GC檢測(cè)工作器匯總

1、GC檢測(cè)工作器匯總2022/4/26GC檢測(cè)工作器匯總一、檢測(cè)器特性一、檢測(cè)器特性specific property of detectorspecific property of detector二、熱導(dǎo)檢測(cè)器二、熱導(dǎo)檢測(cè)器TCDTCDthermal conductivity detector三、氫火焰離子化檢測(cè)器三、氫火焰離子化檢測(cè)器FIDflame ionization detector, 四、電子捕獲檢測(cè)器四、電子捕獲檢測(cè)器electron capture detector, ECD五、氮五、氮磷檢測(cè)器磷檢測(cè)器 TSDTSDThermionic specific detector 六六

2、、脈沖火焰光度檢測(cè)脈沖火焰光度檢測(cè)PFPDPFPDPulsed flame photometric Pulsed flame photometric detectordetectorgas chromatographic analysis, GC2022/4/26GC檢測(cè)工作器匯總一、檢測(cè)器特性一、檢測(cè)器特性1.1.檢測(cè)器類型檢測(cè)器類型濃度型檢測(cè)器：濃度型檢測(cè)器： 測(cè)量的是載氣中通過檢測(cè)器組分濃度瞬間的變化，檢測(cè) 信號(hào)值與組分的濃度成正比。熱導(dǎo)檢測(cè)器；質(zhì)量型檢測(cè)器：質(zhì)量型檢測(cè)器： 測(cè)量的是載氣中某組分進(jìn)入檢測(cè)器的速度變化，即檢測(cè)信號(hào)值與單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入檢測(cè)器組分的質(zhì)量成正比。FID；廣普型檢測(cè)器

3、：廣普型檢測(cè)器： 對(duì)所有物質(zhì)有響應(yīng)，熱導(dǎo)檢測(cè)器；專屬型檢測(cè)器：專屬型檢測(cè)器： 對(duì)特定物質(zhì)有高靈敏響應(yīng)，電子俘獲檢測(cè)器；2022/4/26GC檢測(cè)工作器匯總2.2.檢測(cè)器性能評(píng)價(jià)指標(biāo)檢測(cè)器性能評(píng)價(jià)指標(biāo) 響應(yīng)值（或靈敏度）響應(yīng)值（或靈敏度）S ： 在一定范圍內(nèi)，信號(hào)E與進(jìn)入檢測(cè)器的物質(zhì)質(zhì)量m呈線性關(guān)系： E = S m S 表示單位質(zhì)量的物質(zhì)通過檢測(cè)器時(shí)，產(chǎn)生的響應(yīng)信號(hào)的大小。S值越大，檢測(cè)器的靈敏度也就越高。檢測(cè)信號(hào)通常顯示為色譜峰，則響應(yīng)值也可以由色譜峰面積（A）除以試樣質(zhì)量求得： S = A / m2022/4/26GC檢測(cè)工作器匯總 3. 3.最低檢測(cè)限（最小檢測(cè)量）最低檢測(cè)限（最小檢測(cè)量

4、） 噪聲水平?jīng)Q定著能被檢測(cè)到的濃度（或質(zhì)量）。噪聲水平?jīng)Q定著能被檢測(cè)到的濃度（或質(zhì)量）。 從圖中可以看出：如果要把信號(hào)從本底噪聲中識(shí)別出來從圖中可以看出：如果要把信號(hào)從本底噪聲中識(shí)別出來，則組分的響應(yīng)值就一定要高于，則組分的響應(yīng)值就一定要高于N。 檢測(cè)器響應(yīng)值為檢測(cè)器響應(yīng)值為2倍噪聲水平時(shí)的試樣濃度（或質(zhì)量），倍噪聲水平時(shí)的試樣濃度（或質(zhì)量），被定義為最低檢測(cè)限（或該物質(zhì)的最小檢測(cè)量）。被定義為最低檢測(cè)限（或該物質(zhì)的最小檢測(cè)量）。2022/4/26GC檢測(cè)工作器匯總4.4.線性度與線性范圍線性度與線性范圍 檢測(cè)器的線性度定義：檢測(cè)器的線性度定義：檢測(cè)器響應(yīng)值的對(duì)數(shù)值與試樣量對(duì)數(shù)值之間呈比例的狀

