氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理課件

氣相色譜檢測器1.定義2.分類3.各類檢測器氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理定義：

能檢測色譜柱流出組分及這些組分量的變化的器件，其功能是將經(jīng)色譜分離的組分的物質(zhì)信號轉(zhuǎn)化為易于測量的電信號，故也稱為“換能器”。

優(yōu)良檢測器應(yīng)具有如下性能指標：

靈敏度高；檢出限低；死體積??；響應(yīng)迅速；線性范圍寬；穩(wěn)定性好。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理氣相色譜儀的檢測器

最常用檢測器的排名1.TCD和FID一直是互為第1、2位的，是二個最常用的檢測器2.ECD和FPD基本上互為穩(wěn)居第3、4位3.NPD和PID為第5、6位4.其他檢測器有MSD、FTIR、HID及AED等等氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理檢測器的分類氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理氣相色譜儀的檢測器檢測器的分類一.按性能特征分類1.對樣品破壞與否

⑴破壞型檢測器在檢測過程中，被測物質(zhì)發(fā)生了不可逆變化。例如：氫焰檢測器、火焰光度檢測器、熱離子檢測器。⑵非破壞型檢測器在檢測過程中，被測物質(zhì)不發(fā)生不可逆變化。例如：熱導(dǎo)檢測器和電子捕獲檢測器。2.按響應(yīng)值與時間的關(guān)系

⑴積分型檢測器積分型檢測器顯示某一物理量隨時間的累加，也即它所顯示的信號是指在給定時間內(nèi)物質(zhì)通過檢測器的總量。例如：質(zhì)量檢測器、體積檢測器、電導(dǎo)檢測器和滴定檢測器等，此類檢測器在一般色譜分析中應(yīng)用較少。

⑵微分型檢測器微分型檢測器顯示某一物理量隨時間的變化，也即它所顯示的信號表示在給定的時間里每一瞬時通過檢測器的量。例如：熱導(dǎo)檢測器、氫焰檢測器、電子捕獲檢測器和火焰光度檢測器、熱離子檢測器等，此類檢測器為一般色譜分析中的常用檢測器。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理3．按響應(yīng)特性分類

⑴濃度型檢測器

濃度型檢測器測量的是載氣中組分濃度瞬間的變化，也即檢測器的響應(yīng)值取決于載氣中組分的濃度。例如：熱導(dǎo)檢測器和電子捕獲檢測器等。

⑵質(zhì)量型檢測器質(zhì)量型檢測器測量的是載氣中所攜帶的樣品組分進入檢測器的速度變化，也即檢測器的響應(yīng)值取決于單位時間組分進入檢測器的質(zhì)量。例如：氫焰檢測器、火焰光度檢測器、熱離子檢測器等。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理4．按選擇性能分類

⑴多用型檢測器對許多種類物質(zhì)都有較大響應(yīng)信號的檢測器稱為多用型檢測器。例如：熱導(dǎo)檢測器和氫焰檢測器等屬于多用型檢測器。⑵專用型檢測器

僅對某些種類物質(zhì)有較大的響應(yīng)信號，而對其他種類物質(zhì)的響應(yīng)信號很小或幾乎不響應(yīng)的檢測器則稱為專用型檢測器。例如：電子捕獲檢測器、火焰光度檢測器、熱離子檢測器等。有時也把上述分類法結(jié)合起來。例如：把熱導(dǎo)檢測器稱為微分-濃度-非破壞-多用型檢測器，氫焰檢測器稱為微分-質(zhì)量-破壞-多用型檢測器。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理氣相色譜儀的檢測器檢測器的分類二.按工作原理分類檢測方法工作原理檢測器應(yīng)用范圍物理常數(shù)法熱導(dǎo)系數(shù)差異熱導(dǎo)檢測器TCD所有化合物氣相電離法火焰電離火焰電離檢測器FID有機物熱表面電離氮磷檢測器NPD氮、磷化合物化學(xué)電離電子捕獲檢測器ECD電負性化合物光電離光電離檢測器PID所有化合物光度法原子發(fā)射原子發(fā)射檢測器AED多元素分子發(fā)射火焰光度檢測器FPD硫、磷化合物分子吸收傅立葉變換紅外光譜FTIR紅外吸收化合物分子吸收紫外檢測器UVD紫外吸收化合物電化學(xué)法電導(dǎo)變化電導(dǎo)檢測器ELCD鹵、硫、氮化合物質(zhì)譜法電離和質(zhì)量色散質(zhì)量選擇檢測器MSD所有化合物氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理氣相色譜儀的檢測器對檢測器的要求1.希望在無組分流入時，即僅有載氣通過檢測器時，其響應(yīng)信號曲線－基線，是穩(wěn)定而無波動的，即噪聲和漂移的要求。2.希望極痕量的組分進入檢測器時就有響應(yīng)，即靈敏度和檢測限的要求。3.希望在某些情況下，所有進入檢測器的組分均有響應(yīng)，而在另一些情況下，僅對某種類化合物有響應(yīng)，即選擇性要求。4.希望保持高效毛細柱的分離效能，就有死體積的要求。5.希望十分窄的譜帶快速通過檢測器時，峰形不失真，即檢測器的響應(yīng)時間要求。6.希望定量正確可靠，即相對響應(yīng)因子、線性和線性范圍的要求氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理死體積（deadVolume）Vm，指色譜柱在填裝后柱管內(nèi)固定相顆粒間所剩留的空間、色譜儀中管路和連接頭間的空間以及檢測器的空間的總和。

