气相色谱检测器FID-培训讲解..

气相色谱（FID）检测器——喷嘴污染的简易处理气相色谱（FID）检测器——喷嘴污染的简易处理一、先简单介绍（FID）检测器的结构色谱检测器是一种将色谱柱分离后的各试样组分按其特性和含量转变成电信号的装置。

根据检测原理的不同，可将检测器分为浓度型检测器和质量型检测器。

浓度型检测器测量的是载气中组分浓度的瞬间变化，检测器的响应值与组分的浓度成正比，而峰面积与载气流速成反比，如热导池检测器，电子捕获检测器等。

质量型检测器测量的是载气中某组分的质量变化速度，检测器的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，如氢火焰检测器和火焰光度检测器。

下面主要介绍氢火焰离子化检测器（FID）Flame Ionigation Detector：1. 特点：（1）质量型检测器；（2）结构简单，灵敏度高，响应快，稳定性好；（3）对大多数有机化合物有很高的灵敏度，比热导池检测器高几个数量级，能检测至ng / mL 级的痕量物质。

1.jpg2. 主要部件从上图可以看到，一个不锈钢制成的离子室，包括气体入口、火焰喷嘴、发射极和收集极、点火线圈、外罩等部件。

3. 工作原理通过在发射极和收集极之间施加极化电压，形成直流电场，有机组分在高温下电离成正负离子，在极化电场作用下向两极定向移动形成微电流，电流大小与进入离子室的被测组分量成正比，再经高阻转变成电压信号，放大后由记录仪记录下来。

在上述工作过程中，可以清楚的看到喷嘴的作用和使用环境，所以它必须耐高温，耐腐蚀，不易和化合物反应（惰性），容易受到污染等。

二、喷嘴的类型及其优缺点不同型号的仪器，其喷嘴也不同，所使用的材质一般为陶瓷白金喷嘴、石英喷嘴、陶瓷喷嘴等，其形状也不一样（见图）。

但是，其基本组成是差不多的，由支座和喷嘴组成，沿其轴心线开有一小孔，支座上有螺纹，通过密封垫可与检测器座紧密连接，以防止漏气。

山东鲁南瑞虹分析仪器有限公司SP-68902.jpg岛津Shimadzu GC3.jpg上海精密科学仪器有限公司GC112A：4.jpg安捷伦GC：5.jpg岛津，海欣，福立，科晓等的气相色谱（FID检测器）喷嘴是一样的，是石英喷嘴，其优点是灵敏度高，不容易碳化，缺点是容易断裂，安装拆卸是需要加倍小心。

FID的性能特征是：①灵敏度和零池（喷嘴）体积；②适于对有机物，特别是烃类定量；③线性范围宽，但定量时要注意是否为线性和在线性范围内。

（一）灵敏度和池体积通常商品FID除对H2O、O2、N2、CO、CO2等无机物质无响应外，对烃类的检测限达10-12g/s。

即使对含杂原子的有机化合物响应值偏低，但仍高于TCD。

FID属高灵敏度检测器之一。

在FID中，毛细管柱可直接插至喷嘴，被测组分一出毛细管柱即进入火焰电离，故FID 的池体积接近零，消除了柱后峰变宽。

毛细管柱样品容量小、分离效能高，它要求灵敏度高、池体积小的检测器与之配合，而FID正具备了此两性能特征。

所以，考察其他检测器是否有柱后峰变宽，通常均以FID 为基准。

许多填充柱分不开、TCD检不出的样品，用毛细管柱、FID轻而易举解决问题。

（二）响应值和校正1.烃类FID对烃类的相对质量响应值（Sm）值基本上是相等的。

即分子中有一个碳原子，就有一份响应值，为等碳响应。

不同分子量的烷、烯、环烷和芳烃，除甲烷和苯外，其他化合物的Sm值均在1.00左右、见表3-10-18。

表3-10-18 某些化合物的FID相对质量响应值（Sm）因此，烃类混合物定量，可以不用校正因子。

但要注意：甲烷的Sm值仅0.61，乙烷之值亦偏小，故对低碳烷（C1-C5）定量时，必须校正，否则将带来很大误差，童清木已有深刻体会。

2.含杂原子有机物含杂原子有机物，如含氧、硫、氮、卤素等化合物，其Sm值低于相应的烃类，见表3-10-18。

因为这些数值的变化明显地与化合物的类型、杂原子的数量以及分子量有关，因此，在作定量分析时必须要知道它们的Sm值。

有效碳数（ECN）可以预测含杂原子有机物在FID上的响应。

早期的有效碳数以正庚烷为基准，对化合物中的原子或基团给出一有效碳数值，将欲定量分子中所有原子或基团的有效碳数值相加，即可求得该化合物的ECN值。

表3-10-19中给出了各原子或基团的有效碳数值。

气相色谱仪GC检测器FID常见故障及故障排除方法气相色谱仪解决方案1.FID常见故障及故障排除方法1.1进样后色谱不出峰故障原因及排除方法如下：(1)未点着火首先用一冷的光亮的铁板置于检测器的上方，若有细小水珠生成，则证明火已点着；反之证明火未点着，此时，需检查氢气、氮气、空气的密封情况是否完好，是否有漏气现象。

