能減少樣品運輸與實驗室前處理的工作量。
pQA 典型應用
從地下水與海洋到反硝化、甲烷生成與發酵過程的現場溶解氣體量測。
Groundwater 地下水
分析地下水中的 Dissolved Gas、污染相關揮發性物種與低濃度環境氣體。
River / Reservoir
於河岸或移動實驗室直接監測河川、水庫與淡水環境中的 Dissolved Gas Concentration。
Oceanography 海洋研究
可於研究船上量測 Sea Water 中溶解氣體、Species Ratio 與時間／空間分布。
Sediment Analysis
研究沉積物與水體交界面的 Methane、Nitrogen Species 及其他 Dissolved Gases。
Denitrification
搭配 Low-Flow Inlet 量測反硝化研究所需的小體積液體樣品與 Gas Species Ratio。
Methane Production
監測 Methanogenesis、Anaerobic Process 與天然環境中的 Methane Production。
Fermentation
量測 Fermentation Culture 中產生或消耗的 Dissolved Gases，研究 Microbial Metabolism。
Soil Core Analysis
分析 Soil Sample 與 Soil Core 中氣體生成、微生物活性及環境變化。
何時適合選擇 pQA？
當 Dissolved Gas 必須「在現場量」，而不是先把樣品帶回實驗室時。
若樣品可以穩定保存並送回固定實驗室進行長時間分析，HPR-40 MIMS 提供較典型的 Benchtop Dissolved Gas Analysis Platform。
但若研究位於河岸、船舶、地下水井、偏遠環境、移動實驗室或長期 Field Monitoring Site，樣品傳輸本身就可能改變 Dissolved Gas Composition。
此時 pQA 的 Portable Case、12 V Power、Battery / Solar Operation 與 MIMS Sampling Interface，可直接將高靈敏度 Quadrupole Mass Spectrometry 帶到 Sampling Point。
QGAsoft 與 MASsoft Professional
即時定量分析、Mass Spectrum、Trend Monitoring 與外部設備資料整合。
pQA 系統搭配 Hiden QGAsoft 與 MASsoft Professional 軟體。
QGAsoft 可用於 Quantitative Gas and Vapour Analysis，提供多 Species Real-Time Continuous Analysis；MASsoft Professional 則負責 Mass Spectrometer Control、Mass Scan、Multiple Ion Monitoring 與 Data Acquisition。
MASsoft Professional 可透過 USB 2.0、RS232 或 Ethernet 控制儀器，並可利用 External I/O 讀取 Temperature、Flow、Pressure 或其他現場量測設備的訊號，與 Mass Spectrometer Data 同步分析。
Hiden pQA 環境研究應用影片
Portable Quadrupole Analyser for Environmental Studies
恩詠有限公司－Hiden pQA 可攜式溶解氣體分析技術服務
pQA 的實際分析能力會受到 Target Species、Membrane Type、Sample Matrix、Liquid Flow Rate、Temperature、Mass Interference、Field Power Supply 與所需 Detection Limit 影響。
恩詠有限公司可依客戶的地下水、河川、海水、沉積物、土壤、Fermentation、Denitrification、Methane Research、Sample Volume、200 / 300 amu Mass Range、Field Power、Sampling Inlet 與 Detection Limit需求，協助評估適合的 Hiden pQA 與 MIMS Sampling Configuration。