火焰光度检测器FPD
火焰光度检测器FPD
火焰光度检测器节选自《气相色谱检测方法》(第二版)作者:吴烈钧第一节引言火焰光度检测器(flame photometric detector,FPD)是利用富氢火焰使含硫，磷杂原子的有机物分解，形成激发态分子，当它们回到基态时，发射出一定波长的光。
此光强度与被侧组分量成正比。
所以它是以物质与光的相互关系为机理的检侧方法，属光度法。
因它是分子激发后发射光，故它是光度法中的分子发射检测器。
1966年Brody和Chancy首次提出气相色谱FPD，称通用型FPD。
它有易灭火等缺点。
以后在气体的流路形式方面又作了改进。
这些均属单火焰FPD（single flame photometric detector,简称SFPD）。
为了克服SFPD的缺点，出现了双火焰光度检侧器（dual－flame photometric detector；简称DFPD）。
近年又出现了脉冲火焰光度检侧器（pulsed-flame photometric detector；PFPD），使灵敏度和选择性均较SFPD, DFPD有很大提高，还扩大了检侧元素的范圈。
FPD是一种高灵敏度和高选择性的检测器，其主要特征是对硫为非线性响应，它是六个最常用的气相色谱检测器之一、主要用于含硫、磷化合物，特别是硫化物的痕量检测。
近年也用于有机金属化合物或其他杂原子化合物的痕量检测。
第二节工作原理和响应机理一、工作原理图6-1为FPD系统示意图。
它主要由二部分组成：火焰发光和光、电信号系统。
火焰发光部分由燃烧器(4)和发光室(2)组成，各气体流路和喷嘴等构成燃烧器，又称燃烧头。
通用型喷嘴由内孔和环形的外孔组成。
气相色谱柱流出物和空气混合后进入中心孔，过量氢从四周环形孔流出。
这就形成了一个较大的扩散富氢火焰、烃类和硫、磷确化合物在火焰中分解，并产生复杂的化学反应，发出特征光。
硫、磷在火焰上部扩散富氢焰中发光，烃类主要在火焰底部的富氧焰中发光，故在火焰底部加一不透明的遮光罩(3)挡住烃类光，可提高FPD的选择性。
PFPD检测器与FPD的比较
PFPD检测器1.PFPD描述脉冲式火焰光度检测器(PFPD)是最新设计的火焰光度检测器。
最适合于含硫和磷化合物的选择性检测。
PFPD检测器也能够选择性的测定28种特定的元素。
和标准的FPD测s比较，PFPD可获得更高的检测限(10倍)，更大的选择性(10-1000)，更强的可靠性和更低的操作成本。
它的双通道模拟输出功能允许S和P,S和C或任意两种元素产生的信号同时输出。
操作原理：PFPD主要使用反应气体未端的扩散火焰。
火焰中气相反应的结果, 使一些分子产生特征的发射光谱及发射的延迟。
种不同的发射光谱及延迟可以用于增强PFPD的选择性减少噪音, 提高检测灵敏度。
由于使用不连续扩散火焰，燃烧室所用气体流量大大降低( 大约1/10 )。
另外, 电子门脉冲性能使噪音控制在门脉冲窗口之外，进一步增强了检测器的性能。
主要测定的28种元素S, P (主要应用)C, N, As, Br, Pb (关键应用)B, Al, Si, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Ga, Ge, Se, Ru, Rh, In,Sb, Te, W, Bi, Eu(其他应用)2. 火焰脉冲步骤PFPD的火焰脉冲是因为氢气和空气的流速不能承受火焰的连续燃烧。
火焰脉冲包含四个步骤：■充满：空气和氢气混合并在两处进入燃烧室。
部分燃烧气与柱馏出物向上移动进入燃烧室，另一股气流经过石英室外围进入点火室。
■点火：点火室含有一个连续加热的点火线圈，当混合燃烧气到达点火室时，点火开始。
■延烧：燃烧的火焰自点火室向下延烧至燃烧室，当延烧至底部时火焰熄灭。
值此延烧阶段，自色谱柱进入燃烧室的待测分子在火焰中被分解为简单的分子或原子。
■光激发：从延烧过程至结束，感兴趣的样品原子经过反应形成电子激发态，此时火焰熄灭，火焰背景发射在延烧后约0.3毫秒时完成，而硫磷分子碎片的发射要经历较长时间。
这种籍发射时间的不同而分离讯号的做法增强了PFPD的选择性与灵敏度。
FPD检测器
火焰光度检测器 (FPD) 通过在高浓度氢气火焰中燃烧色谱柱流出的气体，并检测火焰发射的选定光谱部分来检测含磷或含硫化合物。
具有选定分子种类的特征波长的光发射将通过狭窄的带通滤波器传送到光电倍增管 (PMT)，并在那里被转换为电流、放大和数字化。
然后，此信号便可用作通讯输出中的数字信号或 Agilent 6850 GC 模拟输出中的电压信号。
使用“FPD ”对话框可以设置检测器参数并指定设定值。
有关详细信息，请单击以下参数：加热器（以 °C 为单位） H 2 流量（以 mL/min 为单位）空气流量（以 mL/min 为单位） 尾吹气流量恒定柱流+尾吹气流量 点火补偿值“点火补偿值”是火焰点燃与熄灭时 FPD 输出之间的预期差别。
它用于确定所尝试的点火是否成功以及检测火焰熄灭情况。
“点火补偿值”的缺省值为 2.0 微微安。
火焰要点燃火焰，请选择“打开”复选框。
要熄灭火焰，请清除此复选框。
这将关闭通往检测器的氢气和空气流量，但尾吹气流量仍打开。
电位计要打开电位计，请选择“打开”复选框。
要关闭电位计，请清除该复选框。
这将关闭通往光电倍增管的高电压。
在此状态下，为保证安全，应将 PMT 暴露在室内光线中。
“重新点火”按钮如果检测器火焰熄灭，但气体和空气流量以及电位计均打开，则“重新点火”按钮将变为可用。
要重新点燃火焰，请单击“重新点火”按钮。
选择温度和流量时，请参阅下表中的信息。
警告直接暴露在光线中会降低 PMT的性能。
火焰光度检测器建议的温度和流速检测器温度小于 120 °C ，不会点燃火焰，以防止冷凝损坏检测器温度应比最高柱温箱阶升温度高约 25 °C ，这取决于色谱柱类型。
化学工作站“FPD ”对话框将不允许超过最大允许温度 250 °C 的条目。
点火补偿值“点火补偿值”是火焰点燃与熄灭时 FPD 输出之间的预期差别。