5、況。 檢測(cè)器的線性范圍定義檢測(cè)器的線性范圍定義：檢測(cè)器在線性工作時(shí)，被測(cè)物質(zhì)的最大濃度（或質(zhì)量）與最低濃度（或質(zhì)量）之比。2022/4/26GC檢測(cè)工作器匯總二、熱導(dǎo)檢測(cè)器二、熱導(dǎo)檢測(cè)器1. 1. 熱導(dǎo)檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)熱導(dǎo)檢測(cè)器的結(jié)構(gòu) 池體池體（一般用不銹鋼制成） 熱敏元件熱敏元件：電阻率高、電阻溫度系數(shù)大、且價(jià)廉易加工的鎢絲制成。參考臂：參考臂：僅允許純載氣通過，通常連接在進(jìn)樣裝置之前。 測(cè)量臂測(cè)量臂：需要攜帶被分離組分的載氣流過，則連接在緊靠近分離柱出口處。2022/4/26GC檢測(cè)工作器匯總2.2.檢測(cè)原理檢測(cè)原理 平衡電橋，右圖。 不同的氣體有不同的熱導(dǎo)系數(shù)。鎢絲通電，加熱與散熱達(dá)到平衡后

6、，兩臂電阻值： R參參=R測(cè)測(cè) ; R1=R2則：則： R參參R2=R測(cè)測(cè)R1 無電壓信號(hào)輸出； 記錄儀走直線（基線）。2022/4/26GC檢測(cè)工作器匯總進(jìn)樣后進(jìn)樣后: 載氣攜帶試樣組分流過測(cè)量臂而這時(shí)參考臂流過的仍是純載氣，使測(cè)量臂的溫度改變，引起電阻的變化，測(cè)量臂和參考臂的電阻值不等，產(chǎn)生電阻差，R參參R測(cè)測(cè)則： R參參R2R測(cè)測(cè)R1 這時(shí)電橋失去平衡，a、b兩端存在著電位差，有電壓信號(hào)輸出。信號(hào)與組分濃度相關(guān)。工作站記錄下組分濃度隨時(shí)間變化的峰狀圖形。2022/4/26GC檢測(cè)工作器匯總 3. 3. 影響熱導(dǎo)檢測(cè)器靈敏度的因素影響熱導(dǎo)檢測(cè)器靈敏度的因素 橋路電流橋路電流I ： I，鎢絲

7、的溫度 ，鎢絲與池體之間的溫差，有利于熱傳導(dǎo)，檢測(cè)器靈敏度提高。檢測(cè)器的響應(yīng)值S I3，但穩(wěn)定性下降，基線不穩(wěn)。橋路電流太高時(shí)，還可能造成鎢絲燒壞。 池體溫度池體溫度：池體溫度與鎢絲溫度相差越大，越有利于熱傳導(dǎo)，檢測(cè)器的靈敏度也就越高，但池體溫度不能低于分離柱溫度，以防止試樣組分在檢測(cè)器中冷凝。檢測(cè)器溫度設(shè)定:檢測(cè)器的溫度Tdet：比最高的柱溫高3050C燈絲溫度Tfil:：一般比Tdet高的柱溫高50 C2022/4/26GC檢測(cè)工作器匯總 載氣種類載氣種類：載氣與試樣的熱導(dǎo)系數(shù)相差越大，在檢測(cè)器兩臂中產(chǎn)生的溫差和電阻差也就越大，檢測(cè)靈敏度越高。載氣的熱導(dǎo)系數(shù)大，傳熱好，通過的橋路電流也可適

8、當(dāng)加大，則檢測(cè)靈敏度進(jìn)一步提高。氦氣也具有較大的熱導(dǎo)系數(shù)，但價(jià)格較高。表表 某些氣體與蒸氣的熱導(dǎo)系數(shù)（某些氣體與蒸氣的熱導(dǎo)系數(shù)（），），單位：?jiǎn)挝唬篔 / cms2022/4/26GC檢測(cè)工作器匯總4 TCD操作注意事項(xiàng) 1. 打開載氣鋼瓶 (He, Ar或N2), 并確認(rèn)鋼瓶無誤 輸出壓 為 80PSI（5.5kg/cm2 ) 2. 確定載氣流速 （柱流量尾吹流量） = Reference Gas 3. 等待 COL/ INJ / DET 溫度到達(dá)設(shè)定值 4. 設(shè)定 Electronics On ( |TFIL- TDET| = T, T , 靈敏度 ) 5. 等待 TCD 至少約 30 m

