檢測器通常由兩部分組成:傳感器和檢測電路。
傳感器是利用被測物質(zhì)的各種物理性質(zhì),、化學(xué)性質(zhì)以及物理化學(xué)性質(zhì)與載氣的差異,,來感應(yīng)出被測物質(zhì)的存在及其量的變化。如:熱導(dǎo)檢測器(TCD)就是利用被測物質(zhì)的熱導(dǎo)系數(shù)和載氣熱導(dǎo)系數(shù)的差異,;火焰電離檢測器(FID),、氮磷檢測器(NPD)等都是利用被測組分在一定條件下可被電離,而載氣不電離,;火焰光度檢測器(FPD)就是利用被測物質(zhì)在一定條件下,,可發(fā)射不同波長的光,而載氣氮?dú)鈪s不發(fā)光等等,。所以,,傳感器是將被測物質(zhì)變換成相應(yīng)信號(hào)的裝置,。它是檢測器的核心。檢測器性能的好壞,,主要取決于傳感器,。
檢測電路是將傳感器產(chǎn)生的各種信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的裝置。從傳感器送出的信號(hào)是多種多樣的,,有電阻,、電流、電壓,、離子流,、頻率、光波等,。檢測電路的作用是測定出這些參數(shù)的變化,,并將其變成可測量的電信號(hào)。如:TCD中熱絲阻值的變化,,利用惠斯頓電橋變成電信號(hào),;各種氣相電離產(chǎn)生的離子流,用電場收集,、微電流放大器放大后,,才顯示出它的變化;而FPD不同波長光的強(qiáng)度,,即是利用光電倍增管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換,,然后微電流放大得到結(jié)果等。
檢測器的分類與使用范圍
1.氫火焰離子化檢測器(FID)用于微量有機(jī)物分析,;
2.熱導(dǎo)檢測器(TCD)用于常量,、半微量分析,有機(jī),、無機(jī)物均有響應(yīng);
3.電子捕獲檢測器(ECD)用于有機(jī)氯農(nóng)藥殘留分析,;
4.火焰光度檢測器(FPD)用于有機(jī)磷,、硫化物的微量分析;
5.氮磷檢測器(NPD)用于有機(jī)磷,、含氮化合物的微量分析,;
6.催化燃燒檢測器(CCD)用于對可燃性氣體及化合物的微量分析;
7.光離子化檢測器(PID)用于對有毒有害物質(zhì)的痕量分析色譜檢測器分類,;
(1)按原理可分為光學(xué)檢測器(如,,紫外、熒光,、示差折光,、蒸發(fā)光散射),、熱學(xué)檢測器(如,吸附熱),、電化學(xué)檢測器(如,,極譜、庫侖,、安培),、電學(xué)檢測器(電導(dǎo)、介電常數(shù),、壓電石英頻率),、放射性檢測器(閃爍計(jì)數(shù)、電子捕獲,、氦離子化)以及氫火焰離子化檢測器,。
(2)按測量性質(zhì)分為通用型和專屬型(又稱選擇性)。通用型檢測器測量的是一般物質(zhì)均具有的性質(zhì),,它對溶劑和溶質(zhì)組分均有反應(yīng),,如示差折光、蒸發(fā)光散射檢測器,。通用型的靈敏度一般比專屬型的低,。專屬型檢測器只能檢測某些組分的某一性質(zhì),如紫外,、熒光檢測器,,它們只對有紫外吸收或熒光發(fā)射的組分有響應(yīng)。
(3)按檢測方式分為濃度型和質(zhì)量型,。濃度型檢測器的響應(yīng)與流動(dòng)相中組分的濃度有關(guān),,質(zhì)量型檢測器的響應(yīng)與單位時(shí)間內(nèi)通過檢測器的組分的量有關(guān)。
(4)檢測器還可分為破壞樣品和不破壞樣品的兩種,;
氣相色譜檢測器操作注意事項(xiàng)
1,、氣相色譜檢測器尾吹氣的使用。
尾吹氣是從色譜柱出口處直接進(jìn)入檢測器的一路氣體,,又叫補(bǔ)充氣或輔助氣,。填充柱不用尾吹氣,而毛細(xì)管柱則大都采用尾吹氣,。這是因?yàn)槊?xì)管柱的柱內(nèi)載氣流量太低(常規(guī)柱為1~3mL/min),,不能滿足檢測器的最佳操作條件(一般檢測器要求20mL/min的載氣流量)。在色譜柱后增加一路載氣直接進(jìn)入檢測器,,就可保證檢測器在高靈敏度狀態(tài)下工作,。尾吹氣的另一個(gè)重要作用是消除檢測器死體積的柱外效應(yīng)。經(jīng)分離的化合物流出色譜柱后,,可能由于管道體積增大而出現(xiàn)體積膨脹,,導(dǎo)致流速減緩,,從而引起譜帶展寬。加入尾吹氣后就消除了這一問題,。
