[發明專利]一種高溫離子檢測裝置及組成的檢測系統和使用方法

在審

• 申請號: 202010463243.4
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111624286A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 姚水良;朱丹丹;吳祖良;李晶;孔程榮;孟瑞云;夏彤彤
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: G01N30/68
• 分類號: G01N30/68;G01N30/86
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

本發明提供一種高溫離子檢測裝置及組成的檢測系統和使用方法，具體涉及氣體檢測儀器技術領域，高溫離子檢測裝置包括殼體和離子型檢測器，殼體的一端設有出口，離子型檢測器包括離子檢測器電極對，殼體內貫穿設有氣體導入管，氣體導入管靠近出口的一端設有氣體出口，另一端設有氣體進口，氣體導入管設有加熱器，氣體導入管內部設有離子檢測器電極對，按照氣體流動方向，離子檢測器電極對位于加熱器的下游。兩個高溫離子檢測裝置組成高溫離子檢測系統。本發明使用加熱器加熱氣體導入管內部的氣體使含碳有機物產生化學電離，解決了使用氫氣存在的問題。通過2個檢測結果進行對比，使得檢測方法的可靠性、靈敏度、穩定性的增加。

技術領域

本發明屬于氣體檢測儀器技術領域，尤其涉及一種高溫離子檢測裝置及組成的檢測系統和使用方法。

背景技術

FID(flame ionization detector，火焰離子檢測儀)利用氫氣燃燒火焰來檢測有機物高溫燃燒過程中產生的離子，從而實現有機物檢測的檢測器。氫火焰離子化檢測器是由噴嘴、點火線圈、極化極、收集極等構成。它的工作原理是含碳有機物在氫火焰中燃燒時，產生化學電離，發生下列反應：

當含有機物C_nH_m的載氣由噴嘴噴出進入火焰時發生裂解反應產生自由基：

C_nH_m→·CH (1)

產生的自由基在火焰中與外面擴散進來的激發態原子氧或分子氧發生如下反應：

·CH+O→CHO⁺+e (2)

生成的正離子CHO⁺與火焰中大量水分子碰撞而發生分子離子反應：

CHO⁺+H₂O→H₃O⁺+CO (3)

反應產生的正離子在一個電場作用下被收集到負電極上，產生微弱電流，經放大后得到色譜信號。FID是用于有機物分析的質量型檢測器，它的靈敏度高、線性范圍寬，易掌握，應用范圍廣，特別適用于氣相色譜檢測器。

但是現有FID檢測器需要以氫氣為熱源，氫氣攜帶不方便，而且有安全隱患。

發明內容

針對現有FID技術存在的安全隱患等不足，本發明提供一種高溫離子檢測裝置，設置加熱器，不需要氫氣燃燒火焰，直接使用加熱器加熱所述氣體導入管內部的氣體使含碳有機物產生化學電離，解決了現有的氫氣攜帶不方便，而且有安全隱患的問題。

本發明提供了如下的技術方案：

一種高溫離子檢測裝置，包括殼體和離子型檢測器，所述殼體的一端設有出口，所述離子型檢測器包括離子檢測器電極對，所述殼體內貫穿設有氣體導入管，所述氣體導入管的靠近所述出口的一端設有氣體出口，另一端設有氣體進口，所述氣體導入管設有加熱器，所述加熱器用于為所述氣體導入管內部的氣體加熱使含碳有機物產生化學電離，所述氣體導入管內部設有所述離子檢測器電極對，按照氣體流動方向，所述離子檢測器電極對位于所述加熱器的下游。本發明不需要氫氣燃燒火焰，直接使用加熱器加熱所述氣體導入管內部的氣體使含碳有機物產生化學電離，解決了現有的氫氣攜帶不方便，而且有安全隱患的問題。

優選的，所述離子檢測器電極對包括兩個板狀的第一金屬電極。

優選的，所述離子檢測器電極對包括兩個第二金屬電極，一個所述第二金屬電極為金屬圓形管，另一個所述第二金屬電極為金屬棒，所述金屬棒位于所述金屬圓形管內部且二者同軸；所述金屬圓形管的內徑為1mm到20mm，長度為1mm到50mm，所述金屬棒的外徑為0.1mm到5mm，所述金屬圓形管和所述金屬棒為耐1000℃高溫的導電體。