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Hiden QGA 2.0 即時定量氣體分析質譜儀
QGA 2.0－新一代即時定量氣體分析質譜儀
0.1 ppm 至 100% 多成分氣體與蒸氣即時定量分析
Hiden QGA 2.0 是專為即時定量氣體分析 Real-Time Quantitative Gas Analysis 設計的新一代桌上型四極桿質譜系統，可快速且連續分析多種氣體與蒸氣成分。
系統兼具高速資料擷取、7 個數量級動態範圍、快速反應與專用 QGAsoft 定量軟體，適合催化、氫能、CO₂ 轉化、氣體反應工程及工業氣體監測。
QGA 2.0 系統概述
從質譜訊號進一步轉換為可直接判讀的即時氣體濃度。
QGA 2.0 建立於 Hiden 原 QGA 系列成熟的 Quantitative Gas Analysis 技術基礎上，重新優化電子系統、機體尺寸、操作方式及日常維護便利性。
系統主要針對近大氣壓 Gas / Vapour Continuous Analysis 設計，並可搭配多種 Hiden Sampling Inlet，依研究條件延伸至不同壓力、溫度與反應器配置。
QGA 2.0 的核心定位並非僅取得 Raw Mass Spectrum，而是透過 QGAsoft 將質譜訊號轉換為即時多成分定量濃度，適合直接分析 Gas Composition、Conversion、Selectivity 與 Product Formation。
核心分析性能
從 100 ppb / 0.1 ppm 至 100%，兼具高速資料擷取與快速時間反應。
| Quantitative Range | 0.1 ppm（100 ppb）至 100% |
|---|---|
| Dynamic Range | 7 Decades |
| Measurement Speed | 最高 1000 Measurements per Second |
| Response Time | <300 ms |
| Precision | <±2% RD |
| Sampling Pressure | 依 Inlet 配置，可由 Ambient Pressure 延伸至最高約 30 bar |
| Quantitative Software | QGAsoft |
| QGAsoft Species | 最多 32 Species 即時連續定量分析 |
| Instrument Control | MASsoft Professional |
| Weight | <30 kg |
| Footprint | 較前代 QGA 系統縮小約 42% |
0.1 ppm 至 100% 即時定量分析
同一分析平台涵蓋痕量副產物、中濃度反應產物與高濃度主成分。
Wide Dynamic Range Gas Analysis
實際反應氣體中常同時存在高濃度 Feed Gas、主要 Product 以及低濃度 By-product，因此分析系統除了 Sensitivity 之外，也需要足夠的 Dynamic Range。
QGA 2.0 提供 7-Decade Dynamic Range，並可搭配 QGAsoft 將校正後的 Mass Spectrometer Signals 直接轉換成 Species Concentration。
因此研究人員可以直接觀察不同氣體的 ppm 或百分比濃度隨反應時間的變化，而不是僅比較 Raw Ion Current。
高速分析與快速時間反應
最高每秒 1000 次量測與 <300 ms Response Time，適合 Dynamic Gas Events。
對 Gas Switching、Transient Catalysis、快速 Reaction Dynamics 或製程條件切換而言，取樣系統與質譜的 Response Time 會直接影響量測結果。
QGA 2.0 可提供最高 1000 Measurements per Second 的高速資料擷取能力，並具有低於 300 ms 的系統反應時間。
實際 Response Time 仍會受到 Sampling Line Length、Flow Rate、Pressure、Gas Properties、Inlet Geometry 與 Internal Volume 影響。
若研究目標是毫秒至秒級 Transient Event，取樣系統配置必須與質譜分析器同步規劃。
高選擇性與 Isobaric Interference 分析
透過適當質譜條件改善部分相同 nominal m/z 訊號的辨識。
例如 NH₃⁺ / OH⁺ at m/z 17
Quadrupole Mass Spectrometry 中，不同 Species 可能在相同 Nominal Mass 產生離子或 Fragment Signals，因此多成分定量分析時必須考量 Spectral Overlap。
QGA 2.0 可利用適當分析條件提高部分 Isobaric Interference 的辨識能力，原廠特別列出 m/z 17 的 NH₃⁺ 與 OH⁺ 作為例子。
實際分析方法仍須依 Gas Matrix、Ionisation Condition、Background Composition 與 Calibration Method 進行設定。
QGA 2.0 主要特色
定量、高速、緊湊、易操作，並支援研究與製程系統整合。
- 0.1 ppm 至 100% Quantitative Analysis
- 7-Decade Dynamic Range
- 最高 1000 Measurements/s
- <300 ms Response Time
- <±2% RD Precision
- QGAsoft 最多 32 Species 定量
- Single-Button Pump Down & Software Start
- OPC External Communication
- Hydrogen-Compatible Vacuum System Option
- High-Performance Gas Dilution / Purge Option
- Range of Optimised Sampling Inlets
- <30 kg、約 42% Smaller Footprint
Sampling Inlet 與系統整合
依壓力、溫度、流量、蒸氣與時間解析度選擇適合的氣體取樣介面。
QGA 2.0 可搭配 Hiden 多種 Optimised Sampling Inlets，以因應不同 Reactor、Gas Stream 與 Process Conditions。
