热导检测器

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解析各种检测器的原理、用途和作用

气相色谱仪-检测系统1.热导检测器热导检测器( Thermal coductivity detector，简称TCD )，是应用比拟多的检测器，不管对有机物还是无机气体都有响应。

热导检测器由热导池池体和热敏元件组成。

热敏元件是两根电阻值完全一样的金属丝(钨丝或白金丝)，作为两个臂接入惠斯顿电桥中，由恒定的电流加热。

如果热导池只有载气通过，载气从两个热敏元件带走的热量一样，两个热敏元件的温度变化是一样的，其电阻值变化也一样，电桥处于平衡状态。

如果样品混在载气过测量池，由于样号气和载气协热导系数不同，两边带走的热量不相等，热敏元件的温度和阻值也就不同，从而使得电桥失去平衡，记录器上就有信号产生。

这种检测器是一种通用型检测器。

被测物质与载气的热导系数相差愈大，灵敏度也就愈高。

此外，载气流量和热丝温度对灵敏度也有较大的影响。

热丝工作电流增加—倍可使灵敏度提高3—7倍，但是热丝电流过高会造成基线不稳和缩短热丝的寿命。

热导检测器构造简单、稳定性好，对有机物和无机气体都能进展分析，其缺点是灵敏度低。

2.气相色谱仪氢火焰离子化检测器氢火焰离子化检测器(Flame Ionization Detector，FID) 简称氢焰检测器。

它的主要部件是一个用不锈钢制成的离子室。

离子室由收集极、极化极(发射极)、气体入口及火焰喷嘴组成。

在离子室下部，氢气与载气混合后通过喷嘴，再与空气混合点火燃烧，形成氢火焰。

无样品时两极间离子很少，当有机物进入火焰时，发生离子化反响，生成许多离子。

在火焰上方收集极和极化极所形成的静电场作用下，离子流向收集极形成离子流。

离子流经放大、记录即得色谱峰。

有机物在氢火焰中离子化反响的过程如下：当氢和空气燃烧时，进入火焰的有机物发生高温裂解和氧化反响生成自由基，自由基又与氧作用产生离子。

在外加电压作用下，这些离子形成离子流，经放大后被记录下来。

所产生的离子数与单位时间进入火焰的碳原子质量有关，因此，氢焰检测器是一种质量型检测器。

解析各种检测器原理、用途和作用

气相色谱仪-检测系统1.热导检测器热导检测器( Thermal coductivity detector，简称TCD )，是应用比较多的检测器，不论对有机物还是无机气体都有响应。

热导检测器由热导池池体和热敏元件组成。

热敏元件是两根电阻值完全相同的金属丝(钨丝或白金丝)，作为两个臂接入惠斯顿电桥中，由恒定的电流加热。

如果热导池只有载气通过，载气从两个热敏元件带走的热量相同，两个热敏元件的温度变化是相同的，其电阻值变化也相同，电桥处于平衡状态。

如果样品混在载气中通过测量池，由于样号气和载气协热导系数不同，两边带走的热量不相等，热敏元件的温度和阻值也就不同，从而使得电桥失去平衡，记录器上就有信号产生。

这种检测器是一种通用型检测器。

被测物质与载气的热导系数相差愈大，灵敏度也就愈高。

此外，载气流量和热丝温度对灵敏度也有较大的影响。

热丝工作电流增加—倍可使灵敏度提高3—7倍，但是热丝电流过高会造成基线不稳和缩短热丝的寿命。

热导检测器结构简单、稳定性好，对有机物和无机气体都能进行分析，其缺点是灵敏度低。

2.气相色谱仪氢火焰离子化检测器氢火焰离子化检测器(Flame Ionization Detector，FID) 简称氢焰检测器。

它的主要部件是一个用不锈钢制成的离子室。

离子室由收集极、极化极(发射极)、气体入口及火焰喷嘴组成。

在离子室下部，氢气与载气混合后通过喷嘴，再与空气混合点火燃烧，形成氢火焰。

无样品时两极间离子很少，当有机物进入火焰时，发生离子化反应，生成许多离子。

在火焰上方收集极和极化极所形成的静电场作用下，离子流向收集极形成离子流。

离子流经放大、记录即得色谱峰。

有机物在氢火焰中离子化反应的过程如下：当氢和空气燃烧时，进入火焰的有机物发生高温裂解和氧化反应生成自由基，自由基又与氧作用产生离子。

在外加电压作用下，这些离子形成离子流，经放大后被记录下来。

所产生的离子数与单位时间内进入火焰的碳原子质量有关，因此，氢焰检测器是一种质量型检测器。

tcd的工作原理

tcd的工作原理
TCD（Thermal Conductivity Detector，热导率检测器）是一种常用的气相色谱检测器，它通过测量样品中的热传导性能来检测分析物。

