电离检测器
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电子俘获检测器(ECD)原理电子俘获检测器(ECD )是灵敏度最高的气相色谱检测器,同时又是最早出现的选择性检测器。
它仅对那些能俘获电子的化合物,如卤代烃、含N 、O 和S 等杂原子的化合物有响应。
由于它灵敏度高、选择性好,多年来已广泛用于环境样品中痕量农药、多氯联苯等的分析。
其应用面仅次于TCD 和FID ,一直稳居第三位。
ECD 是气相电离检测器之一,但它的信号不同于FID 等其他电离检测器,FID 等信号是基流的增加,ECD 信号是高背景基流的减小。
ECD 的不足之处是线性范围较小,通常仅102-104。
ECD 的发现是一系列射线电离检测器发展的结果。
1952年首次出现了β-射线横截面电离检测器;1958年Lovelock 提出β-射线氩电离检测器。
当卤代化合物进入该检测器时,出现了异常,于是Lovelock 进一步研究,首次提出了此异常是具电负性官能团的有机物俘获电子造成的,进而发展成电子俘获检测器。
此后至今的40多年中,ECD 在电离源的种类、检测电路、池结构和池体积等方面均作了很大的改进,从而使现代ECD 的灵敏度、线性及线性范围、最高使用温度及应用范围等均有了很大的改善和提高。
ECD 工作原理ECD 系统由ECD 池和检测电路组成,见图3-6-1。
它与FID 系统相比,仅两部分不同:电离室和电源E 。
为以后叙述方便,我们将电源从微电流放大器中移出,另成一单元(7)。
不同电源的具体情况将在下节介绍。
ECD 作原理是:由柱流出的载气及吹扫气进入ECD 池,在放射源放出β-射线的轰击下被电离,产生大量电子。
在电源、阴极和阳极电场作用下,该电子流向阳极,得到10-9-10-8A 的基流。
当电负性组分从柱后进入检测器时,即俘获池内电子,使基流下降,产生一负峰。
通过放大器放大,在记录器记录,即为响应信号。
其大小与进入池中组分量成正比。
负峰不便观察和处理,通过极性转换即为正峰。
响应机理对ECD基流、响应规律的理论解释,通常用复合理论。
电离电磁辐射的检测方法及应用分析电离电磁辐射是指具有足够能量的电磁波辐射,能够使介质中的原子或分子电离而产生电离现象。
它具有很强的穿透能力,对人体健康造成严重的危害。
对电离电磁辐射的检测方法及应用分析至关重要。
一、电离电磁辐射的检测方法1. 电离室探测器电离室探测器是一种常见的电离辐射检测器,它由一个气体密封的金属极板构成。
当电离辐射与气体分子发生相互作用时,会产生电离电荷,使得气体变得导电,这样就可以通过电荷的测量来获得电离辐射的信息。
电离室探测器具有很高的灵敏度和精度,可以对各种类型的电离辐射进行准确检测。
2. Geiger-Muller计数管Geiger-Muller计数管是一种常用的电离辐射检测器,它由一个填充了稀有气体的金属管构成。
当电离辐射穿过管壁时,会产生电离电荷,使得管内的气体发生放电,产生脉冲信号。
通过对这些脉冲信号的计数,可以得到电离辐射的强度信息。
Geiger-Muller计数管具有简单、便携、成本低廉的优势,适用于各种场合的电离辐射检测。
3. 闪烁体探测器闪烁体探测器是一种高灵敏度、高分辨率的电离辐射检测器,它由一个填充有闪烁体的荧光管构成。
当电离辐射穿过闪烁体时,会激发出光子,产生闪烁光信号。
通过对这些闪烁光信号的测量和分析,可以获取电离辐射的能谱信息,实现对不同能量的电离辐射的检测和辨识。
1. 医学影像诊断电离电磁辐射在医学影像诊断中具有重要应用,如X射线、CT、核磁共振等。
通过对人体部位进行电离辐射的照射,可以获取人体内部的影像信息,用于疾病诊断和治疗监测。
医学影像诊断依赖于对电离辐射的准确控制和测量,以确保病人和医护人员的安全。
2. 核能与辐射技术核能与辐射技术是当前国家发展的重点领域,包括核能发电、核燃料循环、核医学、辐射治疗等多个方面。
对电离辐射的准确监测和控制是核能与辐射技术安全运行的基础,也是核能产业的可持续发展的关键。
3. 辐射环境监测辐射环境监测是保障环境和公众健康的关键工作。
电离火焰检测的原理?