它用于确定所尝试的点火是否成功以及检测火焰熄灭情况。
气相色谱仪火焰光度检测器(FPD)使用手册
气相色谱仪火焰光度检测器（FPD）使用手册1 结构本检测器为立式结构。
检测器在工作时可能产生一些污染物，为防止单色滤光片的污染和受潮，在火焰的侧面加有一片石英片，在石英片和滤光片之间有金属散热片，以保证从检测器加热块传来的热量不致于影响单色滤光片和光电倍增管。
在检测器上端有两个同轴电缆插座，大的为信号插座，接放大器，小的为高压插座，接电气部件后面的插座。
图6-1 FPD结构图2 原理火焰光度检测器（FPD）属于一种高灵敏度、高选择性检测器，同时也是一个较难操作的检测器。
是环境保护、生物化学领域中分析含磷、硫有机化合物及气体中硫化物的有效手段。
载气在色谱柱出口和空气混合后，由喷嘴流出，并和从喷嘴四周流出的氢气混合燃烧形成富氢火焰，当流出物中有含磷或含硫的化合物时，磷和硫在富氢焰分别发出526nm，394nm 波长的特征光，它通过单色滤光片到达光电倍增管，光的强度变化就转化成电信号的变化，这个信号再经放大器放大后，进入记录仪或数据处理机记录。
3 主要技术数据3.1 检测器1)结构型式：立式单光路系统（更换滤光片分别测P、S）2)敏感度：M p≤1×10-10g/s（对1605）M s≤1×10-10g/s（对噻吩）3) 基线漂移: 在30min内，波动范围不超过0.2mV4) 最高使用温度：250℃3.2 滤光片1)滤光片类型：介质干涉滤光片2)磷滤光片：λmax526nm±2nmTmax＞50%Δλ1/2不超过8nm3)硫型滤光片：λmax394nm±2nmTmax＞25%Δλ1/2不超过80nm3.3 光电倍增管采用CR187型光电倍增管。
3.4 高压电源1)高压范围：（0～-700）V2)稳定性：0.1%3)纹波：不超过3mV3.5 放大器1)灵敏度：1×10-10A满刻度偏转1mV2)输入高阻：109Ω、108Ω、107Ω3)线性范围：波动范围不超过10V4)噪声：≤2×10-12A5)漂移：2.5×10-12A/h4 安装仪器应放置在阳光照射不到的地方，这是因为FPD使用了光电倍增管，这样可以减小仪器使用时的噪声和暗电流。
火焰光度检测器工作原理
火焰光度检测器工作原理火焰光度检测器（FPD）是由氢气—空气火焰燃烧器、选择火焰发出光的波长光学滤光片以及检测光辐射强度的光电倍增管构成的系统。
工作原理：1、火焰光度检测器（FPD）通过化合物在火焰中燃烧并发出特定波长的光来检测这些化合物。
它是一种火焰光辐射检测器，由氢气—空气火焰燃烧器、监视产生火焰辐射的光学窗口、选择检测光波长的光学滤光器、测量光强度的光电倍增管以及测量光电倍增管输出电流的电位计构成。
2、该检测器的火焰辐射光强度和波长取决于火焰燃烧器的构造，以及进入检测器的气体的流量。
假如燃烧器的构造和气体流量选择恰当，火焰光度检测器（FPD）通常可以实现选择性检测，在抑制一些分子发射的同时提高另一些分子的发射强度。
3、正常情况下，典型的火焰光度检测器（FPD）火焰的温度不会高到导致火焰中原子大量发射。
相反，火焰光度检测器（FPD）火焰的光辐射，是由火焰中原子或分子的重新结合产生的分子发射光谱或连续辐射。
对于硫元素的检测，通常检测S2分子产生的光辐射。
而对于磷元素的检测，通常检测的是HPO*分子产生的光辐射。
一般的碳氢化合物会阻拦这种光辐射，紧要包括CH和C2分子的分子发射带状光谱和CO+O→CO2+hv产生的连续辐射。
4、火焰光度检测器（FPD）通常使用氢气—空气扩散火焰或者氢气—氧气扩散火焰。
在这种扩散火焰中，氢气和氧气不会立刻混合，因此，对于不同温度或化合物，这些火焰都会表现出显著的空间变化。
氢气—空气火焰中紧要的化学物种是H，O，和OH火焰激发。
这些具有高度活性的物质在分解引入的样品和光发射的副产物这两个过程中都扮演侧紧要角色。
HPO和S2分子系统的光学发射来自于火焰光度检测器（FPD）火焰的富氢区域，而碳氢化合物中CH 和C2分子的光发射紧要来源于富氧区域。
只有当火焰光度检测器（FPD）火焰所处的环境中，氢的含量超过了用于供应完全燃烧的氧的含量时，硫和磷的选择性检测才能达到最高灵敏度。
火焰光度检测器FPD
化验员培训讲义
新项目质量部
为了克服通用型FPD的四个缺点， Patterson等首次提出了DFPD。 不久，孙传经等也作了报道［图3-5-4（d）］。
双火焰型
化验员培训讲义
新项目质量部
DFPD有上下两个串联的富氢火焰。载气和空气1混合 后，再与第一个火焰喷嘴上过量的氢结合，形成下火焰 （火焰1）。剩余的氢在空飞气2助燃下，形成上火焰（火 焰2）。它位于下火焰气流之后，两者相距约17mm。点火 时，先点着上火焰，然后温和地自动点燃下火焰。下火焰 的目的是将柱流出的各组分，分解成比较简单的燃烧产物。 实验表明：测S，P化合物时，在上、下火焰之间已有S2和 HPO发光，这表明组分在下火焰中已基本完全分解。上火 焰的目的是再次燃烧由下火焰来的燃烧产物，使S2和HPO 再发光。下火焰与SFPD一样，其发光条件受溶剂等干扰较 大，而上火焰的发光条件较稳定，其光通过石英窗送至光 电倍增管接收，即为信号。
② 形成S2通过以下10个快速平衡反应，H2S形成 S2 ： H2S+H2===H2+SH （2） SH+H===H2+S （3） SH+S===H+S2 （4） SH+SH===H2S+S （5） H2S+OH===H2O+SH（6） SO2+H===OH+SO （7） SO+H===SH+S （8） SO+H===SH+O （9） O2+H===OH+O (10) O+H2===OH+H (11)
化验员培训讲义
新项目质量部
（4）响应值与分子结构有关硫、磷化合物的分子结构 不同，在FPD上的响应值有很大差别。 Burgett等为了克服易灭火的缺点，将氢和空气入 口互换［图3-5-4（b）］，即样品先与氢气混合在空气 环境中燃烧；称反型。这时，进样量达到10μL也不灭火， 但却带来了烃类发光的干扰。因为进入的烃不能在火焰 底部与氧接触，直到火焰上部才能与扩散层中的氧接触， 燃烧发光。当然在火焰底部加一遮光罩也意义不大。此 形式灵敏度偏低，且后三缺点仍存在。
