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DLS-2 / DLS-2X－核融合氫同位素超高解析質譜分析系統
DLS-2 / DLS-2X－核融合氫同位素超高解析質譜分析系統
Zone 1 / Zone H 雙穩定區自動切換－兼具 RGA 真空診斷與超高解析 Fusion Fuel Analysis
Hiden DLS-2 與 DLS-2X 是專為核融合燃料分析、Hydrogen Isotopes、Deuterated Compounds、Vacuum Diagnostics 與 Leak Detection設計的高性能 Quadrupole Mass Spectrometer。
系統具有獨特的 Dual-Zone Operation，可透過軟體在 Quadrupole Stability Region Zone 1 與 Zone H之間自動切換。
Zone 1 提供高性能 Residual Gas Analysis；Zone H 則提供 Ultra-High Resolution，用於核融合研究中特別重要的 Hydrogen Isotope 與 Helium / Deuterium 分析。
DLS-2 / DLS-2X 系統概述
一套質譜系統同時完成 Fusion Fuel Analysis 與完整 Vacuum Diagnostics。
核融合研究中的氣體分析需求通常不只包含 Hydrogen Isotope Separation，也需要同步掌握 Vacuum Vessel 內的 H₂O、N₂、O₂、CO、CO₂、Hydrocarbons 與其他 Residual Gas Species。
傳統超高解析質譜設定雖有利於分離非常接近的 Mass Peaks，但不一定適合快速掃描較寬 Mass Range 的一般 Vacuum Diagnostics。
DLS-2 / DLS-2X 的 Dual-Zone Architecture 解決了這項問題。使用者可透過軟體在 Zone 1 與 Zone H 之間切換，在同一分析器上兼顧寬範圍 RGA 與超高解析 Hydrogen Isotope Analysis。
此架構特別適合 Tokamak、Fusion Fuel Cycle、Plasma Exhaust、High Energy Physics 與其他要求嚴格的核融合真空系統。
Zone 1 / Zone H 雙穩定區分析
依實驗目的在高性能 RGA 與 Ultra-High Resolution 模式之間切換。
Zone 1－Residual Gas Analysis
Zone 1 用於一般高性能 Quadrupole Mass Analysis，適合 Vacuum Fingerprinting、Leak Detection、Outgassing、Contamination 與 Vacuum Diagnostics。
Zone H－Ultra-High Resolution
Zone H 提供更高 Mass Resolution，用於 Hydrogen Isotope、Helium / Deuterium 與其他非常接近 Mass Species 的精密分析。
為何需要 Dual-Zone Quadrupole？
核融合研究同時需要「高解析同位素分析」與「完整真空狀態診斷」。
Fusion Research 中的 Gas Analysis 具有兩種不同分析需求。
第一種是一般 Vacuum Diagnostics，需要快速觀察多個 Residual Gas Species，判斷 Leak、Water、Hydrocarbon Contamination 或其他 Vacuum Condition。
第二種則是 Hydrogen Isotope Analysis，需要更高 Mass Resolution 來處理 D₂、He 與其他相近質量 Species。
DLS-2 / DLS-2X 可直接透過 Software Selection 在兩種 Quadrupole Stability Region 之間切換，因此不必使用兩套完全獨立的質譜系統即可涵蓋兩種分析任務。
Helium / Deuterium 超高解析分析
Zone H 用於核融合研究中非常接近的 Hydrogen Isotope 與 Helium Mass Peaks。
核融合燃料與 Exhaust Gas Analysis 中，Deuterium、Helium 與各類 Hydrogen Isotopologues 是重要分析對象。
其中部分 Species 在 Conventional RGA Mass Resolution 下會產生重疊或非常接近的 Mass Peaks，因此需要提高 Mass Resolution 才能取得可靠的 Species Separation。
DLS-2 / DLS-2X 可切換至 Zone H，利用 Quadrupole Second Stability Region 進行 Ultra-High Resolution Analysis。
Hiden 官方特別將其應用描述為可執行例如 Helium in Deuterium Detection 的高解析分析，同時仍保有 Zone 1 的完整 RGA 能力。
DLS-2X－惡劣核融合環境遠端分析
將分析器與敏感電子設備分離，降低 Radiation、Magnetic Field 與 Harsh Environment 的影響。
Remote Analyser Mounting
大型 Fusion Facility 的分析位置可能存在較強 Magnetic Field、Radiation、High Temperature 或其他不利於 Sensitive Electronics 長時間運作的環境。
DLS-2X 特別針對這類 Harsh Operating Environment 設計，可將 Analyser Head 安裝於靠近實際分析位置的位置，而將 Sensitive Electronics 安置於較安全區域。
