南京科捷分析仪器：气相色谱仪检测器 培训教材
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1.噪声 由于各种原因引起的基线波动，称基线噪声（N ）。无论在有或
无组分流入时这种波动均存在。它是一种背景信号。噪声分短期噪声和长期 噪声二类。
短期噪声：
是来回摆动的信号，其频率明显比色谱峰快。此噪声能用适当的 噪声滤波器除去，对分析工作影响不大。
长期噪声：
长期噪声的出现频率与色谱峰相当，此噪声不能用滤波器除去也 无法与同样大响应值的色谱峰区别开，它对接近检测限的组分测定有较大的 影响。
应用范围
所有化合物 有机物 氮、磷化合物 电负性化合物 所有化合物 多元素 硫、磷化合物 红外吸收化合物 紫外吸收化合物 卤、硫、氮化合物 所有化合物
气相色谱仪的检测器
对检测器的要求
1.希望在无组分流入时，即仅有载气通过检测器时，其响应信号曲线 －基线，是稳定而无波动的，即噪声和漂移的要求。
2.希望极痕量的组分进入检测器时就有响应，即灵敏度和检测限的要 求。
m－－样品质量，mg
检测器的检测限
检测器的检测限比较灵敏度而言是一个更重要的参数，它衡量了检测器对微小信号
（由痕量组分产生）的检测能力。因为检测器在检测时必须考虑噪声这一参数。将产生 两倍噪声信号时，单位体积的载气或单位时间内进入检测器的组分量称为检测限。则：
式中
N－－噪声，mV或A； S－－检测器灵敏度； D－－检测限，其单位随S不同也有三种：
各种检测器的检测浓度范围
Sensitivity
ELCD ELCD AED
FID ECD
NPD (N) NPD (P)
PID
(SorN) (X)
TCD
FPD (S)
MSD
(SIM)
IRD
(SCAN)
10 -15 fg 1 ppt
10 -12 pg 1 ppb
10 -9 ng 1 ppm
10 -6 ug 0.1 %
F－－经校正后的载气流速，mL/min m－－样品质量，mg
检测器的灵敏度
2.质量型检测器灵敏度的计算
式中：
S
ΔR Δm
m
hc1 /(Wh/ 2
c2 )
60
Ac1c2 m
h－－峰高，mm
Wh/2－－半峰宽，mm A －－峰面积，mm2
c1－－记录器或数据处理机灵敏度，mV/mm c2－－纸速倒数，min/mm感 程度的指标。
1.灵敏度是指通过检测器物质响应值
的变化率。即
S
ΔR ΔQ
检测器按其响应特征，可分为 浓度型和质量型前者Q为浓度（c）单位 为(mg/mL)；后者Q为质量流量（m）， 单位为（g/s），因此，两者的灵敏度 的计算式是不同的。
R/mV
ΔR
2RN
D 2N S
Dg
2N Sg
单位为mg/mL
Dv
2N Sv
单位为mL/mL
Dt
2N St
单位为g/s
有时也用最小检测限（MDA）或最小检测浓度（MDC）作为检测限。他们分别是产生 两倍噪声信号时，进入检测器的物质量（g）或浓度（mg/mL）。
不少高灵敏度的检测器，如FID、NPD、ECD等往往用检测限表示检测器的性能。 灵敏度和检测限是两个从不同角度表示检测器对物质敏感程度的指标，前者越大、后者 越小，检测器性能越好。
4.按不同类型化合物响应值的大小
检测器对不同类型化合物的响应基本相当，或各类化合物的响应值之比小于10，称通用型 检测器，如TCD、PID。 当检测器对某类化合物的响应值比另一类大十倍以上，为选择型检测器，如FPD、ECD。
检 测 器 的 分类
二.按工作原理分类
检测方法 工作原理
物理常数法 热导系数差异
气相电离法 火焰电离
热表面电离
化学电离
光电离
光度法
原子发射
分子发射
分子吸收
分子吸收
电化学法 电导变化
质谱法
电离和质量色散
检测器
热导检测器 TCD 火焰电离检测器 FID 氮磷检测器 NPD 电子捕获检测器 ECD 光电离检测器PID 原子发射检测器AED 火焰光度检测器FPD 傅立叶变换红外光谱 FTIR 紫外检测器 UVD 电导检测器 ELCD 质量选择检测器 MSD
