[發(fā)明專利]一種氫火焰離子化檢測器及其工作方法

在審

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• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105486784A
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發(fā)明（設計）人: 馬海斌;王林同;張運臣;張彭
• 申請（專利權）人: 濰坊學院
• 主分類號: G01N30/68
• 分類號: G01N30/68
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權代理有限公司 37219
• 代理人: 張宏松

技術領域

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

氫火焰離子化檢測器(FID)，是典型的破壞性、質(zhì)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(chǎn)生化學電離，電 離產(chǎn)生比基流高幾個數(shù)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(jīng)過高阻抗(10⁶～10¹¹Ω)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(jù)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(shù)≥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(shù)≥3)的相對響應值也幾乎相等。

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(jīng)高阻抗放大器后產(chǎn)生信號，并送 至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；燃氣、助燃氣和色譜柱由底座引入。

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(zhì)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(nèi)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(zhì)，噴嘴采用絕緣材質(zhì)，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(zhì)，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(nèi)容

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。

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。

本發(fā)明的技術方案如下：

一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(chǎn)工藝。

優(yōu)選的，所述導電噴嘴為導電金屬材質(zhì)。導電噴嘴采用金屬材質(zhì)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(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率和降低了 生產(chǎn)成本。

進一步優(yōu)選的，所述導電噴嘴為不銹鋼材質(zhì)或者鎳合金材質(zhì)。

一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。

該發(fā)明的有益之處是：

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(chǎn)工藝， 簡化設計；

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(chǎn)工藝要求低，節(jié)約生產(chǎn)成本。

附圖說明

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；

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；

圖3為本發(fā)明所述氫火焰離子化檢測器的結構示意圖；