TCD主要由焦亥桥电路、检测电阻、两个热电偶和加热元件组成。

TCD的工作原理基于气体的热导率与其组分的浓度成正比。

当气体进入TCD的检测室时，首先通过加热元件进行加热，并通过加热元件引起的温度差在气体中建立一个热传导梯度。

然后，气体中的分析物（主要是可燃和可氧化性气体）与检测电阻表面发生化学反应，改变检测电阻的电阻值，从而影响热传导梯度。

这些变化会导致热电偶间的电势差发生变化，进而被接收和放大。

TCD的检测电阻通常由两块金属片组成，金属片之间涂有一层含有催化剂的绝缘层。

当检测电阻表面发生化学反应时，会产生温度的变化，从而造成电阻值的改变。

这种变化会影响热传导梯度，因此可以通过测量热电偶电势差的变化来检测样品中的分析物。

TCD通常与气相色谱仪结合使用，通过分离混合物中的化合物，并将它们送入TCD进行检测。

TCD对可燃和可氧化性气体具有较好的选择性和灵敏度，因此广泛用于环境监测、工业过程控制和石油化工等领域。

热导检测器(TCD)原理及操作注意事项

之勘阻及广创作【资料】－热导检测器（TCD）原理及把持注意事项热导检测器热导检测器（TCD）是利用被测组分和载气的热导系数分歧而响应的浓度型检测器, 有的亦称热丝检测器（HWD）或热导计、卡他计（katherometer或Catherometer）, 它是知名的整体性能检测器,属物理常数检测方法.一、工作原理TCD由热导池及其检测电路组成.图3-2-1下部为TCD与进样器及色谱柱的连接示意图, 上部为惠斯顿电桥检测电路图.载气流经参考池腔、进样器、色谱柱, 从丈量池腔排出.R1、R2为固定电阻；R3、R4分别为丈量臂和参考臂热丝.当调节载气流速、桥电流及TCD温度至一定值后, TCD处于工作状态.从电源E流出之电流I 在A 点分成二路i1、i2 至 B 点汇合, 而后回到电源.这时, 两个热丝均处于被加热状态, 维持一定的丝温Tf, 池体处于一定的池温 Tw.一般要求Tf与Tw差应年夜于100℃以上, 以保证热丝向池壁传导热量.当只有载气通过丈量臂和参考臂时, 由于二臂气体组成相同, 从热丝向池壁传导的热量相等, 故热丝温度坚持恒定；热丝的阻值是温度的函数, 温度不变, 阻值亦不变；这时电桥处于平衡状态：R1•R3＝R2•R4, 或写成R1/R4＝R2/R3.M、N二点电位相等, 电位差为零, 无信号输出.当从2进样, 经柱分离, 从柱后流出之组分进入丈量臂时, 由于这时的气体是载气和组分的混合物, 其热导系数分歧于纯载气, 从热丝向池壁传导的热量也就分歧, 从而引起两臂热丝温度分歧, 进而使两臂热丝阻值分歧, 电桥平衡破坏.M、N二点电位不等, 即有电位差, 输出信号.二、热导池由热敏元件和池体组成1 热敏元件热敏元件是TCD的感应元件, 其阻值随温度变动而改变, 它们可以是热敏电阻或热丝.（1）热敏电阻．．．．热敏电阻由锰、镍、钴等氧化物半导体制成直径约为 0.1～1.0mm的小珠, 密封在玻壳内.热敏电阻有三个优点．．：①热敏电阻阻值年夜（5～50kΩ）, 温度系数亦年夜, 故灵敏度相当高.可直接作μg/g级的痕量分析；②热敏电阻体积小, 可作成0.25mm直径的小球, 这样池腔可小至50μL；③热敏电阻对载气流的摆荡不敏感, 它耐腐蚀性和抗氧化.热敏电阻也有三个缺点．．：①热敏电阻#$%的响应值随温度的增加而快速下降, 因此, 通常热敏电阻要在120℃以下使用.使用范围受到极年夜的限制；②与热丝相比, 热敏电阻的温度系数年夜, 暗示为其响应值对温度的变动十分敏感.例如在60℃时, 池温改变1℃, 热敏电阻和热丝的基线漂移分别为10.4mV和5.0mV, 前者比后者年夜一倍多, 因此, 热敏电阻的稳定性差, 特别是在程升把持时, 尤为突出；③热敏电阻对还原条件十分敏感, 故不能用氢气作载气.目前, 只有下二情况可用热敏电阻作热敏元件；一是高温痕量分析；二是需小池体积配毛细管柱.其他情况很少用热敏电阻, 而多用热丝.而且, 近年热敏电阻可作成小池体积的优势也在逐渐下降.（2）热丝．．一个性能优异的TCD, 对热丝的要求主要考虑四点：①电阻率高, 以即可在相同长度内获得高阻值；②电阻温度系数年夜, 以便通桥流加热后获得高阻值；③强度好；④耐氧化或腐蚀.①、②是为了获得高灵敏度．．．．, 同时丝体积小, 可缩小池体积, 制作微TCD.③、④是为了获得高稳定性．．．．.表 3 -2-3 列出了商品TCD 中经常使用的热丝性能.钨丝电阻率低, 相同长度之阻值只有铁铼丝的一半, 灵敏度难以提高.另外, 钨丝强度差, 高温下易氧化, 致使噪声增加、信!噪比下降.铼-钨丝与钨丝相比, 电阻率高, 电阻温度系数略低.因S值年夜体上正比于α√ρ.3％、5％铼-钨丝和钨丝的α√ρ值分别为12.2×103、11.7×103、10.29 ×103.可见铼钨丝之α√ρ值均高于钨丝.故前者有利于提高灵敏度.另外, 铼钨丝与钨丝相比, 拉断力显著提高, 且高温特性好, 故性能稳定.但它仍存在高温下易氧化的问题.现在高性能TCD均用铼钨丝.如HP6890型, 岛津GC-17A型的μ-TCD热丝.铼钨丝有两种系列：纯钨加铼（W-Re）合金丝和搀杂钨加铼（Wal2-Re）合金丝.在电阻率、加工成型性能和高温强度等方面, 后者均优于前者.因此, 在相同结构设计和把持条件下, 选用后者可获得较高电阻值.搀杂钨加铼合金丝中, 其阻值和TCD灵敏度均随掺铼量的增加而提高, 见表 3-2-4.可以看出, 简单地改变Re的配比, 可使灵敏度提高一倍.镀金铼钨丝是指先在支架上焊未镀金铼钨丝, 经严格清洗后, 再在电解槽中直接镀金的铼钨丝.阻值虽约下降11%, 在相同桥流下灵敏度下降约30%, 但其抗氧化性和耐腐蚀性显著提高, 兼顾了灵敏度和稳定性.先镀金后焊至支架上的镀金铼钨丝, 效果较差.近年Valco公司推出了铁镍合金丝, 据称可极年夜地提高灵敏度, 且防止了铼-钨丝的氧化问题.热丝的装置通常是将其固定在一支架上, 放入池体的孔道中.支架可做成各种形式, 见图3-2-3.2. 池体池体是一个内部加工成池腔和孔道的金属体.池资料早期多用铜, 因它的热传导性能好, 但它防腐性能差.故近年已为不锈钢形式示意图所取代.通常将内部池腔和孔道的总体积称池体积.早期TCD的池体积多为 500-800μL, 后减小至100-500μL, 仍称通常TCD.它适用于填充柱.近年发展了微TCD, 其池体积均在100μL以下, 有的达3.5μL, 它适用于毛细管柱.（1）通常．．．池．通常TCD池按载气对热丝的流动方式（见图3-2-4．．TCD）可分直通式（a）、扩散式（b）和半扩散式（c）, 三种流型性能比力见表3-2-5.（2）微型．．．池．由于池体积已减小至几微升, 甚至200nL, 故在．．TCDμ-TCD中, 载气流动方式已不像通常TCD那样明显, 基本上可分成直通和准直通式两种, 图3-2-5 列出了几种μ-TCD池结构.可以看出, μ-TCD池腔体积仅数微升或数十微升, 标准毛细管柱可直接与之相连, 基本上不会造成峰扩张.固然在灵敏度许可的情况下, 适当加尾吹气, 对改善峰形还是十分有利的.μ-TCD池腔体积虽小, 可是为使其工作稳定, 池块还应有适当的质量, 以保证恒温效果, 从而使基线稳定.三、检测条件的选择(一)、载气种类、纯度和流量1. 载气种类TCD通经常使用He或H2作载气, 因为它们的热导系数远远年夜于其他化合物.用He或H2作载气的TCD, 其灵敏度高, 且峰形正常, 响应因子稳定, 易于定量, 线性范围宽.北美多用氦作载气, 因它平安.其他地域因氦太昂贵, 多用氢.氢载气的灵敏度最高, 只是把持中要注意平安, 另外, 还要防止样品可能与氢反应.N2或Ar作载气, 因其灵敏度低, 且易出W峰, 响应因子受温度影响, 线性范围窄, 通常不用.