离子火焰监测器是利用火焰的单向导电原理而研制的一种火焰检测装置,该装置由传感器和监测器两部分组成。
传感器为一支具有良好导电作用的电极,即火焰检测电极。
当火焰检测电极接触到火焰时,即产生一流经燃烧器接地回路的微弱的火焰离子电流,该信号经控监测放大处理后,给出火焰指示,并通过继电器输出触点的转换来对外部设备进行控制。
由于各种气体、液体燃料在燃烧时,不断地挥发出污染物质,使电极氧化或结焦,影响火焰信号的接收.因此必须定期检查和擦拭电极头,以保证电极能可靠传导火焰电流信号。
如果电极已烧损变形,不可勉强使用,而应及时更换新的电极,在设备运行中若发现火焰信号不稳定或产生误动作,应仔细检查电极的接线是否正确牢靠,电极与燃烧器是否有短路现象,如有上述故障应及时排除。
如出现故障总注意两方面:
1.电子检测电极问题,接触不好,或是烧短了,注意材质特殊,不能任意更换。
2.检测放大器的问题。
气相色谱检测器的分类和工作原理及应用范围气相色谱检测器是用于分离、检测和定量气体混合物中化学成分的一种仪器。
它的原理是通过样品静电或热解产生气相,分离混合物中的组分,并通过检测器对其进行定量分析。
本文将从气相色谱检测器的分类、工作原理以及应用范围等方面进行介绍。
气相色谱检测器的分类气相色谱检测器主要可分为以下几种类型:1.火焰离子化检测器(FID):火焰离子化检测器是最常见的一种气相色谱检测器,它通过将化合物在火焰中燃烧产生离子,检测器可以测量离子电流从而定量分析样品。
2.热导检测器(TCD):热导检测器通过检测样品中传导的热量变化来定量分析化合物。
它的检测灵敏度不高,一般用于分析空气和其他不易在FID 检测器中检测到的化合物。
3.化学电离检测器(CID):化学电离检测器是通过化合物与离子产生反应而生成新的离子对的检测器。
它的灵敏度要比热导检测器高,但要求样品必须具有较高的电离能。
4.汞气放电检测器(ECD):汞气放电检测器是通过汞蒸气中的电离过程来检测混合物中的有机化合物。
这种检测器通常用于分析具有挥发性有机物的样品,如农药和杀虫剂。
以上是气相色谱检测器的常用分类。
气相色谱检测器的工作原理气相色谱检测器主要由两部分组成:分离柱和检测器。
首先,气体混合物进入气相色谱柱,通过分离柱分离其中的混合物成份。
对于分离柱的选择,需要根据混合物成分决定,一般常用的有毛细管柱、碳酸氢钠柱和甲醇钠柱等。
分离柱分离后的混合物成分进入检测器,不同的检测器会根据其工作原理对不同的混合物进行检测。
在火焰离子化检测器中,混合物成分在发生化学反应后产生离子,离子通过电流检测器得到计数,最终通过数据分析得出样品成分的含量。
在热导检测器中,气体混合物通过热导体,其中各组分间的热导率不同,热导率不同会使热电偶的电信号变化,利用这个变化可目标物质的浓度。
在化学电离检测器中,样品在阳极上电离并产生阳离子,然后与极性荧光的亲和性化合物发生作用,即生成新的离子对,新的离子对电荷不等,然后通过检测器的放大器来检测。
三大类探测器比较(闪烁体、半导体、电离室)(闪烁体)碘化钠探头:他的激活剂是(TI),对γ射线,当能量大于150keV时响应是线性的;对质子和电子,线性响应范围很宽,光输出和能量的关系接近通过原点的直线,仅在能量低于几百keV(对电子)和(1~2)MeV(对质子)时才偏离直线;对α粒子,能量大于4~5MeV后近似线性,但其直线部分延长不过原点。
因此测量α粒子(或其他重粒子)时,比须进行能量校准。
NaI(TI)烁体的主要优点是密度大,原子序数高,因而对γ射线探测效率高。
另外它的发光效率高,因而能量分辨率也较好。
它的缺点是容易潮解,因此使用必须密封。
碘化铯探头:CsI(TI)碘化铯是另一种碱金属卤化物,作为闪烁体材料常用铊或纳作激活剂。
铊的能量线性与碘化钠的接近,能量分辨率比碘化钠的差一些。
碘化铯的密度和平均原子序数比碘化钠更大,因此对γ射线的探测效率也更高。
与碘化钠相比,碘化铯的机械强度大,易于加工成薄片或做成极薄的蒸发薄膜。
此外,它不易潮解,也不易氧化。
但若暴露在水或高湿度环境中它也会变质。
碘化铯的主要缺点是光输出比较低,原材料价格较贵。
锗酸铋探头:与碘化钠(TI)同体积时,探测效率比碘化钠的高的多。
对0.511MeV γ光子,与NaI(TI)、CsF、和Ge半导体、塑料闪烁体相比,锗酸铋(BGO)有最大的效率和最好的信噪比。
BGO主要用于探测低能x射线、高能γ射线以及高能电子。
在低能区(<<0.5MeV)的能量分辨率比碘化钠的差,例如对于0.511MeV的γ射线,BGO的时间分辨为1.9ns,而碘化钠NaI(TI)的的为0.75ns。
BGO的主要缺点是折射率较高,尺寸大的BGO难以将光输出去。
价格高。
硫化锌:ZnS(Ag)它对α粒子的发光效率高,而对γ射线和电子不灵敏,很适合在强β、γ本底下探测重带点粒子如α、核裂片等,探测效率可达100%。
