氣相色譜儀檢測器概述（二）

（4）結構形式：

有雙臂熱導池和四臂熱導池。

只通純載氣的孔道稱為參考池，通載氣和樣品的孔道稱為測量池。

1）雙臂熱導池：

雙臂熱導池池體具有兩個大小和形狀完全對稱的孔道，每一孔道中裝有一根錸鎢絲，每根錸鎢絲的形狀和電阻值在相同的溫度下基本相同。

雙臂熱導池的一臂為參考池，另一臂為測量池。

2）四臂熱導池：

四臂熱導池的兩臂為參考池，另兩臂為測量池。

具有四根相同的錸鎢絲，靈敏度比雙臂熱導池約高一倍。

目前大多采用四臂熱導池。

三、檢測電路：

將四臂熱導池的四根熱絲分別作為惠斯通電橋的四個臂，其中兩根熱絲作為電橋的測量臂，另兩根熱絲作為電橋的參考臂，通過惠斯通電橋測量熱絲電阻值的變化。

四、特點：

1、屬于通用型檢測器。

2、被測組分與載氣的導熱系數相差越大，靈敏度越高。用H₂或N₂作載氣，一般比用N₂時的靈敏度高。

3、結構簡單。

4、穩定性好。

5、載氣流量和鎢絲溫度對靈敏度有較大影響。

6、鎢絲工作電流增加—倍可使靈敏度提高3～7倍，但鎢絲電流過高會造成基線不穩和縮短鎢絲壽命。當工作電流固定時，降低熱導池體溫度可提高靈敏度。

7、靈敏度低。因大多數組分與載氣的導熱系數差別不大。

8、用峰高定量。

五、檢測條件：

1、載氣種類：

載氣與樣品的導熱能力相差越大，檢測器靈敏度越高。由于相對分子質量小的H₂和He等導熱能力大，而一般氣體導熱能力較小，TCD通常用H₂和He作載氣。用H₂和He作載氣的TCD，靈敏度高，峰形正常，易于定量，線性范圍寬。通常不用N₂和Ar作載氣，其靈敏度低，易出W峰，響應因子受溫度影響，線性范圍窄。但若分析H₂和He時，則宜用N₂和Ar作載氣。避免用He作載氣測H₂或用H₂作載氣測He。用N₂和Ar作載氣時，因其熱導系數小，熱絲達到相同溫度所需的橋電流值，比用H₂和He作載氣要小得多。

毛細管柱接TCD時，zui好加尾吹氣（尾吹氣是從色譜柱出口處直接進入檢測器的一路氣體，又稱補充氣或輔助氣。其作用是保證檢測器在zui優載氣流量下工作，消除檢測器死體積產生的柱外效應），尾吹氣的種類同載氣。

2、載氣純度：

載氣純度影響TCD 的靈敏度。實驗表明，橋電流在160～200mA，用99.999%的超純H₂比用99%的普通H₂的靈敏度高6%～13%。

載氣純度對峰形也有影響。用TCD檢測高純氣中雜質時，載氣純度應比被測氣體高十倍以上，否則將出負峰。

載氣純度低，將產生較大噪聲。

3、載氣流量：

TCD為濃度型檢測器，色譜峰的峰面積響應值反比于載氣流量，因此，在檢測過程中載氣流量必須保持恒定。在柱分離允許的情況下，載氣應盡量選用低流量。載氣流量波動可能導致基線噪聲和漂移增大。

對μ－TCD，為了有效地消除柱外峰形展寬，保持高靈敏度，通常載氣加尾吹氣的總流量在10～20mL/min。參考池的氣體流量通常與測量池相等，但在程序升溫分析時，可調整參考池的流量至基線波動和漂移為zui小。

