GC检测工作器汇总

1、GC检测工作器汇总2022/4/26GC检测工作器汇总一、检测器特性一、检测器特性specific property of detectorspecific property of detector二、热导检测器二、热导检测器TCDTCDthermal conductivity detector三、氢火焰离子化检测器三、氢火焰离子化检测器FIDflame ionization detector, 四、电子捕获检测器四、电子捕获检测器electron capture detector, ECD五、氮五、氮磷检测器磷检测器 TSDTSDThermionic specific detector 六六

2、、脉冲火焰光度检测脉冲火焰光度检测PFPDPFPDPulsed flame photometric Pulsed flame photometric detectordetectorgas chromatographic analysis, GC2022/4/26GC检测工作器汇总一、检测器特性一、检测器特性1.1.检测器类型检测器类型浓度型检测器：浓度型检测器： 测量的是载气中通过检测器组分浓度瞬间的变化，检测 信号值与组分的浓度成正比。热导检测器；质量型检测器：质量型检测器： 测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化，即检测信号值与单位时间内进入检测器组分的质量成正比。FID；广普型检测器

3、：广普型检测器： 对所有物质有响应，热导检测器；专属型检测器：专属型检测器： 对特定物质有高灵敏响应，电子俘获检测器；2022/4/26GC检测工作器汇总2.2.检测器性能评价指标检测器性能评价指标 响应值（或灵敏度）响应值（或灵敏度）S ： 在一定范围内，信号E与进入检测器的物质质量m呈线性关系： E = S m S 表示单位质量的物质通过检测器时，产生的响应信号的大小。S值越大，检测器的灵敏度也就越高。检测信号通常显示为色谱峰，则响应值也可以由色谱峰面积（A）除以试样质量求得： S = A / m2022/4/26GC检测工作器汇总 3. 3.最低检测限（最小检测量）最低检测限（最小检测量

4、） 噪声水平决定着能被检测到的浓度（或质量）。噪声水平决定着能被检测到的浓度（或质量）。 从图中可以看出：如果要把信号从本底噪声中识别出来从图中可以看出：如果要把信号从本底噪声中识别出来，则组分的响应值就一定要高于，则组分的响应值就一定要高于N。 检测器响应值为检测器响应值为2倍噪声水平时的试样浓度（或质量），倍噪声水平时的试样浓度（或质量），被定义为最低检测限（或该物质的最小检测量）。被定义为最低检测限（或该物质的最小检测量）。2022/4/26GC检测工作器汇总4.4.线性度与线性范围线性度与线性范围 检测器的线性度定义：检测器的线性度定义：检测器响应值的对数值与试样量对数值之间呈比例的状

5、况。 检测器的线性范围定义检测器的线性范围定义：检测器在线性工作时，被测物质的最大浓度（或质量）与最低浓度（或质量）之比。2022/4/26GC检测工作器汇总二、热导检测器二、热导检测器1. 1. 热导检测器的结构热导检测器的结构 池体池体（一般用不锈钢制成） 热敏元件热敏元件：电阻率高、电阻温度系数大、且价廉易加工的钨丝制成。参考臂：参考臂：仅允许纯载气通过，通常连接在进样装置之前。 测量臂测量臂：需要携带被分离组分的载气流过，则连接在紧靠近分离柱出口处。2022/4/26GC检测工作器汇总2.2.检测原理检测原理 平衡电桥，右图。 不同的气体有不同的热导系数。钨丝通电，加热与散热达到平衡后

6、，两臂电阻值： R参参=R测测 ; R1=R2则：则： R参参R2=R测测R1 无电压信号输出； 记录仪走直线（基线）。2022/4/26GC检测工作器汇总进样后进样后: 载气携带试样组分流过测量臂而这时参考臂流过的仍是纯载气，使测量臂的温度改变，引起电阻的变化，测量臂和参考臂的电阻值不等，产生电阻差，R参参R测测则： R参参R2R测测R1 这时电桥失去平衡，a、b两端存在着电位差，有电压信号输出。信号与组分浓度相关。工作站记录下组分浓度随时间变化的峰状图形。2022/4/26GC检测工作器汇总 3. 3. 影响热导检测器灵敏度的因素影响热导检测器灵敏度的因素 桥路电流桥路电流I ： I，钨丝

