熱導(dǎo)檢測器（TCD）原理與操作注意事項

1、 14/14 【資料】熱導(dǎo)檢測器（TCD）原理及操作注意事項熱導(dǎo)檢測器熱導(dǎo)檢測器（TCD）是利用被測組分和載氣的熱導(dǎo)系數(shù)不同而響應(yīng)的濃度型檢測器，有的亦稱熱絲檢測器（HWD）或熱導(dǎo)計、卡他計（katherometer或Catherometer），它是知名的整體性能檢測器，屬物理常數(shù)檢測方法。一、工作原理TCD由熱導(dǎo)池及其檢測電路組成。圖3-2-1下部為TCD與進(jìn)樣器及色譜柱的連接示意圖，上部為惠斯頓電橋檢測電路圖。載氣流經(jīng)參考池腔、進(jìn)樣器、色譜柱，從測量池腔排出。R1、R2為固定電阻；R3、R4分別為測量臂和參考臂熱絲。當(dāng)調(diào)節(jié)載氣流速、橋電流及TCD溫度至一定值后，TCD處于工作狀態(tài)。從電源E

2、流出之電流I 在A 點分成二路i1、i2 至 B 點匯合，而后回到電源。這時，兩個熱絲均處于被加熱狀態(tài)，維持一定的絲溫Tf，池體處于一定的池溫 Tw。一般要求Tf與Tw差應(yīng)大于100以上，以保證熱絲向池壁傳導(dǎo)熱量。當(dāng)只有載氣通過測量臂和參考臂時，由于二臂氣體組成相同，從熱絲向池壁傳導(dǎo)的熱量相等，故熱絲溫度保持恒定；熱絲的阻值是溫度的函數(shù)，溫度不變，阻值亦不變；這時電橋處于平衡狀態(tài)：R1R3R2R4, 或?qū)懗蒖1/R4R2/R3。M、N二點電位相等，電位差為零，無信號輸出。當(dāng)從2進(jìn)樣，經(jīng)柱分離，從柱后流出之組分進(jìn)入測量臂時，由于這時的氣體是載氣和組分的混合物，其熱導(dǎo)系數(shù)不同于純載氣，從熱絲向池壁

3、傳導(dǎo)的熱量也就不同，從而引起兩臂熱絲溫度不同，進(jìn)而使兩臂熱絲阻值不同，電橋平衡破壞。M、N二點電位不等，即有電位差，輸出信號。二、熱導(dǎo)池由熱敏元件和池體組成1 熱敏元件熱敏元件是TCD的感應(yīng)元件，其阻值隨溫度變化而改變，它們可以是熱敏電阻或熱絲。 （1）熱敏電阻 熱敏電阻由錳、鎳、鈷等氧化物半導(dǎo)體制成直徑約為 0.11.0mm的小珠，密封在玻殼。熱敏電阻有三個優(yōu)點：熱敏電阻阻值大（550k），溫度系數(shù)亦大，故靈敏度相當(dāng)高?？芍苯幼鱣/g級的痕量分析；熱敏電阻體積小，可作成0.25mm直徑的小球，這樣池腔可小至50L；熱敏電阻對載氣流的波動不敏感，它耐腐蝕性和抗氧化。熱敏電阻也有三個缺點：熱敏電

4、阻#$%的響應(yīng)值隨溫度的增加而快速下降，因此，通常熱敏電阻要在120以下使用。使用圍受到極大的限制；與熱絲相比，熱敏電阻的溫度系數(shù)大，表現(xiàn)為其響應(yīng)值對于溫度的變化十分敏感。例如在60時，池溫改變1，熱敏電阻和熱絲的基線漂移分別為10.4mV和5.0mV，前者比后者大一倍多，因此，熱敏電阻的穩(wěn)定性差，特別是在程升操作時，尤為突出；熱敏電阻對還原條件十分敏感，故不能用氫氣作載氣。目前，只有下二情況可用熱敏電阻作熱敏元件；一是低溫痕量分析；二是需小池體積配毛細(xì)管柱。其他情況很少用熱敏電阻，而多用熱絲。而且，近年熱敏電阻可作成小池體積的優(yōu)勢也在逐漸下降。（2）熱絲 一個性能優(yōu)異的TCD，對熱絲的要求主