其次用皂沫流量计测量流速是否正常，适当增大氢气的流速，减小载气与空气的流速，待点着火后再将各流速调至zui佳流速位置。

(2)信号输出中断检查从色谱仪到工作站的信号线连接情况，观察有无接触不良或断开的情况。

另外，在进样后用万用表测量色谱信号输出，观察有无信号输出，若无信号输出则证明此故障由色谱仪引起，需做进一步检查。

(3)收集极绝缘不好测量收集极与仪器外壳的电阻应大于1013。

(4)其它方面的原因主要包括进样垫损坏、色谱柱断裂(毛细管柱比较常见)、微量进样器损坏等。

1.2基线噪声波动大(1)电器方面的原因首先将检测器信号线断开，在采集状态下观察基线运行情况，如果基线波动很大则可判断该故障是电器方面的原因，此时，需要进一步检查仪器接地是否良好(接地电阻应小于5)、线路板及各插件是否松动等。

(2)测量系统污染断开信号线后，在采集状态下检查基线运行的情况，如果基线运行正常则证明测量系统污染。

需要检查色谱柱是否失效(需活化处理)、柱进口是否污染(更换玻璃丝、玻璃衬管等)、检测器污染，主要是离子头的污染，因为此处高温会有杂质碳结，需要小心拆下检测器用中性溶剂清洗。

2.3空气峰掩盖组分峰分析微量组分时，如分析液态氧气中总烃含量时，氧信号峰保留时间zui小，随后是甲烷、乙烷、乙烯等，如果调整不好会出现氧气覆盖甲烷或将氧气峰误判为甲烷峰。

