2022年全國科技工作者日座談會，北京航空航天大學研究生院常務副院長趙巍勝說：依賴進口科學儀器就是空中建樓閣，他特別提出大力推進科學儀器自主可控，實現科技自立自強的建議。趙巍勝副院長倡議：把國產設備使用率作為申請國家項目的一個核心申請指標。因為，今天我們依賴進口設備其實就是在空中建樓閣，隨時都可能坍塌。他建議，以全社會力量推進國產科研儀器的使用。

趙巍勝指出，要明確創新爭先路徑，加強基礎研究，實現原始創新突破；大力推進科學儀器自主可控，實現科技自立自強；加強國際合作，與國際科技友軍互惠互贏。

為此實驗貓將分多期推薦重大科研基礎設施和大型科研儀器國家網絡管理平臺 中高端國產儀器，本期為第28期，上海舜宇恒平科學儀器有限公司自主研發的SHP8400PMS過程氣體質譜分析儀：

技術指標：

【質量范圍】1 - 200 amu

【離子源】電子轟擊離子源

【質量分析器】四極桿式

【通道數】4-32通道可選

【分辨率】1 amu（10%峰高）

【檢測限】＜10 ppm（法拉第筒）＜1 ppm（電子倍增器）

【最小檢測分壓】5×10-9 Pa

【最快分析速度】16 ms/amu

產品介紹：

過程氣體質譜分析儀，是安裝于現場對生產地點的氣體利用質譜法進行定性定量分析的儀器，簡稱過程質譜儀。質譜法是利用帶電粒子在磁場或電場中的運動規律，按其質量電荷比（m/z）實現分離分析，測定離子質量及其強度分布的方法。質譜法能給出化合物的分子量、元素組成、經驗式及分子結構等諸多信息，具有定性專屬性強、靈敏度高、檢測快速等優勢。過程質譜儀提供更多的運行過程中的實時數據，為過程分析提供更多有效的信息。在一些流路多、氣體組分復雜的場合，過程質譜儀更是首選的檢測設備。近年來，過程質譜在如太空、低溫、高熱、輻射、高壓、真空等極端條件下作為科研儀器也開始被大量使用。我國從1985年首先在石化領域開始使用過程質譜儀，并逐步擴展到其他領域，但基本是完全依賴于進口，過程質譜儀應用領域廣、潛在使用量大，在諸多領域中具有迫切需求。

目前多家公司已基于質譜原理在氣體分析測量技術領域展開了研究，推出了商品化的氣體質譜儀器，如德國普法（Pfeiffer）、英國艾科特里爾（Extrel）、海德（Hiden）、美國賽默飛（Thermo）、阿美特克（Ametek）等公司。

2009年，上海舜宇恒平科學儀器有限公司針對生物反應器發酵尾氣監測的應用需求，開展了過程質譜儀及配套在線前處理系統和數據分析軟件的開發，研制成功國產第一臺商品化的過程質譜儀器——SHP8400PMS過程氣體質譜分析儀。相關研究獲得上海市科學創新行動計劃科學儀器項目--工業質譜工程化研究及應用等項目支持。

SHP8400PMS過程氣體質譜分析儀的創新點有幾下幾點：

（1）多通道氣體組分實時監測分析，最高可達32通道；

（2）具有前處理、質譜分析、算法和軟件的全套系統解決方案；

（3）針對不同現場環境具有高穩定性，3-6個月的標定間隔，可實現長時間穩定運行；

（4）通過氣體全組分分析監測各種參數，例如發酵應用中，可自動生成攝氧率（OUR）、二氧化碳釋放率（CER）、呼吸商（RQ）等數據和曲線。

（5）自動化程度高，提供無人值守，一鍵開啟功能。

SHP8400PMS過程氣體質譜分析儀針對實際應用需求進行了優化和穩定性提升，實現了在生物發酵、催化、化工和新能源領域的推廣應用，尤其是在發酵行業，該成果已經推廣到國內上百家發酵生產廠家，成為生產精細控制的關鍵在線監控設備，提升了產品的品質和產量，為企業創造了巨大經濟效益。目前該儀器在發酵行業中已經占據了85%以上的國內市場份額，并且已經銷售到埃及、俄羅斯等海外國家。在新能源領域，公司與多家新能源汽車企業和燃料電池研究單位合作，SHP8400PMS過程氣體質譜分析儀在該方向的應用中取得了突破，構建了一種燃料電池陽極尾氣質譜檢測系統，未來應用前景將更加廣闊。

應用案例：

（1）安琪酵母集團公司多個子公司利用SHP8400PMS過程氣體質譜分析儀開展對各生產車間發酵罐尾氣的精確分析。

（2）同濟大學新能源汽車工程研究中心將SHP8400PMS過程氣體質譜分析儀應用于氫燃料電池陽極尾氣分析檢測。

（3）中國科學院福建物質結構研究所利用SHP8400PMS過程氣體質譜分析儀開展煤制乙二醇的研究。

發表論文：

[1] 黎亮, 張嗣良, 莊英萍等. 在線質譜儀在工業發酵過程優化與放大中的應用. 分析儀器, 2012(04):103-105.

[2] 史兵兵, 江志東. 低濃度甲烷催化燃燒La_(0.8)Ca_(0.2)FeO_3/MgO蜂窩催化劑.天然氣化工(C1化學與化工), 2013, 38(03):12-17+22.

[3] Huang QH, Song LY, He H, et al. Effects of SO2 Treatment of Commercial Catalysts on Selective Catalytic Reduction of NOx by NH3. Chem Res Chin Univ, 2016, 32(3):414-417.

[4] Zhang YF, Liu XL, Sun LY, et al. Catalytic cracking of n-hexane over HEU-1 zeolite for selective propylene production: Optimizing the SiO2/Al2O3 ratio by in-situ synthesis. Fuel Processing Technology, 2016, 153:163-172.

[5] Mt A, Xu GA, Rui DA, et al. Insight into the boosted catalytic performance and chlorine resistance of nanosphere-like meso-macroporous CrOx/MnCo3Ox for 1,2-dichloroethane destruction. Applied Catalysis B: Environmental, 2019, 259.

[6] Zhang LM, Gong YJ, Zhai YL, et al. Creation of CuOx/ZSM-5 zeolite complex: healing defect sites and boosting acidic stability and catalytic activity. Catalysis Science & Technology, 2020, 10(15):4981-4989.

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