laBr3是新型卤化物闪烁体,其基本性能已经全面超越了传统的碘化钠闪烁体,谱仪具有比碘化钠更好的能量分辨率、峰形和稳定性。
光致电离型探测器工作原理
光致电离型探测器原理是光电子在气体中的电离过程。
当高能光线照射到气体中时,光子会将气体分子激发到一个高能量的电子态。
由于激发态的电子处在一个非常不稳定的状态,因此它们会迅速地退回到低能量的状态。
在这个过程中,电子所释放的能量可以激发气体分子中的其他电子,使它们也进入类似的激发态,并进一步沉积能量,导致气体中的电子数量逐渐增多。
当这个过程发生在一个高压气体中时,电子将通过与离子碰撞和反弹的方式快速地增加,直到它们被电极吸引并形成测量信号。
在光电离检测器中,光致电离过程通常发生在一个窄缝内的光学光谱线上。
当光子通过窄缝时,它们会激发气体分子中的电子,并形成一个电离的电流。
该电流可以测量并用于确定光子的数量和能量。
由于它可以测量非常小的光信号,因此是一种非常灵敏的光谱技术,常用于气体分析、等离子体研究和激光光谱分析等领域。
subterranean metal detector 地下金属探测器acoustical detector 声波探测器airstream detector 气流探测器alarm detector 报警检测装置all-purpose detector 通用检测器angle-of-attack detector 迎角传感器(舵、翼的)atomic absorption detector 原子吸收检测器aural detector 声纳探测器, 音频检波器beach detector 海岸探测器bimetal type detector 双金属式检测器break detector 【采矿】裂缝探测器bulk detector 体探测器burst detector (核子)元件破损检测器carborundum detector 碳硅砂[金刚砂]检波器catalytic ionization detector 催化电离检测器cadmium telluride detector 碲化镉检测器chemiluminescence detector 化学发光检波器chrominance detector 彩色信号检波器code error detector 误码检测器colorimetric oxygen detector 比色测氧仪commutator detector 同步检波器copper-sensitized thermionic detector 铜敏化热离子检测器count detector 计数检测器course detector 航向指示器crack detector 裂纹探测器cue signal detector 提示信号检测器digital error detector 数字式差误检测器direction detector 测向仪; 无线电测向仪dragging equipment detector 拖挂设备检测器drip detector 液体漏泄探测器earth detector 检漏器, 接地检测器, 漏电检查器eccentricity detector 偏心度指示器electron detector 电子探测器electrooptical detector 电光学检测器electrospark detector 电火花检测器emission spectrometric detector 发射光谱检测器extrinsic detector 非本征激发的探测器fallout detector 放射性散落物检测器far-infrared detector 远红外探测器ferromagnetic crack detector 铁磁探伤器fission detector 裂变探测器flame detector 火焰探测器; 自动防火器flange detector 轮缘检测器flaw detector 探伤仪, 裂纹探测器fluorescent fault detector 荧光探伤仪gamma-sensitive detector γ射线灵敏探测器gaseous electronic detector 气态电子检测器grid bias detector 偏压检波器grid-type level detector 栅极式电平检波器ground detector 接地检验器gyroscopic angular deviation detector 陀螺角偏差灵敏元件harmonic detector 谐波指示器[电压表]helium photoionization detector 氦光电离检测器high detectivity detector 高探测率探测机high-pressure leak detector 高压系统测漏气装置high-resolution