排除办法是逐渐降低氢气流速，依次进样可观察到氧气峰逐渐降低，调节至满意为止。

2.FID使用注意事项2.1. FID虽然是通用型检测器，但是有些物质在此检测器上的响应值很小或无响应。

气相色谱fid出峰顺序气相色谱FID出峰顺序气相色谱是一种常用于分离和分析复杂有机化合物的分析技术。

在气相色谱中，化合物可被分离和检测。

其中，火焰离子化检测器（FID）是一种广泛应用于气相色谱的检测器。

它可以同时检测许多有机化合物，但对于无极化化合物，如惰性气体、氢气和甲烷等不敏感。

峰顺序峰顺序是在气相色谱-火焰离子化检测器的分析过程中至关重要的一个因素。

通常情况下，峰顺序是根据化合物的热解点和分子量等因素来确定的。

在分析过程中，大多数化合物可以被分离并形成峰，但峰顺序通常是不确定的。

为了获得高质量的分析结果，必须将峰顺序确定下来。

如何确定峰顺序在气相色谱-火焰离子化检测器的分析过程中，可以通过以下方法确定峰顺序：1. 根据化合物的热解温度确定峰顺序。

在气相色谱中，热解温度是用于分离化合物的最重要参数之一。

在使用火焰离子化检测器时，可以根据化合物的热解温度，将其按顺序分离和检测。

通常情况下，具有较高热解温度的化合物会出现在排列顺序的前面。

2. 根据化合物的分子量确定峰顺序。

在确定峰顺序时，也必须考虑化合物的分子量。

具有较高分子量的化合物会比较容易扩散和分离，因此在检测过程中应尽可能将其放在分离的前面。

3. 根据化合物的极性和亲和性确定峰顺序。

极性和亲和性是影响峰顺序的另一个重要因素，通常情况下，具有较高极性和亲和性的化合物可以更容易地被扩散和分离，并成为分离顺序的前面。

应用在气相色谱-火焰离子化检测器的分析过程中，确定峰顺序是至关重要的。

正确的峰顺序可以使分析结果更准确、更可靠，并提高分析效率。

此外，在分析无机化合物时，可以使用其他适合的检测器，如电子捕获检测器等。

总结气相色谱-火焰离子化检测器是一种常用的化学分析工具，峰顺序的确定对于获得准确的分析结果至关重要。

在分析复杂化合物时，需要考虑各种因素，如热解温度、分子量、极性和亲和性等。

通过正确的峰顺序，可以提高分析效率、准确性和可靠性。

FID-2014检测器（毛细柱）基本操作步骤此基本操作步骤仅作参考使用，应以岛津说明书为准。

开机步骤1.根据要求配置好样品。

2.根据样品要求选择合适的柱子，并安装到SPL进样口及FID检测器上。

3.打开氮气源阀门，二次压力达到0.5 Mpa以上。

4.打开主机电源开关，在主机自检完后打开实时分析工作站。

5.点击“配置维护”（Configuration and Maintenance）图标，再点击“系统配置”（System Configuration）图标。

从中设置好分析流路（包括SPL进样口、色谱柱及FID检测器，如有其他配置还需选好）及相关参数。

6.点击菜单栏中的“视图”（View），选择“仪器监视器”（Instrument Monitor）。

在监视器窗口中确认a)载气（Carrier Gas）及吹扫流量（Purge Flow）为“打开”（ON）状态；b)FID检测器（Detector）及点火（Flame）为“关闭”（OFF）状态；7.点击“仪器参数”（Instrument Parameters）图标，a)将柱箱温度（Column）设置为30℃；b)将SPL进样口温度设置为40℃，并设置好SPL进样口中的柱流量（Column Flow）及分流比（Split Ratio）等参数；c)将FID检测器温度设置为40度，将FID检测器尾吹气（Make Up）压力表调整设置为75Kpa（30ml/min）d)点击“下载参数”（Download Parameters）图标。

8.点击“开启系统”（System ON）图标。

按仪器上的MONIT键。

9.设置FID温度、进样口温度为分析时的温度，点击“下载参数”（Download Parameters）图标，待FID检测器温度升至150℃以上时，在监视器窗口中打开FID检测器（Detector）开关为“打开”（ON）状态；10.打开氢气瓶阀门，二次压力达到0.3 Mpa；打开空气瓶阀门，二次压力达到0.3 Mpa；调整压力表，空气压力表为50KPa，氢气压力表为50KPa，再打开点火（Flame）开关，点燃火焰。

气相色谱检测器FlD结构特点、常见故障及排除、实用检查方式FID(氢火焰离子化检测器)是气相色谱最常用一种检测器，它具有灵敏度高、线性范围宽、应用范围广、易于掌握等特点，特别适合于毛细管气相色谱。

FID检测器在日常使用中常出现不出峰、信号小、基线噪声大等现象，下面将对该检测器的结构、常见故障及故障排除方法进行简单论述。

FID检测器对大多数有机化合物有很高的灵敏度，一般较热导检测器的灵敏度高出3个数量级，能检测出10-9级的痕量有机物质，适于痕量有机物的分析。

它由离子座、离子头、极化线圈、收集极、气体供应等部分组成，离子头是检测器的关键部分。

微量有机组分被载气带入检测器以后，在氢火焰的作用下离子化。

产生的离子在发射极和收集极的外电场作用下定向运动形成微电流。

有机物在氢火焰中离子化效率极低，估计每50万个碳原子仅产生一对离子。

离子化产生的离子数目，在一定范围内与单位时间进入检测器的被测组分的质量成正比。

微弱的离子电流经高电阻(108~1011Ω)变换成电压信号，经放大器放大后，由终端信号采集即得出色谱流出曲线。

在正常点火的情况下FlD信号大小受离子化效应和收集效应的影响。

其中离子化效应的影响因素有样品性质（不同的物质校正因子不同）和火焰温度（受几种气体的流量比影响）；收集效应的影响因素有极化电压和喷嘴、极化极、收集极的相对位置。

因此对同一样品要获得高灵敏度必须选择最佳氢气、载气、空气的流量比；最佳的喷嘴、极化极、收集极的相对位置与适当的极化电压。

氢气、载气、空气的流量可通过实验摸索最佳条件，一般理论比为30：30：300。

1、不能点火--问题主要出在气路或检测器；2、基流很大--问题主要出在气路或检测器；3、噪音很大--气路、检测器和电路出问题都有可能；4、灵敏度明显降低--气路、检测器和电路不正常都有可能；5、不出峰--气路、检测器、电路不正常都有可能；6、色谱峰形不正常-一进样器、气路、检测器为主要检查对象；7、基线漂移严重--气路、检测器都有可能；8、有时有讯号，有时无讯号--问题主要出在电路上。

气相色谱常用的四种检测器及其原理气相色谱常用的四种检测器及其原理如下：1. 氢火焰离子化检测器（FID）：FID以氢气和空气燃烧生成的火焰为能源，使有机物发生化学电离，并在电场作用下产生信号来进行检测的。

