Article by : QES (Thailand) Co., Ltd. & MEGA Tech Magazine
จากรายงานการของผู้ใช้ เรามักจะพบว่า คุณสมบัติหลายๆ อย่างของเครื่อง ICP สเปกโตรมิเตอร์ ทั่วๆไปนั้น มักจะเกิดปัญหาเรื่องค่าใช้จ่ายในการปฏิบัติงานค่อนข้างสูงมาก ซึ่งปัญหาที่เกิดขึ้นมักจะมีต้นเหตุมาจากจุดอ่อนจากการออกแบบตัวเครื่องมือ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับเครื่องมือรุ่นเก่า ซึ่งมักจะส่งผลให้ผลการวัดที่ได้นั้นมีคุณภาพต่ำกว่ามาตรฐานอย่างเห็นได้ชัด แต่ถึงแม้ว่าจะเป็นเครื่อง ICP สเปกโตรมิเตอร์รุ่นใหม่ก็ตาม แต่หากเป็นเครื่องที่ใช้เทคโนโลยีเดิม ก็ยังคงอาจจะก่อให้เกิดปัญหาดังกล่าวได้ ซึ่งถ้ามองจากภาพรวม จุดด้อยเหล่านี้มักจะส่งผลให้เกิดปัญหาการเสียเวลาไปอย่างสูญเปล่าและประสิทธิภาพการทำงานที่ลดลง ความเร็วและเสถียรภาพในการตรวจวัดลดลง ไปจนถึงปัญหาต้นทุนการปฏิบัติงานที่เพิ่มสูงขึ้นอย่างมาก อย่างไรก็ตาม นวัตกรรมใหม่ในด้านวิศวกรรมคือคำตอบที่สามารถเข้ามาช่วยแก้ปัญหาที่น่าปวดหัวหลายๆ อย่างของงานด้าน ICP สเปกโตรมิเตอร์ โดยระบบแบบใหม่นั้นมีการออกแบบที่เหนือกว่าระบบเดิมอย่างมาก ทำให้ได้ผลการวัดที่ รวดเร็ว แม่นยำ และมีค่าใช้จ่ายในการปฏิบัติงานลดลงอย่างเห็นได้ชัด
4 เหตุผลที่ควรอัพเกรดเทคโนโลยี ICP-OES รุ่นใหม่ต่อไปนี้จึงอาจเรียกได้ว่าเป็นคำตอบที่ดีที่สุดสำหรับผู้ใช้
1. เพิ่มระยะเวลาใช้งานได้ยาวนานสูงสุด
การออกแบบเครื่องมือวัดในรูปแบบเดิมนั้นมักจะก่อให้เกิดปัญหาการเสียเวลาไปอย่างสูญเปล่าเนื่องจากต้องหยุดทำงานในระหว่างการบำรุงรักษา และการซ่อมแซมเครื่อง เนื่องจากการรับมือกับความร้อนสูงที่เกิดจากพลาสม่าในระบบ ICP-OES แบบเดิมนั้น ผู้ใช้จำเป็นจะต้องติดตั้งระบบระบายความร้อนภายนอกเพิ่มเติม ซึ่งโดยส่วนใหญ่แล้วจะใช้ระบบระบายความร้อนภายนอกหรือเรียกว่า”ชิลเลอร์” ซึ่งระบบระบายความร้อนที่เพิ่มเข้ามานี้ส่งผลให้ระบบโดยรวมมีความซับซ้อนเพิ่มมากขึ้น และมักจะเกิดปัญหาการรั่วภายในอยู่บ่อยครั้ง นอกจากนี้ ยังจำเป็นต้องทำการบำรุงรักษาเป็นประจำ ซึ่งส่งผลให้ต้องหยุดการทำงานเป็นเวลานาน