噪声的测量：
噪声的测量通常是取10～15分钟的噪声带来计算，噪声带用峰对 峰的二条平行线来确定，其计量单位通常用mV。
气相色谱仪的检测器
检测器的噪声和漂移
2.漂移
基线随时间单方向的缓慢变化，称基线漂移。漂移的测量通常 是取0.5～1小时内的基线的变动来计算，其计量单位通常用mV/小时。
噪声和漂移除与检测器本身的性能有关外，噪声还能来自于： 检测器和数据处理系统的机械或电噪声；检测器加热、通气、火焰点燃、 加电流等操作噪声；以及载气不纯或漏气、柱流失等噪声。而漂移大多 与仪器中某些单元尚未进入稳定状态有关。如载气流量，汽化室、柱和 检测器的温度，柱和隔垫的流失等。多数情况下漂移是可以控制的。
ΔQ
Q最小/(mg/mL)或(g/s)
检测器的灵敏度
1.浓度型检测器灵敏度的计算
式中：
S
ΔR ΔC
hc1 m /(Wh/ 2 c2 F )
Ac1c2 F m
h－－峰高，mm
Wh/2－－半峰宽，mm A －－峰面积，mm2
c1－－记录器或数据处理机灵敏度，mV/mm c2－－纸速倒数，min/mm
10 -3 mg
100 %
grams
南京科捷分析仪有限公司
检 测 器 的 分类
一.按性能特征分类
1.对样品破坏与否
破坏性检测器:如FID、FPD 非破坏性检测器：如TCD、PID
2.按响应值与时间的关系
响应值为组分在特定时间内的累积量，积分型 响应值为组分在特定时间内的瞬时量，微分型
3.按响应值与浓度还是质量有关
响应值为取决于载气中的浓度，浓度型检测器，峰面积随载气流速增加而减小，峰高不变 响应值取决于单位时间内进入检测器的组分量，质量型检测器，峰高随流速的增加而增加 峰面积不变。
3.希望在某些情况下，所有进入检测器的组分均有响应，而在另一些 情况下，仅对某种类化合物有响应，即选择性要求。
4.希望保持高效毛细柱的分离效能，就有死体积的要求。
5.希望十分窄的谱带快速通过检测器时，峰形不失真，即检测器的响 应时间要求。
6.希望定量正确可靠，即相对响应因子、线性和线性范围的要求
检测器的噪声和漂移
无组分流入时这种波动均存在。它是一种背景信号。噪声分短期噪声和长期 噪声二类。
短期噪声：
是来回摆动的信号，其频率明显比色谱峰快。此噪声能用适当的 噪声滤波器除去，对分析工作影响不大。
长期噪声：
长期噪声的出现频率与色谱峰相当，此噪声不能用滤波器除去也 无法与同样大响应值的色谱峰区别开，它对接近检测限的组分测定有较大的 影响。
应用范围
所有化合物 有机物 氮、磷化合物 电负性化合物 所有化合物 多元素 硫、磷化合物 红外吸收化合物 紫外吸收化合物 卤、硫、氮化合物 所有化合物
气相色谱仪的检测器
对检测器的要求
1.希望在无组分流入时，即仅有载气通过检测器时，其响应信号曲线 －基线，是稳定而无波动的，即噪声和漂移的要求。
2.希望极痕量的组分进入检测器时就有响应，即灵敏度和检测限的要 求。
m－－样品质量，mg
检测器的检测限
检测器的检测限比较灵敏度而言是一个更重要的参数，它衡量了检测器对微小信号
（由痕量组分产生）的检测能力。因为检测器在检测时必须考虑噪声这一参数。将产生 两倍噪声信号时，单位体积的载气或单位时间内进入检测器的组分量称为检测限。则：
式中
N－－噪声，mV或A； S－－检测器灵敏度； D－－检测限，其单位随S不同也有三种：
各种检测器的检测浓度范围
Sensitivity
ELCD ELCD AED
FID ECD
NPD (N) NPD (P)
PID
(SorN) (X)
TCD
FPD (S)
MSD
(SIM)
IRD
(SCAN)
10 -15 fg 1 ppt
10 -12 pg 1 ppb
10 -9 ng 1 ppm
10 -6 ug 0.1 %
F－－经校正后的载气流速，mL/min m－－样品质量，mg
检测器的灵敏度
2.质量型检测器灵敏度的计算
式中：
S
ΔR Δm
m
hc1 /(Wh/ 2
