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热导检测器的工作原理与应用

时间:2026-01-22 理论教育 小霍霍 版权反馈
【摘要】:图9.16是一种色谱仪热导检测器的外形图和工作原理示意图。图9.17是一种8通道热敏电阻热导检测器的外形图。8通道热敏电阻热导检测器有6个测量通道,2个参比通道,每个通道相当于一个热导池,内装一个热敏电阻元件。每2个测量元件和2个参比元件可组合成一个双臂串并联型不平衡电桥,8个通道可组合成3个电桥,相当于3个热导检测器的功能,其中一个用作测量检测器,其余两个用作柱间检测器。

过程色谱仪和热导分析器使用的热导检测器(Thermal Conductivity Detector,TCD)基本相同,此处仅就与过程色谱仪有关的问题作一简略介绍。

图9.16是一种色谱仪热导检测器的外形图和工作原理示意图。

图示

图9.16 热导检测器外形图和工作原理示意图

(a)TCD外形图;(b)TCD工作原理示意图

TCD检测器一般采用串并联双气路,4个热敏元件两两分别装在测量气路和参比气路中,测量气路通载气和样品组分,参比气路通纯载气。每一气路中的两个元件分别为电路中电桥的两个对边,组分通过测量气路时,同时影响电桥两臂,故灵敏度可增加一倍。(https://www.xing528.com)

常用的热敏元件有热丝型和热敏电阻型两种。

热丝型元件有铂丝、钨丝或铼钨丝等,形状有直线形或螺旋形两种。铂丝有较好的稳定性、零点漂移小,但灵敏度比钨丝低,且有催化作用。钨丝与铂丝相比,价格便宜,无催化作用,但高温时易氧化,使电桥电流受到一定限制,影响灵敏度的提高。铼钨丝(含铼3%)的机械强度和抗氧化性比钨丝好,在相同电桥电流下有较高灵敏度,用铼钨丝能提高基线稳定性。

半导体热敏电阻型检测器阻值大,室温下可达10~100 kΩ,温度系数比钨丝大10~15倍,可制成死体积小,响应速度快的检测器。其优点是灵敏度高,寿命长,不会因载气中断而烧断;其缺点是不宜在高温下使用,温度升高,灵敏度迅速下降。半导体热敏电阻对还原性组分十分敏感,使用时须注意。

图9.17是一种8通道热敏电阻热导检测器的外形图。8通道热敏电阻热导检测器有6个测量通道,2个参比通道,每个通道相当于一个热导池,内装一个热敏电阻元件。每2个测量元件和2个参比元件可组合成一个双臂串并联型不平衡电桥,8个通道可组合成3个电桥,相当于3个热导检测器的功能,其中一个用作测量检测器,其余两个用作柱间检测器。柱间检测器接在色谱柱之间,供色谱仪调试时确定峰的开、关门时间,可为柱切换提供依据,这对于维护人员是极为方便的。

图示

图9.17 8通道热敏电阻热导检测器外形图

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