[發(fā)明專利]放電離子化電流檢測器及氣相色譜儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310110175.3
• 申請日: 2013-03-29
• 公開（公告）號: CN103675171A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 內(nèi)山新士;寺井靖典
• 申請（專利權）人: 株式會社島津制作所
• 主分類號: G01N30/64
• 分類號: G01N30/64;G01N30/02
• 代理公司: 北京林達劉知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術領域

本發(fā)明涉及一種利用低頻阻擋放電的放電離子化電流檢測器和采用該檢測器的氣相色譜儀。

背景技術

作為氣相色譜儀用的檢測器，實際采用熱導檢測器（TCD：Thermal?Conductivity?Detector）、電子捕獲檢測器（ECD：Electron?Capture?Detector）、氫火焰電離檢測器（FID：Flame?Ionization?Detector）、火焰光度檢測器（FPD：Flame?Photometric?Detector）等各種方式的檢測器。在這些檢測器中，特別是大多使用FID作為用于檢測有機物的檢測器。該FID是利用氫火焰使試樣氣體中的試樣分子離子化來測量該離子電流的方式的檢測器，具有較廣的動態(tài)范圍（例如參照專利文獻1）。但是，由于FID的離子化效率較低，因此，無法得到足夠低的檢測下限，特別是對于乙醇類、芳香族、氯系物質(zhì)的離子化效率較低，而且還需要氫，因此，存在需要設置防爆設備等特別的設備、處理也較為麻煩這樣的缺點。

另外，以往，作為從無機物到低沸點有機化合物均能夠以較高的靈敏度檢測的檢測器，公知有一種脈沖放電離子化電流檢測器（PDD：Pulsed?Discharge?Detector）。PDD是利用高壓的脈沖放電來激發(fā)氦分子，利用在該激發(fā)狀態(tài)的氦分子返回到基態(tài)時產(chǎn)生的光能使測量對象的分子離子化來測量該離子電流的方式的檢測器。因而，該PPD在不采用氫這一點上比FID更容易處理。另外，該PPD的離子化效率高于FID的離子化效率。但是，在該PDD中，存在因離子化用的等離子體的不穩(wěn)定性等引起離子化的偏差、動態(tài)范圍較窄這樣的問題，并且也存在因高溫等離子體導致電極等損傷這樣的問題。

為了解決該以往的各檢測器所具有的各問題，提出了利用采用低頻的電介質(zhì)阻擋放電的檢測器、即放電離子化電流檢測器或者被稱作BID（BID：Barrier?discharge?Ionization?Detector）的檢測器（例如參照專利文獻2）。

在圖4中用縱剖視圖表示以往的放電離子化電流檢測器的結(jié)構例。形成檢測器主體的管狀體41的一端側(cè)由石英管42形成，在該石英管42的外周設有放電用電極43～45。在石英管42的頂端部形成有用于導入氦等等離子體生成用氣體的等離子體生成用氣體導入口46。在管狀體41的內(nèi)表面上，在比石英管42靠近另一端側(cè)的位置形成有偏置電極47和集電極48。另外，在管狀體41的比集電極48更靠近另一端側(cè)的側(cè)壁上形成有氣體導出口49。而且，在管狀體41的另一端插入有用于導入作為測量對象的試樣氣體的細管50。在用作氣相色譜儀的檢測器的情況下，該細管50作為色譜柱的試樣氣體流出端。而且，該細管（色譜柱端）50利用能夠裝卸自由地密封、連接的管接頭、具體地講是管嘴接頭51連接于管狀體41。

在以上結(jié)構中，通過在從等離子體生成用氣體導入口46向管狀體41內(nèi)導入等離子體生成用氣體的同時，對放電用電極44施加高壓的低頻電壓，并且將放電用電極43、45接地，由此產(chǎn)生低頻交流激發(fā)電介質(zhì)阻擋放電，等離子體生成用氣體的一部分等離子化。在該狀態(tài)下，若通過細管50向管狀體41內(nèi)導入試樣氣體，則試樣氣體的成分分子利用從等離子體放出的光、氦的激發(fā)態(tài)物質(zhì)的作用而離子化。該離子靠近被施加直流的偏執(zhí)電壓的偏置電極47側(cè)，進而被集電極48收集，利用包含連接于該集電極48在內(nèi)的電流放大器的檢測電路檢測離子電流。

由于該利用低頻交流激發(fā)電介質(zhì)阻擋放電生成的大氣壓下的等離子體是中性氣體溫度非常低的非平衡等離子體，因此，不會產(chǎn)生上述的因溫度導致電極等損傷、因等離子體的不穩(wěn)定性導致離子化的偏差這樣的問題。

專利文獻1：日本特開2010－002420號公報

專利文獻2：日本特開2010－060354號公報

在以往的放電離子化電流檢測器中，在管狀體41使用相對較容易對用于導入試樣氣體的細管（色譜柱端）進行裝卸操作的管接頭、即管嘴接頭51的原因根據(jù)氣相色譜儀的構造或者情況而不同。即，氣相色譜儀大致區(qū)分的話由試樣氣化室、色譜柱、檢測器構成，但色譜柱和檢測器、色譜柱和試樣氣化室需要互相連接，而且，色譜柱需要適當?shù)馗鼡Q。因而，在這些連接部位必須使用相對較容易裝卸的接頭。

在此，由于利用低頻交流激發(fā)電介質(zhì)阻擋放電的放電離子化電流檢測器的靈敏度極高，因此，微量的外部空氣漏入到管狀體41內(nèi)的集電極48附近會引起噪聲。