ในทางกลับกัน เทคโนโลยีรุ่นใหม่ของเครื่อง ICP สเปกโตรมิเตอร์นั้นไม่จำเป็นต้องใช้ระบบระบายความร้อนจากภายนอกอีกต่อไป SPECTRO เป็นบริษัทผู้ผลิตรายเดียวในปัจจุบันที่มีเครื่อง ICP สเปกโตรมิเตอร์ที่ใช้นวัตกรรมใหม่ของเทคโนโลยีระบบระบายความร้อนด้วยอากาศ* (ได้รับสิทธิบัตรแล้ว) ติดตั้งอยู่ภายในตัวเครื่องโดยตรง ส่งผลให้สามารถลดความจำเป็นในการบำรุงรักษาและหยุดการทำงานของระบบลงได้ เมื่อเทียบกับการออกแบบตัวเครื่องแบบเดิม อีกทั้งยังช่วยขจัดปัญหาการรั่วซึมตามจุดต่อของระบบระบายความร้อน รวมทั้งได้รับการทดสอบแล้วว่า มีโอกาสเกิดการเสียที่น้อยจากเดิม
นอกจากนั้นแล้ว ผลิตภัณฑ์รุ่นนี้ยังใช้เทคโนโลยีนวัตกรรมใหม่ ได้แก่ ระบบห้องแยกแสงแบบปิดที่มีการออกแบบเฉพาะตัว ทำให้ไม่จำเป็นต้องทำขั้นตอนการไล่ก๊าซอ๊อกซิเจน (Flushing) ซึ่งช่วยประหยัดเวลาและค่าใช้จ่ายได้อีกขั้นหนึ่ง โดยจะมีการเติมก๊าซอาร์กอนเข้าไปในระบบปิดแทน และมีการหมุนเวียนก๊าซกลับมาใช้ซ้ำผ่านทางไส้กรองขนาดเล็ก เครื่อง ICP สเปกโตรมิเตอร์แบบเดิมมักจะต้องใช้เวลานานในการเริ่มระบบก่อนที่ระบบจะเสถียรและพร้อมใช้งาน
เครื่อง ICP สเปกโตรมิเตอร์ของ SPECTRO ถือเป็นเครื่อง ICP สเปกโตรมิเตอร์รุ่นแรกของวงการที่นำเจเนอเรเตอร์แบบ LDMOS กำลังสูงพิเศษมาใช้ โดยใช้เวลาเริ่มระบบเพียงไม่เกิน 10 นาทีเพื่อให้ระบบเสถียร นอกจากนี้ การออกแบบที่เน้นความแข็งแรง ทำงานได้แบบไร้ปัญหา และมีระบบป้องกันการลัดวงจรยังช่วยให้สามารถใช้งานเครื่องได้เป็นเวลานานตลอดอายุของเครื่องอีกด้วย
2. ประสิทธิภาพและความรวดเร็วสูงสุด
เจเนอเรเตอร์ของระบบ ICP สเปกโตรมิเตอร์ แบบเดิมนั้นอาจมีกำลังไม่เพียงพอที่จะให้ประสิทธิภาพระดับสูงอย่างที่ต้องการในบางครั้ง นอกจากนั้น เทคโนโลยีของเครื่อง ICP สเปกโตรมิเตอร์ บางรุ่นที่ได้รับการยอมรับว่าเป็นมาตรฐานของวงการ ยังจำเป็นต้องทำการวิเคราะห์องค์ประกอบของตัวอย่างแบบตามลำดับทีละธาตุ (Sequential) ดังนั้น จึงต้องใช้เวลานานยิ่งขึ้นสำหรับตัวอย่างที่มีจำนวนองค์ประกอบของธาตุที่มาก ส่งผลให้ประสิทธิภาพในการทำงานลดลงและอาจก่อให้เกิดปัญหาได้สำหรับห้องแล็บที่ต้องทำงานให้เสร็จทันตามสัญญา รวมถึงองค์กรอื่นๆ ที่จำเป็นต้องวิเคราะห์ตัวอย่างในปริมาณมาก เทคโนโลยีใหม่ของเราช่วยให้ผู้ใช้ได้รับประสิทธิภาพการทำงานเพิ่มสูงขึ้นอย่างมาก ยกตัวอย่างเช่น การออกแบบเจเนอเรเตอร์ที่แข็งแกร่งทนทาน เช่น รุ่น 2000 วัตต์ในเครื่องวิเคราะห์แบบ ICP สเปกโตรมิเตอร์ บางรุ่นของ SPECTRO ซึ่งมีกำลังสำรองเหลือเฟือสำหรับรองรับงานประเภทต่างๆ