载气携带被测组分从色谱柱流出后与氢气按照一定的比例混合后一起从喷嘴喷出，并在喷嘴周围空气中燃烧，以燃烧所产生的高温火焰为能源，被测组分在火焰中被电离成正负离子，在极化电压形成的电场作用下，正负离子分别向负极和正极移动，形成离子流，这些微电流经过微电流放大器被记录下来，从而对被测物进行测定。

FID 是价格便宜、产量最高的配置于商品化气相色谱仪的检测器，环境检测项目中常用到的检测器，但不适用于呼气VOCs检测。

其检测灵敏度较低，仅有ppm（10-6）级别，且检测时样品被破坏，一般只能检测那些在氢火焰中燃烧产生大量碳正离子的有机化合物。

2. 火焰光度检测器（FPD）：FPD对含硫和含磷的化合物有比较高的灵敏度和选择性。

其检测原理是，当含磷和含硫物质在富氢火焰中燃烧时，分别发射具有特征的光谱，透过干涉滤光片，用光电倍增管测量特征光的强度。

3. 电子捕获检测器（ECD）：ECD是浓度型检测器的一种，它是利用放射性同位素作为放射源轰击载气生成基流中的正离子和电子，在所施电场的影响下，电子向正极移动，形成了一定的离子流，称为基流。

当有组分从色谱柱流出时，与不断轰击载气所产生的高能量电子以及基流中的离子发生碰撞截获电子后使基流中的离子数目减少即色谱峰。

它对待测组分中具有电负性的F、Cl、Br、I、S、P等元素的化合物特别敏感，因此常用于分析痕量上述化合物。

4. 质谱检测器（MSD）：MSD是一种质量型、通用型检测器，其原理与质谱相同。

它不仅能给出一般GC检测器所能获得的色谱图（总离子流色谱图或重建离子流色谱图），而且能够给出每个色谱峰所对应的质谱图。

通过计算机对标准谱库的自动检索，可提供化合物分析结构的信息，故是GC定性分析的有效工具。

气相色谱仪操作规程一、氢火焰离子化检测器(FID)的操作规程1.空气和氢气流量的设定：内径为3mm的色谱柱，通常按下列条件设定载气、空气及氢气的流量：载气（氮气） 60ml/min(40—60ml/min)氢气* 50ml/min(30—60ml/min)空气 500ml/min(400—600ml/min)*注意：氢气压力请勿高于100Kpa2.FID点火：正常分析时空气与氢气的比例约1：10，这种比例下点火困难，因此点火时须降低空气流量。

点火后再将空气的流量调回正常值。

3.点火的确认：点火时能听到轻轻的“叭”点火声。

确认是否点火可以用玻片等靠近检测器顶部，通过观察玻片是否有水蒸汽（氢气燃烧产生）产生进行检查。

4.进样、出峰、分析。

5.关机。

二、热导检测器(TCD)的操作规程确认玻璃衬管→安装填充柱→设定温度→设定柱流量→设定检测器初始值→系统的启动→设定电流→设定量程、极性→调整零点→进样、分析→关机三、电子捕获检测器(ECD)的操作规程1.确认使用气体的标准。

2.气体流量的设定：①载气的设定：填充柱时，通常设定为30—60ml/min②尾吹气的设定：毛细管柱时，尾吹气﹙N2﹚50-100kPa﹙15—40ml/min﹚; 填充柱时，尾吹气﹙N2﹚20-40kPa﹙5—10ml/min﹚。

3.检测温度的设定4.系统的启动：①设定开始时间为0；②连接处的漏气检查。

5.检测器的初始设定：①检测器的ON；②量程、电流值的初始设定。

6.柱箱、试样气化室的设定7.基线的确认，零点调节。

8.电流值、量程的调节9.进样、分析，关机。

注意事项：1.使用的载气和尾吹气起码要达到下列标准。

在流路上使用空气过滤器和氧气捕集器可有效清除载气和尾吹气中的杂质。

【1】使用毛细管柱时载气﹙供给压力:700-800KPa﹚◎氦气﹙最佳﹚纯度99.999%以上○氮气﹙可用﹚纯度99.999%以上尾吹气﹙供给压力:300-800KPa﹚◎氮气﹙最佳﹚纯度99.999%以上【2】使用填充柱时载气﹙供给压力:700-800KPa﹚◎氮气﹙最佳﹚纯度99.999%以上尾吹气﹙供给压力:300-800KPa﹚◎氮气﹙最佳﹚纯度99.999%以上2.为了清洗柱的检测器侧连接处，填充柱时也需供给尾吹气。

