
VSC103 氣相色譜控制方案
在半導體產業和相關的科學研究中中,氣體組成和揮發性化合物進行準確分析是確保產品品質的重要關鍵。智感雲端(VitalSigns) 的 VSC103 氣相色譜(Gas Chromatography)控制方案為產業帶來卓越的性能、超高精確度及長時間運作的可靠性。
關於氣相色譜 (GC)

氣相色譜 (GC) 是一種廣泛使用的分析技術,用於分離和分析混合物中的化合物。它基於化合物在流動氣相和固定相中的分佈和分離行為。GC 通常用於揮發性有機化合物的分析,但也可用於分離和定量非揮發性物質,只要在分析條件下能氣化或轉化為揮發性衍生物,都可以進行 GC的分析。
GC 的基本原理涉及流動氣相與塗在柱子內壁上的固定相之間的相互作用。分離是基於化合物在固定相和流動相之間的分佈,亦稱為平衡分配。化合物在兩相之間的分佈程度受其物理化學性質(如極性、分子量、揮發性等)的影響。當混合物通過色譜柱時,不同化合物以不同速度通過色譜柱並到達檢測器進行檢測。
GC 組成部分包括:
- 進樣器:用於將樣品引入色譜柱。樣品可作為氣體或液體引入,通常使用自動進樣器進行準確且可重複的樣品引入。
- 色譜柱:GC 色譜柱是長而窄的管子,固定相塗在其內壁上。色譜柱的選擇取決於樣品性質和分離要求。常見的固定相材料包括液相和固相。
- 烘箱:色譜柱烘箱用於控制色譜柱的溫度。它通常具有可調節的溫度範圍。溫度選擇對特定化合物的分離和分析至關重要,因為它影響化合物在色譜柱中的分配行為。
- 檢測器:用於檢測分離的化合物並生成相應信號。常見的 GC 檢測器包括火焰離子化檢測器 (FID)、熱導檢測器 (TCD)、質譜檢測器 (MSD) 等。每種檢測器對特定類型化合物的靈敏度和選擇性不同。
在 GC 分析中,樣品通常需要進行預處理步驟,如樣品提取、衍生化或濃縮,以提高分析物的揮發性或改善分離效率。然後,樣品被引入進樣器,通過色譜柱進行分離,並由檢測器檢測生成信號。通過分析和解釋信號,可以確定樣品中不同化合物的存在和濃度。
GC 提供高分辨率、靈敏度和廣泛的應用。它廣泛應用於化學、環境分析、食品分析、製藥、石油等領域的分析和質量控制。
智感雲端的 VSC103 主要的應用環境為半導體製程中的氣體濃度的檢測,半導體的製程中,氣體的濃度的準確度半導體蝕刻、生產環境是否受到污染及相關設備設備是否正常運作的重要關鍵,整個生產環境中的氣體的濃度必須精密至 ppb 等級。
這些極度微小的訊號,必須得日以繼夜、不間斷地監控,才有辦法讓半導體生產持續的進行。 VSG103整個方案除了精準度之外,軟體及硬體都可以符合半導體生產的品質要求這也是VSG103的主要優勢。
VSC103 方案的組成

- 主控板 : VSC103 的主控板是系統運行的核心,配備了先進的 ARM Cortex-M4 微控制器,運行頻率高達 72 MHz。這使得系統能夠高效處理複雜的數據分析任務,保證了運行的穩定性和精確度。此外,主控板還集成了多種通信接口,包括 USB 至 UART、RS485 和 RS232,便於與其他設備進行數據交互和遠程控制。

大尺寸的TFT LCD 觸控屏: VSG103 目前搭配的是7 英寸的 TFT LCD 觸控屏,為用戶提供了直觀的操作界面。1024×600 的高解析度顯示屏和電容觸控面板,使得參數設置和數據查看變得簡單方便。用戶可以實時查看氣相色譜圖表,掌握分析過程中的每一個細節。而觸控屏也可以根據客戶對於顯示的需求進行其它不同的搭配。

飛安電流計: 飛安電流計是 VSC103 的核心組件,高達 10G Ω 的高靈敏度電流感測能力。24-bit 的 ADC 分辨率和 5 Hz 的取樣率,確保了數據的高精度和穩定性。這使得 VSC103 能夠檢測到極微量的化合物,適用於高精度分析需求。一個飛安(fA)的電流等於 10 的負15 次方的安培,人類在平時散發出來的電流量不 1 pA ( 1000 fA)。設備的精準度可見一斑。

- 高壓與偏壓發生器:VSG103 也搭配了不同種類的可編程的高壓產生器,其可產生出來的電壓有至(0 ~ 10KV)和 200V 的偏壓設計,使 VSC103 能夠適應不同應用需求,提供更高的檢測靈敏度和準確性。這些功能使 VSC103 在各種複雜的分析環境中都能夠穩定運行。

K-Type 熱電偶計 : 雙 K 型熱電偶計可以精確測量和控制溫度,確保在各種分析條件下,樣品的溫度穩定。氣體與GC管壁上的化合物作用時,溫度為其中一項非常重要的指標,能夠將溫度控制在正確的範圍內,才有辦法對於分析結果的一致性和可靠性做出一定的保證。

- 閥門和加熱控制: VSC103 系統配備了電力分配單元和固態繼電器加熱控制,超高精準的閥門控制,才有辦法對於樣品引入過程中的溫度和流量作高精確控制。上述的設備,都需要進行非常準確的控制,這些功能使得 VSG103系統能在分析過程中保持超高的穩定操作條件,確保分析的準確性。