detector 高分辨率探测器high-speed detector 高速检测器Holiday detector 漏涂点检测器homodyne detector 零差检波器hot-platinum halogen detector 热铂卤素探漏器hydroacoustic mine detector 声纳探雷器hydrogen flame temperature detector 氢火焰温度检测器infra-red detector 红外检测器infrared heterodyne detector 红外外差探测器infra-red leak detector 红外检漏器infrared photo-electric detector 红外光电探测器infrared thermal detector 红外热探测器ion detector 离子检测器ionization detector 电离检测器irradiation detector 辐射探测器isotope level detector 同位素液面检测器journal detector 轴颈检测器lamination detector 分层(缺陷)探测仪laser detector 激光探测仪laser optoacoustic detector 激光光声探测器laser radiation detector 激光辐射探测器leak detector 检漏器[仪]linemans detector 携带式检电器low-pressure detector 低压测试器magnetic flaw detector 磁探伤器magneto detector 磁检波器mass detector 质量检测器mass-spectrometer detector 质谱分光检测器neutron activation detector 中子激活探测器non-contact scanning detector 非接触式扫描跟踪器non-destructive detector 非破坏性检测器on-off error detector 继电式误差检测器on-target detector 目标命中指示器, 目标瞄准指示器optical detector 光辐射探测器optoacoustic detector 光声探测器overvoltage detector 过(电)压检测器phase-locked detector 锁相检波器, 同相检波器phase null detector 零相检测器phase-sensitive detector 检相器, 相敏检波器photoelectromagnetic detector 光电磁探测器photon detector 光子探测器piezoelectric detector 压电检测器piezo-electric quartz detector 压电石英检测器pix detector 视频检波器plate rectification detector 板极整流检波器plunger detector 转辙(插入)检查器polarographic detector 极谱分析鉴定器power-level detector 功率传感器precision photometer detector 精密光度计检测器presence detector 车辆占用轨道检测器probability detector 概率检验器property selective detector 特性灵敏检测器proportional detector 正比探测器proton -recoil detector 反冲质子探测器pulsed electron capture detector 脉冲电子俘获检测器pulsed envelopedetector 脉冲包络检波器quadraturedetector 正交检波器radiationdetector 辐射探测器radiofrequency dischargedetector 射频放电检测器radioisotopedetector 放射性同位素检测器rail-defectdetector 钢轨探伤器reflex detector 来复[反射]式检波器, 负反馈板极检波器refractive index detector 折光率检测器resonance corona detector 共振电晕检测器retarding field detector 减速电场检波器rocket-fire detector 火箭发射探测器sandwich detector 层叠探测器semiconductive thin-film detector 半导体薄膜检测器sense detector 信号方位选定器sensitive microbiological