关于ICP-6810系列电感耦合等离子体发射光谱仪的技术解析
更新时间：2026-01-29
浏览次数：55
关于ICP-6810系列电感耦合等离子体发射光谱仪的技术解析
副标题： 高效稳定、高通量的多元素同时分析解决方案
发布日期： 2024年1月22日
作者： 森德仪器 应用技术部
仪器类别： 分析仪器 / 无机元素分析设备
阅读时间： 约8分钟
关键词： 电感耦合等离子体发射光谱、ICP-OES、全谱直读、垂直观测、快速分析、环境监测、金属材料
摘要
ICP-6810系列电感耦合等离子体发射光谱仪代表了新一代全谱直读ICP-OES技术水平。该系列仪器采用创新的垂直观测等离子体系统与高性能中阶梯光栅交叉色散技术，实现了多元素快速、稳定、高精度的同时测定。文章将系统解析其光学结构、固态射频发生器和智能化操作系统的核心优势，并重点介绍其在复杂基体耐受性、超宽线性范围（亚ppb至数千ppm）以及针对环境、冶金、化工、食品安全等行业应用中的关键技术解决方案。
一、产品概述与核心定位
ICP-6810系列是专为追求高通量、高稳定性和易用性的现代实验室设计的多元素分析主力。其核心定位在于提供一套性能可靠、分析快速、维护简便的无机元素分析平台，适用于从常规质量控制到复杂科研分析的广泛需求。
核心设计理念：
垂直观测，稳定耐高基体： 采用垂直观测（径向观测）或垂直/水平双向观测设计，提供了优异的基体耐受性和长期稳定性，尤其适合直接分析高盐、高有机或悬浮物样品。
全谱直读，高效灵活： 配备高性能固态检测器，可瞬间采集全波段光谱信息，实现所有元素谱线的同时测定，并支持事后灵活选择分析谱线，无需预先设定。
智能高效，操作简便： 集成智能诊断、自动优化和强大的方法开发工具，降低对操作人员的经验依赖，提升整体工作效率。
运行经济，维护友好： 优化的气路与进样系统设计，显著降低氩气消耗和运行成本；模块化设计使日常维护快速简便。
二、核心技术特点与性能解析
2.1 高稳定性的等离子体与进样系统
垂直观测等离子体系统： 等离子体炬管垂直放置，观测高度可软件优化。这种构型使等离子体中心通道更稳定，能有效穿透高基体样品产生的气溶胶，减少基体效应和谱线干扰，同时降低高浓度样品带来的积盐影响，稳定性远超传统水平观测。
固态自激式射频发生器： 采用高能效、长寿命的固态射频技术，频率稳定（如27.12 MHz或40.68 MHz），功率输出稳定（通常1.0-1.6 kW可调），点火快速，确保等离子体在各种基体下保持高度稳定。
高效进样系统： 包含进样系统（可选）、高效雾化器（如同心雾化器、高盐雾化器）和带帕尔贴冷却的旋流雾化室，确保样品高效传输、去溶剂并保持稳定。
2.2 高性能的光学系统与检测器
中阶梯光栅交叉色散系统： 采用高分辨率的中阶梯光栅进行主色散，配合棱镜或光栅进行交叉色散，将不同波长的光色散成二维光谱图，覆盖从深紫外到近红外的全波段范围（通常165-900 nm）。
高性能固态检测器（如CCD或CID）： 面阵检测器可同时记录整个二维光谱，实现真正的“全谱直读"。在一次曝光中即可获取所有谱线信息，分析速度极快，并可灵活选择分析线、进行背景和干扰校正。
高效光路与恒温控制： 光学室采用全密闭、恒温恒压设计，有效隔绝环境温湿度变化影响，保证长期波长稳定性与重现性。
2.3 智能化软件与分析方法
智能方法开发助手： 软件内置元素谱线库和干扰信息库，可自动推荐各元素的佳分析谱线、背景校正点和潜在干扰校正方案，极大简化方法开发流程。
实时内标校正与自动质量监控： 支持多内标元素同时监控与校正，有效补偿基体效应和仪器漂移。内置多种质控功能，自动判定样品结果是否可接受。
强大的数据处理与报告功能： 提供灵活的校准曲线拟合（包括线性、非线性拟合）、数据统计、谱图叠加比较等功能，并支持定制化报告模板，一键生成符合规范的分析报告。
三、应用场景与解决方案
ICP-6810系列凭借其宽线性范围、高稳定性和多元素同时分析能力，在众多行业成为标准分析工具。
3.1 主要应用领域
环境监测
应用场景： 地表水、地下水、废水、土壤及固废中金属元素的全分析。
解决方案： 垂直观测系统耐受高盐、高悬浮物环境样品；全谱直读快速完成几十种元素的筛查与精确定量；符合HJ 776-2015等环保行业标准。
冶金与材料科学
应用场景： 黑色金属（钢铁）、有色金属（铝、铜、镁合金）、稀土材料、高纯金属中的主量、微量及痕量元素分析。
解决方案： 超宽线性范围（可高达4-6个数量级）无需稀释即可分析从%含量到ppm/ppb级的杂质；高基体耐受性直接分析高浓度合金溶液。
石油化工与化学品
应用场景： 原油、燃料油、润滑油中磨损金属（Fe, Cu, Al等）及添加剂元素分析；催化剂中活性组分及毒物分析；化工原料纯度检验。
解决方案： 可选配有机进样系统（如耐有机溶剂雾化室、加氧装置）直接分析油品；快速监控催化剂的失活过程。