死體積本意是指色譜柱中未被固定相占據(jù)的空隙體積，也即色譜柱內(nèi)流動相的體積。但在實際測量時，它包括了柱外死體積（色譜儀中的管路和連接頭間的空間以及進樣系統(tǒng)和檢測器的空間）。當(dāng)柱外體積很小時，可以忽略不計。

死體積(deadvolume，V0)——由進樣器進樣口到檢測器流動池未被固定相所占據(jù)的空間。它包括4部分：進樣器至色譜柱管路體積、柱內(nèi)固定相顆粒間隙（被流動相占據(jù)，Vm）、柱出口管路體積、檢測器流動池體積。其中只有Vm參與色譜平衡過程，其它3部分只起峰擴展作用。為防止峰擴展，這3部分體積應(yīng)盡量減小。V0＝F×t0（F為流速氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理氣相色譜儀的檢測器檢測器的噪聲和漂移1.噪聲

由于各種原因引起的基線波動，稱基線噪聲（N）。無論在有或無組分流入時這種波動均存在。它是一種背景信號。噪聲分短期噪聲和長期噪聲二類。短期噪聲：

是來回擺動的信號，其頻率明顯比色譜峰快。此噪聲能用適當(dāng)?shù)脑肼暈V波器除去，對分析工作影響不大。長期噪聲：

長期噪聲的出現(xiàn)頻率與色譜峰相當(dāng)，此噪聲不能用濾波器除去也無法與同樣大響應(yīng)值的色譜峰區(qū)別開，它對接近檢測限的組分測定有較大的影響。噪聲的測量：

噪聲的測量通常是取10～15分鐘的噪聲帶來計算，噪聲帶用峰對峰的二條平行線來確定，其計量單位通常用mV。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理氣相色譜儀的檢測器2.漂移基線隨時間單方向的緩慢變化，稱基線漂移。漂移的測量通常是取0.5～1小時內(nèi)的基線的變動來計算，其計量單位通常用mV/小時。噪聲和漂移除與檢測器本身的性能有關(guān)外，噪聲還能來自于：檢測器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的機械或電噪聲；檢測器加熱、通氣、火焰點燃、加電流等操作噪聲；以及載氣不純或漏氣、柱流失等噪聲。而漂移大多與儀器中某些單元尚未進入穩(wěn)定狀態(tài)有關(guān)。如載氣流量，汽化室、柱和檢測器的溫度，柱和隔墊的流失等。多數(shù)情況下漂移是可以控制的。檢測器的噪聲和漂移氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理氣相色譜儀的檢測器檢測器的靈敏度

靈敏度和檢測限是衡量檢測器敏感程度的指標。1.靈敏度是指通過檢測器物質(zhì)響應(yīng)值的變化率。即檢測器按其響應(yīng)特征，可分為濃度型和質(zhì)量型前者Q為濃度（c）單位為(mg/mL)；后者Q為質(zhì)量流量（m），單位為（g/s），因此，兩者的靈敏度的計算式是不同的。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理氣相色譜儀的檢測器