但如果分析He或H2时, 则宜用N2或Ar作载气.防止用He作载气测H2或用H2作载气测He.用N2或Ar载气时需注意, 因其热导系数小, 热丝到达相同温度所需的桥流值, 比He或H2载气要小很多.毛细管柱接TCD时, 最好都加尾吹气, 即使是池体积为3.5µL的µ-TCD, HP公司也建议加尾吹气.尾吹气的种类同载气.降低TCD池的压力, 不单可防止加尾吹气.而且还可提高TCD的灵敏度.如140µL池体积TCD与50µm内径毛细管柱相连.在约500Pa （4mmHg）高压下把持时, 其池体积相当于0.7µL, 灵敏度提高近200倍.2. 载气纯度载气纯度影响TCD的灵敏度.实验标明：在桥流 160-200mA范围内, 用99.999%的超纯氢气比用99%的普氢灵敏度高6%-13%.载气纯度对峰形亦有影响, 用TCD作高纯气中杂质检测时, 载气纯度应比被测气体高十倍以上, 否则将出倒峰.3. 载气流速TCD为浓度型检测器, 对流速摆荡很敏感, TCD的峰面积响应值反比于载气流速.因此, 在检测过程中, 载气流速必需坚持恒定.在柱分离许可的情况下, 以低些为妥.流速摆荡可能招致基线噪声和漂移增年夜.对微TCD, 为了有效地消除柱外峰形扩张, 同时坚持高灵敏度, 通常载气加尾吹的总流速在10-20mL/min.参考池的气体流速通常与丈量池相等, 但在作程升时, 可调整参考池之流速至基线摆荡和漂移最小为佳.(二)、桥电流桥流（I）与TCD的灵敏度（S）, 噪声（N）和检测限（D）的关系见图3-2-16A, B, C曲线.由图3-2-16可见, 桥电流可显著提高TCD的灵敏度.一般认为S 值与I2.8成正比.所以, 用增年夜桥流来提高灵敏度是最通用的方法.可是桥流的提高又受到噪声和使用寿命的限制.若桥流偏年夜, 噪声即由逐渐增加酿成急剧增年夜, 见曲线B.其结果是信噪比下降, 检测极限变年夜, 即曲线C又复上升.另外, 桥流越高, 热丝越易被氧化, 使用寿命越短.过高的桥流甚至使热丝烧断.所以, 在满足分析灵敏度要求的前提下, 选取桥流以低为好, 这时噪声小, 热丝使用寿命长.在追求该TCD最年夜灵敏度的情况下, 则选信/噪比最年夜时之桥流, 这时检测极限最低, 即曲线C之最低点.但长期在低桥流下工作, 可能造成池污染, 这时可用溶剂清洗TCD池.一般商品TCD使用说明书中, 均有分歧检测器温度时推荐使用的桥流值, 见图 3-2-17.通常参考此值设定桥流.(三)、检测器温度TCD的灵敏度与热丝和池体间的温差成正比.显然, 增年夜其温差有二个途径：一是提高桥流, 以提高热丝温度；二是降低检测器池体温度.这决定于被分析样品的沸点.检测器池体温度不能低于样品的沸点, 以免在检测器内冷凝.因此, 对沸点不很低的样品, 采纳此法提高灵敏度是有限的, 而对气体样品, 特别是永久性气体, 可达较好的效果.四、使用注意事项为了充沛发挥TCD的性能和防止呈现异常, 在使用中应注意以下几个方面.1. 确保毛细管柱拔出池深度合适柱相对检测器池的拔出位置十分重要, 它影响到最佳灵敏度和峰形.毛细管柱端必需在样品池的入口处, 若毛细管柱拔出池体内, 则灵敏度下降, 峰形差, 若毛细管柱离池入口处太远, 峰变宽和拖尾, 灵敏度亦低.装柱应按气相色谱仪说明书的要求把持.如果说明书未明确装柱要求, 即以获得最年夜的灵敏度和最好的峰形为最佳位置.2. 防止热丝温渡过高而烧断任何热丝都有一最高接受温度, 高于此温度则烧断.热丝温度的高低是由载气种类、桥电流和池体温度决定的.如载气热导率小, 桥电流和池体温度高, 则热丝温度就高, 反之亦然.一般商品色谱仪在出厂时, 均附有此三者之间的关系曲线（见图3-2-17）, 按此调节桥电流, 就能保证热丝温度不会太高.图3-2-17中推荐的最年夜桥电流值, 是指在无氧存在的情况, 如果有氧接触, 则会急速氧化而烧断.因此, 在使用TCD时, 务必先通载气, 检查整个气路的气密性是否完好, 调节TCD出口处的载气流速至一定值, 并稳定10-15min后, 才华通桥流.工作过程中, 如需要更换色谱柱、进样隔垫或钢瓶, 务必先关桥流, 而后换之.虽然近年仪器已有过流呵护装置, 当载气中断或桥流过年夜时, 可自动切断桥流, 但把持时不要依赖此装置.把持者应主动防止呈现异常为妥.3.防止样品或固定液带来的异常（1）样品损坏热丝酸类、卤代化合物、氧化性和还原性化合物, 能使丈量臂热丝的阻值改变, 特别是注入量很年夜时, 尤为严重.因此, 最好尽量防止用TCD作这些样品的分析, 如果一定要作, 则在保证能正常定量的前提下, 尽量使样品浓度低些, 桥流小些.这样工作一段时间后, 如果TCD不服衡或基线长期缓慢漂移, 可使“丈量”和“参考”二臂对调, 如此交替使用, 可缓解此异常. （2）样品或固定液冷凝高沸点样品或固定液在检测器中或检测器出口连接管中冷凝, 将使噪声和漂移变年夜, 以至无法正常工作.在日常工作中注意以下三点, 即可防止此异常发生：①切勿将色谱柱连至检测器上进行老化；②检测器温度一般较柱温高20-30℃；③开机时, 先将检测器恒温箱升至工作温度后, 再升柱温.4. 确保载气净化系统正常载气中若含氧, 将使热丝长期受到氧化, 有损其寿命, 故通常载气和尾吹气应加净化装置, 以除去氧气.载气净化系统使用到一按时间, 即因吸附饱和而失效, 应立即更换之, 以确保正常净化.如未及时更换, 此净化系统就成了温度诱导漂移的根源.当室温下降时净化器不再饱和, 它又开始吸附杂质, 于是基线向下漂移.当室温升高, 净化器处于气固平衡状态, 向气相中解吸杂质增多, 于是基线向上漂移.5. 注意法式升温时调整基线漂移最小对双气路气相色谱仪, 将参考和丈量气路的流量调至相等, 通常作恒温分析时, 很正常；但在作法式升温时, 可能基线漂移较年夜.这时, 为使基线漂移最小, 可作如下调整：①调参考和丈量气路流量相等；②作程升至最高温度坚持一段时间, 同时记录基线漂移；③调参考气流量使记录笔返回到程升的起始位置, 结束本次程升法式；④重复②、③把持, 直至理想.6. 注意TCD恒温箱的温度控制精度表3-2-13列出了由于外界因素对TCD响应值的影响.可以看出热丝温度对灵敏度影响最年夜, 温度改变1℃℃.如果呈现基线缓慢来回摆动, 一周期约几分钟, 即可能与温控精度不够有关.FID检测器的原理FID检测器的原理是:从色谱柱出口流出的混合试样蒸气中的有机物分子, 在2100℃氢火焰温度和空气中氧的参于下, 1/50万的分子发生热氧化电离生成离子, 这些离子在±300v电压的电场作用下定向流动, 形成微弱电流, 经高阻放年夜, 发生响应信号.水和永久性气体分子以及对称结构的分子不容易电离形成离子, 所以灵敏度很低或不发生信号.简做参考, 详见有关色谱书籍.4、如何进行TCD和FID检测器的清洗TCD检测器在使用过程中可能会被柱流出的堆积物或样品中夹带的其他物质所污染.TCD检测器一旦被污染,仪器的基线呈现颤动、噪声增加.有需要对检测器进行清洗.HP的TCD检测器可以采纳热清洗的方法,具体方法如下: 关闭检测器,把柱子从检测器接头上拆下,把柱箱内检测器的接头用死堵堵死,将参考气的流量设置到20 ～ 30 ml/min, 设置检测器温度为400℃,热清洗4～8 h,降温后即可使用.国产或日产TCD检测器污染可用以下方法.仪器停机后,将TCD的气路进口拆下,用50 ml注射器依次将丙酮(或甲苯,可根据样品的化学性质选用分歧的溶剂)无水乙醇、蒸馏水从进气口反复注入5～10次, 用吸尔球从进气口处缓慢吹气, 吹出杂质和残余液体, 然后重新装置好进气接头, 开机后将柱温升到200 ℃, 检测器温度升到250 ℃, 通入比分析把持气流年夜1～2倍的载气, 直到基线稳定为止.