食品安全与农产品
应用场景： 食品、粮食、饲料中的营养元素（Ca, Mg, Fe, Zn）及有害元素（As, Cd, Pb, Hg, Cr）检测。
解决方案： 高灵敏度满足痕量有害元素检测限要求；高通量快速完成大批量样品的多元素筛查，符合GB 5009.268-2021等食品安全国家标准。
地质与矿产
应用场景： 矿石、矿物、地质勘探样品中的多元素分析。
解决方案： 一次性消解后，单次测定即可获得数十种元素的含量，大幅提高地矿样品分析效率。
3.2 典型案例分析
案例：第三方环境检测机构对工业废水排放的日常监测
挑战： 样品量大、基体复杂（高盐、高有机、高悬浮物）、检测元素多（GB 8978-1996中规定的一类污染物及其他金属元素）、报告周期紧。
解决方案： 配置ICP-6810（垂直观测型）。样品经酸消解、过滤后直接上机。仪器在全谱直读模式下，单次分析2分钟内即可完成样品中Cu, Pb, Zn, Cd, Cr, Ni, As等十余种元素的测定。垂直观测保证了高TDS（总溶解固体）样品分析的稳定性，避免了频繁的锥口清洁。
成效： 日均样品处理能力提升超过300%；数据稳定可靠，顺利通过CMA评审；显著降低了氩气消耗和维护成本，提升了实验室的整体运营效率与市场竞争力。
四、操作、维护与注意事项
4.1 标准工作流程简述
系统准备： 开机预热，点燃等离子体，用空白溶液冲洗至背景稳定，进行波长校准。
方法建立： 在软件中选择分析元素及谱线，设置校准曲线浓度，优化观测位置、载气流量等参数。
校准与分析： 运行标准系列建立校准曲线，分析未知样品。软件自动计算浓度，并应用内标和干扰校正。
质量控制： 在分析序列中插入空白、质控样和加标回收样，确保批次数据有效性。
关机： 用稀酸和去离子水充分冲洗进样系统后，依次关闭等离子体、冷却水和气体。
4.2 日常维护要点
每日： 检查并记录气体压力、冷却水状况，清洁雾化器和炬管，检查废液排放。
每周/根据样品量： 清洁炬管口及观测窗，检查并更换泵管（蠕动泵）。
定期： 进行性能检查（灵敏度、稳定性、背景等效浓度），清洁或更换雾化室、中心管。
光学系统： 保持光学室恒温恒压，按需进行波长校准。
4.3 关键注意事项
样品前处理： 必须确保样品消解、澄清、无颗粒物，并控制总溶解固体量（通常<1% w/v）。使用高纯酸和试剂。
谱线选择与干扰： 尽管软件提供辅助，但操作者需理解可能的光谱干扰（如Fe对Zn的谱线重叠）并正确选择分析线和背景校正点。
仪器环境： 实验室需配备稳定电源、充足排风和洁净稳定的氩气源，环境温湿度应相对恒定。
安全防护： 等离子体产生强紫外辐射，高温和强光，操作时请勿直视，并保持安全距离。
五、附录与参考资料
相关标准
该仪器的测试方法符合以下新国内外标准（示例）：
GB/T 23942-2022《化学试剂 电感耦合等离子体原子发射光谱法通则》：中国化学试剂ICP-OES分析的基础标准。
HJ 776-2023《水质 32种元素的测定 电感耦合等离子体发射光谱法》：新发布的环境行业标准，覆盖了水质中主要的金属及部分非金属元素。
GB 5009.268-2021《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》：中国食品中多元素测定的一法，详细规定了ICP-MS和ICP-OES的分析方法。
ISO 11885:2022《Water quality — Determination of selected elements by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES)》：国际标准化组织新发布的水质ICP-OES分析标准。
ASTM D1976-20《Standard Test Method for Elements in Water by Inductively-Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy》：美国材料与试验协会关于ICP-OES测定水中元素的标准方法。
六、文章信息
关于广东森德仪器有限公司
广东森德仪器有限公司是科学仪器领域专业的服务商与解决方案伙伴。我们不仅提供涵盖实验室通用仪器、分析测试设备、样品前处理系统等八大领域的高品质产品，更致力于为客户提供从实验室前期规划咨询、专业产品选型支持到售后全周期服务的整体解决方案。我们的服务网络已广泛覆盖环境监测、地质矿产、冶金机械、食品药品、科研教育及第三方检测等众多领域，为超过500家客户提供可靠、高效的无机元素分析技术支持。
版权声明
本文版权归广东森德仪器有限公司所有，转载请注明出处。未经书面许可，不得用于商业用途。文中技术信息基于通用原理与公开标准，实际应用可能因具体仪器型号与配置而异。