檢測器的靈敏度1.濃度型檢測器靈敏度的計算式中：h－－峰高，mm

Wh/2－－半峰寬，mm

A－－峰面積，mm2

c1－－記錄器或數(shù)據(jù)處理機靈敏度，mV/mm

c2－－紙速倒數(shù)，min/mm

F－－經(jīng)校正后的載氣流速，mL/min

m－－樣品質(zhì)量，mg氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理氣相色譜儀的檢測器

檢測器的靈敏度2.質(zhì)量型檢測器靈敏度的計算式中：h－－峰高，mm

Wh/2－－半峰寬，mm

A－－峰面積，mm2

c1－－記錄器或數(shù)據(jù)處理機靈敏度，mV/mm

c2－－紙速倒數(shù)，min/mm

m－－樣品質(zhì)量，mg氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理氣相色譜儀的檢測器

檢測器的檢測限

檢測器的檢測限比較靈敏度而言是一個更重要的參數(shù)，它衡量了檢測器對微小信號（由痕量組分產(chǎn)生）的檢測能力。因為檢測器在檢測時必須考慮噪聲這一參數(shù)。將產(chǎn)生兩倍噪聲信號時，單位體積的載氣或單位時間內(nèi)進入檢測器的組分量稱為檢測限（D）。則：式中N－－噪聲，mV或A；

S－－檢測器靈敏度；

D－－檢測限，其單位隨S不同也有三種：單位為mg/mL單位為mL/mL單位為g/s

有時也用最小檢測限（MDA）或最小檢測濃度（MDC）作為檢測限。他們分別是產(chǎn)生兩倍噪聲信號時，進入檢測器的物質(zhì)量（g）或濃度（mg/mL）。不少高靈敏度的檢測器，如FID、NPD、ECD等往往用檢測限表示檢測器的性能。靈敏度和檢測限是兩個從不同角度表示檢測器對物質(zhì)敏感程度的指標，前者越大、后者越小，檢測器性能越好。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理類型原理氫火焰離子化(FID)火焰電離（有機物）熱導(dǎo)池(TCD)熱導(dǎo)系數(shù)差異（通用性）氮磷(NPD)熱表面電離電子捕獲(ECD)化學(xué)電離火焰光度(FPD)分子發(fā)射光離子化檢測器（PID）光電離微波誘導(dǎo)等離子體原子發(fā)射光譜檢測器（MIP－AED）各類檢測器氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理氫焰檢測器氫焰檢測器（Flameioizationdetector,FID）,又稱氫焰離子化檢測器，屬于多用型微分檢測器，由于它對絕大部分有機物有很高的靈敏度，因此，氫焰檢測器在有機分析中得到廣泛的應(yīng)用。氫焰離子化檢測器的最小檢出量可達10-12g，線性范圍約為107。

氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理外形和氣路氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理氫焰檢測器的構(gòu)造比較簡單，如圖所示，在離子室內(nèi)僅有噴嘴，極化極（又稱發(fā)射極）和收集極等三個主要部件。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理

氣相色譜儀的檢測器氫焰離子化檢測器（FID）介紹原理：在FID中分別由收集極與極化極組成一高壓靜電場，F(xiàn)ID噴嘴噴出的H2與氧氣被點燃后會產(chǎn)生一個高溫區(qū)，在高溫的作用下，從柱后流出的有機物會被離子化，由于產(chǎn)生離子化的部位在高壓靜電場內(nèi)，正離子移向收集極（負極），負離子和電子移向極化極（正極），從而就形成了微電流信號。當(dāng)然H2、N2和AIR是無機氣體不會被離子化，所以如果柱后無有機氣體流出，F(xiàn)ID就無微電流信號。

氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理

兩個電極：火焰燃燒的噴嘴和收集極（加上100－300V的極化電壓后用來收集火焰中的離子）。

機理：化學(xué)電離，有機物在火焰中先形成自由基，然后與氧產(chǎn)生正離子，再同水反應(yīng)生成H30+離子。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理特點：靈敏度高，死體積小，應(yīng)答時間快，除載氣外還需引入空氣和氫氣，對永久性氣體和水無應(yīng)答。適用范圍：有機化合物，能直接用于毛細管色譜分析。噪音：≤5×10-14A敏感度：≤2×10-12g/S線性：≥106最高溫度：420℃氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理檢測過程氫焰檢測器的檢測過程如下：燃燒用的氫氣與柱出口流出物混合經(jīng)噴嘴一道流出，在噴嘴上燃燒，助燃用的空氣（氧氣）均勻分布于火焰周圍。由于在火焰附近存在著由收集極（正極）和極化極（負極）間所形成的靜電場，當(dāng)被測樣品分子進入氫-氧火焰時，燃燒過程中生成的離子，在電場作用下作定向移動而形成離子流，通過高電阻取出，經(jīng)微電流放大器放大，然后把信號送至記錄設(shè)備（記錄儀、色譜數(shù)據(jù)處理機或色譜工作站等），進行數(shù)據(jù)處理、圖象顯示、打印圖譜和打印分析結(jié)果等。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理相關(guān)事宜