FPD
Team4
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火焰光度检测器结构
放空阀
透镜 散热片 高压传输线
富H2火焰 空气 H2 喷嘴 宽带滤光片
输出信号
毛细柱
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P滤光片－525nm
S滤光片－393nm
PMT 1
PMT 2
喷嘴 空气/氢气管路 毛细柱
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FPD
FID
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火焰光度检测器工作原理
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检测器推介的流量范围
气体类型
载气 毛细管柱 检测器气体 氢气 空气 柱+尾吹气
推荐的流量范围 硫
1 到 5 ml/min 取决于柱内径ห้องสมุดไป่ตู้
推荐的流量范围 磷
1 到 5 ml/min 取决于柱内径
50 ml/min 60 ml/min 60 ml/min
75 ml/min 100 ml/min 60 ml/min
温度：120~250℃
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火焰光度检测器使用注意事项
1、一定先关闭光电倍增管再更换滤光片； 2、使用FPD检测器测硫，校正曲线拟合方式使用二 次曲线； 3、检测器最高使用温度是250℃； 4、当检测含S化合物，确保钢瓶和发生器安装的是 不含S的密封圈； 5、点火补偿值要设置正确，一般为2.0.
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Thank you
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1、S响应机理
硫化物分解（富氢火焰）→H2S →S2 （低温外焰）→ S2*（寿 命10-7S ） → S2 + hv（吸收波长：320-393-480nM） 响应=K*硫化物量2
2、P响应机理
FPD
6
FPD气体流量要求
气体类型 载气 填充柱 （氢气，氦气， 氮气或氩气） 推荐的流量范围 硫 推荐的流量范围 磷
10 到 60 ml/min
10 到 60 ml/min
毛细管柱
1 到 5 ml/min 取决于柱内径
1 到 5 ml/min 取决于柱内径
检测器气体 氢气 空气 柱+尾吹气
50 ml/min 60 ml/min 60 ml/min
2
打拿极 D y n o d e
收集器 C o l l e c t o r
8 5 0 V D C
1 3
27 9
81 243
2187 729
6561 10003
由倍增器进行电子倍增 光阴极Photo Cathode 典型增益 100,000 - 1,000,000
3
0.5
S2
0
0.5
HPO
Relative Spectral Response
0
0.5
CH
C2
0
0.5
S Filter
0 300 400 500
P Filter
600
元素 硫 磷
波长(nm) 393 525
颜色 蓝 /紫 黄 /绿
Wavelength (nm)
4
FPD流路系统
5
FPD操作
温度： 检测器温度必须>120℃。低于120℃时气体会被关闭。检测器温度 最高不能超过250℃ 。 输出值以pA为单位。 点火设置Lit Offset与FID相同。
火焰光度检测器
1
10/13/98
Chemiluminescence zone
1st Heat Shield
NPD、PID、FPD及其注意事项
NPD、PID、FPD及其注意事项火焰光度检测器（FPD）是分析S、P 化合物的高活络度、高选择性的气相色谱检测器。
普遍用于食品中S、P 农药残留物的检测。
当含S、P 的化合物在富氢焰（H2 与O2 体积比）中燃烧时，伴有化学发光效应，别离发射出（350-480）nm 和(480-600)nm 的一系列特性波长光，此中394nm 和526nm 别离为含S 和含P化合物的特性波长。
光旌旗灯号经滤波、放大，便可得到相应的谱峰。
以前一向将FPD 作为S 和P 化合物的专用检测器，后因为氮磷检测对P 的活络度高于FPD，同时更靠得住，所以FPD 现今多只作为S 化合物的专用检测器。
光离子化检测器（Photoionization Detector，PID）是一种通用性兼选择性的检测器，对大多数有机物都有响应信号，美国EPA己将其用于水、废水和土壤中数十种有机污染物的检测。
光离子化检测器从结构上可分为光窗型和无光窗型两种。
(1) 无光窗离子化检测器这是一种利用微波能量激发常压惰性气体产生的等离子体，作为光源的光离子化检测器(Microwave Photo-ionization detector)，以石英或硬质玻璃管材料制作。
当样品的组分进入光离子化检测器离子化室后，分子组分被高能量的等离子体激发为正离子和自由电子，在强电场的作用下作定向运动形成离子流并输出信号;当分子的电离能高于光子能量时则不会发生离子化效应。
如选用氦气作为放电气体，在理论上可检测一切气化的物质。
(2)光窗式光离子化检测器它克服了无窗口式光离子化检测器的许多缺陷，主要由紫外光源和电离室组成，中间由可透紫外光的光窗相隔，窗材料采用碱金属或碱土金属的氟化物制成。
在电离室内待测组分的分子吸收紫外光能量发生电离，选用不同能量的灯和不同的晶体光窗，可选择性地测定各种类型的化合物。
