[發明專利]一種低壓氫火焰離子化檢測器

有效

• 申請號: 201410409385.7
• 申請日: 2014-08-19
• 公開（公告）號: CN104181264A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 曾立民;陳仕意
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G01N30/68
• 分類號: G01N30/68
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關暢

技術領域

本發明涉及一種氫火焰離子化檢測器，特別是關于一種低壓氫火焰離子化檢測器。

背景技術

氫火焰離子化檢測器(flame?ionization?detector,FID)是在1958年分別由澳大利亞和南非的學者提出的，其工作原理是以氫氣與空氣燃燒生成的火焰為能源，氫氣和被載氣攜帶的待測氣體從噴嘴進入檢測器，助燃氣(空氣)從四周導入，待測氣體在火焰中發生化學電離，電離產生比基流高幾個數量級的離子，在高壓電場的定向作用下，形成離子流，微弱的離子流(10^-12～10^-8A)經過高阻(10⁶～10¹¹Ω)放大便獲得可測量的電信號。得到的電信號可以反映出待測氣體組分質量的相應信息。氫火焰離子化檢測器對絕大多有機物都有響應，且靈敏度高，是目前氣相色譜中最常用的通用型檢測器之一。

目前，氫火焰離子化檢測器裝置仍然存在一定的局限性。對于敞開的系統，當大氣壓力變化時，有機物在擴散氫火焰中的離子化過程會受到一定的影響且火焰可能會發生猝滅，FID的靈敏度也因此而受到很大的影響，即使當大氣壓力在760mm汞柱附近波動時，這種影響也是較大的。目前市場上流行的氫火焰離子化檢測器也存在一定的缺點，當通入空氣助燃時，由于孔的直徑過大，瞬間空氣進入造成的火焰不穩定，同時會產生很大的信號閃爍噪音，嚴重影響檢測的效果和穩定性；往往火焰的溫度和收集極與噴嘴的相對位置也會影響檢測器的靈敏度。一般設計人并沒有解決這些問題，導致收集效率降低、重現性不好、檢測準確性不夠，因此，如何解決上述問題，成為亟待解決的問題。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種不易受到試驗環境影響且離子化效率高、運行狀態穩定的低壓氫火焰離子化檢測器。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種低壓氫火焰離子化檢測器，其特征在于，它包括：一下殼體，所述下殼體包括一體設置的一大直徑的圓盤底座和一小直徑的圓柱底座，所述圓柱底座同軸設置在所述圓盤底座的頂部；在所述圓柱底座的頂部和所述圓盤底座的底部分別開設有一圓柱狀的槽體，在兩所述槽體之間開設有一貫穿所述下殼體中心的通孔，在所述圓盤底座的底面開設有一與所述通孔相通的空氣通道；一進氣管，所述進氣管的上端通過一卡套同軸連接一呈管狀的噴嘴，在所述卡套與所述噴嘴之間設置有一絕緣襯里，所述進氣管上端插入位于所述圓盤底座底部的所述槽體內并與所述圓盤底座緊固連接，所述卡套抵住位于所述圓盤底座底部的所述槽體的底部，所述噴嘴貫穿所述通孔以及位于所述圓柱底座頂部的槽體，所述噴嘴的外壁與所述通孔的內壁之間留有環狀的縫隙，所述縫隙與所述空氣通道相通；所述進氣管的下端的一側設置有一用于通入氫氣的開口；一上殼體，所述上殼體為一筒狀結構，其下端同軸緊固連接在所述圓柱底座的頂部，在所述上殼體內裝有一絕緣套筒，所述絕緣套筒內緊密配合有一呈上下開口的筒狀結構的收集極，所述噴嘴上端的噴口正對所述收集極的下端開口，所述上殼體的頂部同軸緊固連接有一出氣管；以及一密封筒，所述密封筒為一一端密封、一端開口的筒狀結構，所述密封筒的開口端與所述圓盤底座緊固密封連接，所述密封筒將所述圓柱底座和上殼體包圍在其內部。

在靠近上端的所述收集極的外壁上設置有一環形擋板，所述環形擋板位于所述絕緣套筒的外部且其上、下各有一絕緣墊片；所述出氣管為下端帶有一環形擋板的管狀結構，所述出氣管通過一上端帶有一環形擋板的螺母壓緊在所述上殼體及所述絕緣墊片的頂部。

在所述圓柱底座的一側開設有一與所述通孔垂直相交的極化電極信號通道，所述噴嘴通過一探針連接一極化極信號線，所述極化極信號線從所述極化電極信號通道引出；在所述上殼體的一側及所述絕緣套筒側壁的對應位置開設有一收集極信號通道，所述收集極連接一收集極信號線后從所述收集極信號通道引出；在所述出氣管的一側開設有一用于安裝點火極的安裝孔；在所述圓盤底座上開有三個分別用于引出所述極化極信號線、收集極信號線和點火極信號線的信號線通道。

在位于所述圓柱底座頂部的所述槽體內設置有一由絕緣材料制成的氣流分布墊，所述氣流分布墊上設置有一中心孔和多個均勻分布在所述中心孔周邊的小孔，所述氣流分布墊通過所述中心孔緊密套置在所述噴嘴上，所述氣流分布墊的外壁與位于所述圓柱底座頂部的所述槽體的內壁緊固連接。

在所述密封筒的外側壁上包覆一層電加熱帶，所述電加熱帶電連接一溫控儀；在所述密封筒的側壁安裝一比例閥和一壓力傳感器，所述比例閥連接一抽氣泵。