ดังนั้น จึงสามารถปรับรูปแบบการทำงานให้เหมาะกับพลาสม่าที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว หรือแม้แต่พลาสม่าที่ต้องใช้กำลังสูง โดยไม่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงาน นอกจากนั้นแล้ว เทคโนโลยีที่ใช้ในเครื่อง ICP สเปกโตรมิเตอร์ของ SPECTRO ยังให้ประสิทธิภาพที่เหนือกว่าวิธีการวิเคราะห์องค์ประกอบของตัวอย่างแบบตามลำดับทีละธาตุ (Sequential) ของเครื่องตรวจวัดแบบเดิมอีกด้วย โดยสามารถตรวจจับสเปกตรัมได้พร้อมกันในช่วงความยาวคลื่น 130-770 นาโนเมตร ทำให้สามารถวิเคราะห์ตัวอย่างได้อย่างรวดเร็ว เครื่อง ICP สเปกโตรมิเตอร์แบบวิเคราะห์องค์ประกอบของตัวอย่างแบบตามลำดับทีละธาตุ (Sequential) มาตรฐานทั่วไปอาจสามารถวิเคราะห์ตัวอย่างได้สูงสุด 140 ตัวอย่างต่อหนึ่งกะทำงาน ในขณะที่เครื่อง ICP สเปกโตรมิเตอร์ของ SPECTRO ซึ่งมีการออกแบบให้ตรวจจับสเปกตรัมได้พร้อมกันและใช้เจเนอเรเตอร์กำลังสูงรุ่นใหม่นั้น สามารถวิเคราะห์ตัวอย่างได้สูงสุดถึง 320 ตัวอย่างในเวลา 8 ชั่วโมงเท่ากัน
3. ความเร็วและความเสถียรสูงขึ้น
เครื่องวิเคราะห์ ICP สเปกโตรมิเตอร์ เกือบทั้งหมดยังคงใช้ระบบห้องแยกแสงแบบอีเชลล์ (Echelle) แบบเดิมๆ อยู่ ซึ่งเครื่องวิเคราะห์ดังกล่าวอาจจะมีประสิทธิภาพเพียงพอสำหรับงานวิเคราะห์บางรูปแบบก็จริง แต่อย่างไรก็ตาม อาจไม่สามารถให้คุณภาพการวิเคราะห์ได้เป็นที่น่าพอใจสำหรับการวิเคราะห์ประเภทอื่นๆ เครื่องวิเคราะห์แบบ ICP สเปกโตรมิเตอร์ ของ SPECTRO ใช้ระบบแยกแสงที่ออกแบบเป็นพิเศษ เรียกว่า เทคโนโลยี Optimized Rowland Circle Alignment (ORCA) ระบบแยกแสงแบบอีเชลล์ที่ใช้เทคโนโลยีอุปกรณ์ถ่ายเทประจุ (Charge-Coupled Device หรือ CCD)/อุปกรณ์อัดประจุ (Charge Injection Device หรือ CID) ได้รับการพัฒนาขึ้นในช่วงทศวรรษ 1990 โดยใช้เซ็นเซอร์แบบสองมิติเป็นพื้นฐาน ในทางกลับกัน เทคนิค ORCA นั้นใช้ประโยชน์จากตัวตรวจจับแบบลิเนียร์อาร์เรย์อย่างเต็มที่ จึงทำให้ระบบของ SPECTRO มีความแตกต่างจากระบบอื่นๆ โดยได้รับการออกแบบให้มีการสูญเสียแสงน้อยที่สุด มีปริมาณแสงผ่านสูงสุด และแสงรบกวนน้อยลง ระบบแยกแสงที่ใช้ในเครื่องวิเคราะห์ของ SPECTRO ช่วยให้สามารถตรวจจับสเปกตรัมที่ต้องการของตัวอย่างได้พร้อมกันภายในเวลา 4 วินาที นอกจากนี้ ระบบห้องแยกแสงแบบไม่ต้องไล่ก๊าซนั้นยังให้ความเสถียรดีเยี่ยมในระยะยาว และการอัพเกรดเป็นเทคโนโลยีใหม่นี้ยังช่วยให้การตรวจจับสัญญาณมีความไวมากขึ้นสูงสุดถึง 5 เท่า พร้อมทั้งสามารถตรวจจับช่วงสเปกตรัมได้กว้างขึ้น เมื่อเทียบกับระบบอีเชลล์แบบเดิม
