一種氫火焰離子化檢測器及其工作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氫火焰離子化檢測器及其工作方法，屬于檢測設備的技術領域。
【背景技術】
[0002]氫火焰離子化檢測器(FID)，是典型的破壞性、質量型檢測器；以氫氣和空氣燃燒生成的火焰為激發(fā)源，當有機化合物進入以氫氣和氧氣燃燒的火焰，在高溫下產生化學電離，電離產生比基流高幾個數量級的離子，在高壓電場定向作用下，形成離子流，微弱的離子流(10—12?10—8A)經過高阻抗(106?10ηΩ )放大器放大，成為與進入火焰的有機化合物量成正比的電信號，因此可根據信號大小對有機物進行定量分析。其主要特點是幾乎對所有的有機化合物均有響應，對所有烴類化合物(碳數2 3)的相對響應值幾乎相等，對含雜原子的烴類有機同系物(碳數2 3)的相對響應值也幾乎相等。
[0003]現(xiàn)有技術中的FID電離室設置有金屬圓筒作外罩，底座中心有噴嘴;噴嘴上有環(huán)狀金屬圈(極化極，又稱發(fā)射極)，上端有一金屬圓筒(收集極)。兩者間加90?300V的直流電壓，形成電離電場，從而加速電離的離子。收集極捕集的離子流經高阻抗放大器后產生信號，并送至數據采集系統(tǒng);燃氣、助燃氣和色譜柱由底座引入。
[0004]火焰離子化檢測器(FID)主要由電離室和檢測電路組成。FID性能主要由被分析物質的電離和收集效率決定，前者主要與氫氣/空氣比有關，后者與FID結構，如噴嘴內徑、收集極、極化極的形狀和位置、極化電壓等有關。傳統(tǒng)FID結構方案中存在如下問題:1.為加極化電壓，極化極須與地電氣絕緣，即極化極采用金屬導電材質，噴嘴采用絕緣材質，然后將極化極與噴嘴結合。目前噴嘴多采用陶瓷或石英，極化極和噴嘴多采用釬焊結合，因零件小工藝多導致加工難度較高。2.極化極采用金屬材質，多為圓形，要求和噴嘴在同一平面(極化極低于噴嘴靈敏度下降，反之噪聲增大)，批量一致性較差。3.FID有兩條引出線，增加了結構復雜度和維護成本。

【發(fā)明內容】

[0005]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種氫火焰離子化檢測器。
[0006]本發(fā)明還提供一種上述氫火焰離子化檢測器的工作方法。
[0007]本發(fā)明的技術方案如下:
[0008]—種氫火焰離子化檢測器，包括外罩、色譜柱、收集極、極化極、導電噴嘴和檢測電路;收集極串聯(lián)極化電源后與檢測電路連接，收集極與極化電源的負極連接;所述導電噴嘴為地電位。本發(fā)明所述氫火焰離子化檢測器將極化電壓串聯(lián)到收集極信號引出線中，同時將傳統(tǒng)的極化極和噴嘴合二為一，并保持在地電位，保證檢測器正常功能的同時，簡化了設備復雜度和生產工藝。
[0009]優(yōu)選的，所述導電噴嘴為導電金屬材質。導電噴嘴采用金屬材質制作，方便采用精密加工，解決了噴嘴與極化極加工工藝要求高的問題，便于批量生產，提高了生產效率和降低了生產成本。
[0010]進一步優(yōu)選的，所述導電噴嘴為不銹鋼材質或者鎳合金材質。
[0011]—種上述氫火焰離子化檢測器的工作方法，包括步驟如下，色譜柱流出的氣體先與尾吹氣(通常為氮氣)和氫氣混合，再與助燃氣(空氣)混合后，在導電噴嘴出口處被點火絲點燃，形成氫火焰;利用火焰熱能和化學能將有機物電離成帶正負電荷的粒子;導電噴嘴保持地電位，收集極為低電位，極化極和收集極之間加極化電壓后形成靜電場E(電場方向如圖3所示)，帶電粒子在電場E作用下定向移動形成微電流，檢測電路將微電流轉換成電壓信號并放大后輸出。
[0012]該發(fā)明的有益之處是:
[0013]1、本發(fā)明所述氫火焰離子化檢測器，將傳統(tǒng)的噴嘴與極化極合二為一，噴嘴對地無絕緣要求，避免了絕緣材料隨溫度升高性能下降的風險，噴嘴孔徑可直接加工，也可采用商品化的不銹鋼管代替，加工工藝簡單成熟，提高批量一致性，靈活方便，同時簡化了生產工藝，簡化設計；