5、要考慮四點：電阻率高，以便可在相同長度得到高阻值；電阻溫度系數(shù)大，以便通橋流加熱后得到高阻值；強(qiáng)度好；耐氧化或腐蝕。、是為了獲得高靈敏度，同時絲體積小，可縮小池體積，制作微TCD。、是為了獲得高穩(wěn)定性。表 3 -2-3 列出了商品TCD中常用的熱絲性能。鎢絲電阻率低，相同長度之阻值只有鐵錸絲的一半，靈敏度難以提高。另外，鎢絲強(qiáng)度差，高溫下易氧化，致使噪聲增加、信!噪比下降。錸-鎢絲與鎢絲相比，電阻率高，電阻溫度系數(shù)略低。因S值大體上正比于。3、5錸-鎢絲和鎢絲的值分別為12.2103、11.7103、10.29 103。可見錸鎢絲之值均高于鎢絲。故前者有利于提高靈敏度。另外，錸鎢絲與鎢絲相比，

6、拉斷力顯著提高，且高溫特性好，故性能穩(wěn)定。但它仍存在高溫下易氧化的問題?，F(xiàn)在高性能TCD均用錸鎢絲。如HP6890型，島津GC-17A型的-TCD熱絲。錸鎢絲有兩種系列：純鎢加錸（W-Re）合金絲和摻雜鎢加錸（Wal2-Re）合金絲。在電阻率、加工成型性能和高溫強(qiáng)度等方面，后者均優(yōu)于前者。因此，在相同結(jié)構(gòu)設(shè)計和操作條件下，選用后者可獲得較高電阻值。摻雜鎢加錸合金絲中，其阻值和TCD靈敏度均隨摻錸量的增加而提高，見表 3-2-4?？梢钥闯觯唵蔚馗淖僐e的配比，可使靈敏度提高一倍。 鍍金錸鎢絲是指先在支架上焊未鍍金錸鎢絲，經(jīng)嚴(yán)格清洗后，再在電解槽中直接鍍金的錸鎢絲。阻值雖約下降11%，在相同橋流

7、下靈敏度下降約30%，但其抗氧化性和耐腐蝕性顯著提高，兼顧了靈敏度和穩(wěn)定性。先鍍金后焊至支架上的鍍金錸鎢絲，效果較差。近年Valco公司推出了鐵鎳合金絲，據(jù)稱可極提高靈敏度，且避免了錸-鎢絲的氧化問題。熱絲的安裝通常是將其固定在一支架上，放入池體的孔道中。支架可做成各種形式，見圖3-2-3。2. 池體池體是一個部加工成池腔和孔道的金屬體。池材料早期多用銅，因它的熱傳導(dǎo)性能好，但它防腐性能差。故近年已為不銹鋼形式示意圖所取代。通常將部池腔和孔道的總體積稱池體積。早期TCD的池體積多為 500-800L，后減小至100-500L，仍稱通常TCD。它適用于填充柱。近年發(fā)展了微TCD，其池體積均在10

8、0L以下，有的達(dá)3.5L，它適用于毛細(xì)管柱。 （1）通常TCD池 通常TCD池按載氣對熱絲的流動方式（見圖3-2-4）可分直通式（a）、擴(kuò)散式（b）和半擴(kuò)散式（c），三種流型性能比較見表3-2-5。（2）微型TCD池 由于池體積已減小至幾微升，甚至200nL，故在-TCD中，載氣流動方式已不像通常TCD那樣明顯，基本上可分成直通和準(zhǔn)直通式兩種，圖3-2-5 列出了幾種-TCD池結(jié)構(gòu)?？梢钥闯?，-TCD池腔體積僅數(shù)微升或數(shù)十微升，標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管柱可直接與之相連，基本上不會造成峰擴(kuò)。當(dāng)然在靈敏度許可的情況下，適當(dāng)加尾吹氣，對改善峰形還是十分有利的。 -TCD池腔體積雖小，但是為使其工作穩(wěn)定，池塊還應(yīng)有