光离子化检测器的特点1.光离子化检测器对大多数有机物可产生响应信号，如对芳烃和烯烃具有选择性，可降低混合碳氢化合物中烷烃基体的信号，以简化色谱图。
GC126-FPD火焰光度检测器使用说明书
1 GC126-FPD火焰光度检测器1.1引言1.1.1 GC126-FPD火焰光度检测器概述GC126－FPD火焰光度检测器是GC126气相色谱仪中选配的特种检测器之一，是专门用于检测含磷化物及含硫化物；是一种高选择性及高灵敏度的检测器。
它只对含磷化物、硫化物有响应，而其它元素对它无干扰或干扰很小，因此这种检测器可以应用在石油化工中的含硫化物的微量检测。
特别是自然界生物体内含磷、含硫化合物很多，新合成有机磷化物、硫化物、农药中的大量杀虫剂、杀菌剂都是含磷、含硫的有机化合物，而这些农药的残留量测定必须依赖于对磷、硫有高灵敏度及高选择性的火焰光度检测器（特别是对硫化物唯有采用火焰光度检测器测定）。
故火焰光度检测器可以广泛应用在生物、农业、环保、化工、医药、食品等行业的质量检验。
GC126－FPD火焰光度检测器有两个单元所组成，其一是火焰光度控制器包括微电流放大器和负高压稳压输出；其二是火焰光度检测器。
本使用说明书仅对GC126－FPD火焰光度检测器的结构原理、操作方法和仪器保养、检修作较详细的说明。
1.1.2 GC126-FPD火焰光度检测器基本参数1.1.2.1 技术指标检测限：对磷：Dt≤2×10-11g/s(p)（甲基对硫磷）对硫：Dt≤1×10-10g/s(s)（甲基对硫磷）基线噪声：≤10μV P；108；衰减1/32 （1mV量程）S；108；衰减1/8 （1mV量程）基线漂移：≤30μV/30min线性范围：对磷：103对硫：102启动时间：检测器开机≤2h应能正常工作。
1.1.2.2 检测器使用要求电源电压：220V±22V，50Hz±0.5Hz功率：≤100W环境温度：＋5℃~35℃相对湿度：≤85％环境条件：检测器安装室内应没有腐蚀性气体及不致使电子器件的放大器、色谱数据处理机及色谱工作站正常工作的电场和电磁场存在，检测器安装后工作台应稳固，不能有振动，以免影响检测器正常工作。
火焰光度检测器FPD
火焰光度检测器-FPD(SFPD、DFPD、PFPD)一．概述1．FPD是1966年问世的，它是一种高灵敏度、高选择性的检测器，对含磷、硫的有机化合物和气），无论在测硫、394nmHPO，这个FPD2某一波段的特征光。
它和含磷的化合物工作机理的不同是：必须由两个硫原子，并且在适当的温度条件下，方能生成具有发射特征光的激发态S2*分子，所以发射光强度正比于S2*分子，而S2*分子与SO2的浓度的平方成正比，故FPD测硫时，响应为非线性，但在实际上，硫发射光谱强度（IS2 ）与含硫化物的质量、流速之间的关系为IS2=I[SO2]，式中：n不一定恰好等于2，它和操作条件以及化合物的种类有很大的关系，特别是在单火焰定量操作时，若以n=2计算将会造成很大的定量误差。
三.双火焰光度检测器（DFPD）双火焰光度检测器（DFPD）,克服了单火焰的响应依赖于火焰条件与样品种类的缺点，使响应仅和样品中的硫（磷）的质量有关，并在检测硫时基本遵循平方关系。
DFPD工作原理是使用了两个空气-氢气火焰，将样品分解区域与特征光发射测量区域分开，即从柱流出的样品组分首先与空气混合，然后与过量的氢气混合，在第一个火焰喷嘴上燃烧。
第一个火焰将烃类溶剂和复杂的组分分解成比较简单的产物，这些产物和尚未反应的氢气再与补充的空气相混合，这时的氢气含量仍稍过量，既1保证第二个火焰为富氢焰性质。
在第二个火焰中,如同单火焰一样，含磷（含硫）化合物，将发射一系列特征光。
切断第一火焰的空气源，DFPD可以和通常的单火焰一样操作，使某些含硫组分灵敏度有所提高。
DFPD和SFPD相比主要有以下几个优点：⒈单纯的平方响应关系，定量简单在单火焰中，人们一开始就发现硫化物的响应与浓度没有线性关系，虽然在双对数图上，有接近斜率为2的关系曲线（既n=2），但实际上，大多数硫化物斜率受火焰条件影响很大，一般在1.5～2之间变化，此外，n值还与火焰中硫的浓度有关，如样品中硫含量在0.2～100μg之间，n接近2，当超过100μg时，n会变得很小。
火焰光度检测器
火焰光度检测器火焰光度检测器(FPD)是一种高敏捷度，仅对含硫、磷的有机物产生检测信号的高挑选性检测器。
其适用于分析含硫、磷的农药及在环境分析中监测微量含硫、磷的有机污染物。
1．检测原理在富氢火焰中，含硫、磷有机物燃烧后分离发出特征的蓝紫色光(波长为350～430nm，最大强度为394nm)和绿色光(波长为480～560nm，最大强度为526nm )，经滤光片(对硫为394nm，对为526nm)滤光，再由光电倍增管测量特征光的强度变幻，改变成电信号，就可检测硫或磷的含量。
因为含、磷有机物在富氢火焰上发光机理的差别，测硫时在低温火焰上响应信号大，测磷时在高温火焰上响应信号大。
当被测样品中同时含有硫和磷时，就会产生互相干扰。
通常磷的响应对硫的响应干扰不大，而硫的响应对磷的响应产生干扰较大，因此用法火焰光度检测器测硫和测磷时，应选用不同的滤光片和不同的火焰温度。
此外有机烃类在富氢火焰上燃烧也产生不同波长的光(390～515nm)，其对磷的干扰不大，而对硫有干扰。
因此，测硫时可采纳360nm滤光片，以削减烃类干扰。
2．检测器的结构单火焰光度检测器由两部分组成，见图8-32。
图8-32单火焰光度检测器结构暗示图1-富氢火焰喷嘴；2-遮光罩；3-石英片；4-滤光片；5-光电倍增管；6-微电流放大器 (1)火焰燃烧喷嘴其和氢火焰离子化检测器的喷嘴相像，但在喷嘴上部加一遮光罩，以削减烃类燃烧发出的干扰光波的影响。
另外为了保证燃烧时为富氢火焰，首先使含有样品的载气预先和空气(或纯氧)混合燃烧，使有机物热分解、氧化。
再从火焰外层通入，以举行还原，使硫、磷有机物产生特征的放射光谱。
(2)硫或磷特征放射光谱的检测系统硫或磷在富氢火焰上的特征放射光谱经石英片、滤光片，被光电倍增管接收，改变成电信号，再经微电流放大器放大后送至记录仪。