7、的温度 ，钨丝与池体之间的温差，有利于热传导，检测器灵敏度提高。检测器的响应值S I3，但稳定性下降，基线不稳。桥路电流太高时，还可能造成钨丝烧坏。 池体温度池体温度：池体温度与钨丝温度相差越大，越有利于热传导，检测器的灵敏度也就越高，但池体温度不能低于分离柱温度，以防止试样组分在检测器中冷凝。检测器温度设定:检测器的温度Tdet：比最高的柱温高3050C灯丝温度Tfil:：一般比Tdet高的柱温高50 C2022/4/26GC检测工作器汇总 载气种类载气种类：载气与试样的热导系数相差越大，在检测器两臂中产生的温差和电阻差也就越大，检测灵敏度越高。载气的热导系数大，传热好，通过的桥路电流也可适

8、当加大，则检测灵敏度进一步提高。氦气也具有较大的热导系数，但价格较高。表表 某些气体与蒸气的热导系数（某些气体与蒸气的热导系数（），），单位：单位：J / cms2022/4/26GC检测工作器汇总4 TCD操作注意事项 1. 打开载气钢瓶 (He, Ar或N2), 并确认钢瓶无误 输出压 为 80PSI（5.5kg/cm2 ) 2. 确定载气流速 （柱流量尾吹流量） = Reference Gas 3. 等待 COL/ INJ / DET 温度到达设定值 4. 设定 Electronics On ( |TFIL- TDET| = T, T , 灵敏度 ) 5. 等待 TCD 至少约 30 m

9、in 左右 6. 开始分析样品 7. 样品分析结束设定 Electronics Off 8. 降温 COL / INJ / DET = 50 (含Filament) 9. 关闭气体钢瓶2022/4/26GC检测工作器汇总三、 氢火焰离子化检测器氢火焰离子化检测器1. 1. 特点特点 简称氢焰检测器简称氢焰检测器 （FID：hydrogen flameionization detector） (1) 典型的质量型检测器典型的质量型检测器; (2) 对有机化合物具有很高的灵敏度对有机化合物具有很高的灵敏度; (3) 无机气体、水、四氯化碳等含氢少或不含氢的物质灵敏度低或不无机气体、水、四氯化碳等含

10、氢少或不含氢的物质灵敏度低或不响应响应; (4) 氢焰检测器具有结构简单、稳定性好、灵敏度高、响应迅速等特氢焰检测器具有结构简单、稳定性好、灵敏度高、响应迅速等特点点; (5) 比热导检测器的灵敏度高出近比热导检测器的灵敏度高出近3个数量级，检测下限可小于个数量级，检测下限可小于10pg。2022/4/26GC检测工作器汇总2. 2. 氢焰检测器的结构氢焰检测器的结构 (1) 在发射极和收集极之间加有一在发射极和收集极之间加有一定的直流电压（定的直流电压（100300V）构成一构成一个外加电场。个外加电场。 (2) 氢焰检测器需要用到三种气体：氢焰检测器需要用到三种气体： N2 ：载气携带试样

11、组分； H2 ：为燃气； 空气：助燃气。 使用时需要调整三者的比例关系，使用时需要调整三者的比例关系，检测器灵敏度达到最佳。检测器灵敏度达到最佳。2022/4/26GC检测工作器汇总3. 3. 氢焰检测器的原理氢焰检测器的原理 (1)当含有机物 CnHm的载气由喷嘴喷出进入火焰时，在C层发生裂解反应产生自由基 ： CnHm CH(2)产生的自由基在D层火焰中与外面扩散进来的激发态原子氧或分子氧发生如下反应： CH + O CHO+ + e(3)生成的正离子CHO+ 与火焰中大量水分子碰撞而发生分子离子反应： CHO+ + H2O H3O+ + COA A区：预热区区：预热区B B层：点燃火焰层