对严重污染, 可将出气口用死堵堵死, 从进气口注满丙酮(或甲苯,可根据样品的化学性质选用分歧的溶剂) ,坚持8 h左右,排出废液,然后按上述方法处置.FID检测器的清洗: F ID检测器在使用中稳定性好,对使用要求相对较低,使用普遍,但在长时间使用过程中,容易呈现检测器喷嘴和收集极积炭等问题,或有机物在喷嘴或收集极处堆积等情况.对FID 积炭或有机物堆积等问题,可以先对检测器喷嘴和收集极用丙酮、甲苯、甲醇等有机溶剂进行清洗.当积炭较厚不能清洗干净的时候,可以对检测器积炭较厚的部份用细砂纸小心打磨.注意在打磨过程中不要对检测器造成损伤.初步打磨完成后,对污染部份进一步用软布进行擦拭,再用有机溶剂最后进行清洗,一般即可消除.应用热导池检测器的注意事项热导池检测器(TCD)是气相色谱仪中应用较为广泛的检测器,尤其是在气体分析中应用最多.由于不竭的研究和发展,越来越多应用于ppm级气体成分的微量分析,在许多分析应用中取代了FID,然而,热导池检测器损坏的因素,防止不需要的损失.热导池中的关键热导元件是用钨铼丝做的,钨铼丝直径一般只有15μ-30μ,资料又比力容易氧化,氧化或受污染后,阻值发生变动或断损,造成热导池丈量电桥的对称性被破坏,致使仪器无法正常工作,引起热导元件损坏的因素较多,注意事项归纳如下:1、热导池接并联双气路应用时, 必需同时并联装上二根色谱柱, 二路都要同时通载气, 如果只装一根柱, 而另一路不装柱欠亨载气, 那么, 一通电源就会将钨丝元件烧坏.2、仪器停机后, 外界空气往往会返进热导池和柱系统, 因此必需在开机时要先通载气10分钟以上再通电, 停机时间越长, 那么重新开机时先通载气的时间也要长, 否则系统中残留的空气中氧气会将钨铼丝元件氧化或烧断.3、热导检测器使用的载气纯度必需四个9以上（99.99%）, 最忌载气中含氧量高, 载气不纯将会影响热导元件的使用寿命, 也会降低检测灵敏度, 所以载气必需脱氧净化.4、在更换装色谱柱时, 必需检漏, 保证气密性, 色谱柱连接处漏气将会造成热导元件损坏, 色谱柱出口端必需填装好玻璃棉和不锈钢丝网, 防止柱担体吹入TCD.5、在屡次进样分析后, 应及时更换进样器上的硅橡胶垫, 如果待到硅橡胶垫被屡次注射针扎破漏气时再更换就迟了, 因为硅橡胶垫一漏, 载气漏出, 空气漏进, 热导元件就会烧坏.分析过程中更换硅橡胶垫时, 必需将热导电源关断后, 再迅速换垫, 换好后必需通载气几分钟后才华再通热导池电源.6、用平面六通阀做气体进样时, 六通阀的位置必需停在二个极端位置, 不能将阀旋停在中间位置, 因为中间位置是六通阀将载气切断欠亨, 这是很危险的, 容易招致热导池中因欠亨载气而损坏.7、色谱柱高温老化时, 必需将热导池电源关断, 热导池温控关断, 而且将柱出口连接热导池进口的接头处断开, 让高温老化的载气（N2）流入柱箱内, 这样可防止因柱子老化而污染热导池及钨铼丝元件.8、热导池桥电流的设定, 必需比被分析试样组份的最高沸点高20-30℃, 防止试样中高沸点组份冷凝在热导池中和污染钨铼丝元件.9、热导池桥电流的设定, 必需考虑所用载气的种类、工作温度和钨铼丝元件的冷阻, 应明了这样的原则：①轻载气（H2、He ）桥电流可年夜, 重载气（N2、Air）桥电流必需小；②热导池工作温度高, 桥电流应减小, 工作温度低, 桥电流可增加；③各生产厂家热导池钨铼丝元件阻值是分歧的, 因此, 使用桥电流年夜小也分歧, 元件阻值年夜的, 桥电流就应设定小些, 具体桥电流设定可看说明书.在开机前一定要先通气, 然后开机、加热, 等温度接近设定值时再加载电流, 关机时反过来做.否则热导丝极易烧断, 就像电灯胆里一旦漏气, 灯丝必被烧断一个事理.电流不宜过年夜, 电流过年夜就会发生噪音.载气一定要高纯、载气流量要适中, 否则影响丈量精度1、使用热导检测器(TCD), 使用分歧的载气, 桥流和柱温也分歧, 否则很容易将热导检测器烧坏.2、色谱热导检测器一旦送电加热, 热导检测器(TCD)便不成拆换, 热导池中的钨铼丝变得非常懦弱.我们的色谱多时近百台, 都是一个TCD、一个FID, 使用FID的岗位占2/3.TCD的寿命短, 所以TCD和FID需求基本平衡.开始TCD拆换一个报废一个, 没有启动能够正常拆换, 以后我们整机调换.气相色谱TCD检测器罕见故障的检修方法及原因分析1 前言TCD检测器是应用最广泛的一种通用型检测器,可是TCD检测器不稳定的因素却相当多.由于影响基线不稳定的因素涉及到整个色谱仪的年夜部份部件,而且各个不稳定因素之间又相互作用.下面就TCD 常呈现故障的现象介绍几种维修方法及原因分析.2 热导时基线呈现有规律圆滑海浪形摆动,摆荡周期约为0.5min.2.1 检修方法1.流量增年夜时摆荡周期相应减少.2.用手堵住气路出口,转子慢慢降到零.3.对柱室与检测室温控精度进行检查,都无相应摆荡.4.更换稳压阀后现象仍然如故.5.将检测室温度由180度降到150度后,摆荡完全消失.原因分析:检测室处有少量冷凝物挥发,致使基线发生摆荡"其过程是冷凝物挥发形成基流.而基流又与气路流量相关"当流量年夜时挥发多,基流年夜,反之基流小.通常流量是有缓慢摆荡的,约为1%以下.当气路清洁无污染时,此变动对基线响应影响甚微.而当气路不干净时却能引起较年夜的摆荡.当温度降低时,冷凝物挥发量下降"即使流量有摆荡对基线也无可观察影响.3 在热导调零处基线不稳!噪声暗示为无规则跳动3.1 维修方法1.衰减增年夜时,噪声峰峰值随之降低.2.预热仪器2小时后基线正常.原因分析:仪器长期不用,器壁有吸附.预热时释放出来,影响基线稳定性.待仪器充沛预热后,基线到达正常.4 不出峰与灵敏度太低检修方法进行把持条件重复性检查.应核实把持条件是不是与原来已知的条件相接近.这里包括各气路的流量值!柱温及检测器温度;输出衰减档的位置;桥流的年夜小;电源是否接通.如果发现把持条件有异常,应努力使把持值与原给定值接近,并及时找出影响把持值复原的一些晦气因素.原因分析此时应怀疑的因素只有两个,一是热丝位置连线有误,另一个就是热丝概况严重污染.对前者应着重了解是否重接过热导池引线.对热导池连线来说,除四个热丝要构成一个桥流之外,还必需注意热导桥路的对臂热丝元件应当处于同一气路傍边.如果桥路接线是弄反了将会造成热导灵敏度很小甚至不出峰的现象.在此情况下往往还有双向峰发生.对热丝概况严重污染来说,应首先检验考试清洗热导池,无效时再考虑取下热丝清洗及完全更换.5 气化室温度失控检修方法去失落汽化加热板,观察气化室是否继续处于最高温度之下.如仍然坚持失控,则说明可控硅有机击穿,加热丝或引线与机壳相碰.这时切断仪器总电源,然后用万用表测试可控硅及炉丝绝缘的好坏.测试可控硅时,可把阳极引线断开,直接检查可控硅阳极与阴极间正反向电阻.正常时为几兆欧.如此值年夜小则说明可控硅已击穿,需更换.检查炉丝对外壳绝缘可在加热烙铁芯引线两端分别测试对机壳的电阻,如有一端阻值很小则说明加热电路中在碰壳处.原因分析：1.可控硅阴阳两极间击穿;2.加热丝或加热引线与机壳相碰.应用热导池检测器的注意事项有哪些热导池检测器(TCD)是气相色谱仪中应用较为广泛的检测器,尤其是在气体分析中应用最多.由于不竭的研究和发展,科创色谱仪器中的热导池检测器灵敏度最高,已越来越多应用于ppm级气体成分的微量分析,在许多分析应用中取代了FID,然而,热导池检测器损坏的因素,防止不需要的损失.热导池中的关键热导元件是用钨铼丝做的,钨铼丝直径一般只有15μ-30μ,资料又比力容易氧化,氧化或受污染后,阻值发生变动或断损,造成热导池丈量电桥的对称性被破坏,致使仪器无法正常工作,引起热导元件损坏的因素较多,注意事项归纳如下:1、热导池接并联双气路应用时, 必需同时并联装上二根色谱柱, 二路都要同时通载气, 如果只装一根柱, 而另一路不装柱。