双火焰光度检测器有两个互相分开的空气一氢气火焰，下面的火焰(富氧焰)把样品分子转化成燃烧产物，可消退烃类对S、P检测的干扰，火焰中含有相对容易的分子，如S2和HPO；它们会在上面的火焰(富氢焰)中燃烧，还原生成可发光第1页共2页。
GC-14C 用火焰光度检测器fpd
灵敏度将降低。使用 FID 检测器时，可获得是否有消光现象的信息。(参见 9.2《消光现 象》)
2 零部件明细表
本检测器由以下零部件构成，请确认。
零部件名称
零部件编号
FPD 部件
221-47817-91
中间加热器部件
221-47820-93
FPD 控制部
221-47821-91
流量控制器 FPFC-14
4 键的操作
4.1 关于 FPD 的键操作- ------------------------------------------------20 4.2 检测器的选择-----------------------------------------------------20 4.3 检测器的 ON/OFF---------------------------------------------------21 4.4 检测器的点火和熄火-----------------------------------------------22 4.5 量程的设定-------------------------------------------------------23 4.6 零点调整---------------------------------------------------------24 4.7 设定范围和缺省值-------------------------------------------------27
注意高温
有烫伤的危险。确认各部温度下降后，再进行以下作业。
注意 操作前必须将气相色谱仪主机的电源切断。在 FPD 处于 ON 状态下卸下光 电倍增管时，有可能导致光电倍增管损坏。
火焰光度检测器FPD
火焰光度检测器F P D 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]火焰光度检测器-FPD(SFPD 、DFPD 、PFPD)一．概述1． FPD是 1966年问世的，它是一种高灵敏度、高选择性的检测器，对含磷、硫的有机化合物和体硫化物特别敏感。
2．主要用来检测⑴ 油精馏中硫醇、COS、 H2S、 CS2、 SO2；0 水质污染中的硫醇；⑵ 空气中H2S、SO2、CS2；0 农药残毒；0 天然气中含硫化物气体。
3． FPD检测硫化物是目前最好的方法，为了提高 FPD灵敏度和操作特性，在单火焰气体的流路式上作了多种尝试，随后设计出了双火焰光度检测器（DFPD），但没有从根本上解决测硫灵敏和操作特性欠佳的缺点，最近几年在市场上又推出了脉冲火焰光度检测器（DFPD），无论在测测磷的灵敏度和选择性都有了成百倍的提高。
也可以说，在测磷方面已没有必要再推荐氮磷检测器了，测硫也基本上满足了当前各领域分析的要求。
二．FPD简明工作原理FPD实质上是一个简单的发射光谱仪，主要由四部分组成：1．光发射源是一个富氢火焰（H2 ：O2> 3 ：1），温度可达2000 ~ 3250 ℃ ；2．波长选择器，常用波长选择器有干涉式或介质型滤光片；3．接收装置包括光电倍增管（PMT）和放大器，作用是把光的信号转变成电的信号，并适当放大4．记录仪和其它的数据处理。
FPD简明工作原理为：当含磷、硫的化合物，在富氢火焰中燃烧时，在适当的条件下，将发射一系列的特征光谱。
其中，硫化物发射光谱波长范围约在 300 ~ 450nm之间，最大波长约在 39左右；磷化合物发射光谱波长范围约在 480 ~ 575nm之间，最大波长约在 526 nm左右。
含磷化合物，一般认为首先氧化燃烧生成磷的氧化物，然后被富氢焰中的氢还原成 HPO，这个被火焰高温激发的磷裂片将发射一定频率范围波长的光，其光强度正比于 HPO的浓度，所以 FP 测磷化合物响应为线性。
火焰光度检测器FPD
火焰光度检测器-FPD(SFPD 、DFPD 、PFPD)一．概述1．FPD是1966年问世的，它是一种高灵敏度、高选择性的检测器，对含磷、硫的有机化合物和体硫化物特别敏感。
2．主要用来检测⑴ 油精馏中硫醇、COS、H2S、CS2、SO2；0 水质污染中的硫醇；⑵ 空气中H2S、SO2、CS2；0 农药残毒；0 天然气中含硫化物气体。
3．FPD检测硫化物是目前最好的方法，为了提高FPD灵敏度和操作特性，在单火焰气体的流式上作了多种尝试，随后设计出了双火焰光度检测器（DFPD），但没有从根本上解决测硫灵敏和操作特性欠佳的缺点，最近几年在市场上又推出了脉冲火焰光度检测器（DFPD），无论在测测磷的灵敏度和选择性都有了成百倍的提高。
也可以说，在测磷方面已没有必要再推荐氮磷检测器了，测硫也基本上满足了当前各领域分析的要求。
二．FPD简明工作原理FPD实质上是一个简单的发射光谱仪，主要由四部分组成：1．光发射源是一个富氢火焰（H2 ：O2> 3 ：1），温度可达2000 ~ 3250 ℃ ；2．波长选择器，常用波长选择器有干涉式或介质型滤光片；3．接收装置包括光电倍增管（PMT）和放大器，作用是把光的信号转变成电的信号，并适当放4．记录仪和其它的数据处理。
FPD简明工作原理为：当含磷、硫的化合物，在富氢火焰中燃烧时，在适当的条件下，将发射一系列的特征光谱。
其中，硫化物发射光谱波长范围约在300 ~ 450nm之间，最大波长约在 39左右；磷化合物发射光谱波长范围约在480 ~ 575nm之间，最大波长约在526 nm左右。
含磷化合物，一般认为首先氧化燃烧生成磷的氧化物，然后被富氢焰中的氢还原成HPO，这被火焰高温激发的磷裂片将发射一定频率范围波长的光，其光强度正比于HPO的浓度，所以 F 测磷化合物响应为线性。