9、in 左右 6. 開始分析樣品 7. 樣品分析結(jié)束設(shè)定 Electronics Off 8. 降溫 COL / INJ / DET = 50 (含F(xiàn)ilament) 9. 關(guān)閉氣體鋼瓶2022/4/26GC檢測(cè)工作器匯總?cè)?氫火焰離子化檢測(cè)器氫火焰離子化檢測(cè)器1. 1. 特點(diǎn)特點(diǎn) 簡(jiǎn)稱氫焰檢測(cè)器簡(jiǎn)稱氫焰檢測(cè)器 （FID：hydrogen flameionization detector） (1) 典型的質(zhì)量型檢測(cè)器典型的質(zhì)量型檢測(cè)器; (2) 對(duì)有機(jī)化合物具有很高的靈敏度對(duì)有機(jī)化合物具有很高的靈敏度; (3) 無機(jī)氣體、水、四氯化碳等含氫少或不含氫的物質(zhì)靈敏度低或不無機(jī)氣體、水、四氯化碳等含

10、氫少或不含氫的物質(zhì)靈敏度低或不響應(yīng)響應(yīng); (4) 氫焰檢測(cè)器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、靈敏度高、響應(yīng)迅速等特氫焰檢測(cè)器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、靈敏度高、響應(yīng)迅速等特點(diǎn)點(diǎn); (5) 比熱導(dǎo)檢測(cè)器的靈敏度高出近比熱導(dǎo)檢測(cè)器的靈敏度高出近3個(gè)數(shù)量級(jí)，檢測(cè)下限可小于個(gè)數(shù)量級(jí)，檢測(cè)下限可小于10pg。2022/4/26GC檢測(cè)工作器匯總2. 2. 氫焰檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)氫焰檢測(cè)器的結(jié)構(gòu) (1) 在發(fā)射極和收集極之間加有一在發(fā)射極和收集極之間加有一定的直流電壓（定的直流電壓（100300V）構(gòu)成一構(gòu)成一個(gè)外加電場(chǎng)。個(gè)外加電場(chǎng)。 (2) 氫焰檢測(cè)器需要用到三種氣體：氫焰檢測(cè)器需要用到三種氣體： N2 ：載氣攜帶試樣

11、組分； H2 ：為燃?xì)猓?空氣：助燃?xì)狻?使用時(shí)需要調(diào)整三者的比例關(guān)系，使用時(shí)需要調(diào)整三者的比例關(guān)系，檢測(cè)器靈敏度達(dá)到最佳。檢測(cè)器靈敏度達(dá)到最佳。2022/4/26GC檢測(cè)工作器匯總3. 3. 氫焰檢測(cè)器的原理氫焰檢測(cè)器的原理 (1)當(dāng)含有機(jī)物 CnHm的載氣由噴嘴噴出進(jìn)入火焰時(shí)，在C層發(fā)生裂解反應(yīng)產(chǎn)生自由基 ： CnHm CH(2)產(chǎn)生的自由基在D層火焰中與外面擴(kuò)散進(jìn)來的激發(fā)態(tài)原子氧或分子氧發(fā)生如下反應(yīng)： CH + O CHO+ + e(3)生成的正離子CHO+ 與火焰中大量水分子碰撞而發(fā)生分子離子反應(yīng)： CHO+ + H2O H3O+ + COA A區(qū)：預(yù)熱區(qū)區(qū)：預(yù)熱區(qū)B B層：點(diǎn)燃火焰層

12、：點(diǎn)燃火焰C C層：熱裂解區(qū)：層：熱裂解區(qū)：溫度最高溫度最高D D層：反應(yīng)區(qū)層：反應(yīng)區(qū)2022/4/26GC檢測(cè)工作器匯總氫焰檢測(cè)器的原理氫焰檢測(cè)器的原理 (4)(4)化學(xué)電離產(chǎn)生的正離子和電子在外加恒定直流電場(chǎng)的作用下分別向兩極定向運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生微電流（約10-610-14A）；(5) 在一定范圍內(nèi)，微電流的大小與進(jìn)入離在一定范圍內(nèi)，微電流的大小與進(jìn)入離子室的被測(cè)組分質(zhì)量成正比，所以子室的被測(cè)組分質(zhì)量成正比，所以氫焰檢測(cè)氫焰檢測(cè)器是質(zhì)量型檢測(cè)器。器是質(zhì)量型檢測(cè)器。(6) 組分在氫焰中的電離效率很低，大約五十萬(wàn)分之一的碳原子被電離。(7)(7)離子電流信號(hào)輸出到記錄儀，得到峰面積與組分質(zhì)量成正比的