Hiden 現行官方資料指出，DLS-2X 可支援最遠約 140 m Remote Analyser Mounting。
此設計特別適合大型 Tokamak、Fusion Reactor Test Facility 與 High Energy Physics Infrastructure。
核融合氣體分析工作流程
同一系統依分析目的切換 RGA 與 Ultra-High Resolution。
Vacuum Diagnostics
使用 Zone 1 監測 Vacuum Background、Leaks、Water、Air Species 與 Hydrocarbons。
Fusion Fuel Analysis
切換 Zone H，提高 Hydrogen Isotope、Helium 與 Deuterated Species 的 Mass Resolution。
Process Monitoring
將質譜資料與 Fusion Experiment、Fuel Cycle 或 Vacuum System Data 同步分析。
DLS-2 / DLS-2X 主要特色
專為 Fusion Fuel Analysis、Vacuum Diagnostics 與惡劣核融合環境設計。
- Dual-Zone Quadrupole Operation
- Zone 1 Residual Gas Analysis
- Zone H Ultra-High Resolution Analysis
- Software-Selectable Stability Region
- Automatic Zone Switching
- Hydrogen Isotope Analysis
- Helium / Deuterium Analysis
- Deuterated Compound Analysis
- Fusion Fuel Analysis
- Vacuum Diagnostics
- Leak Detection
- DLS-2X Remote Analyser Mounting
DLS-2 / DLS-2X 系統重點規格
依 Hiden Analytical 現行 DLS-2 / DLS-2X 官方產品資料整理。
| System Type | Dual-Zone Quadrupole Mass Spectrometer |
|---|---|
| Primary Application | Fusion Fuel Analysis / Vacuum Diagnostics / Leak Detection |
| Stability Regions | Zone 1 / Zone H |
| Zone Selection | User-Selectable by Software with Automatic Switching |
| Zone 1 | High-Performance Residual Gas Analysis |
| Zone H | Ultra-High Resolution Mass Analysis |
| Target Species | Hydrogen Isotopes / Deuterated Compounds / Helium / Fusion Gas Species |
| Vacuum Analysis | Residual Gas Analysis / Vacuum Diagnostics / Leak Detection |
| DLS-2X Remote Operation | Remote Analyser Mounting up to approximately 140 m |
| Harsh Environment | DLS-2X Designed for Fusion and Harsh Operating Environments |
| Software | Hiden MASsoft Professional |
| Operating System | Windows 10 / Windows 11 |
| Instrument Control | USB 2.0 / RS232 / Ethernet |
| External Integration | Comprehensive I/O for External Device Data Integration |
Fusion Vacuum Diagnostics
Zone 1 提供完整 RGA 功能，用於核融合真空系統健康狀態監測。
Tokamak 與 Fusion Vacuum System 中的 Residual Gas Composition 可反映 Vacuum Integrity、Wall Condition、Outgassing、Leak 與 Contamination。
DLS-2 / DLS-2X 在 Zone 1 模式下可作為高性能 RGA，監測 Hydrogen、Water、Nitrogen、Oxygen、Carbon Monoxide、Carbon Dioxide 與 Hydrocarbon Species。
研究人員因此能在執行高解析 Fusion Fuel Analysis 的同一套設備上，同步完成一般 Vacuum Fingerprinting 與 Leak Detection。
DLS-2 / DLS-2X 典型應用
從 Tokamak Fusion Fuel 到大型核融合設備的 Vacuum Diagnostics。
Fusion Fuel Analysis
分析 Hydrogen Isotopes、Deuterium、Helium 與 Deuterated Compounds，協助研究 Fusion Fuel Composition。
Tokamak Research
應用於 Tokamak Vacuum Vessel、Plasma Exhaust、Fuel Cycle 與相關 Fusion Experiment Gas Monitoring。
Hydrogen Isotopes
利用 Zone H Ultra-High Resolution 分析相近質量的 Hydrogen Isotope Species。