detector 灵敏微生物学检定器shoal detector 鱼群探测器slack detector 松弛检测器slip detector 打滑指示器, 滑转指示器snoop leak detector 漏气检查器solid state track detector 固态径迹检测器sonic detector 声波探伤器[定位器]sound detector 伴音检波器; 检波器sound carrier detector 伴音载波检波器spark coil leak detector 火花检漏器spectrum-measuring detector 能谱测量探测器speech detector 语音检波器standing wave detector 驻波检测器standstill detector 失速探测器statistical detector 统计检波器strain detector 应变检验仪stress detector 应力计superregenerative detector 超再生检波器supersonic crack detector 超声波探伤器surface potential detector 表面电势检测器switching sequence detector 切换顺序检测器synchronous detector 同步检定器, 同步检测器, 同步检波器television vision signal detector (电视)视频检波器thermionic detector 电子管检波器thermistor detector 热敏电阻检测器torque detector 扭矩测定器tracer detector 示踪探测器tuned detector 调谐检波器ultrasonic obstacle detector 超声波障碍探测器ultraviolet detector 紫外光检测器ultraviolet absorption detector 紫外吸收检测器ultraviolet-visible detector 紫外-可见光检测器under-voltage detector 欠压检测器video detector 视频检测器, 视频检波器video crystal detector 视频晶体检波器visibility detector 能见度检定器vision detector 图象检波器void detector 孔洞检测器wave detector 检波器waveguide type standing wave detector 波导式驻波检测器wire breakage detector 断线探测器wire-splice detector 接线检查器X-ray flaw detector X 射线探伤仪选择查询条件,输入关键字查询网点省城市区县检针机器 jhggjndhff888。
电离火焰检测器原理
电离火焰检测器是一种常用于监测火焰的设备,主要基于火焰电离产生的离子流导电效应来工作。
其基本原理如下:
1. 引入电离源:检测器中引入一个高电压,通常在200-400伏
之间,以产生离子流。
这个高电压常常由一个电池或者其他电源提供。
2. 火焰点燃:当周围环境中有火焰出现时,火焰中的燃烧离子会与电离源产生的离子流相互作用。
3. 离子流导电效应:火焰中的燃烧离子会增加空气中的离子浓度,进而改变了空气的传导特性。
这样,离子流就会在火焰附近形成离子云。
4. 离子云导电:离子云会形成一个电流回路,在检测器中产生一小段微弱的电流。
这个电流可以被放大器或者其他电子设备检测到。
5. 火焰报警:当电流超过设定阈值时,就会触发火焰报警装置,比如声音警报或者光警报。
需要注意的是,电离火焰检测器对于火焰的检测灵敏度较高,可以有效地检测到小型火焰,但也容易受到其他电离源的干扰,比如雷电等。
因此,在实际使用中,需要注意放置位置以及判断报警信号的有效性。
氦(氩)电离检测器氦电离检测器HID 是唯一能检测至ng/g 级的通用性检测器。
除氖以外,它对其他的无机和有机化合物均有响应,是非破坏性的浓度型检测器,特别适于永久性气体的分析,近年也逐渐用于复杂有机物或高分子量化合物的分析。
1955年发现稀有气体处于恒定射线辐射下,有一定的离子流,当痕量杂质气体加入后,离子流将增加。
1958年利用此结果设计了氩电离检测器AID 。
AID 灵敏度很高,但它只能检测电离电位小于11.7eV (1 eV = 1.60210-19 J) 的化合物。
纯氦的电离电位高于氩,HID 检测范围更广。
1960年首次使用HID 。
以后电离源从α-射线改为β-射线源,池体积从约1mL 逐渐减小到100-200μL ,成为广泛使用的气相色谱检测器之一。
80年代末90年代初,非放射性HID 在技术、性能等方面已基本成熟,出现了放电电离检测器DID 和脉冲放电氦电离检测器PDHID 。