使用FID检测器做毛细管分析时的开机步骤(以做小茴香为例)第一步：打开柱箱门，确保毛细柱转接头安装在最中间的检测器底部，如果没有，需要从ECD检测器上拆卸下来后安装上，注意事项顶到头，用专用扳手旋紧一、先将标准上要求使用的毛细管柱接到仪器上，在毛细管柱上套入专用石墨密封圈，然后插入左边注样器的长度为2.5cm，插入右边检测器的长度为8.5cm，再分别用开槽螺帽拧紧（拧紧的程度为先用手拧紧，再用扳手拧1/4到1/2圈即可）。

二、1.打开氮气钢瓶，调节减压阀使压力输出在0.3 Mpa左右。

2.打开氢气发生器电源开关3：打开空气发生器电源开关二、打开气体净化器的开关。

三、再打开仪器上盖，调节毛细柱前压力表到一定的压力。

例如本实验为0.1，如果做别的检测项目，有可能压力不一致，以实际出峰时间和分离情况来适当调节压力大小（ECD清洗气压力表一直为0.1，永远不动）四、打开仪器右侧红色和绿色电源开关。

待仪器自检通过以后来设定柱箱、检测器、辅助Ⅰ（毛细管注样器）的温度。

例如本实验要求柱箱100度，检测器180度，气化温度为150度，具体设置操作如下按仪器键盘上“柱箱”---按数字100—按输入，如果需要查看温度，按柱箱---再按“显示”同理设定检测器和辅助1（辅助一指的就是毛细气化温度加温区域）五、等待温度升高到目标温度(特别注意，看FID检测器下面转接头安装的位置在什么地方，不用的那个FID检测器氢气压力表一定要关闭为0)1.点火时将氢气Ⅱ（如果安装在最外侧靠近人的这个检测器底部使用的是氢气1）开到0.2Mpa，空气开到0.03Mpa，用电子点火枪对准第二路检测器离子头点火。

2.点火成功后将氢气Ⅱ调节到0.1Mpa，空气调到0.1Mpa。

（如果使用发生器，点着以后燃烧10多分钟以后再调节回0.1，否则火焰可能熄灭）五、打开电脑及工作站，进入通道1，观察仪器的基线是否稳定，通常纵坐标范围放到-5到10，时间范围放在0到20分钟，看基线是否基本和水平线走平行六、待仪器的基线走直稳定后即可进样分析，进样时进样量一般都控制在1µl以及1ul一下。

GC 2014 FID 操作方法准备工作：分析之前，准备分析方法。

FID使用氮气、氢气、空气。

1.气体操作打开气源。

调节氮气压力为0.7Mpa，空气压力0.4Mpa，打开氢气发生器。

2.工作站联机开启主机电源。

开启计算机。

运行Gcsolution 软件，点击“分析1”。

出现登录框：点击“确定”，此时工作站和色谱仪联机。

应当听到一声峰鸣。

然后进入“实时分析”界面点击“单次分析”图标时，出现的色谱图界面左上角应当显示“未就绪”。

“监视器：xx uV xx min ( 当前xxx 电压xxx 时间)”；指针位置：xx xx。

若显示未联机，关闭软件，重新联机。

注意，标题栏中的方法文件*.gcm3.作系统配置点击辅助栏上的“配置维护”图标，再点击“系统配置”，出现“系统设定”框，按照下图进行设置：双击“仪器1”双击“GC2014”流路1中，双击“AOC-20i”“SPL”“色谱柱”“FID”流路2中，双击“DINJ”“色谱柱”（注意左路和右路都要配置）点击“确定”。

系统设定框中点击“设置”。

4.仪器参数设定。

（如果连续做相同分析，此项可以不做）点击“仪器参数”图标，设定分析参数（流路1和流路2都要设定）。

流路1SPL 参数柱温参数检测器参数：流路2DINJ参数：然后点击下载参数，将参数传递给色谱仪。

5.开机点火点击“开启系统”，系统开始加热.当温度升到设定值，工作站状态变成“准备就绪”时，准备点火。

首先打开检测器：调节氢气1、空气1压力为50 kPa，点击“点火”按钮：点火成功后，等待基线稳定。

6.进样分析点击“辅助栏”中的“单次分析”----“样品纪录”，设定数据文件（*.gcd）的存储路径和文件名。

此时工作站在进样前的准备工作完成。

点击“开始”按钮。

色谱图左上角“准备就绪”提示改变为“准备就绪（待机）”，标题栏上显示当前的分析方法（*.gcm）、数据文件（*.gcd）。

·进样，按色谱仪上的“START”键。