4、橋電流：

一般認為TCD的靈敏度與橋電流的2.8次方成正比，增大橋電流是提高靈敏度zui通用的方法。但橋電流偏大，噪聲也由逐漸增大變為急劇增大，信噪比下降，檢測下限變大。而且橋電流越高，熱絲越易被氧化，使用壽命越短，過高的橋電流可能使熱絲被燒斷。在滿足靈敏度要求的前提下，應盡量選用低橋電流，這時噪聲小，熱絲壽命長。但TCD若長期在低橋電流下工作，可能會造成池污染，可用溶劑清洗熱導池。

N₂作載氣時，橋電流為110～150mA。

H₂作載氣時，橋電流為150～250mA。

5、檢測器溫度：

TCD的靈敏度與熱絲和池體之間的溫差成正比。實際工作中，增大溫差有兩個途徑：一是提高橋電流，以提高熱絲溫度；二是降低檢測器池體溫度，這決定于樣品的沸點。

檢測器池體溫度不能低于樣品的沸點，以免樣品在檢測器內冷凝而造成污染或堵塞。因此，對具有較高沸點的樣品，采用降低檢測器池體溫度來提高靈敏度是有限的，而對于*性氣體，可大大提高靈敏度。

6、幾何因素：

由幾何結構決定，如熱絲長度和半徑等。一般認為池體積小，熱絲長，半徑小，靈敏度高。

六、使用注意事項：

1、確保毛細管柱插入TCD池深度合適：

毛細管柱端必須在TCD樣品池的入口處。若毛細管柱插入池體內，靈敏度會下降，峰形差。若毛細管柱離池入口處太遠，峰形展寬，拖尾，靈敏度低。

2、避免熱絲溫度過高而燒斷：

任何熱絲都有zui高承受溫度，高于此溫度會燒斷。熱絲溫度的高低由載氣種類、橋電流和池體溫度決定。若載氣的導熱系數小，橋電流和池體溫度高，則熱絲溫度高。反之亦然。

根據載氣性質，橋電流不允許超過額定值。如載氣用N₂時，橋電流應低于150mA；用H₂時，應低于270mA。

載氣至少通入30mim，保證將氣路中的空氣趕走后方可通電，以防熱絲氧化。未通載氣嚴禁加載橋電流。

關機時，要先關電源，后關載氣，否則TCD會報廢。

TCD高溫分析時若停機，除先切斷橋電流外，zui好等檢測室溫度低于100℃時再關閉氣源，以延長熱絲的使用壽命。

3、避免樣品和固定液帶來的異常：

（1）樣品損壞熱絲：

酸類、鹵代化合物、氧化性和還原性化合物能使測量臂熱絲的電阻值改變，特別是注入量很大時尤為嚴重。因此，盡量避免用TCD分析這些樣品。如果一定要分析，應在保證能正常定量的前提下，盡量使樣品濃度低些，橋電流小些。這樣工作一段時間后，如果TCD不平衡或基線長期緩慢漂移，可將參考臂和測量臂對換，如此交替使用，可緩解此異常。

（2）樣品和固定液冷凝：

高沸點樣品和固定液在檢測器中和檢測器出口連接管中冷凝，會使噪聲和漂移增大，甚至無法正常工作。

實際工作中，切勿將色譜柱連至檢測器上進行老化，檢測器溫度一般較柱溫高20～30℃，開機時先將檢測器恒溫箱升至工作溫度后再升柱溫。

4、確保載氣凈化系統正常：

盡量使用高純氣源，載氣中應無氧氣、腐蝕性物質、機械性雜質和其它污染物。

載氣中若含氧，會使熱絲長期受到氧化，熱絲壽命會縮短。因此，載氣和尾吹氣應加凈化系統，以除去氧氣。而且不要使用聚四氟乙烯作載氣輸送管，因為聚四氟乙烯會滲透氧氣。

載氣凈化系統使用到一定時間，會因吸附飽和而失效，應立即更換，以確保正常凈化。如未及時更換，凈化系統就成了溫度誘導漂移的根源。當室溫下降時，凈化器不再飽和，又開始吸附雜質，于是基線向下漂移。當室溫升高時，凈化器處于氣固平衡狀態，向氣相中解吸雜質增多，于是基線向上漂移。