什么是氣相色譜儀熱導(dǎo)檢測器(tcd)?
熱導(dǎo)檢測器,英文全稱為thermal conductivity detector,簡稱tcd,是應(yīng)用比較多的檢測器,不論對有機物還是無機氣體都有響應(yīng)。熱導(dǎo)檢測器由熱導(dǎo)池池體和熱敏元件組成。熱敏元件是兩根電阻值*相同的金屬絲(鎢絲或白金絲),作為兩個臂接入惠斯頓電橋中,由恒定的電流加熱。如果熱導(dǎo)池只有載氣通過,載氣從兩個熱敏元件帶走的熱量相同,兩個熱敏元件的溫度變化是相同的,其電阻值變化也相同,電橋處于平衡狀態(tài)。如果樣品混在載氣中通過測量池,由于樣號氣和載氣協(xié)熱導(dǎo)系數(shù)不同,兩邊帶走的熱量不相等,熱敏元件的溫度和阻值也就不同,從而使得電橋失去平衡,記錄器上就有信號產(chǎn)生。這種檢測器是一種通用型檢測器。被測物質(zhì)與載氣的熱導(dǎo)系數(shù)相差愈大,靈敏度也就愈高。此外,載氣流量和熱絲溫度對靈敏度也有較大的影響。熱絲工作電流增加—倍可使靈敏度提高3—7倍,但是熱絲電流過高會造成基線不穩(wěn)和縮短熱絲的壽命。熱導(dǎo)檢測器結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好,對有機物和無 機氣體都能進(jìn)行分析,其缺點是靈敏度低。
基本原理::每種物質(zhì)都有導(dǎo)熱能力,而且導(dǎo)熱的能力大小不同,通過一個熱敏電阻來測定與熱敏電阻接觸的氣體組成變化情況。這種檢測方式雖然不是zui靈敏的,但是對所有樣品都有響應(yīng),是通用型的檢測器。
熱導(dǎo)檢測器的結(jié)構(gòu):
池體(一般用不銹鋼制成)熱敏元件:電阻率高、電阻溫度系數(shù)大、且價廉易加工的鎢絲制成。參考臂:僅允許純載氣通過,通常連接在進(jìn)樣裝置之前。測量臂:需要攜帶被分離組分的載氣流過,則連接在緊靠近分離柱出口處。
熱導(dǎo)檢測器的原理:
平衡電橋,上圖。
不同的氣體有不同的熱導(dǎo)系數(shù)。
鎢絲通電,加熱與散熱達(dá)到平衡后,兩臂電阻值:r參=r測 ; r1=r2 則:r參·r2=r測·r1
無電壓信號輸出;記錄儀走直線(基線)。
進(jìn)樣后, 載氣攜帶試樣組分流過測量臂而這時參考臂流過的仍是純載氣,使測量臂的溫度改變,引起電阻的變化,測量臂和參考臂的電阻值不等,產(chǎn)生電阻差,r參≠r測
則:r參·r2≠r測·r1
這時電橋失去平衡,a、b兩端存在著電位差,有電壓信號輸出。信號與組分濃度相關(guān)。記錄儀記錄下組分濃度隨時間變化的峰狀圖形。
影響熱導(dǎo)檢測器靈敏度的因素:
熱絲阻值:熱絲阻值越大,其靈敏度越高。橋流:橋流越大,靈敏度越高。tcd的響應(yīng)特性:
通用型檢測器
靈敏度較低,適合于大于幾十ppm組分測定
對鹵化物、重金屬酯響應(yīng)較小
濃度型檢測器
非破壞型檢測器
關(guān)鍵詞:氣相色譜儀