13、色譜流出曲線A區(qū)：預(yù)熱區(qū)B層：點(diǎn)燃火焰C層：熱裂解區(qū)：溫度最高D層：反應(yīng)區(qū)2022/4/26GC檢測(cè)工作器匯總4. 4. 影響氫焰檢測(cè)器靈敏度的因素影響氫焰檢測(cè)器靈敏度的因素 各種氣體流速和配比的選擇各種氣體流速和配比的選擇 N2流速的選擇主要考慮分離效能， N2 H2 = 1 11 1.5 氫氣 空氣=1 10。極化電壓極化電壓 正常極化電壓選擇在100300V范圍內(nèi)。2022/4/26GC檢測(cè)工作器匯總四、電子捕獲檢測(cè)器四、電子捕獲檢測(cè)器 高選擇性檢測(cè)器，高選擇性檢測(cè)器， 僅對(duì)含有鹵素、磷、硫、氧等元素的化合物有很高的靈僅對(duì)含有鹵素、磷、硫、氧等元素的化合物有很高的靈敏度，檢測(cè)下限敏度，檢

14、測(cè)下限1010-14 -14 g /mLg /mL， 對(duì)大多數(shù)烴類沒有響應(yīng)。對(duì)大多數(shù)烴類沒有響應(yīng)。 較多應(yīng)用于農(nóng)副較多應(yīng)用于農(nóng)副產(chǎn)品、食品及環(huán)境中產(chǎn)品、食品及環(huán)境中農(nóng)藥殘留量的測(cè)定。農(nóng)藥殘留量的測(cè)定。一定不要試圖去拆卸該檢測(cè)器2022/4/26GC檢測(cè)工作器匯總ECD結(jié)構(gòu)示意圖2022/4/26GC檢測(cè)工作器匯總 電子捕獲檢測(cè)器ECD 操作原理 1 射線粒子使載氣離子化: N2 + N2 + e- 在電場(chǎng)中生成的正離子和電子向兩極移動(dòng)形成基流。 2 當(dāng)電負(fù)性樣品進(jìn)入后即捕獲慢速低能量電子使基流下降形成信號(hào)。 e- + sample current loss2022/4/26GC檢測(cè)工作器匯總E

15、CD的調(diào)節(jié)可在GC-3800面板上進(jìn)行，按Adjustment鍵進(jìn)行 池電流： Ar/CH4；CAP；N2STD；N2HIGH以及Zero零電流是為了進(jìn)行接觸電位的設(shè)置注意:一般，當(dāng)Range設(shè)為1時(shí)，基線信號(hào)不應(yīng)超過25mV。否則，說明可能是載氣不純、柱流速嚴(yán)重或檢測(cè)器受污染等,25mV之上的基線信號(hào)會(huì)減少ECD檢測(cè)器的可用線性范圍2022/4/26GC檢測(cè)工作器匯總設(shè)置接觸電位 儀器準(zhǔn)備完成：打開載氣，設(shè)置到正確的輸出壓力；色譜柱已經(jīng)老化完成 在3800面板上，選擇DetectorECD;設(shè)置如下: Tempture：300 CElectron: on; Range:1.0;Autozer

16、o:NO 等達(dá)到設(shè)定溫度后，平衡若干小時(shí)，最好過夜2022/4/26GC檢測(cè)工作器匯總設(shè)置接觸電位2022/4/26GC檢測(cè)工作器匯總設(shè)置接觸電位 在ECD屏幕上，按Adjustment: 將Cell Current 設(shè)為零； 將Contact potential設(shè)為-760mv 注意屏幕相顯示的信號(hào)強(qiáng)度在-12.713.0mv 再將接觸電位設(shè)定為+760mv，信號(hào)應(yīng)該增加幾mv 逐漸降低接觸電位的設(shè)定值，直到信號(hào)強(qiáng)度為開始顯示值0.5mv；這時(shí)的接觸電位就設(shè)好了2022/4/26GC檢測(cè)工作器匯總設(shè)置接觸電位接觸電位的設(shè)置是很重要的接觸電位的設(shè)置是很重要的,直接影響直接影響到檢測(cè)器的靈敏度到檢測(cè)器的靈敏度2022/4/26GC檢測(cè)工作器匯總五 氮磷檢測(cè)器(TSD) 只對(duì)氮、磷有很高的選擇性 氮的靈敏度：0.1pg/sec；磷為：0.05pg/sec 主要應(yīng)用于：藥物、燃料、香料、農(nóng)藥殘留 TSD的結(jié)構(gòu)類似FID，主要差別是TSD在噴嘴上方有銣珠，氫氣流量較小，為維持無火焰條件，一般 green lightS: S2* = blue light