那么,,尾吹氣流量多少合適呢?這要看所用檢測器和色譜柱的尺寸而定,。比如,,用0.53mm大口徑柱時(shí),柱內(nèi)流量可達(dá)15mL/min,,這對微型TCD和單絲TCD 來說已經(jīng)夠大了,,就沒必要再加尾吹氣了。而對于FID,、NPD,、FPD則需要至少10mL/min的尾吹氣流量,對于ECD就需要20mL/min的尾吹氣(ECD一般需要載氣總流量大于25mL/min),。使用常規(guī)或微徑柱時(shí),,尾吹氣流量應(yīng)相應(yīng)增大。
經(jīng)驗(yàn)參考值為:FID,、NPD,、FPD需要柱內(nèi)載氣和尾吹氣的流量之和為30mL/min左右。ECD則需要40~60mL/min,。當(dāng)需要在最高靈敏度狀態(tài)下工作時(shí),,應(yīng)針對具體樣品優(yōu)化尾吹氣流量以及其他氣體流量。一般情況下,,尾吹氣所用氣體類型應(yīng)與載氣相同,。
尾吹氣流量是在安裝好色譜柱后,在檢測器出口處用皂膜流量計(jì)測定的,。注意,,測定尾吹氣流量時(shí)要關(guān)閉其他氣體(如,使用FID時(shí)要關(guān)閉空氣和氫氣),,用0.32mm以下內(nèi)徑的色譜柱時(shí),,可不關(guān)閉柱內(nèi)載氣,這時(shí)測得的流量為柱內(nèi)載氣和尾吹氣流量之和,。
2,、FID 使用注意事項(xiàng)
(1)FID雖然是準(zhǔn)通用型檢測器,,但有些物質(zhì)在此檢測器上的響應(yīng)值很小或無響應(yīng),。這些物質(zhì)包括水久氣體、鹵代硅烷,、H20,、NH3,、CO、CO2,、CS,、CCl4等,所以,,檢測這些物質(zhì)時(shí)不應(yīng)使用FID,。
(2)FID是用氫氣和空氣中燃燒所產(chǎn)生的火焰使被測物質(zhì)離子化的,故應(yīng)注意安全問題,。在未接上色譜柱時(shí),,不要打開氫氣閥門,以免氫氣進(jìn)入柱箱,。測定流量時(shí),,一定不能讓氫氣和空氣混合,即,,測氫氣時(shí),,要關(guān)閉空氣,反之亦然,。無論什么原因?qū)е禄鹧嫦鐣r(shí),,應(yīng)盡快關(guān)閉氫氣閥門,直到排除了故障,,重新點(diǎn)火時(shí),,再打開氫氣閥門。高檔儀器有自動(dòng)檢測和保護(hù)功能,,火焰熄滅時(shí)可自動(dòng)關(guān)閉氫氣,。
(3)FID的靈敏度與氫氣、空氣和氮?dú)獾谋壤兄苯雨P(guān)系,,因此,,要注意優(yōu)化。一般三者的比例應(yīng)接近或等于l:10:l,,如,,氫氣30~40 mL/min,空氣300~400 ml/min,,氮?dú)?0~40 ml/min,。另外,有些儀器設(shè)計(jì)有不同的噴嘴分別用于填充柱和毛細(xì)管柱,,使用時(shí)應(yīng)查看說明書,。
(4)為防止檢測器被污染,檢測器溫度設(shè)置不應(yīng)低于色譜柱實(shí)際工作的最高溫度,。一旦檢測器被污染,,輕則靈敏度明顯下降或噪聲增大,,重則點(diǎn)不著火。消除污染的辦法是清洗,,主要是清洗噴嘴表面和氣路管道,。具體方法是拆F噴嘴,依次用不同極性的溶劑(如丙酮,、氯仿和乙醇)浸泡,,并在超聲波水浴中超聲10min以上。還可用細(xì)不銹鋼理穿過噴嘴中間的孔,,或用酒精燈燒掉噴嘴內(nèi)的油狀物,,以達(dá)到清洗的目的。有時(shí)使用時(shí)間長了,,噴嘴表面會(huì)積碳(一層黑色沉積物),,這也會(huì)影響靈敏度??捎眉?xì)砂紙輕輕打磨表面而除去,。清洗之后將噴嘴烘干,再裝在檢測器上進(jìn)行測定,。
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