9、適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量，以保證恒溫效果，從而使基線穩(wěn)定。三、檢測條件的選擇(一)、載氣種類、純度和流量1. 載氣種類 TCD通常用He或H2作載氣，因為它們的熱導(dǎo)系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他化合物。用He或H2作載氣的TCD，其靈敏度高，且峰形正常，響應(yīng)因子穩(wěn)定，易于定量，線性圍寬。北美多用氦作載氣，因它安全。其他地區(qū)因氦太昂貴，多用氫。氫載氣的靈敏度最高，只是操作中要注意安全，另外，還要防止樣品可能與氫反應(yīng)。N2或Ar作載氣，因其靈敏度低，且易出W峰，響應(yīng)因子受溫度影響，線性圍窄，通常不用。但若分析He或H2時，則宜用N2或Ar作載氣。避免用He作載氣測H2或用H2作載氣測He。用N2或Ar載氣時需注意，因其熱導(dǎo)系

10、數(shù)小，熱絲達(dá)到相同溫度所需的橋流值，比He或H2載氣要小得多。毛細(xì)管柱接TCD時，最好都加尾吹氣，即使是池體積為3.5L的-TCD，HP公司也建議加尾吹氣。尾吹氣的種類同載氣。降低TCD池的壓力，不僅可避免加尾吹氣。而且還可提高TCD的靈敏度。如140L池體積TCD與50m徑毛細(xì)管柱相連。在約500Pa（4mmHg）低壓下操作時，其池體積相當(dāng)于0.7L，靈敏度提高近200倍。2. 載氣純度載氣純度影響TCD的靈敏度。實驗表明：在橋流 160-200mA圍，用99.999%的超純氫氣比用99%的普氫靈敏度高6%-13%。載氣純度對峰形亦有影響，用TCD作高純氣中雜質(zhì)檢測時，載氣純度應(yīng)比被測氣體高

11、十倍以上，否則將出倒峰。3. 載氣流速TCD為濃度型檢測器，對流速波動很敏感，TCD的峰面積響應(yīng)值反比于載氣流速。因此，在檢測過程中，載氣流速必須保持恒定。在柱分離許可的情況下，以低些為妥。流速波動可能導(dǎo)致基線噪聲和漂移增大。對微TCD，為了有效地消除柱外峰形擴(kuò)，同時保持高靈敏度，通常載氣加尾吹的總流速在10-20mL/min。參考池的氣體流速通常與測量池相等，但在作程升時，可調(diào)整參考池之流速至基線波動和漂移最小為佳。(二)、橋電流橋流（I）與TCD的靈敏度（S），噪聲（N）和檢測限（D）的關(guān)系見圖3-2-16A，B，C曲線。 由圖3-2-16可見，橋電流可顯著提高TCD的靈敏度。一般認(rèn)為S值

12、與I2.8成正比。所以，用增大橋流來提高靈敏度是最通用的方法。但是橋流的提高又受到噪聲和使用壽命的限制。若橋流偏大，噪聲即由逐漸增加變成急劇增大，見曲線B。其結(jié)果是信噪比下降，檢測極限變大，即曲線C又復(fù)上升。另外，橋流越高，熱絲越易被氧化，使用壽命越短。過高的橋流甚至使熱絲燒斷。所以，在滿足分析靈敏度要求的前提下，選取橋流以低為好，這時噪聲小，熱絲使用壽命長。在追求該TCD最大靈敏度的情況下，則選信/噪比最大時之橋流，這時檢測極限最低，即曲線C之最低點。但長期在低橋流下工作，可能造成池污染，這時可用溶劑清洗TCD池。一般商品TCD使用說明書中，均有不同檢測器溫度時推薦使用的橋流值，見圖 3-2

13、-17。通常參考此值設(shè)定橋流。(三)、檢測器溫度TCD的靈敏度與熱絲和池體間的溫差成正比。顯然，增大其溫差有二個途徑：一是提高橋流，以提高熱絲溫度；二是降低檢測器池體溫度。這決定于被分析樣品的沸點。檢測器池體溫度不能低于樣品的沸點，以免在檢測器冷凝。因此，對沸點不很低的樣品，采用此法提高靈敏度是有限的，而對氣體樣品，特別是永久性氣體，可達(dá)較好的效果。四、使用注意事項為了充分發(fā)揮TCD的性能和避免出現(xiàn)異常，在使用中應(yīng)注意以下幾個方面。 1. 確保毛細(xì)管柱插入池深度合適柱相對于檢測器池的插入位置十分重要，它影響到最佳靈敏度和峰形。毛細(xì)管柱端必須在樣品池的入口處，若毛細(xì)管柱插入池體，則靈敏度下降，峰