依配置不同，可由近大氣壓條件取樣，亦可延伸至最高約 30 bar 的加壓氣體來源。
實際系統亦可依需求配置 Heated Sampling、Pressure Regulation、Gas Dilution、Purge 與其他專用 Sampling Interface。
取樣系統直接影響分析品質
若 Sampling Line 過長、溫度不足、Flow Rate 過低或內部 Dead Volume 過大，即使質譜分析速度很快，仍可能出現 Signal Delay、Peak Broadening、Condensation、Adsorption 與 Memory Effect。
因此設計 QGA 2.0 時，Sample Pressure、Temperature、Flow Rate、Moisture、Condensable Species 與 Required Time Resolution 都應同時評估。
氫能與高濃度氫氣分析
可選配 Hydrogen-Compatible Vacuum System、Gas Dilution 與 Purge Function。
Hydrogen Production、Hydrogen Storage、Fuel Cell 與相關能源研究常需要在高濃度 H₂ 背景下，同時監測 CO、CO₂、CH₄、H₂O 或其他反應副產物。
QGA 2.0 可選配 Hydrogen-Compatible Vacuum System，以及 High-Performance Gas Dilution 與 Purge Function，以配合不同氫氣分析條件。
QGAsoft 即時定量分析軟體
將質譜離子訊號直接轉換為多成分氣體濃度。
最多 32 種 Species 即時連續分析
QGAsoft 是 Hiden 專為 Quantitative Gas and Vapour Analysis 開發的 Application-Specific Software。
軟體可提供最多 32 Species 的 Real-Time Continuous Analysis，濃度量測範圍涵蓋 0.1 ppm 至 100%。
透過 Calibration，質譜 Ion Signals 可直接轉換為實際 Concentration，適合計算 Gas Composition、Conversion、Selectivity 與 Product Distribution。
MASsoft Professional 與外部設備整合
完整質譜控制、資料擷取與 External I/O。
QGA 2.0 同時搭配 MASsoft Professional，可進行 Mass Spectrometer Control、Method Setup、Data Acquisition 與 External Device Integration。
儀器可透過 USB 2.0、RS232 或 Ethernet 控制，並提供完整 I/O，可讀取其他研究設備的資料，使 Temperature、Pressure、Flow 或其他 Process Variables 與 Mass Spectrometer Data 同步顯示。
- Mass Spectrum Acquisition
- Multiple Ion Detection
- Real-Time Trend Display
- External I/O Integration
- USB 2.0 / RS232 / Ethernet
- OPC Communication
- Data Export & Post Processing
QGA 2.0 典型研究與應用
適合需要多成分、定量、快速且連續 Gas Analysis 的研究與製程領域。
Catalysis 催化反應
即時分析 Feed、Reactants、Products 與 By-products，研究 Conversion 與 Selectivity。
CO₂ Conversion
適合 CO₂ Hydrogenation、Methanation、RWGS 與其他 Carbon Utilisation Research。
Hydrogen Production
應用於 Electrolysis、Chemical Looping、Reforming 與其他製氫研究。
Water-Gas Shift
連續分析 CO、CO₂、H₂、H₂O 與相關 Species，追蹤 Catalyst Performance。
Fuel Cell Research
分析 Fuel Gas、Reformate 與 Fuel Cell Reaction 過程中的氣體組成。
Biogas
分析 CH₄、CO₂、H₂、H₂S 與其他 Biogas Components。
Plasma Catalysis
追蹤 Plasma-Assisted Catalysis 中的 Gas Conversion 與 Reaction Products。
Process Monitoring
用於 Reactor Outlet、Gas Stream 與製程氣體的即時連續監測。
何時適合選擇 QGA 2.0？
當研究重點是直接取得可靠的多成分濃度，而不只是觀察 Mass Spectrum。
若研究主要目標是極限痕量分析、特殊同位素解析或非常高速的 Transient Event，可能需要 Hiden 其他專用 Gas Analysis Configuration。
但若需求為多種氣體的 Real-Time Quantification、Reaction Conversion、Product Selectivity、Gas Switching、Process Monitoring 或 Long-Term Concentration Trending，QGA 2.0 是非常適合的完整平台。
其核心價值在於將 Quadrupole Mass Spectrometry、Gas Sampling 與 Quantitative Software 整合為單一分析工作流程。
恩詠有限公司－Hiden QGA 2.0 定量氣體分析系統規劃
QGA 2.0 的實際分析品質除了 Mass Spectrometer 本體，也會受到 Sampling Inlet、Pressure Regulation、Gas Temperature、Flow Rate、Moisture、Condensable Species 與 Reactor-to-MS Transfer Distance 影響。
恩詠有限公司可依客戶的分析氣體種類、濃度範圍、樣品壓力、溫度、流量、是否含水氣或易冷凝物種、反應器體積、時間解析度、氫氣比例、多流路需求與外部設備整合，協助評估適合的 Hiden QGA 2.0 與 Sampling Inlet 系統配置。