檢測(cè)器分為濃度型檢測(cè)器：測(cè)量的是載氣中某組分濃度瞬間的變化，即檢測(cè)器的響應(yīng)值和組分的濃度成正比。如熱導(dǎo)池檢測(cè)器和電子捕獲檢測(cè)器等。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)器的響應(yīng)值和單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入檢測(cè)器某組分的質(zhì)量成正比。如氫火焰離子化檢測(cè)器和火焰光度檢測(cè)器等。
一、熱導(dǎo)池檢測(cè)器
熱導(dǎo)池檢測(cè)器,常用TCD表示。
1．熱導(dǎo)池的結(jié)構(gòu)
2．熱導(dǎo)池檢測(cè)器的基本原理熱導(dǎo)池作為檢測(cè)器，是基于不同的物質(zhì)具有不同的熱導(dǎo)系數(shù)。當(dāng)電流通過鎢絲被加熱到一定溫度，鎢絲的電阻值也就增加到一定值（一般金屬絲的電阻值隨溫度升高而增加）。在未進(jìn)試樣時(shí)，通過熱導(dǎo)池兩個(gè)池孔（參比池和測(cè)量池）的都是載氣。由于載氣的熱導(dǎo)作用使鎢絲的溫度下降，電阻減小，此時(shí)熱導(dǎo)池的兩個(gè)池孔中鎢絲溫度下降和電阻減小的數(shù)值是相同的。在試樣組分進(jìn)入以后，載氣流經(jīng)參比池，而載氣帶著試樣組分流經(jīng)測(cè)量池，由于被測(cè)組分與載氣組成的混合氣體的熱導(dǎo)系數(shù)和載氣的熱導(dǎo)系數(shù)不同，因而測(cè)量池中鎢絲的散熱情況就發(fā)生變化，使兩個(gè)池孔中的兩根鎢絲的電阻值之間有了差異。此差異可以利用電橋測(cè)量出來。電橋平衡時(shí)，R
1·R
4=R
2·R
3在載氣流速恒定時(shí)，此時(shí)在兩只池中的鎢絲溫度下降和電阻減小的數(shù)值是相同的，亦即Δ
R1=ΔR
2，因此當(dāng)兩個(gè)池都通過載氣時(shí)，處于平衡狀態(tài), 能滿足（R
1+Δ
R1）·R
4 =（R
2+ΔR
2）·R
3 。此時(shí)C，D兩端的電位相等，Δ
E=0,就沒有信號(hào)輸出，電位差計(jì)記錄的是一條零位直線，稱為基線。如果從進(jìn)樣器注入試樣，經(jīng)色譜柱分離后，由載氣先后帶入測(cè)量池。此時(shí)由于被測(cè)組分與載氣組成的二元導(dǎo)熱系數(shù)與純載氣不同，使測(cè)量池中鎢絲散熱情況發(fā)生變化，導(dǎo)致測(cè)量池中鎢絲溫度和電阻值的改變，而與只通過純載氣的參比池內(nèi)的鎢絲的電阻值之間有了差異，這樣電橋就不平衡，即：Δ
R1≠ΔR
2（R1+ΔR1）·R4 ≠（R2+ΔR2）·R3 。
這時(shí)電橋C，D之間產(chǎn)生不平衡電位差，就有信號(hào)輸出。在記錄紙上即可記錄出各組分的色譜峰。
3．影響熱導(dǎo)池檢測(cè)器靈敏度的因素
（1） 橋路工作電流影響：電流增加，使鎢絲溫度提高，鎢絲和熱導(dǎo)池體的溫差加大，氣體就容易將熱量傳出去，靈敏度就提高。
（2） 熱導(dǎo)池體的溫度的影響：當(dāng)橋路一定時(shí)，鎢絲溫度一定。
（3） 載氣的影響：載氣與試樣的熱導(dǎo)系數(shù)相差愈大，則靈敏度愈高。
（4） 熱敏元件阻值的影響：選擇阻值高，電阻溫度系數(shù)較大的熱敏元件（鎢絲），當(dāng)溫度有一些變化時(shí)，就能引起電阻明顯變化，靈敏度就高。
二、氫火焰離子化檢測(cè)器
氫火焰離子化檢測(cè)器 （FID），簡(jiǎn)稱氫焰檢測(cè)器。
1．氫焰檢測(cè)器結(jié)構(gòu)氫焰檢測(cè)器主要部分是一個(gè)離子室。離子室一般用不銹鋼制成，包括氣體入口，火焰噴嘴，一對(duì)電極和外罩。被測(cè)組分被載氣攜帶，從色譜柱流出，與氫氣混合一起進(jìn)入離子室，由毛細(xì)管噴嘴噴出。氫氣在空氣的助燃下經(jīng)引燃后進(jìn)行燃燒，以燃燒所產(chǎn)生的高溫（約2 100℃） 火焰為能源，使被測(cè)有機(jī)物組分電離成正負(fù)離子。在氫火焰附近設(shè)有收集極（正極）和極化極（負(fù)極），在兩極之間加有150V到300V的極化電壓，形成一直流電場(chǎng)。產(chǎn)生的離子在收集 極和極化極的外電場(chǎng)作用下定向運(yùn)動(dòng)形成電流。
