氫火焰離子化檢測(cè)器(FID)是如何工作的？

更新時(shí)間：2024-08-21

點(diǎn)擊次數(shù)：505

　　氫火焰離子化檢測(cè)器(FID)作為一種高效且廣泛應(yīng)用的有機(jī)物質(zhì)檢測(cè)工具，其工作原理可以詳細(xì)闡述如下：

　　FID的核心在于利用氫氣與空氣中的氧氣燃燒產(chǎn)生的火焰作為能量源。這種火焰不僅提供了高溫環(huán)境，還成為了激發(fā)有機(jī)物質(zhì)產(chǎn)生離子的關(guān)鍵因素。

　　工作流程

　　1.火焰生成：FID中，氫氣和空氣（或氧氣）通過(guò)特定的噴嘴混合并點(diǎn)燃，形成穩(wěn)定的火焰。這個(gè)火焰為后續(xù)的化學(xué)電離過(guò)程提供了必要的熱能和化學(xué)環(huán)境。

　　2.樣品引入：待檢測(cè)的有機(jī)樣品與載氣（通常為氮?dú)猓┗旌虾螅ㄟ^(guò)色譜柱進(jìn)入FID的火焰區(qū)域。在這個(gè)過(guò)程中，樣品被載氣攜帶至火焰處。

　　3.化學(xué)電離：當(dāng)有機(jī)樣品流經(jīng)火焰時(shí)，受到火焰的高溫作用，樣品分子被激發(fā)并發(fā)生化學(xué)電離。這一過(guò)程中，有機(jī)分子斷裂成較小的碎片，并生成正離子、負(fù)離子和電子。這些離子和電子的生成是FID檢測(cè)信號(hào)的基礎(chǔ)。

　　4.電場(chǎng)作用：在FID的火焰上下部設(shè)置有一對(duì)電極（上部為收集極，下部為極化極），并在兩電極間施加特定電壓（通常為200～300V）。這些離子和電子在電場(chǎng)的作用下發(fā)生定向移動(dòng)，正離子向收集極移動(dòng)，而負(fù)離子和電子則向極化極移動(dòng)，從而形成微弱的電流。

　　5.信號(hào)放大與記錄：微弱的電流經(jīng)過(guò)高電阻（10^7～10^10Ω）轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并通過(guò)放大器進(jìn)行放大處理。放大后的信號(hào)最終由二次信號(hào)記錄儀表進(jìn)行記錄和顯示。這樣，就可以根據(jù)信號(hào)的大小對(duì)樣品中的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行定量分析。

　　性能特點(diǎn)

　　1.高靈敏度：FID對(duì)有機(jī)化合物具有很高的靈敏度，其檢測(cè)下限可達(dá)10^-12g/s，比熱導(dǎo)檢測(cè)器的靈敏度高出近3個(gè)數(shù)量級(jí)。

　　2.廣泛響應(yīng)：FID幾乎對(duì)所有揮發(fā)性的有機(jī)化合物均有響應(yīng)，且對(duì)所有烴類(lèi)化合物（碳數(shù)≥3）的相對(duì)響應(yīng)值幾乎相等。這使得FID在有機(jī)物分析領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

　　3.快速響應(yīng)：FID的響應(yīng)時(shí)間極短（僅為1ms），能夠迅速捕捉到樣品中的有機(jī)物質(zhì)信號(hào)。

　　4.穩(wěn)定可靠：FID的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、操作方便，且經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展和完善，其性能已經(jīng)得到了廣泛的驗(yàn)證和認(rèn)可。

　　FID的檢測(cè)靈敏度受到多種因素的影響，包括氣體流量、極化電壓、使用溫度等。其中，氣體流量是影響FID檢測(cè)靈敏度的關(guān)鍵因素之一。在實(shí)際操作中，需要根據(jù)具體情況調(diào)整載氣、氫氣和空氣的流量比例，以獲得最佳的檢測(cè)效果。此外，氣體的純度和管路的清潔度也會(huì)對(duì)FID的基線(xiàn)穩(wěn)定性和噪音水平產(chǎn)生影響。

　　氫火焰離子化檢測(cè)器（FID）通過(guò)利用氫氣與空氣燃燒產(chǎn)生的火焰作為能量源，并結(jié)合化學(xué)電離和電場(chǎng)作用等原理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)有機(jī)物質(zhì)的高效、靈敏檢測(cè)。其優(yōu)異的性能和廣泛的應(yīng)用前景使得FID成為當(dāng)前有機(jī)物分析領(lǐng)域中的重要工具之一。