HID 和AID 的设计、工作原理和操作基本相同,仅使用气体和应用面不同。
1.结构和工作原理HID 结构通常有平行板和同轴式两种,图3-10-14为平行板式HID 结构示意图.在池体中心的绝缘材料中安放两个电极,负极内接放射源,外接负直流高压电源;收集极为阳极,外接微电流放大器。
两电极相距较近,以减小池体积。
近年HID 池体积多为100-200μL ,可与内径为0.25mm 以上的毛细管柱连接。
放射源通常用氚E 钛或氚E 钪源,耐温分别达250℃和325℃。
比活性通常为250mCi-1Ci ,灵敏度随活性增加而增大,吹扫气防止空气渗入。
HID 的工作原理通常认为是基于潘宁效应,即电子与稀有气体碰撞形成亚稳态原子,该亚稳态原子的激发能传递到样品分子或原子;如果样品分子或原子的电离电位(IP )小于亚稳态原子的激发电位,样品将通过碰撞被电离,使离子流增大。
当氦载气和被测组分进入HID 池,在β射线轰击下,组分分子可直接被电离[式(3-10-8)];也可氦先激发成亚稳态,然后He*与组分分子相撞,使其电离[式(3-10-9),式(3-10-10)]。
'B e AB AB B ++→++(3-10-8) '*B He He B +→+(3-10-9)e AB He AB He ++→++*(3-10-10)式中, B, B ˊ分别为高能一次电子和降低能量后的一次电子,e 为电离产生的二次电子。
因He *的IP 为19.8eV ,它可以通过式(3-1-10)电离除氖外的所有化合物。
在高压电场作用下,收集的微电流经放大后即为信号。
当然,在电离室中除上述产生信号的电离反应外,还同时存在着β射线、二次电子以及He *,使He 电离产生的基流的反应以及猝灭反应等,不再讨论按上述机理,除氖以外,所有化合物在HID 上应该都是正响应。
但实验表明,在氦载气纯度极高时,H2、Ar 、N2、O2和CF4为负响应,见图3-10-15。
显然,此现象与现机理相悖;但这不影响它的正常应用。
2.性能特征和检测条件选择HID 最突出的性能特征是:①ng 级的灵敏度的通用性的响应;②操作中必须小心控制污染;③常有异常响应出现。
此三特征是相互联系的,且均与检测条件密切相关。
载气纯度、色谱柱流失和系统的气密性等均是通过杂质污染方式影响灵敏度;极化电压、载气流速和气密性通过灵敏度变化产生正常和异常响应等。
检测条件的选择如下:(1)HID 极化电压通常用直流电源。
图3-10-16为其电流-电压曲线。
电压在0-20V 间,I 随V 的增加而线性增大,此为收集区。
电压在20-200V 时,其I 值保持恒定。
这时收集和产生的离子达到平衡,故它不随电压而改变,称饱和区。
它噪声和基流小,但仍有稳定和灵敏的响应。
对有机物检测限为pg 级,线性范围[],此区可用于分析。
当电压增加至约200V 以上,I 值随V 的增加呈指数上升,称倍增区。
这是因为能量降低后的一次电子和二次电子被区,因它灵敏度最高。
但这时噪声大,组分浓度稍高即放电,稳定性差,只能测低浓度样品。
另外,该区峰易变形,产生M或W形峰。
在HID上采用了类似ECD的恒频率或恒电流变频率的脉冲型电源操作。
脉冲幅度0-500V,频率0-300kHz,最小脉冲宽度125ns。
脉冲操作的优点是降低了噪声和基流,稳定性增加,能分析较高浓度的样品。
但灵敏度仍低于直流电源型。
(2)载气纯度和流速载气纯度对HID的响应起着十分重要的作用。
载气纯度低,噪声大、灵敏度低、线性范围窄。
考察分子筛柱上H2、Ar、O2和N2是正峰还是负峰,即可鉴别载气纯度。
图3-10-17为氦气纯度对HID响应值的影响:纯度高时,H2、Ar、O2和N2为负峰(曲线2),其他化合物出正峰(曲线1);而且,负、正峰的响应值以及基流(曲线3)均随纯度增加而增大。
随着载气纯度下降,负、正峰及基流也随之降低;当基流降至最低值前,负峰开始变正峰时,在ED范围内所有峰均为正峰,但峰高却明显减小,基流随纯度下降又逐渐增大。
此法既可鉴别载气纯度,又可优化HID检测条件。
HID响应值与载气流速的关系,按密封程度而不同:在密封良好的HID中,响应值和基流均随流速的增加而下降,表现为浓度型检测器的特征。
在密封差的HID中,响应值开始时随流速增加而增大,表现为质量型检测器的特征,达一定值后即随流速增加而下降。
所以,应据具体情况调整流速。
(3)色谱柱由于HID具有ng/g级灵敏度和通用性响应,不仅要求载气纯度高、气密性好,还要求色谱柱流失小。
早期固定液热稳定性差、易流失,故HID多用填充吸附柱作气体分析,近年逐渐使用毛细管柱。
弹性石英交联毛细管柱不但分离能力强,而且热稳定性好、柱流失极小。
Andrawes研究了六根色谱柱的柱温与HID基流的关系(图3-10-19)。
