文档介绍：第六章 气相色谱分析法
检测器特性
热导检测器
氢火焰离子化检测器
电子捕获检测器
其他检测器
第三节 气相色谱检测器
Gas chromatograph, GC
Detector of GC
2017/11/11
检测器特性
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: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:对所有物质有响应,热导检测器。
专属型检测器:对特定物质有高灵敏响应,电子俘获检测器。
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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=E/M
单位: mV/ (mg/cm3);浓度型检测器
mV/ (mg/s); 质量型检测器
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(也即色谱仪)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 / m
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(最小检测量)
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,则组分的响应值就一定要高于N。
检测器响应值为2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)。
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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况。
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。
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热导检测器 Thermal conductivity detector, TCD
1. 热导检测器的结构
池体: 一般用不锈钢制成。
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:仅允许纯载气通过,通常连接在进样装置之前。
测量臂:仅载气携带被分离组分的流过,连接在紧靠近分离柱出口处。
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平衡电桥,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,两臂电阻值:
R参=R测; R1=R2
则: R参·R2=R测·R1
无电压信号输出;
记录仪走直线(基线)。
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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≠R测
则: R参·R2≠R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。记录仪记录下组分浓度随时间变化的峰状图形。
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3. 影响热导检测器灵敏度的因素
①桥路电流I : I,钨丝的温度,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。
②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。
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③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。
表某些气体与蒸气的热导系数(λ),单位:J / cm·℃·s
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