热导检测器的原理

热导检测器的原理热导检测器的原理及注意事项热导检测器（TCD）是利用被测组分和载气的热导系数不同而响应的浓度型检测器，有的亦称热丝检测器（HWD）或热导计、卡他计（kat herometer或Catherometer），它是知名的整体性能检测器，属物理常数检测方法。

热导检测器的原理及注意事项从以下几个方面给予阐述。

一、工作原理TCD由热导池及其检测电路组成。

图3-2-1下部为TCD与进样器及色谱柱的连接示意图，上部为惠斯顿电桥检测电路图。

载气流经参考池腔、进样器、色谱柱，从测量池腔排出。

R1、R2为固定电阻；R3、R4分别为测量臂和参考臂热丝。

当调节载气流速、桥电流及TCD温度至一定值后，TCD处于工作状态。

从电源E流出之电流I 在A 点分成二路i1、i2至 B 点汇合，而后回到电源。

这时，两个热丝均处于被加热状态，维持一定的丝温T f，池体处于一定的池温 T w。

一般要求T f与T w差应大于100℃以上，以保证热丝向池壁传导热量。

当只有载气通过测量臂和参考臂时，由于二臂气体组成相同，从热丝向池壁传导的热量相等，故热丝温度保持恒定；热丝的阻值是温度的函数，温度不变，阻值亦不变；这时电桥处于平衡状态：R1·R3＝R2·R4, 或写成R1/R4＝R2/R3。

M、N二点电位相等，电位差为零，无信号输出。

当从2进样，经柱分离，从柱后流出之组分进入测量臂时，由于这时的气体是载气和组分的混合物，其热导系数不同于纯载气，从热丝向池壁传导的热量也就不同，从而引起两臂热丝温度不同，进而使两臂热丝阻值不同，电桥平衡破坏。

M、N二点电位不等，即有电位差，输出信号。

二、热导池由热敏元件和池体组成1 热敏元件热敏元件是TCD的感应元件，其阻值随温度变化而改变，它们可以是热敏电阻或热丝。

（1）热敏电阻热敏电阻由锰、镍、钴等氧化物半导体制成直径约为 0.1～1.0mm的小珠，密封在玻壳内。

热敏电阻有三个优点：①热敏电阻阻值大（5～50kΩ），温度系数亦大，故灵敏度相当高。

热导检测器（TCD）

热导检测器（TCD）一．概述0．TCD是第一个用于气相色谱仪的检测器，在没有用于气相色谱分析之前称卡它计。

0．随着气相色谱分析技术的发展，后来又出现了许多灵敏度高，选择性强的检测器，虽然在很多方面胜过TCD，可是并不能取代TCD。

0．在长期实践中，人们不断改造完善它，特别是通过选用新热丝材料、减少了池容积、改进气路形式、提高控温精度，采用新的桥路供电和加前置放大电路等，使现代的TCD已非昔日可比。

1．TCD和其它检测器相比，具有结构简单，对所有物质都有信号，性能稳定可靠、定量准确、不破坏样品和最小检测浓度可达0.1×10-6ml/ml，目前已能和大口径毛细管分析相配用等，在气相色谱仪配置中仅次于FID。

0．目前商品GC配备的TCD，有常规TCD和单臂热丝调制TCD，前者占了绝大部分。

2．配置单臂热丝调制TCD目前仅有安捷伦公司。

其简单的工作原理是单热丝为电桥的一个臂，组成恒热丝温度检测电路，它用时域差，从一个臂热丝上分别获得测量和参考信号，采集速率为80 H Z，最后用电子器件将这种脉冲式的色谱信号解调为一般的色谱信号峰，再作数据处理。

二．TCD工作原理气体具有热传导作用，而不同的物质有不同的热传导系数。

热导检测器就是根据不同物质热传导系数的差别而设计的。

但是要直接测量这种绝对值的差异是非常困难的，一般都采用间接测量法即热导池电桥法。

根据热学和电学原理以及实验验证，单臂热导池的桥路输出信号E0服从下列关系：In（r0/r f） ɑER0I2 1 1E0=[-------------]·[------------]·[X S(------- - -----------)]2πL 4J λSλq式中：r0——池孔内经r f——热丝直径L——热丝长度R0——在0℃时，热丝元件的电阻值J——热的功当量E——加在电桥上的电压I——通过热丝的电流α——热丝的电阻温度系数X s ———组分在载气中的克分子数λs——组分的热导率λg——载气的热导率从式中清楚地看出，影响输出信号的各参数可归纳为三部分：第一池槽结构——几何因子；第二电路参数——电学因子；第三热量参数——热传导性因子；要提高TCD的灵敏度，即增大E0，可有以下途径:2.从几何因子分析采用细的金属热丝做热丝元件、增大池孔内经和缩短热丝长度。

tcd检测器工作原理

tcd检测器工作原理
TCD检测器工作原理：
①TCD即热导检测器常用于气相色谱分析中检测气体或挥发性液体样品；
②基本原理基于不同物质热导率差异当载气携带待测组分流经检测池时会引起电阻变化；
③检测池内装有两个完全相同的钨丝或铼钨合金丝其中一个作为参比另一个与样品接触；
④两者均被加热至恒定温度并保持在热平衡状态任何扰动都会导致不平衡；
⑤当样品组分随载气进入测量池后因其热导率不同于载气引起热量分配发生变化；
⑥这种变化反映为测量池中电阻丝阻值的变化进而转化为电信号输出；
⑦放大器接收此信号经过处理后在记录仪上显示出峰形图谱供分析人员解读；
⑧为提高灵敏度通常采用高纯氦气作为载气因其热导系数较大易于检测微量物质；
⑨在农药残留检测环境监测等领域TCD凭借其通用性强线性范围宽等优点得到广泛应用；
⑩实验过程中需定期校准检测器清洗气路防止污染干扰结果准确性；
⑪新型TCD正朝着微型化智能化方向发展以适应便携式现场快速检测需求；
⑫掌握TCD工作原理有助于科研工作者更好地利用该技术解决实际问题。