VSC103 的產業應用
半導體製程中的應用
在半導體製程中,氣體的純度和組成對於產品的質量和性能至關重要。VSC103 系統可以準確監測和控制製程中的氣體成分,確保製程的穩定性和一致性。例如,在化學氣相沉積(CVD)過程中,VSC103 可以即時監控前驅氣體的供應,確保均勻和一致的薄膜沉積。
環境監測
VSC103 也可用於環境監測,分析生產過程中的廢氣排放,是其明確保符合環境法規。它能夠檢測和定量各種揮發性有機化合物(VOC),幫助企業減少環境污染,提升可持續發展能力。
製藥和食品分析
在製藥和食品行業,對於成分的精確分析是確保產品安全和質量的關鍵。VSC103 的高靈敏度和高分辨率使其成為這些行業的理想選擇,能夠準確分析和定量樣品中的各種成分,在製藥的過程中,有一些化學反應會產生極為微小的電流, VSG103的飛安量測,可以協助行業進行相關的反應的量測。
研究與開發
VSC103 還廣泛應用於研究機構,用於開發新材料和新技術。協助抓取極度微小的訊號,透過 VSG103強大的數據分析及噪音處理能力,能夠支持複雜的研究需求,協助科學發現和技術創新。
VSC103 方案的優勢
高靈敏度與低檢測限
VSC103 配備飛安電流計和高壓發生器,能夠實現極高的靈敏度和低檢測限,滿足各種高精度分析需求。這使得系統能夠在極低濃度的條件下,準確檢測並定量各種化合物,適用於多種高精度應用場景。
精確且穩定的溫度控制
雙 K 型熱電偶和先進的溫控技術,確保在各種分析條件下,能夠精確且快速地控制溫度,減少溫度的變換上下限,提升分析的準確性和穩定性。這對於半導體製程、環境監測等需要精確溫度控制的應用尤為重要。
多樣的通信接口
VSC103 支援 USB、RS485 和 RS232 等多種通信接口,使其能夠方便地與其他實驗設備和控制系統集成,實現數據共享和遠程控制。這種靈活性使得 VSC103 能夠適應各種不同的應用需求,提升了系統的兼容性和操作便利性。
友善的操作界面
VSG103 採用人工觸控屏,提供直觀的操作界面,使用戶能夠方便地進行參數設置和數據查看,提升工作效率。通過簡單的觸控操作,用戶可以實時監控分析過程中的數據,快速做出決策。
高效能數據處理
VSG103可以因應客戶的需求選用多種高效能的微控制器和高分辨率 ADC,確保數據處理的高效能和精確性,滿足複雜分析的需求。這使得 VSC103 能夠快速處理大量數據,提供即時的分析結果,提升工作效率。
VSC103 的市場競爭力
VSC103 的卓越性能和多功能設計,使其在市場上具備強大的競爭力。以下是 VSC103 在市場中的主要優勢:
全面的應用範圍
VSC103 適用於多種行業和應用場景,包括半導體製程、環境監測、製藥和食品分析以及科研開發。其高靈敏度和精確度,使其成為各種高精度分析需求的理想選擇。
高可靠性和穩定性
VSC103 以其高品質的組件和先進的技術,提供了卓越的可靠性和穩定性。無論是在苛刻的工業環境中,還是在高精度的實驗室中,VSC103 都能夠穩定運行,提供一致的分析結果。
靈活的集成能力
VSC103 支援多種通信接口,便於與其他設備和系統集成,實現數據共享和遠程控制。這種靈活性使得 VSC103 能夠適應不同的應用需求,提升了系統的兼容性和操作便利性。
優越的用戶體驗
觸控屏和直觀的操作界面,提供了優越的用戶體驗。簡單便捷的操作,使得用戶能夠快速上手,提升了工作效率和操作便利性。
VSC103 氣相色譜控制方案提供我們的客戶在GC 應用上卓越的性能、精確度和多功能設計,在各個需要氣體分析的產業中都是最理想選擇。
GC 的未來發展趨勢
隨著技術的不斷進步和行業需求的增長,VSC103 將繼續發展和演變。未來的發展趨勢包括:
更高的靈敏度和精確度
隨著分析技術和設備的持續改進,VSC103 將進一步提升其靈敏度和精確度,以滿足更高的準確要求。這將使 VSC103 能夠在更低濃度下檢測和定量化合物,擴大其應用範圍。
智能數據處理和分析
未來的 VSC103 系統將配備更先進的數據處理和分析能力,包括人工智慧和機器學習技術。這將使 VSC103 能夠自動處理和分析大量數據,提供更準確和更快速的分析結果。
與物聯網 (IoT) 技術的整合
未來的 VSC103 系統將與物聯網技術更加緊密地整合,實現分析過程的遠程監控和控制。這將為行業用戶提供更方便和高效的解決方案,提升生產效率和操作安全性。
VSC103 氣相色譜控制解決方案以其高性能、超高精度和長期運行可靠性,為各行各業帶來顯著優勢。智感雲端將繼續投資於研究和開發,為行業用戶提供更先進和可靠的解決方案。
VSC103 方案規格
Main Control Board
- Microcontroller: ARM Cortex-M4
- Operating Frequency: Up to 72 MHz
- Communication Interfaces: USB to UART, RS485, RS232
TFT LCD Touch Screen
- Screen Size: 7 inches
- Resolution: 1024×600
- Touch Type: Capacitive touch panel
- User Interface: Real-time display of gas chromatography charts, customizable display content based on customer needs
Femto-ampere meter
- Sensitivity: 10GΩ
- Resolution: 24-bit ADC
- Sampling Frequency: 5 Hz
High Voltage and Bias Voltage Generator
- High Voltage Range: 0 ~ 10KV
- Bias Voltage: 200V
K-Type Thermocouple
- Temperature Control: Accurate measurement and control with dual K-type thermocouples
Valve and Heating Control
- Heating Control: Solid-state relay control
- Valve Control: High precision valve control