①載氣種類：實驗表明，用氮氣作載氣比用其他氣體（如H2、He、Ar）作載氣時的靈敏度要高。

②氣體比例：一般流速比為氮氣:氫氣:空氣≈1:1:10，增大氫氣和空氣的流速可提高靈敏度。

③內(nèi)部供氧：把空氣和氫氣預(yù)混合，從火焰內(nèi)部供氧，這是提高靈敏度的一個比較有效的方法。

④距離恰當(dāng)：收集極與噴嘴之間的距離一般以

5～7毫米為宜，此距離可獲較高的檢測靈敏度。

⑤其他措施：維持收集極表面清潔、檢測高分子量樣品時適當(dāng)提高檢測室溫度也可提高靈敏度。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理熱導(dǎo)檢測器（Thermalconductivitydetector,TCD）,屬于多用型微分檢測器，不論對有機物還是無機物一般都能響應(yīng)，因此，熱導(dǎo)檢測器在分析工作中得到廣泛的應(yīng)用。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理基本構(gòu)造熱導(dǎo)檢測器的熱導(dǎo)池構(gòu)造如圖所示，敏感元件安裝于金屬（或玻璃）所制的圓筒形的池腔中，池中的敏感元件稱為熱導(dǎo)檢測器的臂。利用一個或二個臂作參考臂，而另一個或兩個臂作測量臂。在下圖所示的惠斯登電橋中，利用二個臂作參考臂，而另兩個臂作測量臂。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理氣相色譜儀的檢測器熱導(dǎo)檢測器（TCD）介紹原理：在一個處于熱平衡的TCD中，組分進入測量臂池腔，就會由于氣體組成的改變，引起氣體熱導(dǎo)系數(shù)的變化，氣體熱導(dǎo)系數(shù)的改變，引起熱敏元件溫度的變化，熱敏元件的溫度變化，引起熱敏元件阻值的變化，熱敏元件阻值的變化使惠斯頓電橋輸出信號的變化。所以TCD的信號變化是各個變量相繼變化的結(jié)果。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理

氣相色譜儀的檢測器TCD與穩(wěn)流電源的原理氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理惠斯頓電橋氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理5Hz

單絲鎢—錸熱絲參比氣和載氣交替通過熱絲溫度保持恒定加上樣品時電流會發(fā)生變化電流的差別被測量并記錄下來氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理氣相色譜儀的檢測器氣體和有機蒸汽的熱導(dǎo)率化合物100℃時熱導(dǎo)率化合物100℃時熱導(dǎo)率空氣0.32甲醇0.23氫2.24乙醇0.22氦1.75丙酮0.18氮0.32三氯甲烷0.11氧0.32二氯甲烷0.11一氧化碳0.3氯甲烷0.17二氧化碳0.22甲乙醚0.24甲烷0.46丙醚0.19乙烷0.31丁醚0.17丙烷0.26戊烷0.22丁烷0.24環(huán)己烷0.18己烷0.22氨0.33乙烯0.31氯乙烷0.17苯0.18乙酸乙酯0.17氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理特點：熱敏元件一般為錸鎢絲組成，溫度系數(shù)為正。適用范圍：普遍適用。噪音：20uv靈敏度：5000mvml/mg檢測限：4×10－10g/mL線性范圍：10000氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理檢測過程熱導(dǎo)檢測器的檢測過程如下：在恒溫的檢測室中，通恒定的工作電流和通恒定的載氣流速時，熱敏元件的發(fā)熱量和載氣所帶走的熱量也均恒定，故使熱敏元件的溫度恒定，也即其電阻值保持不變，電橋保持平衡，此時無變化信號產(chǎn)生；當(dāng)被測物質(zhì)與載氣一道進入熱導(dǎo)池測量臂時，由于混合氣體的熱導(dǎo)率與純載氣不同（往往低于純載氣的熱導(dǎo)率），因而帶走的熱量也就不同，使得熱敏元件的溫度發(fā)生改變，其電阻值也就隨之改變，故使電橋產(chǎn)生不平衡電位，輸出信號至記錄設(shè)備（記錄儀、色譜數(shù)據(jù)處理機或色譜工作站等），進行數(shù)據(jù)處理、圖象顯示、打印圖譜和打印分析結(jié)果等。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理相關(guān)事宜