含硫的化合物在富氢火焰中燃烧，在适当温度下生成激发态的S2*分子，当回到基态时，也发某一波段的特征光。
fpd检测器
FPD检测器简介FPD（Flame Photometric Detector，火焰光度检测器）是一种常用于气相色谱（Gas Chromatography，GC）分析中的检测器。
它通过检测被分离出的化合物在火焰中产生的特定光信号来实现分析。
在气相色谱-火焰光度检测器（Gas Chromatography-Flame Photometric Detector，GC-FPD）系统中，样品被注入GC柱，通过柱子中的组分分离。
分离后的化合物进入FPD中，火焰中特定元素的化学反应产生的荧光光谱信号被检测器测量，从而得到样品中各组分的含量。
FPD工作原理FPD检测器的工作原理基于化合物在火焰中产生的特定光信号。
它主要包括火焰单元、光学系统和信号处理部分。
在火焰单元中，化合物在火焰中燃烧产生气态分子和原子。
其中特定元素如硫、磷、氮等会产生特定波长的荧光光谱。
光学系统用于收集火焰中的荧光信号，并将其聚焦到光电倍增管（Photomultiplier Tube，PMT）上。
光电倍增管能够将光信号转换为电信号，并放大。
这一过程产生的电信号被放大器放大并发送到后续的信号处理部分。
信号处理部分主要包括放大器、滤波器和数据采集系统等。
放大器用于进一步放大电信号，使其能够被准确测量。
滤波器用于去除杂散的光信号和电信号。
数据采集系统用于记录和分析经过处理的信号。
FPD的优点和应用FPD检测器具有以下优点和应用：1.高选择性：FPD检测器可以对特定元素的荧光光谱进行测量，所以具有较高的选择性。
它能够对含有硫、磷、氮等元素的化合物进行高效分析。
2.高灵敏度：由于火焰中的化学反应产生的荧光光谱是特定元素的特征波长信号，所以可以实现高灵敏度的检测。
这使得FPD检测器适用于低浓度化合物的分析。
3.广泛应用：FPD检测器广泛应用于环境监测、农药残留检测、食品和药物分析等领域。
例如，在环境监测中，FPD可以被用于分析有机磷类农药的残留。
4.可靠性：FPD检测器具有良好的重复性和稳定性，能够进行长时间稳定的分析工作。
NPD、PID、FPD及其注意事项
火焰光度检测器（FPD）是分析S、P 化合物的高活络度、高选择性的气相色谱检测器。
普遍用于食品中S、P 农药残留物的检测。
当含S、P 的化合物在富氢焰（H2 与O2 体积比）中燃烧时，伴有化学发光效应，别离发射出（350-480）nm 和(480-600)nm 的一系列特性波长光，此中394nm 和526nm 别离为含S 和含P化合物的特性波长。
光旌旗灯号经滤波、放大，便可得到相应的谱峰。
以前一向将FPD 作为S 和P 化合物的专用检测器，后因为氮磷检测对P 的活络度高于FPD，同时更靠得住，所以FPD 现今多只作为S 化合物的专用检测器。
光离子化检测器（Photoionization Detector，PID）是一种通用性兼选择性的检测器，对大多数有机物都有响应信号，美国EPA己将其用于水、废水和土壤中数十种有机污染物的检测。
光离子化检测器从结构上可分为光窗型和无光窗型两种。
(1) 无光窗离子化检测器这是一种利用微波能量激发常压惰性气体产生的等离子体，作为光源的光离子化检测器(Microwave Photo-ionization detector)，以石英或硬质玻璃管材料制作。
当样品的组分进入光离子化检测器离子化室后，分子组分被高能量的等离子体激发为正离子和自由电子，在强电场的作用下作定向运动形成离子流并输出信号;当分子的电离能高于光子能量时则不会发生离子化效应。
如选用氦气作为放电气体，在理论上可检测一切气化的物质。
(2)光窗式光离子化检测器它克服了无窗口式光离子化检测器的许多缺陷，主要由紫外光源和电离室组成，中间由可透紫外光的光窗相隔，窗材料采用碱金属或碱土金属的氟化物制成。
在电离室内待测组分的分子吸收紫外光能量发生电离，选用不同能量的灯和不同的晶体光窗，可选择性地测定各种类型的化合物。
光离子化检测器的特点1.光离子化检测器对大多数有机物可产生响应信号，如对芳烃和烯烃具有选择性，可降低混合碳氢化合物中烷烃基体的信号，以简化色谱图。
火焰光度检测器
火焰光度检测器节选自《气相色谱检测方法》(第二版)作者:吴烈钧第一节引言火焰光度检测器(flame photometric detector,FPD)是利用富氢火焰使含硫，磷杂原子的有机物分解，形成激发态分子，当它们回到基态时，发射出一定波长的光。
此光强度与被侧组分量成正比。
所以它是以物质与光的相互关系为机理的检侧方法，属光度法。
因它是分子激发后发射光，故它是光度法中的分子发射检测器。
1966年Brody和Chancy首次提出气相色谱FPD，称通用型FPD。
它有易灭火等缺点。
以后在气体的流路形式方面又作了改进。
这些均属单火焰FPD（single flame phot ometric detector,简称SFPD）。
为了克服SFPD的缺点，出现了双火焰光度检侧器（dual－flame photometric detector；简称DFPD）。
近年又出现了脉冲火焰光度检侧器（pulsed-flame photometric detector；PFPD），使灵敏度和选择性均较SFPD, DFPD有很大提高，还扩大了检侧元素的范圈。
FPD是一种高灵敏度和高选择性的检测器，其主要特征是对硫为非线性响应，它是六个最常用的气相色谱检测器之一、主要用于含硫、磷化合物，特别是硫化物的痕量检测。
近年也用于有机金属化合物或其他杂原子化合物的痕量检测。
仪器专场展示：气相色谱顶空进样器关键词：检测器FPD火焰光度收藏分享评分我在故我思•技术•财富•个人资料加为好友•给他留言帖子合集沙发只看作者回复于：2006-11-8 20:33:00回复本贴回复主题编辑举报管理第二节工作原理和响应机理一、工作原理图6-1为FPD系统示意图。
它主要由二部分组成：火焰发光和光、电信号系统。