热导检测器的原理和应用

热导检测器的原理和应用1. 简介热导检测器（Thermal Conductivity Detector，简称TCD）是一种常用的气体检测仪器，广泛应用于化学、环境、制药等领域。

本文将介绍热导检测器的工作原理和应用。

2. 工作原理热导检测器基于气体的导热性质进行测量。

其工作原理如下：1.传感器模块：热导检测器通常由传感器模块和控制电路组成。

传感器模块包括热导元件和传热元件。

热导元件通常由一对恒温线圈组成，将恒定的热量输入到传热元件中。

2.空气流通：待测气体通常通过一个进样口进入热导检测器，并被空气流通系统带走。

空气流通的速度和压力经过调节，以确保精确的测量。

3.热导差异：当待测气体流经传热元件时，其导热性质会与纯净载气（通常为氮气）导热性质有所差异。

差异的大小与待测气体的浓度成正比。

4.检测信号：热导元件测量待测气体与纯净载气之间的热导差异，并将其转化为电信号。

这个信号经过放大和处理，最终通过控制电路输出。

3. 应用领域热导检测器在以下领域中得到了广泛的应用：3.1 环境监测热导检测器可以用于监测空气中的有害气体浓度，如二氧化碳、一氧化碳、甲醛等。

通过检测这些气体的浓度变化，可以评估环境的空气质量，并采取相应的措施进行改善。

3.2 工业过程控制在工业生产过程中，热导检测器可以用于监测和控制气体的浓度。

例如，在化学反应中，通过监测反应器中气体的浓度变化，可以调节进料量和温度，以确保反应的效果和安全性。

3.3 制药工业热导检测器可以用于制药工业中药品的质量控制。

通过检测药物中微量气体的浓度变化，可以判断药品的纯度和稳定性，以保证药品的质量。

3.4 气体分析热导检测器也可以用于气体分析。

通过检测不同气体的热导差异，可以对气体进行鉴别和分析。

这在研究领域和实验室中特别有用。

4. 优势和局限性热导检测器具有以下优势：•灵敏度高：热导检测器对待测气体浓度的变化非常敏感，可以检测到极低浓度的气体。

•快速响应：热导检测器的响应速度非常快，可以实时监测气体的浓度变化。

课题：热导检测器(TCD)的机理

降低池体温度,可使池体与热丝温差加大,有利于提高灵敏度。池体温度的稳定性要求较高,通常需要稳定在 0.1~0.05℃。采用热导系数高的载气,载气的热导系数 (λg)与被测组分的热导系数(λi)差别越大,检测灵敏度就越高。氢气、氮气热导系数较高,氮气热导系数较低。因此氢气、氦气作载气具有较高的灵敏度。因此适用范围为： 1.温度稳定在0.1~0.05℃池体。
上式表明影响热导检测器灵敏度主要是桥电流、池体温度、载气的种类等因素。热导检测器S值与桥电流I的3次方成正比关系,电流增加,检测器灵敏度迅速增加。但电流太大会使噪声加大,基线不稳。氮气作载气时桥电流为100~150mA;氢气作载气时为 150~200mA比较合适。

3.热导检测器的适用范围。

2. 热导系数高的载气，,电桥平衡被破坏,产生输出信号记录仪上出现了色谱峰, 混合气体与纯载气的热导系数相差越大输出信号也就越大。
2. 影响热导检测器灵敏度的因素。

根据理论推导,热导检测器的输出信号与以下因素有关：

式中S为响应值K为常数,λg,λi分别是载气和组分的热导系数,M是被测物的相对分子质量R为热丝电阻,Ⅰ是桥电流,a为热丝电阻系数,n为固定电阻与热敏丝电阻的比例G为池体结构的几何因子。在结构固定的热导检测器中,G,R,n,a等参数是固定的。
原理：

热导检测器的设计是根据每种物质都有导热能力不同，以及金属热丝（热敏电阻）具有热阻温度系数这两个物理原理。由于它结构简单，性能稳定，对无机和有机物都有相应，通用性好，而且线性范围宽，因此是应用最广的气象色谱控制器之一。
1.热导池的结构和工作原理

热导池由池体和热敏元件组成(如图所示),有双臂和四臂两种,常用的是热导池体由不锈钢制成,有四个大小相形状完全对称的孔道,内装长度、直径宠全相同的铂丝或钨丝合金,称为热敏元件且与池体绝缘。

热导池检测器的检测原理

热导池检测器的检测原理
热导池检测器是一种常见的温度测量设备，其检测原理基于热导率差异的原理。

热导池检测器由一个热导体构成，通常是一根金属或合金丝。

热导池的一端被称为热源，另一端被称为冷端，而中间则是被测量的环境部分。

当电流通过热导体时，热源端会产生热量，并通过热传导逐渐传递到冷端。

在传热过程中，热导率是物质传递热量的能力的度量。

不同物质的热导率通常不同，这是热导池检测器工作的基础。

当环境部分的温度高于热源温度时，热量会由热源流向环境部分。

这导致热源端的温度降低，而冷端的温度保持稳定。

热导池检测器通过测量热源端和冷端之间的温差来确定环境部分的温度。

它可以使用热电偶、热电阻或热电偶作为温度传感器来测量这个温差。

根据热导率的差异，温差的大小与环境部分的温度成正比。

为了提高测量的精度，热导池检测器通常会进行校准。

这可以通过在已知温度下进行测量，然后绘制热导池响应的标准曲线来实现。

根据标准曲线，可以使用热导池检测器测量未知温度，并通过曲线插值来确定实际温度值。

总之，热导池检测器利用热传导中不同物质热导率的差异来测量温度。

通过测量热源端和冷端之间的温差，并使用校准曲线进行插值，可以确定环境部分的温度。

这种检测方法在工业、实验室和家用设备中广泛应用。

热导检测器的注意事项

热导检测器的注意事项热导检测器是一种常见的温度测量仪器，能够快速、准确地测定物体表面的温度，并被广泛应用于工业、医疗、科学研究等领域。

然而，在使用热导检测器时，需要注意以下事项，以保证测试的准确性和安全性。

1. 测量位置的选择热导检测器能够测量各种物体的温度，但不同的温度测量位置也可能影响测量结果的准确性。

在进行温度测量时，需要选择恰当的测量位置，确保测量的区域具有代表性和典型性。

同时，应注意避开可能存在的干扰源，如其他热源、风扇等，以避免测量误差。

2. 测量环境的控制在进行温度测量时，也需要控制测量环境的影响。

例如，在室内进行测量时，应关闭空调、加热器等可能会干扰测量结果的设备。

此外，还需要考虑周围环境的温度，以确保测量结果的准确性。

如果测量环境中存在高温、低温、潮湿等因素，也需要采取相应的措施，以避免影响测量结果。

3. 测量仪器的仔细操作在使用热导检测器时，需要仔细操作，以确保测试的准确性和安全性。

例如，在操作前，需要对测量仪器进行检查和校准，确保其能够正常工作。

在操作中，需要严格按照使用说明进行操作。

注意不要触碰热敏探头，以避免损坏探头。

在操作后，还需要对测量仪器进行清洁和维护，以保持其正常使用状态。

4. 安全使用安全使用是热导检测器使用过程中最重要的事项之一。

在使用时，需要遵循以下安全措施：•确保测量仪器安装牢固并接地，避免因测量仪器的电气问题而导致安全事故。

•严禁将热导检测器用于高温、高压、易燃易爆等危险场所。

如果需要测量这些区域的温度，需要使用专门的测量仪器或采取其他安全措施。

•避免直接触碰高温物体，以免被烫伤。

在测量高温物体时，需要使用防护手套或其他安全装置，以确保操作者自身的安全。

在使用热导检测器的过程中，还需要注意其他一些事项，如避免测量仪器受到撞击、碰撞等物理损伤，避免使用过程中出现振动等干扰，避免测量仪器受到喷洒、溅沫等物体的污染等。