Helium / Deuterium
針對 Fusion Research 中重要的 Helium 與 Deuterium Species 提供高解析質譜分析。
Vacuum Diagnostics
使用 Zone 1 執行 Residual Gas Analysis，監測 Vacuum Background、Outgassing 與 Contamination。
Leak Detection
利用特定 Search Gas 或 Vacuum Species 變化進行大型真空設備洩漏診斷。
Harsh Environment
DLS-2X 適合 Radiation、Magnetic Field 或需將 Electronics 遠離分析位置的核融合設備。
High Energy Physics
適合需要高解析 Gas Analysis、長距離 Remote Installation 與 Vacuum Monitoring 的大型研究設施。
DLS-2 與 DLS-2X 的主要差異
兩者皆具有 Dual-Zone Analysis；DLS-2X 進一步針對惡劣環境與遠端安裝最佳化。
| Model | DLS-2 / DLS-2X |
|---|---|
| DLS-2 | Dual-Zone Fusion Fuel Analysis + Residual Gas Analysis |
| DLS-2X | 在 DLS-2 分析能力基礎上，增加適合 Harsh Environment 的 Remote Analyser Configuration |
| Remote Distance | DLS-2X 最遠約 140 m |
| Typical Selection | 依 Radiation、Magnetic Field、Installation Distance 與 Facility Layout 評估 |
MASsoft Professional 軟體與系統整合
控制 Zone Switching、Mass Analysis、Trend Monitoring 與外部設備資料。
DLS-2 / DLS-2X 搭配 Hiden MASsoft Professional 軟體，可執行 Mass Spectrometer Control、Mass Scan、Multiple Ion Monitoring、Trend Analysis 與 Data Logging。
Zone 1 與 Zone H 可透過軟體選擇並自動切換，因此使用者可在同一 Experiment Workflow 中依分析需求改變 Quadrupole Operating Region。
MASsoft Professional 支援 Windows 10 / Windows 11，並可透過 USB 2.0、RS232 或 Ethernet 控制儀器。
系統亦提供 External I/O，可讀取其他實驗設備資料，並與 Mass Spectrometer Signal 同步顯示及記錄。
- Zone 1 / Zone H Software Selection
- Automatic Stability Region Switching
- Mass Spectrum Acquisition
- Multiple Ion Monitoring
- Vacuum Trend Analysis
- Fusion Gas Monitoring
- External Device I/O
- Data Logging and Export
何時適合選擇 DLS-2 / DLS-2X？
當研究同時需要超高解析 Hydrogen Isotope Analysis 與完整 RGA Vacuum Diagnostics。
若研究需求主要是一般 Vacuum Composition、Leak Detection 與 Residual Gas Monitoring，標準 RGA 系統通常即可滿足。
若主要問題是 D₂ / He 或其他 Hydrogen Isotope Species，但可以透過 Threshold Ionisation Technique 處理，也可評估 DLS-1。
當研究需要直接提高 Mass Resolution，同時又需要完整 Residual Gas Analysis，DLS-2 / DLS-2X 的 Zone 1 / Zone H Dual-Zone Architecture 更具優勢。
若實際分析位置同時存在較強 Magnetic Field、Radiation 或 Electronics 必須遠離 Experimental Area，則可進一步評估 DLS-2X Remote Analyser Configuration。
恩詠有限公司－Hiden DLS 核融合氫同位素與真空分析系統規劃
Fusion Gas Analysis 的系統選型需依 Hydrogen Isotopes、Helium / Deuterium Separation、Required Mass Resolution、Vacuum Diagnostic Range、Radiation、Magnetic Field、Analyser Location 與 Remote Electronics Distance 進行評估。
恩詠有限公司可依客戶的Tokamak / Fusion Facility、Hydrogen / Deuterium / Helium Composition、Fusion Fuel Purity、Zone 1 RGA、Zone H Ultra-High Resolution、Vacuum Diagnostics、Leak Detection、Radiation / Magnetic Environment、Remote Installation 與 External Control Integration需求，協助評估 DLS-1、DLS-2 / DLS-2X 或其他適合的 Hiden Fusion Analysis System。