①在允許的工作電流范圍內(nèi)，工作電流越大靈敏度越高。

②用氫氣或氦氣作載氣，一般比用氮氣時的靈敏度要高。③當(dāng)工作電流固定時，降低熱導(dǎo)池體溫度可提高靈敏度。池體溫度與熱絲溫度相差越大，越有利于熱傳導(dǎo)，檢測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器中冷凝。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理

氣相色譜儀的檢測器TCD檢測條件的選擇×檢測器未通氣時絕對不能加電流，否則檢測器的核心部件錸鎢絲會在短時間內(nèi)燒毀1.載氣種類、純度和流量通常使用氫氣或者氦氣作為載氣，因為它們的熱導(dǎo)系數(shù)遠遠大于其它化合物，故靈敏度高，且易于定量，線性范圍寬。2.載氣純度載氣純度影響靈敏度，實驗證明：在電橋電流120mA～200mA范圍內(nèi)，用99.999％的超純氫氣比用99％的普氫靈敏度高6％～13％。載氣純度對峰形也有影響，用TCD作高純氣中雜質(zhì)檢測時，載氣純度應(yīng)比被測氣體高十倍以上，否則易出倒峰。3.載氣流速

TCD為濃度型檢測器，對流速波動很敏感，TCD的峰面積響應(yīng)值反比于載氣流速。因此，在檢測過程中，載氣流速必須保持恒定。在柱分離許可的情況下，以低一些為妥。流速波動可能導(dǎo)致基線噪聲和漂移增大。4.電橋電流電橋電流可以顯著提高TCD的靈敏度。一般認為S值與電流的3次方成正比。但是電流的提高又受到噪聲和使用壽命的限制。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理

氣相色譜儀的檢測器TCD使用的注意事項1.如果使用大口徑毛細柱，確保毛細管柱插入池深度合適若使用毛細管柱，毛細管柱端必須在樣品池的入口處，若插入池內(nèi)，則靈敏度下降，峰形差，若毛細管柱離池入口處太遠，峰變寬和拖尾，靈敏度也低。2.避免熱絲溫度過高而燒斷任何熱絲都有一最高承受溫度，高于此溫度則燒斷。熱絲溫度的高低是由載氣種類，橋電流和池體溫度決定的。如載氣熱導(dǎo)率小，橋電流和池體溫度高，則熱絲溫度也高3.避免樣品或固定液帶來的異常樣品損壞熱絲，酸類、鹵代化合物、氧化性和還原性化合物能使測量熱絲的阻值改變，特別是注入量很大時，尤為嚴重。樣品和固定液冷凝，高沸點樣品或固定液在檢測器中冷凝，將使噪聲和漂移變大，以致無法正常工作。4.確保載氣凈化系統(tǒng)正常載氣中若含氧，將使熱絲長期受到氧化，有損其壽命，故通常載氣應(yīng)加凈化裝置，以除去氧氣。5.注意TCD、柱箱的溫度控制精度因為TCD的工作原理建立在溫度變化上，所以溫度變化對檢測器的影響最大除了要求橋電流穩(wěn)定外，TCD的靈敏度越高，對溫度控制精度的要求也越高。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理①噴嘴②堿金屬鹽③極化極④收集極圖2-17熱離子檢測器熱離子檢測器熱離子檢測器（Thermionicdetector或Nitrogenphosphorousdetector,NPD）,又稱氮磷檢測器、熱離子發(fā)射檢測器、堿火焰電離檢測器等，屬于專用型微分檢測器，由于它對含電負性原子特別是含氮、磷、硫、鹵素等有機化合物有很高的靈敏度，因此，在醫(yī)藥衛(wèi)生、農(nóng)藥殘留以及環(huán)境保護等的分析工作中應(yīng)用廣泛。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理氣相色譜儀的檢測器熱離子化檢測器（NPD）介紹原理：在FID中加入一個用堿金屬鹽制成的玻璃珠當(dāng)樣品分子含有在燃燒時能與堿鹽起反應(yīng)的元素時，則將使堿鹽的揮發(fā)度增大，這些堿鹽蒸氣在火焰中將被激發(fā)電離，而產(chǎn)生新的離子流，從而輸出信號。***氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理氣相色譜儀的檢測器NPD與銣珠穩(wěn)壓電源、放大器原理

氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理特點：這是一種有選擇性的檢測器，對含有能增加堿鹽揮發(fā)性的化合物特別敏感。適用范圍：對含氮有機物，含磷有機物有很高的靈敏度。噪音：≤5×10-13A敏感度：N≤1×10-13g/SP≤5×10-14g/S選擇性：N/C50000∶1P/C100000∶1線性范圍：105氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理檢測過程熱離子檢測器的檢測過程如下：燃燒用的氫氣與柱出口流出物混合經(jīng)噴嘴一道流出，在噴嘴上燃燒，助燃用的空氣（氧氣）均勻分布于火焰周圍。由于在火焰附近存在著由收集極（正極）和極化極（負極）之間所形成的靜電場，當(dāng)含電負性原子的被測樣品分子進入氫-氧火焰燃燒時，會增加堿金屬鹽的蒸發(fā)和化學(xué)離解，從而使收集到的離子流大為增加，通過高電阻取出，經(jīng)微電流放大器放大，然后把信號送至記錄設(shè)備（記錄儀、色譜數(shù)據(jù)處理機或色譜工作站等），進行數(shù)據(jù)處理、圖象顯示、打印圖譜和打印分析結(jié)果等。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理右圖為NPD色譜圖，其色譜條件如下：色譜柱溫度：170oC進樣器溫度：200oC檢測器溫度：200oC氣體流量：

N240ml/minH23ml/minAir160ml/min樣品：偶氮苯6ng/ul

正十八烷10000ng/ul

馬拉硫磷2ng/ul檢測器：銣珠電流2A色譜峰：保留時間0.55偶氮苯

1.58正十八烷

2.5馬拉硫磷氣相色譜儀的檢測器

NPD的選擇性氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理氣相色譜儀的檢測器

NPD使用的注意事項1.電離源的防護

a.電離源老化時，將色譜柱拆下，用密封螺帽將柱入口密封，通氫、空氣老化。

b.先加熱，后開啟銣珠電流，加銣珠電流時不要將大電流一下子加上，應(yīng)分2～3次加。

c.在符合分析要求的前提下，盡量減低氫氣流速，延長銣珠壽命。

d.在關(guān)機時，先將銣珠電流減小后再關(guān)機，以免下次開機時大電流沖擊銣珠。

e.色譜儀啟動后，如有較長時間不用NPD，應(yīng)將銣珠電流關(guān)閉，節(jié)約銣珠的使用時間。2.避免大量電負性的化合物進入檢測器

a.應(yīng)避免使用氯代烴溶劑，它會使靈敏度急劇下降，雖然靈敏度可恢復(fù)，但影響銣珠壽命。水、甲醇、乙醇等溶劑對銣珠也有一定影響，同樣要盡量避免。

b.不要用帶有氰基的固定液，如OV－225、XE－60等，還應(yīng)避免用磷酸處理載體。

c.NPD的加熱溫度應(yīng)保持在150℃以上，防止水對NPD的影響。3.氫氣的安全和對NPD的影響

a.同F(xiàn)ID一樣在操作NPD時也要防止氫氣泄漏。

b.盡量避免使用氫作載氣，一定要使用時，氫氣的流量不能超過3mL。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理電子捕獲檢測器電子捕獲檢測器(Electroncapturedetector,ECD)，屬于專用型微分檢測器，由于它對電負性物質(zhì)（例如：含鹵、硫、磷、氮等物質(zhì)）有很高的靈敏度，因此在石油化工、環(huán)境保護、食品衛(wèi)生、生物化學(xué)等分析領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。電子捕獲檢測器的最小檢出量可達10-13g，線性范圍約為104。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理電子捕獲檢測器如圖2-15所示，檢測室內(nèi)僅有放射源和收集極這兩個主要部件，其構(gòu)造非常簡單。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理氣相色譜儀的檢測器電子捕獲檢測器（ECD）介紹原理：由柱流出的載氣及檢測器的清掃氣進入ECD池，在放射源放出的β射線的轟擊下被電離，產(chǎn)生大量的電子。在電源、陰極和陽極電場的作用下，該電子流向陽極，得到10－8～10－9的基始電流。當(dāng)電負性的物質(zhì)進入ECD池后，即捕獲電子使基始電流下降，產(chǎn)生負峰，其變化與電負性物質(zhì)的濃度成正比。***氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理氣相色譜儀的檢測器ECD與脈沖調(diào)制器、放大器原理書152頁氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理池腔體積：150μLAgilentμ－ECD氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理特點：只對具有親電基團的樣品分子才有應(yīng)答對水敏感，載氣必須充分干燥，脫氧，易受污染。適用范圍：對鹵素、硝基等化合物選擇性極好。噪音：≤1×10-12A靈敏度：≤1×10-13g/ml線性：10000溫度：420℃氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理檢測過程電子捕獲檢測器的檢測過程如下：在β射線的作用下，中性的載氣分子（

