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氢火焰离子化检测器的工作原理是什么?

时间:2022/11/17阅读:6763
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氢火焰离子检测器FID

  氢火焰离子化检测器(FID)是以氢火焰为能源,使被测织分离子化生成正、负离子,通过对收集到的离子流的谐量进行定量分析的仪器。该检测器由氢氧火焰和置于火焰上、下方的国筒状收集极及圆环发射极、测量电路等组成。为提高收集效果,收集极与喷嘴间间距不超过10mm。在两极间加100~300V的电压,形成直流电场,当样品组分从色谱柱流出后,由载气携带与氢气汇合从喷嘴喷出,与流入离子室的空气相遇,经引燃开始燃烧、样品组分在火焰中经化学电离形成正离子和电子,在直流电场作用下,正离子和电子各向极性相反的电极定向运动,并产生微电流传号,在一定范围内,此电流大小与单位时间内进入火焰的组分质量成正比。

  氢火焰离子化检测器是使样品和载气通过燃烧的氢气-空气火焰,以氢火焰生成的热量为能源,进入检测器的载气中的有机杂质和流失的固定液发生化学电离(载气本身不发生电离),生成正、负离子和电子。在电场的作用下,正离子移向收集极(负极),负离子和电子移向极化极(正极),形成微电流,经放大器放大后产生信号,即为基线。通过基线调零,当分离后的组分进入检测器时,氢火焰中因增加了组分电离的正、负离子和电子,而产生了组分信号。该信号的大小与进入检测器中该组分的质量成正比,这就是FID的定量依据。


氢火焰离子化检测器结构:
 
  氢火焰离子化检测器的结构 氢火焰离子化检测器(FID)由电离室和放大电路组成,分别如下图,(b)所示。 FID 的电离室由金属圆筒作外罩,底座中心有喷嘴;喷嘴附近有环状金属圈(极化极,又 称发射极),上端有一个金属圆简(收集极)。两者间加 90~300V 的直流电压,形成电离电场 加速电离的离子。 收集极捕集的离子硫经放大器的高组产生信号、 放大后物送至数据采集系 统;燃烧气、辅助气和色谱柱由底座引入;燃烧气及水蒸气由外罩上方小孔逸出。
 
氢火焰离子检测器FID

氢火焰检测器特点:
 
(1)氢火焰离子化检测器是一种典型的质量型检测器,测量的是气相色谱载气中某组分的质量变化速度,响应值与单位时间内某组分进入检测器的质量成正比,峰面积与载气流无关。 
 
(2)氢火焰离子化检测器对有机化合物具有很高的灵敏度,但对无机气体、水、二硫化碳、等含氢少或不含氢的化合物灵敏度较低,甚至不响应。 
 
(3)氢火焰离子化检测器结构简单、性能优异、稳定可靠、操作方便、响应迅速,因此经过40多年的发展,其结构仍无实质性的变化。 
 
(4)氢火焰离子化检测器比浓度型检测器的灵敏度高出近3个数量级,检测下限可达10-12g。 
 
 
(5)氢火焰离子化检测器需要用到3种气体:作为载气的氮气,作为可燃气体的氢气,作为助燃气的空气。这3种气体的流速和配比参数为:氮气∶氢气=1∶(1~1.5),氢气∶空气=1∶10。 

 

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