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。

由四个热敏元件组成的惠斯 通电桥其测量线路（如图所示）。 其中为试样测量臂(R2,S1),另两臂 为参考(R1,R3)。其工作原理为:在 没有试样的下只有载气通过,池内 产生的热量与气带走的热量之间 建立起热动态平衡测盘臂和参比 臂热丝温度相同,电阻值相同。 根据电桥原理:R1×R3 =R2×S1,电 桥处于平衡状态无信号输出记录 仪显示的是一条平滑的直线。进 样后载气和试样组分混合气体进 入测量臂,参比臂(池)仍通入载气。 由于试样和载气想成的二元混合 气体的热导系数与载气的热导系 数不同测量臂的温度发生变北热 丝的电阻值也随之变化此时参比 臂和测量臂的电阻值不再相等,