例如N2和Ar

）發(fā)生電離，產(chǎn)生出游離基、低能量的電子，這些電子在電場作用下，向正極移動而形成恒定的基流；當(dāng)載氣中帶有電負性的樣品分子進入檢測器時，捕獲這些低能量的自由電子，使基流降低而產(chǎn)生信號，經(jīng)微電流放大器放大后送至記錄設(shè)備（記錄儀、色譜數(shù)據(jù)處理機或色譜工作站等），進行數(shù)據(jù)處理、圖象顯示、打印圖譜和打印分析結(jié)果等。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理相關(guān)事宜

①使用高純氮氣：載氣的純度對靈敏度的影響很大，一般需采用純度為99.99%以上的高純氮作載氣。

②盡量避開氧氣：為了減少氧氣對檢測器的沾污而造成的靈敏度下降，因此載氣需脫氧和氣路應(yīng)避氧。③注意人體安全：放射源對人體有一定的危害，操作時應(yīng)嚴格遵守有關(guān)安全規(guī)則，以免發(fā)生意外事故。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理

氣相色譜儀的檢測器ECD檢測條件的選擇1.載氣

a.載氣以高純氮為最佳，氣體的純度必須大于99.995％，必須加脫氧裝置。

b.載氣的流速填充柱為20～50mL；毛細柱為0.1～10mL，使用毛細柱時必須加上柱尾吹氣，另外為改善ECD的線性，必須使用檢測器清掃氣體。這些氣體都是使用同一氣源。2.色譜柱和柱溫

a.色譜柱使用的原則是：既要保證各組分的完全分離，又要保持ECD的干凈，不受柱固定相的污染。為此盡量使用低配比的、耐高溫或交聯(lián)固定相。盡量使用低柱溫，一般要求ECD的色譜柱的最高使用溫度比接其它氣相檢測器的溫度低50～140℃。3.檢測器溫度根據(jù)樣品設(shè)置ECD的溫度，ECD的溫度設(shè)置的恰當(dāng)可提高檢測限，抑制干擾。另外

ECD的響應(yīng)明顯受溫度影響，因此ECD的溫度控制精度要達到±0.1～0.3℃。4.ECD操作參數(shù)對于恒電流型的ECD，其參比電流的范圍為0.5～5nA，這個電流設(shè)置的越大靈敏度越高，基頻也越高。線性范圍取決于基頻的大小，基頻越小，線性范圍越大。所以要根據(jù)被分析樣品選擇參比電流。有些檢測器上還有一個倍頻設(shè)置，這主要是為了拓展

ECD的線性范圍，它有1和10二檔，通常使用時設(shè)置在10。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理

氣相色譜儀的檢測器ECD使用的注意事項1.保持整個氣路的潔凈

a.系統(tǒng)氣密性好，無空氣漏入，所有氣體管道最好均采用不銹鋼管或紫銅管。

b.氣體純度高，載氣、尾吹氣及清掃氣均要用99.995％以上純度，并加裝脫氧裝置。

c.進樣隔墊流失要小、耐高溫、勤更換。更換前最好在柱箱內(nèi)用250℃烘烤8～

12小時。

d.汽化室內(nèi)如果使用玻璃棉和玻璃襯管的應(yīng)定期更換。

e.色譜柱流失小，色譜柱應(yīng)在比實際使用溫度高25℃的溫度下充分老化，低柱溫使用。

f.樣品潔凈，臟樣品應(yīng)作凈化處理，溶劑應(yīng)用二次蒸餾的烷烴、芳烴或一氯烴。樣品不要過載，每峰的樣品量不要超過10－8～10－13gg.檢測器溫度高于柱溫10℃以上。

