第十二章色谱检测器第1页，共29页，星期日，2025年，2月5日四、检测器(检测和数据处理系统)指样品经色谱柱分离后，各成分按保留时间不同，顺序地随载气进入检测器．检测器也是重要部件，是把载气里被分离的各组分的浓度或质量转换成电信号的装置。第2页，共29页，星期日，2025年，2月5日气相色谱检测器气相色谱检测器是把载气里被分离的各组分的浓度或质量转换成电信号的装置。目前检测器的种类多达数十种。根据检测原理的不同，可将其分为浓度型检测器和质量型检测器两种．第3页，共29页，星期日，2025年，2月5日（1）浓度型检测器测量的是载气中某组分浓度瞬间的变化，即检测器的响应值和组分的浓度成正比。如热导检测器和电子捕获检测器。当进样量一定时，峰高响应值与流动相的流速无关，峰面积响应值与流速成反比，峰面积与流速乘积为常数．第4页，共29页，星期日，2025年，2月5日（2）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，即检测器的响应值和单位时间内进入检测器某组分的质量成正比。如火焰离子化检测器和火焰光度检测器等。质量型检测器的峰面积响应与流速无关，峰高响应与载气流速成正比．第5页，共29页，星期日，2025年，2月5日理想检测器1．足够的灵敏度一般要求10-8-10-15g/s2．稳定性、再现性好3．线性范围较宽几个数量级4.使用温度室温-400℃5．响应迅速并与流速无关6．可靠、易操作，并可防止误操作损坏7．对所有样品成分响应相似或对一类物质响应相近．8.不破坏样品第6页，共29页，星期日，2025年，2月5日－、热导检测器（TCD）热导检测器是根据不同的物质具有不同的热导系数原理制成的。热导检测器由于结构简单，性能稳定，几乎对所有物质都有响应，通用性好，而且线性范围宽，价格便宜，因此是应用最广，最成熟的一种检测器。其主要缺点是灵敏度较低。第7页，共29页，星期日，2025年，2月5日热导池检测器示意图第8页，共29页，星期日，2025年，2月5日1．热导池的结构和工作原理热导池由池体和热敏元件构成，可分双臂和四臂热导池两种。由于四臂热导池热丝的阻值比双臂热导池增加一倍，故灵敏度也提高一倍。目前仪器中都采用四根金属丝组成的四臂热导地。其中二臂为参比臂，另二臂为测量臂，将参比臂和测量臂接入惠斯顿电桥，由恒定的电流加热组成热导池测量线路，如前图所示。第9页，共29页，星期日，2025年，2月5日2．影响热导检测器灵敏度的因素1.桥电流100-200mAR~I3但高电流减少寿命2.池体温度钨丝与池体ΔT越大越好，但避免冷凝样品池体温度不应低于柱温3.载气,选热导系数大的H2、He4.好的热敏元件第10页，共29页，星期日，2025年，2月5日（3）载气种类载气与试样的热导系数相差愈大，则灵敏度愈高。故选择热导系数大的氢气或氦气作载气有利于灵敏度提高。如用氮气作载气时，有些试样（如甲烷）的热导系数比它大，出现倒峰。第11页，共29页，星期日，2025年，2月5日二、火焰离子化检测器（FID）火焰离子化检测器是以氢气和空气燃烧的火焰作为能源，利用含碳有机物在火焰中燃烧产生离子，在外加的电场作用下，使离子形成离子流，根据离子流产生的电信号强度，检测被色谱柱分离出的组分。第12页，共29页，星期日，2025年，2月5日特点：灵敏度很高，比热导检测器的灵敏度高约103倍；检出限低，可达10-12g·S-1；火焰离子化检测器能检测大多数含碳有机化合物；死体积小，响应速度快，线性范围也宽，可达106以上；结构不复杂，操作简单。应用最广泛的色谱检测器之一。其主要缺点是不能检测永久性气体、水、一氧化碳、二氧化碳、氮的氧化物、硫化氢等物质。第13页，共29页，星期日，2025年，2月5日1、结构第14页，共29页，星期日，2025年，2月5日2、火焰离子化机理这是一个化学电离过程。有机物在火焰中先形成自由基，然后与氧产生正离子，再同水反应生成H3O+离子。以苯为例，在氢火焰中的化学电离反应如下：第15页，共29页，星期日，2025年，2月5日3、影响操作条件的因素离子室的结构对火焰离子化检测器的灵敏度有直接影响，操作条件的变化，包括氢气、载气、空气流速和检测室的温度等都对检测器灵敏度有影响．第16页，共29页，星期日，2025年，2月5日三、电子捕获检测器(ECD)