4. ต้นทุนในการเป็นเจ้าของน้อยที่สุด
นอกเหนือจากราคาตั้งต้นของเครื่องวิเคราะห์ระบบ ICP สเปกโตรมิเตอร์ แบบเดิมแล้ว อีกสิ่งหนึ่งที่คุณจะต้องจ่ายเงินเพิ่มจำนวนมากก็คือ การซื้อระบบระบายความร้อนภายนอกหรือ”ชิลเลอร์” ซึ่งในบางกรณีนี้ อาจจะทำให้ราคาเครื่องเพิ่มขึ้นถึงอีก 5,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ ระบบระบายความร้อนแบบน้ำยังมีโอกาสเกิดการรั่วซึมสูง ซึ่งอาจส่งผลให้ระบบย่อยอื่นๆ ภายในเครื่องที่มีราคาแพงเสียหายได้ เช่น เจเนอเรเตอร์คลื่น RF พลาสม่าหรือโหลดคอยล์ การซ่อมแซมส่วนใดส่วนหนึ่งหรือทั้งหมดของระบบเหล่านี้มีค่าใช้จ่ายสูงมาก และยังทำให้เกิดเวลาสูญเปล่าเนื่องจากต้องหยุดการทำงานด้วยเช่นกัน
นอกเหนือจากต้นทุนข้างต้นแล้ว เครื่องวิเคราะห์แบบเดิมยังมีค่าใช้จ่ายต่อเนื่องจากการต้องคอยเติม/ไล่ก๊าซ (Ar flushing) ตลอดเวลา ซึ่งในบางครั้ง อาจทำให้เกิดการปนเปื้อนในระบบห้องแยกแสงจากสิ่งสกปรกที่มากับก๊าซ Ar ส่งผลให้ต้องเสียเวลาและค่าใช้จ่ายจำนวนมาก นวัตกรรมที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับเครื่องวิเคราะห์ระบบ ICP-OES ของ SPECTRO คือคำตอบในการแก้ปัญหาเหล่านี้ รวมถึง สามารถลดต้นทุนจากการใช้งานและวัสดุสิ้นเปลืองให้เหลือน้อยที่สุดได้ตลอดอายุการใช้งาน นอกจากจะไม่ต้องซื้อและติดตั้งระบบระบายความร้อนแยกแล้ว ผู้ใช้ยังสามารถประหยัดต้นทุนจากค่าพลังงานที่เพิ่มสูงขึ้นเรื่อยๆ ของชิลเลอร์แบบใช้น้ำได้อีกทางหนึ่ง รวมทั้งยัง ลดความเสี่ยงของการต้องเปลี่ยนระบบระบายความร้อนที่มีราคาแพงก่อนที่เครื่องวิเคราะห์จะหมดอายุการใช้งาน
นอกจากนั้น เครื่องวิเคราะห์จาก SPECTRO ยังใช้ระบบห้องแยกแสงแบบปิดที่ผ่านการออกแบบมาโดยเฉพาะ ซึ่งช่วยตัดต้นทุนในการไล่ก๊าซของระบบแบบเดิมๆ ทำให้สามารถประหยัดก๊าซได้ถึงประมาณ 600 ลบ.ม. ต่อปี ซึ่ง ณ ราคาปัจจุบัน ผู้ใช้ที่อัพเกรดเครื่องเป็นเทคโนโลยีใหม่จะสามารถประหยัดต้นทุนค่าก๊าซได้ถึงปีละ 3,800 ดอลลาร์สหรัฐฯ