火焰发光部分由燃烧器(4)和发光室(2)组成，各气体流路和喷嘴等构成燃烧器，又称燃烧头。
通用型喷嘴由内孔和环形的外孔组成。
气相色谱柱流出物和空气混合后进入中心孔，过量氢从四周环形孔流出。
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FPD的光、电转换系统近年变化不大。通常按光信号 通道的数量，FPD可分成三种：单通道、双通道和多通 道。即对FPD火焰中发出的光信号，可如通常FPD一样取
出一种波长的光；也可以用两个光电接收装置，放在火 焰的二个方向，同时取出两种（如S和P）信号；还可以 用多通道取出多个光信号以及FID的信号等等。采用双 通道或多通道，可以一次进样分析，得到多个信息。
（2）易猝灭被测组分单独流出时，能在火焰中正常响 应，但当有大量烃类与被测组分同时进入火焰时，被测 组分的响应值严重下降，甚至无响应。
（3）硫的响应值与进入火焰的硫原子流速经常偏离平 方关系。
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（4）响应值与分子结构有关硫、磷化合物的分子结构 不同，在FPD上的响应值有很大差别。
（2）调节：PMT信噪比和工作电压间的关系是；加至PMT上电压太 低，信噪比小；随着电压的升高，信噪比增大；当电压升至一定值 后，信噪比最大。通常PMT的最佳工作电压在-700V~ -800V，因PMT 的型号而异。两只相同型号的管子，在相同的电压下，其暗电流和
电流放大倍数未必相等。同样，一只管子随使用时间的增加，电流 放大倍数也逐渐下降。因此，为了保持FPD灵敏度不变，应定期调 整PMT的工作电压。换新PMT后，应先稳定数小时，然后重调最佳 电压值。
大，而上火焰的发光条件较稳定，其光通过石英窗送至光 电倍增管接收，即为信号。
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当出溶剂峰时，下火焰可能瞬间熄灭，但上火焰因
内有燃料，外有空气，仍是燃烧状态。溶剂过后，下火焰 会自动点燃。DFPD进样可大至60μL而不灭火。另外，因为 上火焰的发光条件较稳定，故它不仅避免了猝灭作用，还 使磷的响应值仅与磷原子流速成正比，硫的响应值仅与硫 原子流速平方成正比，而与化合物的分子结构无关。缺点 是灵敏度稍低于SFPD。这些将在下节详细讨论。
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脉冲火焰型
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为了进一步提高FPD的
灵敏度和选择性，近年 Amirov发明了PFPD， 见图3-5-5。。
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它的特点是用了脉冲火焰，即火焰断续燃烧。
上部为点火室，下部燃烧室内有2-3mm内径的普通 石英管（1）作燃烧管，它耐高温且透光性好。热 丝点火器通直流电，使一直处于灼热状态，但无火 焰。当载气在中心管与富氢/空气混合气（2）预混 后，进入石英燃烧管内，与从外层旁路通入的富空 气/氢混合气（3）一起进入点火室，即被点燃，接 着自动引燃燃烧管中之混合气，使被测组分在富氢 /空气焰中燃烧、发光。燃烧后由于瞬间缺氧，火 焰即熄灭。连续的气流继续进入燃烧室，排掉燃烧
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火焰光度检测器 FPD
Flame Photometric Detector
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火焰光度检测器
概述：
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FPD是1966年问世的，它是一种高灵敏度、 高选择性的检测器，对含磷、硫的有机化合 物和气体硫化物特别敏感。
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试样在富氢火焰燃烧时，含磷有机化合物主要 是以HPO碎片的形式发射出波长为526nm的光，含 硫化合物则以S2分子的形式发射出波长为394nm的 特征光。光电倍增管将光信号转换成电信号，经微 电流放大纪录下来。此类检测器的灵敏度可达几十 到几百库仑/克，最小检测量可达10-11克。同时,这 种检测器对有机磷、有机硫的响应值与碳氢化合物 的响应值之比可达104，因此可排除大量溶剂峰及 烃类类的干扰，非常有利于痕量磷、硫的分析，是 检测有机磷农药和含硫污染物的主要工具。
产物，重复上过程进行第二次点火。如此反复进行，
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PFPD的灵敏度比通常FPD高100倍。它可 用时域将杂原子与烃类的发光分开，或是将 杂原子之间的发光分开，从而进一步提高选 择性。它不会灭火，避免了猝灭作用。这些 也将在下节详细讨论。
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FPD的响应机理
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主要用来检测：
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① 精油中硫醇、COS、H2S、CS2、SO2； ②水质污染中的硫醇；
③空气中H2S、SO2、CS2； ④农药残毒；
⑤天然气中含硫化物的气体。
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FPD的结构
S filter 394nm P filter 526nm