[0014]2、本發(fā)明所述氫火焰離子化檢測器，只有一根信號引出線，減少FID外部接口，體積減小，結構簡單，生產工藝要求低，節(jié)約生產成本。
【附圖說明】
[0015]圖1為現(xiàn)有技術中的氫火焰離子化檢測器的結構示意圖；
[0016]圖2為現(xiàn)有技術中的氫火焰離子化檢測器中噴嘴的結構示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明所述氫火焰離子化檢測器的結構示意圖；
[0018]其中，1、收集極;2、極化極;3、導電噴嘴;4、色譜柱;5、尾吹氣管;6、氫氣管;7、空氣管;8、極化電源;9、點火絲;10、熱電偶；11、檢測電路;12、外罩;13、絕緣噴嘴。
【具體實施方式】
[0019]下面結合實施例和說明書附圖對本發(fā)明做詳細的說明，但不限于此。
[0020]實施例1
[0021]如圖1和3所示。
[0022]—種氫火焰離子化檢測器，包括外罩12、色譜柱4、收集極1、極化極2、導電噴嘴3和檢測電路11;收集極1串聯(lián)極化電源8后與檢測電路11連接，收集極1與極化電源8的負極連接;所述導電噴嘴為3地電位。本發(fā)明所述氫火焰離子化檢測器將極化電壓串聯(lián)到收集極1信號引出線中，同時將傳統(tǒng)的極化極2和絕緣噴嘴13合二為一，并保持在地電位，保證檢測器正常功能的同時，簡化了設備復雜度和生產工藝。
[0023]實施例2
[0024]如實施例1所示的氫火焰離子化檢測器，其區(qū)別在于，所述導電噴嘴3為不銹鋼材質。導電噴嘴3采用不銹鋼材質制作，方便采用精密加工，解決了絕緣噴嘴13與極化極2加工工藝要求高的問題，便于批量生產，提高了生產效率和生產成本。
[0025]實施例3
[0026]—種如實施例1-2所述氫火焰離子化檢測器的工作方法，包括步驟如下，色譜柱4流出的氣體先與尾吹氣(氮氣)和氫氣混合，再與助燃氣(空氣)混合后，在導電噴嘴3的出口處被點火絲9點燃，形成氫火焰;利用火焰的熱能和化學能將有機物電離成帶正負電荷的粒子;導電噴嘴3保持地電位，收集極1為低電位，極化極2和收集極1之間加極化電壓后形成靜電場E(方向如圖3所示)，帶電粒子在電場E的作用下定向移動形成微電流，檢測電路11將微電流放大并轉換成電壓信號輸出。
【主權項】
1.一種氫火焰離子化檢測器，其特征在于，包括外罩、色譜柱、收集極、極化極、導電噴嘴和檢測電路;收集極串聯(lián)極化電源后與檢測電路連接，收集極與極化電源的負極連接;所述導電噴嘴為地電位。2.根據權利要求1所述的氫火焰離子化檢測器，其特征在于，所述導電噴嘴為導電金屬材質。3.根據權利要求2所述的氫火焰離子化檢測器，其特征在于，所述導電噴嘴為不銹鋼材質或者鎳合金材質。4.根據權利要求1-3任意一項所述氫火焰離子化檢測器的工作方法，其特征在于，包括步驟如下，色譜柱流出的氣體先與尾吹氣和氫氣混合，再與助燃氣混合后，在導電噴嘴的出口處被點火絲點燃，形成氫火焰;利用火焰的熱能和化學能將有機物電離成帶正負電荷的粒子;導電噴嘴保持地電位，收集極為低電位，極化極和收集極之間加極化電壓后形成靜電場E，帶電粒子在電場E的作用下定向移動形成微電流，檢測電路將微電流放大并轉換成電壓信號輸出。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種氫火焰離子化檢測器及其工作方法。所述氫火焰離子化檢測器，包括外罩、色譜柱、收集極、極化極、導電噴嘴和檢測電路；收集極串聯(lián)極化電源后與檢測電路連接，收集極與極化電源的負極連接；所述導電噴嘴為地電位。本發(fā)明所述氫火焰離子化檢測器將極化電壓串聯(lián)到收集極信號引出線中，同時將傳統(tǒng)的極化極和噴嘴合二為一，并保持在地電位，保證檢測器正常功能的同時，簡化了設備復雜度和生產工藝。
【IPC分類】G01N30/68
【公開號】CN105486784
【申請?zhí)枴緾N201610049742
【發(fā)明人】馬海斌, 王林同, 張運臣, 張彭
【申請人】濰坊學院
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2016年1月25日