14、形差，若毛細(xì)管柱離池入口處太遠(yuǎn)，峰變寬和拖尾，靈敏度亦低。裝柱應(yīng)按氣相色譜儀說明書的要求操作。如果說明書未明確裝柱要求，即以得到最大的靈敏度和最好的峰形為最佳位置。2. 避免熱絲溫度過高而燒斷任何熱絲都有一最高承受溫度，高于此溫度則燒斷。熱絲溫度的高低是由載氣種類、橋電流和池體溫度決定的。如載氣熱導(dǎo)率小，橋電流和池體溫度高，則熱絲溫度就高，反之亦然。一般商品色譜儀在出廠時，均附有此三者之間的關(guān)系曲線（見圖3-2-17），按此調(diào)節(jié)橋電流，就能保證熱絲溫度不會太高。圖3-2-17中推薦的最大橋電流值，是指在無氧存在的情況，如果有氧接觸，則會急速氧化而燒斷。因此，在使用TCD時，務(wù)必先通載氣，檢查整

15、個氣路的氣密性是否完好，調(diào)節(jié)TCD出口處的載氣流速至一定值，并穩(wěn)定10-15min后，才能通橋流。工作過程中，如需要更換色譜柱、進(jìn)樣隔墊或鋼瓶，務(wù)必先關(guān)橋流，而后換之。雖然近年儀器已有過流保護(hù)裝置，當(dāng)載氣中斷或橋流過大時，可自動切斷橋流，但操作時不要依賴此裝置。操作者應(yīng)主動避免出現(xiàn)異常為妥。 3. 避免樣品或固定液帶來的異常（1）樣品損壞熱絲 酸類、鹵代化合物、氧化性和還原性化合物，能使測量臂熱絲的阻值改變，特別是注入量很大時，尤為嚴(yán)重。因此，最好盡量避免用TCD作這些樣品的分析，如果一定要作，則在保證能正常定量的前提下，盡量使樣品濃度低些，橋流小些。這樣工作一段時間后，如果TCD不平衡或基線

16、長期緩慢漂移，可使“測量”和“參考”二臂對換，如此交替使用，可緩解此異常。 （2）樣品或固定液冷凝 高沸點樣品或固定液在檢測器中或檢測器出口連接管中冷凝，將使噪聲和漂移變大，以至無常工作。在日常工作中注意以下三點，即可避免此異常發(fā)生：切勿將色譜柱連至檢測器上進(jìn)行老化；檢測器溫度一般較柱溫高20-30；開機(jī)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(tǒng)正常載氣中若含氧，將使熱絲長期受到氧化，有損其壽命，故通常載氣和尾吹氣應(yīng)加凈化裝置，以除去氧氣。載氣凈化系統(tǒng)使用到一定時間，即因吸附飽和而失效，應(yīng)立即更換之，以確保正常凈化。如未及時更換，此凈化系統(tǒng)就成了溫度誘導(dǎo)漂移的根源。當(dāng)

17、室溫下降時凈化器不再飽和，它又開始吸附雜質(zhì)，于是基線向下漂移。當(dāng)室溫升高，凈化器處于氣固平衡狀態(tài)，向氣相中解吸雜質(zhì)增多，于是基線向上漂移。5. 注意程序升溫時調(diào)整基線漂移最小對雙氣路氣相色譜儀，將參考和測量氣路的流量調(diào)至相等，通常作恒溫分析時，很正常；但在作程序升溫時，可能基線漂移較大。這時，為使基線漂移最小，可作如下調(diào)整：調(diào)參考和測量氣路流量相等；作程升至最高溫度保持一段時間，同時記錄基線漂移；調(diào)參考?xì)饬髁渴褂涗浌P返回到程升的起始位置，結(jié)束本次程升程序；重復(fù)、操作，直至理想。 6. 注意TCD恒溫箱的溫度控制精度表3-2-13列出了由于外界因素對TCD響應(yīng)值的影響?？梢钥闯鰺峤z溫度對靈敏度影