12、：点燃火焰C C层：热裂解区：层：热裂解区：温度最高温度最高D D层：反应区层：反应区2022/4/26GC检测工作器汇总氢焰检测器的原理氢焰检测器的原理 (4)(4)化学电离产生的正离子和电子在外加恒定直流电场的作用下分别向两极定向运动而产生微电流（约10-610-14A）；(5) 在一定范围内，微电流的大小与进入离在一定范围内，微电流的大小与进入离子室的被测组分质量成正比，所以子室的被测组分质量成正比，所以氢焰检测氢焰检测器是质量型检测器。器是质量型检测器。(6) 组分在氢焰中的电离效率很低，大约五十万分之一的碳原子被电离。(7)(7)离子电流信号输出到记录仪，得到峰面积与组分质量成正比的

13、色谱流出曲线A区：预热区B层：点燃火焰C层：热裂解区：温度最高D层：反应区2022/4/26GC检测工作器汇总4. 4. 影响氢焰检测器灵敏度的因素影响氢焰检测器灵敏度的因素 各种气体流速和配比的选择各种气体流速和配比的选择 N2流速的选择主要考虑分离效能， N2 H2 = 1 11 1.5 氢气 空气=1 10。极化电压极化电压 正常极化电压选择在100300V范围内。2022/4/26GC检测工作器汇总四、电子捕获检测器四、电子捕获检测器 高选择性检测器，高选择性检测器， 仅对含有卤素、磷、硫、氧等元素的化合物有很高的灵仅对含有卤素、磷、硫、氧等元素的化合物有很高的灵敏度，检测下限敏度，检

14、测下限1010-14 -14 g /mLg /mL， 对大多数烃类没有响应。对大多数烃类没有响应。 较多应用于农副较多应用于农副产品、食品及环境中产品、食品及环境中农药残留量的测定。农药残留量的测定。一定不要试图去拆卸该检测器2022/4/26GC检测工作器汇总ECD结构示意图2022/4/26GC检测工作器汇总 电子捕获检测器ECD 操作原理 1 射线粒子使载气离子化: N2 + N2 + e- 在电场中生成的正离子和电子向两极移动形成基流。 2 当电负性样品进入后即捕获慢速低能量电子使基流下降形成信号。 e- + sample current loss2022/4/26GC检测工作器汇总E

15、CD的调节可在GC-3800面板上进行，按Adjustment键进行 池电流： Ar/CH4；CAP；N2STD；N2HIGH以及Zero零电流是为了进行接触电位的设置注意:一般，当Range设为1时，基线信号不应超过25mV。否则，说明可能是载气不纯、柱流速严重或检测器受污染等,25mV之上的基线信号会减少ECD检测器的可用线性范围2022/4/26GC检测工作器汇总设置接触电位 仪器准备完成：打开载气，设置到正确的输出压力；色谱柱已经老化完成 在3800面板上，选择DetectorECD;设置如下: Tempture：300 CElectron: on; Range:1.0;Autozer

16、o:NO 等达到设定温度后，平衡若干小时，最好过夜2022/4/26GC检测工作器汇总设置接触电位2022/4/26GC检测工作器汇总设置接触电位 在ECD屏幕上，按Adjustment: 将Cell Current 设为零； 将Contact potential设为-760mv 注意屏幕相显示的信号强度在-12.713.0mv 再将接触电位设定为+760mv，信号应该增加几mv 逐渐降低接触电位的设定值，直到信号强度为开始显示值0.5mv；这时的接触电位就设好了2022/4/26GC检测工作器汇总设置接触电位接触电位的设置是很重要的接触电位的设置是很重要的,直接影响直接影响到检测器的灵敏度到检测器的灵敏度2022/4/26GC检测工作器汇总五 氮磷检测器(TSD) 只对氮、磷有很高的选择性 氮的灵敏度：0.1pg/sec；磷为：0.05pg/sec 主要应用于：药物、燃料、香料、农药残留 TSD的结构类似FID，主要差别是TSD在喷嘴上方有铷珠，氢气流量较小，为维持无火焰条件，一般 green lightS: S2* = blue light