筛柱、三根高分子小球(porapak Q、super Q、CHROMOSORB 101)柱和Carbowax 20M交联柱。
该图表明:柱1流失大,柱6流失小。
究其原因可能有两方面:①流失与每米柱长的比表面有关,柱1、3、4、5固定相的比表面分别为1000、840、840和35m2/g,比表面越大,升高温度后解吸杂质越多;②流失与填料的纯净性及耐温性有关,如super Q是porapak Q纯化后的产品,故柱4基流明显小于柱3,交联比涂渍型耐温性好,故柱6小于柱2。
(4)气密性为防止空气和水渗入HID和分离系统,除合理设计、安装,使无泄漏外,通常还用吹扫气保护。
如图3-10-14HID 有吹扫气。
为防止注射器进样时渗入空气和水,Andrawes 在进样口加了一吹扫隔舱,见图3-10-20。
综上所述,用超高纯的氦载气、低流失的色谱柱、保持整个系统的良好气密性,是使HID 达到高灵敏度的基本必备条件。
在最佳条件下,HID 灵敏度比FID 高50倍,比TCD 高500倍。
下表为某些化合物在HID 上的检测限。
(1)按色谱柱无干扰估算3.应用HID 广泛用于其他气相色谱检测器难以检测的化合物(如无机气体、全氟碳、水、甲酸和甲醛等)的痕量检测。
如高纯气中痕量杂质的分析、气体和液体样品中痕量水的检测、某些芳香族化合物和空气中某些污染物的直接测定、以及气相色谱裂解产物的分析等。
如前所述,AID 与HID 基本一致,但AID 只能检测IP 小于11.7eV 的化合物。
许多气体,如H2、O2、N2、CH4、CO 、CO2等的IP 均大于11.7eV ,它们在AID 上无响应。
所以,AID 的应用较少。
研制成功改性氩电离检测器(M-AID )。
它灵敏度高,可用于上述IP 大于11.7eV 气体的检测。
图3-10-21为M-AID 原理示意图。
它的工作原理类似ECD ,即检测信号是高基流背景的下降值。
纯度大于6N 的氩载气从1进入。
Ar 在β射线轰击下,部分电离成Ar+和二次电子e ,部分形成亚稳态Ar*,在电场作用下,基流开始时随场强增加而增大,而后恒定,见图3-10-22曲线A 。
有机分子M 通过渗入室进入检测器,且有足够的浓度,它与亚稳态Ar*碰撞,被电离:Ar e M Ar M ++→++* (3-10-11)这些二次电子e 在高压电场加速下获得能量,又与有机分子M 或M+碰撞,产生三次电子e'',……,这种“雪崩”式反应将产生大量电子,使基流剧增,见曲线B 。
固定有机物浓度和场强,即可获得稳定的高基流。
当有IP 大于11.7eV 的被测组分进入检测器,它们不但本身不会被电离,而且还妨碍上述电离过程的发生,使基流下降,产生负峰。
此峰的大小与进入检测器的物质量成正比。
上述组分在M-AID 上均是负峰。
通过极性转换电路即可变成正峰,图3-10-23为其典型色谱图。
下表为两种M-AID 的检测限(μg/g )M-AID 的灵敏度与基流密切相关;而基流主要取决于有机物的加入量和场强。
要求M-AID 在高灵敏度操作时,可适当提高有机物浓度和场强,如增加载气流速可增大有机物浓度,场强可调至≥4000V/cm 。
这时,可对5N 和6N 氩气中的杂质进行分析。
相反,在作4N 氩气中杂质分析时,则需要降低场强或载气流速,以降低灵敏度。
场强与有机物加入量在一定范围内也可相互补偿,如当有机物加入量小时,可适当提高场强,以达到所需的灵敏度通常用β射线源。
同ECD 一样,放射源有易被污染等诸多弊端。
所以HID (AID )出现不久,就有人研究非放射性HID 。
1962年首次提出用气体放电代替放射源产生一次电子,并制成了非放射性AID 。
它除了产生一次电子方式不同外,其他均与Lovelock 提出的AID 相同。
以后,又有了用氦作载气和放电气的非放射性HID 。
但由于稳定性等原因未见商品仪器。
近年,已商品化的有脉冲放电氦电离检测器(PDHID )和放电电离检测器(DID )。
1.PDHID以Valeo 仪器公司的PDHID 为例讨论如下。
PDHID 是利用氦中稳定的低功率脉冲放电作电离源,使被测组分电离产生信号。
PDHID 是非破坏性检测器,对所有物质包括氖在内均有高灵敏度的正响应。
(1)结构和影响响应值的因素图3-10-24为PDHID 的结构示意图。
影响PDHID 响应值的因素主要有以下几点。
①脉冲放电间隔和功率:PDHID 中放电电极距离为1.6mm ,改变充电时间可改变经过初级线圈的放电功率。
充电时间越长、功率越大。
一般脉冲间隔为200-300μs ,充电时间在40-45μs 时,基流和响应值达最佳。
因放电时间仅约1μs ,而脉冲周期达几百μs ,绝大部分时间放电电极是空载。
所以放电区不会造成过热。
②偏电压:在放电区相邻的电极上加一恒定的负偏电压。
响应值随偏电压的增加而急剧增大,很快即达饱和。