18、響最大，溫度改變1靈敏度變化竟達(dá)12400V。當(dāng)然，除要求橋流穩(wěn)定外，檢測器溫度的波動亦嚴(yán)重影響絲溫。所以TCD靈敏度越高，要求檢測器的溫度控制精度亦越高。一般均應(yīng)小于0.01。如果出現(xiàn)基線緩慢來回擺動，一周期約幾分鐘，即可能與溫控精度不夠有關(guān)。FID檢測器的原理FID檢測器的原理是:從色譜柱出口流出的混合試樣蒸氣中的有機(jī)物分子，在2100氫火焰溫度和空氣中氧的參于下，1/50萬的分子發(fā)生熱氧化電離生成離子，這些離子在300v電壓的電場作用下定向流動，形成微弱電流，經(jīng)高阻放大，產(chǎn)生響應(yīng)信號。水和永久性氣體分子以及對稱結(jié)構(gòu)的分子不易電離形成離子，所以靈敏度很低或不產(chǎn)生信號。簡做參考，詳見有關(guān)色譜

19、書籍。 4、如何進(jìn)行TCD和FID檢測器的清洗TCD檢測器在使用過程中可能會被柱流出的沉積物或樣品中夾帶的其他物質(zhì)所污染。TCD檢測器一旦被污染,儀器的基線出現(xiàn)抖動、噪聲增加。有必要對檢測器進(jìn)行清洗。HP的TCD檢測器可以采用熱清洗的方法,具體方法如下: 關(guān)閉檢測器,把柱子從檢測器接頭上拆下,把柱箱檢測器的接頭用死堵堵死,將參考?xì)獾牧髁吭O(shè)置到20 30 ml/min, 設(shè)置檢測器溫度為400,熱清洗48 h,降溫后即可使用。國產(chǎn)或日產(chǎn)TCD檢測器污染可用以下方法。儀器停機(jī)后,將TCD的氣路進(jìn)口拆下,用50 ml注射器依次將丙酮(或甲苯,可根據(jù)樣品的化學(xué)性質(zhì)選用不同的溶劑)無水乙醇、蒸餾水從進(jìn)氣

20、口反復(fù)注入510次, 用吸爾球從進(jìn)氣口處緩慢吹氣, 吹出雜質(zhì)和殘余液體, 然后重新安裝好進(jìn)氣接頭, 開機(jī)后將柱溫升到200 , 檢測器溫度升到250 , 通入比分析操作氣流大12倍的載氣, 直到基線穩(wěn)定為止。對于嚴(yán)重污染, 可將出氣口用死堵堵死, 從進(jìn)氣口注滿丙酮(或甲苯,可根據(jù)樣品的化學(xué)性質(zhì)選用不同的溶劑) ,保持8 h左右,排出廢液,然后按上述方法處理。FID檢測器的清洗: F ID檢測器在使用中穩(wěn)定性好,對使用要求相對較低,使用普遍,但在長時間使用過程中,容易出現(xiàn)檢測器噴嘴和收集極積炭等問題,或有機(jī)物在噴嘴或收集極處沉積等情況。對FID積炭或有機(jī)物沉積等問題,可以先對檢測器噴嘴和收集極用

21、丙酮、甲苯、甲醇等有機(jī)溶劑進(jìn)行清洗。當(dāng)積炭較厚不能清洗干凈的時候,可以對檢測器積炭較厚的部分用細(xì)砂紙小心打磨。注意在打磨過程中不要對檢測器造成損傷。初步打磨完成后,對污染部分進(jìn)一步用軟布進(jìn)行擦拭,再用有機(jī)溶劑最后進(jìn)行清洗,一般即可消除。應(yīng)用熱導(dǎo)池檢測器的注意事項 熱導(dǎo)池檢測器(TCD)是氣相色譜儀中應(yīng)用較為廣泛的檢測器,尤其是在氣體分析中應(yīng)用最多.由于不斷的研究和發(fā)展,越來越多應(yīng)用于ppm級氣體成份的微量分析,在許多分析應(yīng)用中取代了FID,然而,熱導(dǎo)池檢測器損壞的因素,避免不必要的損失.熱導(dǎo)池中的關(guān)鍵熱導(dǎo)元件是用鎢錸絲做的,鎢錸絲直徑一般只有15-30,材料又比較容易氧化,氧化或受污染后,阻值

