HFID加热式火焰离子化检测器

- 1 - 加热型氢火焰离子化探测器(HFID)用来检测分析碳氢化合物。

加热型氢火焰离子化分析仪(HFID, Heated Flame Ionization Detector)是测定内燃机排气中未燃碳氢化合物浓度的最有效的方法。其检测极限的数量级最小可达10-9，有很高的灵敏度，对环境温度及大气压力不敏感。

HFID 的工作原理是根据下述现象，即纯氢气与空气燃烧离子化作用非常小，但如果将有机碳氢化合物(如烃类燃料)导入氢火焰时，在氢火焰高温(2000o C)的作用下，部分分子和原子就会离子化生成大量的自由离子，离子化的程度与烃分子中碳原子数成正比关系。如果外加适当的电场，使自由离子形成离子电流并产生微电流信号，则通过测量离子电流的大小即可确定试样气中碳氢化合物以及碳原子计量的浓度，如下图所示。

HFID 是由燃烧器，离子收集器和电路等部分组成的。离子收集器和毛细管的燃烧器喷嘴构成了电路的一部分，气体试样和氢气在毛细管中混合后从喷管喷入。燃烧器上部形成火焰。电极化电池在火焰附近形成一个静电场，于是正离子射向离子收集器，电子则射向喷嘴处，由此所形成直流电信号经过调幅器减幅，然后输入交流放大器后送入示波器和记录仪进行测量。

虽然HFID 对水蒸气的灵敏度很低，预防试样系统中水凝聚以避免毛细管堵塞仍然是很重要的。由于碳氢化合物中各组分的沸点不同，高沸点的碳氢化合物在直接采用过程中会产生吸附和凝缩，为防止HC 的凝缩损失及水蒸气凝结堵塞毛细管(这种堵塞往往造成仪器的不稳定响应)，因此在HFID 中，燃烧装置和采样管加热到190o C 以上。在此条件下，试样气体中的水将成蒸汽状态通过测试系统。