总之，热导检测器在工业、医疗、科学研究等领域应用广泛，但需要注意的事项也较多。

热导检测器(TCD)工作原理、结构组成及检测条件

热导检测器热导检测器（TCD ）是利用被测组分和载气的热导系数不同而响应的浓度型检测器，有的亦称热丝检测器（HWD ）或热导计、卡他计（katherometer 或Catherometer ），它是知名的整体性能检测器，属物理常数检测方法。

一、工作原理TCD由热导池及其检测电路组成。

图3-2-1下部为TCD与进样器及色谱柱的连接示意图，上部为惠斯顿电桥检测电路图。

载气流经参考池腔、进样器、色谱柱，从测量池腔排出。

R1、R2为固定电阻；R3、R4分别为测量臂和参考臂热丝。

BS3-2-1 TCDTfESW®1—¥靜池睨；2—址样曙；〕一色19柱皿一测量池腔当调节载气流速、桥电流及TCD温度至一定值后，TCD处于工作状态。

从电源E流出之电流I在A点分成二路i1、i2至B点汇合，而后回到电源。

这时，两个热丝均处于被加热状态，维持一定的丝温Tf,池体处于一定的池温 Tw。

一般要求Tf与Tw差应大于100 C以上，以保证热丝向池壁传导热量。

当只有载气通过测量臂和参考臂时，由于二臂气体组成相同，从热丝向池壁传导的热量相等，故热丝温度保持恒定；热丝的阻值是温度的函数，温度不变，阻值亦不变；这时电桥处于平衡状态：R1?R3 = R2?R4,或写成R1/R4 = R2/R3。

M、N二点电位相等，电位差为零，无信号输出。

M、N二点电位不等，即有电位差，输出信号。

二、热导池由热敏元件和池体组成1热敏元件热敏元件是TCD的感应元件，其阻值随温度变化而改变，它们可以是热敏电阻或热丝。

(1 )热敏电阻热敏电阻由锰、镍、钴等氧化物半导体制成直径约为0.1〜1.0mm的小珠,密封在玻壳内。

热敏电阻有三个优点：①热敏电阻阻值大( 5〜50k Q)，温度系数亦大，故灵敏度相当高。

热导池检测器检测原理

热导池检测器检测原理
热导池检测器是一种将光信号转化为电信号的光电器件，其工作原理主要基于反射光和吸收光之间的热传导过程。

在热导池检测器中，红外辐射通过反射光和吸收光的方式被探测和转化。

首先，热导池检测器包含一个光电池芯片和一个集成的导热导盘。

导热导盘的作用是将所探测到的光辐射均匀地传递到光电池芯片上。

当红外辐射照射到热导池检测器上时，有一部分光被光电池芯片反射，另一部分光被光电池芯片吸收。

被吸收的光会导致光电池芯片温升，而反射光则会传播到周围环境中。

由于光电池芯片与导热导盘紧密接触，被吸收的光能迅速通过热传导方式传递给导热导盘，从而使导热导盘的温度升高。

导热导盘的温度变化进一步引起导盘材料的电阻变化，最终形成一个电势差。

电势差随着导热导盘温度的变化而变化，而导热导盘温度又与被吸收的红外辐射有关。

因此，通过测量电势差的变化，可以间接地推断出红外辐射的强度。

总的来说，热导池检测器的工作原理是利用红外辐射光被吸收而引起光电池芯片温升，进而导致导热导盘温度变化，最终形成电势差。

通过检测电势差的变化，可以实现对红外辐射的探测和测量。

热导检测器

热导检测器（TCD）一．概述0．TCD是第一个用于气相色谱仪的检测器，在没有用于气相色谱分析之前称卡它计。

0．随着气相色谱分析技术的发展，后来又出现了许多灵敏度高，选择性强的检测器，虽然在很多方面胜过TCD，可是并不能取代TCD。

0．目前商品GC配备的TCD，有常规TCD和单臂热丝调制TCD，前者占了绝大部分。

2．配置单臂热丝调制TCD目前仅有安捷伦公司。

二．TCD工作原理气体具有热传导作用，而不同的物质有不同的热传导系数。

热导检测器就是根据不同物质热传导系数的差别而设计的。

但是要直接测量这种绝对值的差异是非常困难的，一般都采用间接测量法即热导池电桥法。

气相色谱常见检测器

气相色谱常见检测器气相色谱常见检测器1）热导检测器热导检测器（TCD）属于浓度型检测器，即检测器的响应值与组分在载气中的浓度成正比。

它的基本原理是基于不同物质具有不同的热导系数，几乎对所有的物质都有响应，是目前应用广泛的通用型检测器。

由于在检测过程中样品不被破坏，因此可用于制备和其他联用鉴定技术。

2）氢火焰离子化检测器氢火焰离子化检测器（FID）利用有机物在氢火焰的作用下化学电离而形成离子流，借测定离子流强度进行检测。

该检测器灵敏度高、线性范围宽、操作条件不苛刻、噪声小、死体积小，是有机化合物检测常用的检测器。

但是检测时样品被破坏，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。

3）电子捕获检测器电子捕获检测器（ECD）是利用电负性物质捕获电子的能力，通过测定电子流进行检测的。

ECD具有灵敏度高、选择性好的特点。

它是一种专属型检测器，是目前分析痕量电负性有机化合物有效的检测器，元素的电负性越强，检测器灵敏度越高，对含卤素、硫、氧、羰基、氨基等的化合物有很高的响应。

电子捕获检测器已广泛应用于有机氯和有机磷农药残留量、金属配合物、金属有机多卤或多硫化合物等的分析测定。

它可用氮气或氩气作载气，常用的是高纯氮。

4）火焰光度检测器火焰光度检测器（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。

5）质谱检测器质谱检测器（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。

常被称为色谱-质谱联用（GC-MS）分析，是将色谱的高分离能力与MS的结构鉴定能力结合在一起。

热导检测器

热导检测器热导检测器（TCD）是利用被测组分和载气的热导系数不同而响应的浓度型检测器，有的亦称热丝检测器（HWD）或热导计、卡他计（katherometer或Catherometer），它是知名的整体性能检测器，属物理常数检测方法。

一、工作原理TCD 由热导池及其检测电路组成。

图3-2-1下部为TCD与进样器及色谱柱的连接示意图，上部为惠斯顿电桥检测电路图。

载气流经参考池腔、进样器、色谱柱，从测量池腔排出。

R1、R2为固定电阻；R3、R4分别为测量臂和参考臂热丝。

当调节载气流速、桥电流及TCD温度至一定值后，TCD处于工作状态。

从电源E流出之电流I 在A 点分成二路i1、i2 至B 点汇合，而后回到电源。

这时，两个热丝均处于被加热状态，维持一定的丝温Tf，池体处于一定的池温Tw。

一般要求Tf与Tw差应大于100℃以上，以保证热丝向池壁传导热量。

当只有载气通过测量臂和参考臂时，由于二臂气体组成相同，从热丝向池壁传导的热量相等，故热丝温度保持恒定；热丝的阻值是温度的函数，温度不变，阻值亦不变；这时电桥处于平衡状态：R1•R3＝R2•R4, 或写成R1/R4＝R2/R3。

