PLSV– 压 : PLSV 阀和隔膜 阀的比较...其独特设计，这种情况在ASDevices...
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AN-13 PLSV – 压降和死体积 : PLSV 阀和隔膜阀的比较 www.asdevices.com JANUARY 2020
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AN-13
PLSV – 压降和死体积 : PLSV 阀和隔膜阀的比较
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JANUARY
2020
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GC-MS仪器要求阀门的泄漏完整性非常好，因为空气泄漏会对仪器的性能产生重大影响。 因此，迄今为
止，隔膜阀是此类产品的首选技术，因为圆锥形旋转阀的使用寿命较短且泄漏完整性较差。 一个理想的
阀将结合锥形旋转阀的优点（即无死体积和无压降）与隔膜阀的质量（即长寿命和更好的泄漏完整性）
相结合。该测试是再次确认了ASDevices PLSV技术提供了两种技术中最好的一种。
迄今为止，此GC应用是使用10通AFP ELDV-2隔膜阀完成的，以测量痕量VOC。这种类型的阀门以其体积小
，使用寿命长和泄漏率低而著称。 然而，隔膜阀技术在阀驱动期间遭受压降的影响和内部有死体积，这
是该设计所固有的问题。 本报告中所述的FPI（聚光科技）进行的比较测试清楚地证明了PLSV技术是优于
隔膜阀技术的。
该测试包括验证以下几点：
1.
PLSV 阀驱动时间
1. ASDevices PLSV-10-00-SP-18-ST
2. AFP ELDV-2
3. FPI GC Platform with Mass Spectrometer
介绍
摘要
PLSV阀技术与AFP ELDV-2隔膜阀在使用气相色谱/质谱仪仪器测量VOC时进行了比较。 第三方测
试证明了PLSV技术相对于隔膜阀在压降和死体积方面的优势。
测试目的
实验材料和设备
3. 色谱性能
2. PLSV 阀压降和死体积
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尽管质量不错，隔膜阀在设计上仍存在问题：死体积和压降。
隔膜阀的死体积问题如图1所示。这些死体积位于柱塞和阀端口之间。 它们的影响是两次进样，并且在图
2中提供了一个示例。两个小的O2和N2峰是由死体积的重新注入引起的，这不理想，尤其是在处理小样品
定量环和超痕量水平测量时。 关于端口压降，这取决于阀膜片的弹性。 当使用毛细管色谱柱时，色谱柱
头部压力很低，但气体流速很高。 在这种情况下，驱动时端口压降的任何细微变化都会影响色谱柱中的
载气流速，从而影响峰洗脱时间和基线的变化。 这两个影响限制了使用GC-MS在这个应用中的性能。
图 1 – 隔膜阀死体积问题 [1]
隔膜阀固有设计问题综述
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图 2 – 隔膜阀死体积重新注入问题
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如图4所示，AFP ELDV-2隔膜阀被ASDevices PLSV阀技术取代。 气体连接和驱动压力保持不变，以便进行直
接比较。驱动压力设置为60 PSIG。为了证明启动时间，将GC-MS软件的脉冲时间设置为0.1秒（100毫秒）。 这是GC平台上可用的最短时间。用于驱动电磁阀的脉冲持续时间来评估驱动时间。通过评估
脉冲后的阀门位置来确认正确的驱动。测试表明，0.1秒（100毫秒）足以驱动阀门。由于软件限制，无
法验证是否可能进行更短的驱动。但是，100毫秒足够快。 用于此测试的气缸是ASDevices的标准型气缸
。 为了更快，更紧凑节约空间，可以使用紧凑型气缸（图5）。
图 3 – AFP ELDV-2
图 4 – ASDevices uInProve 标准型
图 5 – ASDevices 紧凑型
阀驱动时间
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在此测试期间，在完全相同的条件下比较了AFP ELDV-2和ASDevices PLSV技术。 阀门每2分钟（开和关）
启动一次。 当阀门被激活（打开）时，将空白样品空气注入色谱系统。通过观察色谱图来评估死体积和
压降效果。
在这些GC条件下，评估了进样（ON）后需要1.1分钟才能从色谱柱上洗脱出空气峰。 在色谱图中，大约1.1分钟和5.1分钟处的峰是由于在0分钟和4分钟处进样而产生的空气样品峰。在图6中，可以看到在3.1分钟
和7.1分钟时AFP ELDV-2死体积效应出现，因为在2分钟和6分钟时阀门被停用（关闭）。 如图7所示，由于
其独特设计，这种情况在ASDevices PLSV技术上是不存在的。如前所述，由于固有设计问题，所有隔膜阀
都有死体积，这一点在测试中很好地显示出来。
Figure 6 – AFP ELDV-2 死体积和压降性能
ASDevices PLSV
Figure 7 – ASDevices PLSV 死体积和压降性能
压降和死体积
AFP ELDV-2
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图 8 – AFP ELDV-2 和 ASDevices PLSV 的比较
在图8中清楚地显示了压降效果。由于隔膜阀的弹性特性，在两个位置（打开与关闭）中，跨过隔膜阀的
压降都不相同。 结果，压降会影响进入色谱柱的载气，并随着流量扰动在色谱系统中传播而最终表现为
基线波动。 这在图8中通过基线突然下降，然后重新稳定来表示。 通过使用ASDevices PLSV，可以看出这
种情况不会发生，因为与ELDV-2软聚合物膜片相比，PLSV插件全部由固体材料制成。
这种基线波动在色谱中是有问题的，因为它可能会干扰色谱峰，并使峰的测量和检测更加困难。
注意，在图6和7中，由于PLSV阀门更好的泄漏完整性，使用ASDevices PLSV技术的平均基线信号较低。
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在此测试中，我们使用了样品定量环和1 ppm TO14混合气体进行比较。样品通过硅烷化的不锈钢管。在
测试之前，将空白样品注入3次，以确保没有残留气体进入系统，尤其是隔膜阀的死体积。该测试并未像
以前那样显示与隔膜阀相关的死体积问题，而是使用这两种阀技术的色谱性能比较。 从图9和10中可以看
出，两个阀的性能都很好。 然而，ASDevices PLSV阀门在分析过程中提供了更稳定的基线，这可以通过以
下事实来解释：该阀门技术在阀门驱动过程中不会遭受压降的影响。
图9 – 用 AFP ELDV-2阀的色谱性能
图 10 – 用 ASDevice PLSV 阀的色谱性能
总之，与隔膜阀技术相比，ASDevices PLSV阀技术提供了更好的性能。在AFP或VICI隔膜上会观察到相同的
问题行为，因为这些问题是设计固有的。测试证明，ASDevices PLSV技术不会出现压降，也没有死体积，
这是带来更好色谱效果的主要好处。 ASDevices PLSV技术还具有更好的泄漏完整性，较长的使用寿命以及
紧凑型的气缸设计。
色谱性能
结论
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REFERENCESREFERENCESREFERENCESREFERENCES
[1] Y. Gamache, AB-04 – Things you should know about GC Diaphragm valves, AFP Cookbook vol. 1.4
本应用中使用的测试和数据是由分析和色谱解决方案的领先供应商FPI（www.fpi-inc.com）聚光科技独立进行测试获得的。
REFERENCE