2．氫焰檢測(cè)器離子化的作用機(jī)理
有機(jī)物CnHm 在此發(fā)生裂解而產(chǎn)生含碳自由基·CH：
CnHm→·CH（自由基）
然后進(jìn)入反應(yīng)層，與外面擴(kuò)散進(jìn)來的激發(fā)態(tài)原子或分子氧發(fā)生反應(yīng)，生成CHO+及e-:
·CH+O*→2CHO＋（正離子）+e-（電子）
形成的CHO＋與火焰中水蒸氣碰撞發(fā)生分子—離子反應(yīng)，產(chǎn)生H3O+離子：
CHO＋＋H2O→H3O＋（正離子）＋CO
化學(xué)電離產(chǎn)生的正離子（CHO＋，H3O＋ ）和電子（e-） 在外加150—300V直流電場(chǎng)作用下向兩極移動(dòng)而產(chǎn)生微電流。經(jīng)放大后，記錄下色譜峰。
3．操作條件的選擇
（1） 氣體流量 當(dāng)?shù)獨(dú)庾鬏d氣時(shí)，一般氫氣與氮?dú)饬髁恐仁?：1～1：1.5， 氫氣與空氣流量之比為1：10。
（2） 極化電壓 一般選± 100V到 ± 300V之間。
（3） 使用溫度 從80～2000C ，靈敏度幾乎相同。
三、電子俘獲檢測(cè)器
電子俘獲檢測(cè)器,簡(jiǎn)稱ECD）應(yīng)用廣泛的一種具有選擇性、高靈敏度的濃度型檢測(cè)器。它的選擇性是指它只對(duì)具有電負(fù)性的物質(zhì)（如含有鹵素、硫、磷、氧的物質(zhì)）有響應(yīng)，電負(fù)性愈強(qiáng)，靈敏度愈高。
四、火焰光度檢測(cè)器
火焰光度檢測(cè)器，簡(jiǎn)稱FPD, 是對(duì)含磷、含硫的化合物的高選擇性和高靈敏度的一種色譜檢測(cè)器。
五、檢測(cè)器的性能指標(biāo)
圖2-10 檢測(cè)器R-Q關(guān)系圖 |
1．靈敏度 S
靈敏度就是響應(yīng)信號(hào)對(duì)進(jìn)樣量的變化率：
S=ΔR/ΔQ
對(duì)于濃度型檢測(cè)器，其響應(yīng)信號(hào)正比于載氣中組分的濃度C：
R∝C
故可寫作： R=SCC
濃度型檢測(cè)器的靈敏度計(jì)算式：
m= = hdx=
SC=C1C2F0A/m
如果進(jìn)樣是液體，則靈敏度的單位是mV·mL·mg－1，即每毫升載氣中有一毫克試樣時(shí)在檢測(cè)器所能產(chǎn)生的響應(yīng)信號(hào),單位為mV。若試樣為氣體,靈敏度的單位是mV·mL·mL－1。
對(duì)于質(zhì)量型檢測(cè)器（如氫焰檢測(cè)器），其響應(yīng)值取決于單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入檢測(cè)器某組分的量。質(zhì)量型檢測(cè)器的靈敏度計(jì)算式：
m= dt= ·60C2dx
m=60C1C2A/m
S
m=60C
1C
2A/m
2．檢出限D(zhuǎn)
檢出限也稱敏感度， 是指檢測(cè)器恰能產(chǎn)生和噪聲相鑒別的信號(hào)時(shí)，在單位體積或時(shí)間需向檢測(cè)器進(jìn)入的物質(zhì)質(zhì)量（單位為g ），定義為：
D=3N/S
3．小檢出量
指檢測(cè)器恰能產(chǎn)生和噪聲相鑒別的信號(hào)時(shí)所需進(jìn)入色譜柱的小物質(zhì)量（或小濃度），以Q0 表示。
對(duì)于濃度型： Q0=1.065Y1/2·D
質(zhì)量型檢測(cè)器：Q0=1.065Y1/2·F0·D
4．響應(yīng)時(shí)間
要求檢測(cè)器能迅速地和真實(shí)地反映通過它的物質(zhì)的濃度變化情況，即要求響應(yīng)速度快。
5．線性范圍
是指試樣量與信號(hào)之間保持線性關(guān)系的范圍，用大進(jìn)樣量與小檢出量的比值表示，范圍越大，越有利于定量。
掃碼加微信
歡迎來到