M、N二点电位相等，电位差为零，无信号输出。

M、N 二点电位不等，即有电位差，输出信号。

二、热导池由热敏元件和池体组成1 热敏元件热敏元件是TCD的感应元件，其阻值随温度变化而改变，它们可以是热敏电阻或热丝。

（1）热敏电阻热敏电阻由锰、镍、钴等氧化物半导体制成直径约为0.1～1.0mm 的小珠，密封在玻壳内。

热敏电阻有三个优点：①热敏电阻阻值大（5～50kΩ），温度系数亦大，故灵敏度相当高。

可直接作μg/g级的痕量分析；②热敏电阻体积小，可作成0.25mm直径的小球，这样池腔可小至50μL；③热敏电阻对载气流的波动不敏感，它耐腐蚀性和抗氧化。

TCD热导检测器的原理和应用

TCD热导检测器的原理和应用1. 简介热导检测器（Thermal Conductivity Detector，TCD）是一种常用的气体检测方法，主要用于分析气体样品中的成分和浓度。

本文将介绍TCD的原理和应用。

2. 原理TCD基于热传导原理进行气体检测。

其主要原理如下：•当气体进入TCD检测单元时，检测单元中的加热电阻加热，产生一个恒定的温度差。

•气体样品通过检测单元时，会带走热量，使检测单元的温度下降。

•温度的下降程度与气体样品的热导率成正比关系。

•TCD通过测量检测单元温度的变化来间接测量气体样品的成分和浓度。

3. 应用TCD在各个领域都有广泛的应用，以下是一些主要的应用场景：3.1 环境监测TCD可用于监测空气中的污染物，如二氧化硫、氮氧化物等。

通过测量TCD 的输出信号变化，可以分析空气中不同污染物的浓度水平，为环境保护提供数据支持。

3.2 石油化工行业TCD在石油化工行业中广泛用于气体分析和过程监测。

例如，可以使用TCD 检测炼油过程中的杂质气体，优化生产工艺并保证产品质量。

3.3 医药领域TCD在医药领域中也有一定的应用，例如气体分析、呼气分析等。

通过TCD 的测量，可以监测患者呼出气体中的成分，进行疾病诊断和治疗监测。

3.4 科研实验TCD也被广泛应用于科研实验中，用于分析和检测实验中产生的气体。

例如，在化学实验中，TCD可用于监测反应过程中产生的气体，评估反应的进行程度和产物的质量。

4. 优点和限制TCD具有以下一些优点和限制：4.1 优点•灵敏度高：TCD对许多气体具有很高的检测灵敏度。

•可检测性广：TCD可用于检测很多不同种类的气体。

•稳定性好：TCD的检测结果稳定可靠。

4.2 限制•不能检测惰性气体：TCD在检测惰性气体时灵敏度较低。

•温度影响：TCD的温度需要精密控制，否则可能影响检测结果。

•不能区分混合气体成分：TCD无法准确确定混合气体中各个组分的比例和浓度。

5. 结论TCD作为一种常用的气体检测方法，在环境监测、石油化工、医药领域以及科研实验中都有广泛的应用。

热导检测器常见问题

热导池检测器(TCD)是气相色谱仪中应用较为广泛的检测器,尤其是在气体分析中应用最多.由于不断的研究和发展,越来越多应用于ppm级气体成份的微量分析,在许多分析应用中取代了FID,然而,热导池检测器损坏的因素,避免不必要的损失.热导池中的关键热导元件是用钨铼丝做的,钨铼丝直径一般只有15μ-30μ,材料又比较容易氧化,氧化或受污染后,阻值发生变化或断损,造成热导池测量电桥的对称性被破坏,致使仪器无法正常工作,引起热导元件损坏的因素较多,注意事项归纳如下:1、热导池接并联双气路应用时，必须同时并联装上二根色谱柱，二路都要同时通载气，如果只装一根柱，而另一路不装柱不通载气，那么，一通电源就会将钨丝元件烧坏。

2、仪器停机后，外界空气往往会返进热导池和柱系统，因此必须在开机时要先通载气10分钟以上再通电，停机时间越长，那么重新开机时先通载气的时间也要长，否则系统中残留的空气中氧气会将钨铼丝元件氧化或烧断。

3、热导检测器使用的载气纯度必须四个9以上（99.99%），最忌载气中含氧量高，载气不纯将会影响热导元件的使用寿命，也会降低检测灵敏度，所以载气必须脱氧净化。

4、在更换装色谱柱时，必须检漏，保证气密性，色谱柱连接处漏气将会造成热导元件损坏，色谱柱出口端必须填装好玻璃棉和不锈钢丝网，避免柱担体吹入TCD。

5、在多次进样分析后，应及时更换进样器上的硅橡胶垫，如果待到硅橡胶垫被多次注射针扎破漏气时再更换就迟了，因为硅橡胶垫一漏，载气漏出，空气漏进，热导元件就会烧坏。

分析过程中更换硅橡胶垫时，必须将热导电源关断后，再迅速换垫，换好后必须通载气几分钟后才能再通热导池电源。

6、用平面六通阀做气体进样时，六通阀的位置必须停在二个极端位置，不能将阀旋停在中间位置，因为中间位置是六通阀将载气切断不通，这是很危险的，容易导致热导池中因不通载气而损坏。

7、色谱柱高温老化时，必须将热导池电源关断，热导池温控关断，并且将柱出口连接热导池进口的接头处断开，让高温老化的载气（N2）流入柱箱内，这样可避免因柱子老化而污染热导池及钨铼丝元件。

热导检测器使用注意事项

热导检测器（TCD ）是比较娇气的一种检测器，一不小心就会损坏，因此，使用者应特别注意引起热导池检测器损坏的因素，避免不必要的损失。

热导池中的关键热导部件是用铼钨丝做的，铼钨丝直径一般只有15 — 30um, 材料又比较容易氧化，氧化或受污染后，阻值发生变化或断损，造成热导池测量电桥的对称性被破坏，致使仪器无法正常工作。

引起热导元件损坏的因素较多，注意事项归纳如下：
1 、热导池接并联双气路应用时，二路都要同时通载气，如果装一根柱，而另一路不装柱不通载气，那么，一通电源就会将铼钨丝元件烧坏。

2 、仪器停机后，外界空气往往会返进热导池和柱系统，因此必须在开机时要先通载气10 分钟以后再通电，停机时间越长，那么重新开机时先通载气的时间也要长，否则系统中残留的空气中的氧气会将铼钨丝氧化或烧断。

3 、热导检测器适用的载气纯度必须在四个9 以上（99.99% ）。

4 、在更换色谱柱时，必须检漏，保证气密性，色谱柱连接处漏气将会造成热导元件损坏。

5 、在多次进样分析后，应及时更换进样器上的硅橡胶垫。

分析过程中更换硅橡胶垫时，必须将热导电源关闭后，再迅速换垫，换好后，必须通载气几分钟后才能再通热导池电源。

6 、样品脱气取氮气时，不要在TCD 气路中取气，以免影响载气流量烧坏TCD 。

7 、色谱柱高温老化时，必须将热导池电源断开，热导池温控断开，并且将柱出口与热导池进口断开，让高温老化的载气（氮气）流入柱箱内，这样可避免因柱子老化而污染热导池。