• FPD由火焰发光系统和光、电系统构成。 • 火焰发光系统：包括火焰喷嘴、遮光槽、点火器等。
H+H+S2→S2*+H2
（12）
另一观点认为此过程是两或三原不复合的结果：
S(3P)+S(3P)→ S2*
（13）
S(3P)+S(3P)+Y→ S2* +Y （14）
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FPD的响应机理
④回到基态
S2*的寿命为 10-7S，它回到基态发出蓝到紫 外区质量部
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日本导津GC-17A的FPD是将空气直接引入
火焰中心孔，载气和氢气混合后在外层燃烧， 称改进型，见图3-5-4（c）。此结构进样量大
也不会引起因瞬间缺氧而火焰熄灭。另外，它 还保持了Brody燃烧器富氢扩散火焰的特色， 使烃类在火焰下部，而P、S在上部发光，灵敏 度高。但通用型FPD的后三缺点依然存在。
FPD的噪声主要来自两方面：一是PMT；二是火焰。灭掉火焰 若噪声仍较大，示为前者；反之为后者。
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PMT
PMT：它的噪声又有两个来源：管本身和漏光。 a.暗电流：不点火时，PMT在使用电压下所测得的电流称暗电流。 正常为5×10-12~5×10-10A 。PMT的暗电流和随之产生的噪声除与管 子本身（结构、材料和工艺）有关外，还与工作电压和温度密切相
2、检查气体流量设置，FID一般H2流量35-40ml/min,空气为350-400ml/min,FPD H2流量75ml/min,空气为100ml/min。 3、检查柱子流量是否过大，工作站上载气类型、柱子配置是否正确，柱子流速 过大会吹 灭火焰。
4、观察尾吹气流量（Makeup Flow）设置，FID一般尾吹气流量和注流量之和大 致等于30- 35ml/min,FPD尾吹气流量为60ml/min.尾吹气流量过大会吹灭火焰。 5、等待检测器温度达到设定值并且稳定一段时间后再点火。必要时去掉FPD的 塑料废气管。
火焰
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火焰噪声主要有二个来源：各气体比例变化和某气流中带入杂 质。
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检测条件的选择?
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FID/FPD点火问题
FID/FPD点火问题（点火困难或点不着火）大体有以下几种原因: 1、检查氢气、空气类型对不对，有时候供气商把气体搞混了，点不着火，如果 刚换了空气或者氢气就出现点火问题，可以怀疑是搞混了。如果使用氢气发生器， 最 好把氢气放空一段时间再点火。
FPD的火焰发光是该检测器的核心，它与检测器的 性能密切相关。按火焰发光部分的结构FPD又可分成三 种：单火焰型（SFPD）、双火焰型（DFPD）和脉冲火 焰型（PFPD）.
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单火焰型
通用型FPD的结构和响应特征如前所述。但它有四个缺 点：
（1）易灭火进样体积要小于几微升。若进样量稍大， 则因瞬间缺氧而使火焰熄灭。
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•
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3.保持FPD的正常性能 FPD点火较FID困难些；如何保持FPD噪声不变大，灵敏度不下降， 是使用中常遇到的问题。
（1）点火通常富氢焰比富氧难点燃。如注意如下事项，并不难。 ①温度必须加热到120℃以上。 ②在原富氢焰流速时点火困难，可适当增大空气流速或降低氢流速， 至接近FID富氧焰的O2/H2比，即可点燃。点燃后稍稳定几分钟，再 将其变至富氢焰的O2/H2比即可。 （2）噪声通常FPD的噪声在5×10-12~5×10-10A，如果过大应寻找原 因排除之。
时，先点着上火焰，然后温和地自动点燃下火焰。下火焰
的目的是将柱流出的各组分，分解成比较简单的燃烧产物。 实验表明：测S，P化合物时，在上、下火焰之间已有S2和 HPO发光，这表明组分在下火焰中已基本完全分解。上火 焰的目的是再次燃烧由下火焰来的燃烧产物，使S2和HPO 再发光。下火焰与SFPD一样，其发光条件受溶剂等干扰较
S2* → S2 +hr
（15）
其它激发态的硫基团，如SO*、SH*和SO2*也发 出波长的光。
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FPD的响应机理
磷化物的响应机理：
磷的响应机理比较简单，也是富氢焰中首 先分解，然后通过以下反应形成激发态HPO* 基团：
P2+O====P+PO P+OH====PO+H
（16） （17）
H+PO+Y====HPO*+Y (18)
H+PO====HPO*
(19)
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机理小结：
含磷或硫的有机化合物在富氢火焰中燃烧时， 硫、磷被激发而发射出特征波长的光谱。当硫化物 进入火焰，形成激发态的S2*分子，此分子回到基态 时发射出特征的蓝紫色光（最大强度对应的波长为 394nm）；当磷化物进入火焰，形成激发态的HPO* 分子，它回到基态时发射出特征的绿色光（波长为 480-560nm，最大强度对应的波长为526nm）。这 两种特征光的光强度与被测组份的含量均成正比， 这正是FPD的定量基础。特征光经滤光片滤光，再
密，仍然没有信号，则可能是FID/FPD硬件故障。