c2 )
60
Ac1c2 m
h－－峰高，mm
Wh/2－－半峰宽，mm A －－峰面积，mm2
c1－－记录器或数据处理机灵敏度，mV/mm c2－－纸速倒数，min/mm感 程度的指标。
1.灵敏度是指通过检测器物质响应值
的变化率。即
S
ΔR ΔQ
检测器按其响应特征，可分为 浓度型和质量型前者Q为浓度（c）单位 为(mg/mL)；后者Q为质量流量（m）， 单位为（g/s），因此，两者的灵敏度 的计算式是不同的。
R/mV
ΔR
2RN
D 2N S
Dg
2N Sg
单位为mg/mL
Dv
2N Sv
单位为mL/mL
Dt
2N St
单位为g/s
有时也用最小检测限（MDA）或最小检测浓度（MDC）作为检测限。他们分别是产生 两倍噪声信号时，进入检测器的物质量（g）或浓度（mg/mL）。
不少高灵敏度的检测器，如FID、NPD、ECD等往往用检测限表示检测器的性能。 灵敏度和检测限是两个从不同角度表示检测器对物质敏感程度的指标，前者越大、后者 越小，检测器性能越好。
4.按不同类型化合物响应值的大小
检测器对不同类型化合物的响应基本相当，或各类化合物的响应值之比小于10，称通用型 检测器，如TCD、PID。 当检测器对某类化合物的响应值比另一类大十倍以上，为选择型检测器，如FPD、ECD。
检 测 器 的 分类
二.按工作原理分类
检测方法 工作原理
物理常数法 热导系数差异
气相电离法 火焰电离
热表面电离
化学电离
光电离
光度法
原子发射
分子发射
分子吸收
分子吸收
电化学法 电导变化
质谱法
电离和质量色散
检测器
热导检测器 TCD 火焰电离检测器 FID 氮磷检测器 NPD 电子捕获检测器 ECD 光电离检测器PID 原子发射检测器AED 火焰光度检测器FPD 傅立叶变换红外光谱 FTIR 紫外检测器 UVD 电导检测器 ELCD 质量选择检测器 MSD
噪声的测量：
噪声的测量通常是取10～15分钟的噪声带来计算，噪声带用峰对 峰的二条平行线来确定，其计量单位通常用mV。
气相色谱仪的检测器
检测器的噪声和漂移
2.漂移
基线随时间单方向的缓慢变化，称基线漂移。漂移的测量通常 是取0.5～1小时内的基线的变动来计算，其计量单位通常用mV/小时。
噪声和漂移除与检测器本身的性能有关外，噪声还能来自于： 检测器和数据处理系统的机械或电噪声；检测器加热、通气、火焰点燃、 加电流等操作噪声；以及载气不纯或漏气、柱流失等噪声。而漂移大多 与仪器中某些单元尚未进入稳定状态有关。如载气流量，汽化室、柱和 检测器的温度，柱和隔垫的流失等。多数情况下漂移是可以控制的。
ΔQ
Q最小/(mg/mL)或(g/s)
检测器的灵敏度
1.浓度型检测器灵敏度的计算
式中：
S
ΔR ΔC
hc1 m /(Wh/ 2 c2 F )
Ac1c2 F m
h－－峰高，mm
Wh/2－－半峰宽，mm A －－峰面积，mm2
c1－－记录器或数据处理机灵敏度，mV/mm c2－－纸速倒数，min/mm
10 -3 mg
100 %
grams
南京科捷分析仪有限公司
检 测 器 的 分类
一.按性能特征分类
1.对样品破坏与否
破坏性检测器:如FID、FPD 非破坏性检测器：如TCD、PID
2.按响应值与时间的关系
响应值为组分在特定时间内的累积量，积分型 响应值为组分在特定时间内的瞬时量，微分型
3.按响应值与浓度还是质量有关
响应值为取决于载气中的浓度，浓度型检测器，峰面积随载气流速增加而减小，峰高不变 响应值取决于单位时间内进入检测器的组分量，质量型检测器，峰高随流速的增加而增加 峰面积不变。
3.希望在某些情况下，所有进入检测器的组分均有响应，而在另一些 情况下，仅对某种类化合物有响应，即选择性要求。
4.希望保持高效毛细柱的分离效能，就有死体积的要求。
5.希望十分窄的谱带快速通过检测器时，峰形不失真，即检测器的响 应时间要求。
6.希望定量正确可靠，即相对响应因子、线性和线性范围的要求
检测器的噪声和漂移