h.保持吹掃氣，暫時停機時，保持有少量吹掃氣通過ECD。2.ECD污染的凈化

a.熱清洗法，通常輕度污染用此法。卸下色譜柱，用悶頭堵住ECD柱入口，用

60mL以上的高純氮吹掃ECD，ECD溫度升到300℃以上，這樣保持8～12小時。

b.氫烘烤，將載氣、尾吹氣和清掃氣換成氫氣，流量調(diào)到30～50mL/min將ECD

溫度升到300～350℃，柱箱、進樣為室溫保持18～24小時。此法要注意氫氣排放安全。以上二法無效應(yīng)將ECD發(fā)回廠家修理。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理火焰光度檢測器火焰光度檢測器（Flamephotometricdetector,FPD），屬于專用型微分檢測器，由于它對含硫、磷的化合物有很高的靈敏度，因此，在石油化工、環(huán)境保護、食品衛(wèi)生、生物化學(xué)等分析領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用?；鹧婀舛葯z測器的最小檢出量達10-11g，線性范圍：有機磷可達104；硫化物則不是線性關(guān)系，用雙對數(shù)作圖其線性范圍為102。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理①噴嘴②石英片③散熱片④濾光片⑤光電倍增管⑥電源⑦放大器⑧記錄設(shè)備圖2-16火焰光度檢測器基本構(gòu)造火焰光度檢測器主要由火焰噴嘴、濾光片和光電倍增管等三部分所組成，其構(gòu)造如圖2-16所示。從圖中看出，其燃燒室與氫焰檢測器燃燒室的構(gòu)造很相似，若經(jīng)適當(dāng)改進并在噴嘴上方加裝收集極，也許又可作氫焰檢測器使用。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理氣相色譜儀的檢測器火焰光度檢測器（FPD）介紹原理：燃燒著的氫焰中，當(dāng)有樣品進入時，則氫焰的譜線和發(fā)光強度均發(fā)生變化，然后由光電倍增管將光度變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴?**氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理氣相色譜儀的檢測器

FPD與負高壓電源、放大器原理書153頁氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理>濾光片放大器記錄儀光電倍增管石英窗H2Air載氣+組分出口火焰噴嘴氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理特點：對磷、硫化合物有很高的選擇性，適當(dāng)選擇光電倍增管前的濾光片將有助于提高選擇性，排除干擾。使用范圍：含磷、硫化合物的分析噪音：10~20uv敏感度：S≤1×10-11g/s

P≤1×10-12g/s選擇性：S/C：1000~1000000:1P/C：100000:1線性范圍：1000~10000最高溫度：420℃氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理檢測過程火焰光度檢測器的檢測過程如下：柱后流出的載氣與空氣和氫氣混合后經(jīng)噴嘴流出，在噴嘴上燃燒。當(dāng)柱后流出的樣品組分與載氣一道進入此富氫火焰燃燒時，硫、磷化合物發(fā)出其特征光。含磷有機物以HPO碎片的形式發(fā)射其特征光，含硫有機物以激發(fā)態(tài)S2分子的形式發(fā)射其特征光。磷化物用526nm的濾光片進行選擇；硫化物可用394nm或384nm的濾光片進行選擇。光電倍增管把所濾過的光轉(zhuǎn)換成電信號，此電信號送至微電流放大器放大后輸至記錄設(shè)備（記錄儀、色譜數(shù)據(jù)處理機或色譜工作站等），進行數(shù)據(jù)處理、圖象顯示、打印圖譜和打印分析結(jié)果等。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理相關(guān)事宜

①富氫火焰：火焰光度檢測器必須是富氫火焰，氧氣與氫氣流速之比在0.2～0.5范圍可獲得高靈敏度。

②測磷流速：火焰光度檢測器測磷氫氣160～180mL/min，空氣150～200mL/min，氮氣40～80mL/min。

③測硫流速：氮氣流速為90～100mL/min時其靈敏度較高；檢測室溫度過高使測硫時檢測靈敏度下降。須知，各種氣體的實用流速還與儀器型號、樣品種類以及其他操作條件和分析要求等有關(guān)，故應(yīng)根據(jù)具體情況來確定它們的流速。氣相色譜檢測器結(jié)構(gòu)和原理氣相色譜儀的檢測器

FPD的使用注意事項

a.PMT通電后，切忌見強光，使用中應(yīng)注意在通電后不要卸下FPD的蓋帽觀察火焰顏色和點火，必須要這樣做時，一定要關(guān)掉PMT的高壓，才能進行操作。

b.更換硫、磷濾光片時必須切斷電源。

c.PMT信噪比和工作電壓的關(guān)系是：加到PMT上的電壓越高，靈敏度也越高，但是噪聲也越大。通常最佳工作電壓為－700～800V。

d.FPD的噪聲一般在5X10－12～5X10－10A，噪聲來自二個方面，一是PMT本身，另一個是火焰，若熄滅火焰后噪聲仍舊大，則噪聲來自PMT。

e.PMT的噪聲也有二個，一個是本身的質(zhì)量問題，另一個是FPD漏