22、發(fā)生變化或斷損,造成熱導(dǎo)池測量電橋的對稱性被破壞,致使儀器無常工作,引起熱導(dǎo)元件損壞的因素較多,注意事項歸納如下:1、 熱導(dǎo)池接并聯(lián)雙氣路應(yīng)用時，必須同時并聯(lián)裝上二根色譜柱，二路都要同時通載氣，如果只裝一根柱，而另一路不裝柱不通載氣，那么，一通電源就會將鎢絲元件燒壞。2、儀器停機(jī)后，外界空氣往往會返進(jìn)熱導(dǎo)池和柱系統(tǒng)，因此必須在開機(jī)時要先通載氣10分鐘以上再通電，停機(jī)時間越長，那么重新開機(jī)時先通載氣的時間也要長，否則系統(tǒng)中殘留的空氣中氧氣會將鎢錸絲元件氧化或燒斷。3、 熱導(dǎo)檢測器使用的載氣純度必須四個9以上（99.99%），最忌載氣中含氧量高，載氣不純將會影響熱導(dǎo)元件的使用壽命，也會降低檢測靈敏

23、度，所以載氣必須脫氧凈化。4、 在更換裝色譜柱時，必須檢漏，保證氣密性，色譜柱連接處漏氣將會造成熱導(dǎo)元件損壞，色譜柱出口端必須填裝好玻璃棉和不銹鋼絲網(wǎng)，避免柱擔(dān)體吹入TCD。5、 在多次進(jìn)樣分析后，應(yīng)及時更換進(jìn)樣器上的硅橡膠墊，如果待到硅橡膠墊被多次注射針扎破漏氣時再更換就遲了，因為硅橡膠墊一漏，載氣漏出，空氣漏進(jìn)，熱導(dǎo)元件就會燒壞。分析過程中更換硅橡膠墊時，必須將熱導(dǎo)電源關(guān)斷后，再迅速換墊，換好后必須通載氣幾分鐘后才能再通熱導(dǎo)池電源。6、 用平面六通閥做氣體進(jìn)樣時，六通閥的位置必須停在二個極端位置，不能將閥旋停在中間位置，因為中間位置是六通閥將載氣切斷不通，這是很危險的，容易導(dǎo)致熱導(dǎo)池中因不

24、通載氣而損壞。7、 色譜柱高溫老化時，必須將熱導(dǎo)池電源關(guān)斷，熱導(dǎo)池溫控關(guān)斷，并且將柱出口連接熱導(dǎo)池進(jìn)口的接頭處斷開，讓高溫老化的載氣（N2）流入柱箱，這樣可避免因柱子老化而污染熱導(dǎo)池及鎢錸絲元件。8、 熱導(dǎo)池橋電流的設(shè)定，必須比被分析試樣組份的最高沸點高20-30，避免試樣中高沸點組份冷凝在熱導(dǎo)池中和污染鎢錸絲元件。 9、熱導(dǎo)池橋電流的設(shè)定，必須考慮所用載氣的種類、工作溫度和鎢錸絲元件的冷阻，應(yīng)明了這樣的原則：輕載氣（H2、He）橋電流可大，重載氣（N2、Air）橋電流必須?。粺釋?dǎo)池工作溫度高，橋電流應(yīng)減小，工作溫度低，橋電流可增加；各生產(chǎn)廠家熱導(dǎo)池鎢錸絲元件阻值是不同的，因此，使用橋電流大小

25、也不同，元件阻值大的，橋電流就應(yīng)設(shè)定小些，具體橋電流設(shè)定可看說明書。 在開機(jī)前一定要先通氣，然后開機(jī)、加熱，等溫度接近設(shè)定值時再加載電流，關(guān)機(jī)時反過來做。否則熱導(dǎo)絲極易燒斷，就像電燈泡里一旦漏氣，燈絲必被燒斷一個道理。電流不宜過大，電流過大就會產(chǎn)生噪音。載氣一定要高純、載氣流量要適中，否則影響測量精度1、使用熱導(dǎo)檢測器(TCD)，使用不同的載氣，橋流和柱溫也不同，不然很容易將熱導(dǎo)檢測器燒壞。2、色譜熱導(dǎo)檢測器一旦送電加熱，熱導(dǎo)檢測器(TCD)便不可拆換，熱導(dǎo)池中的鎢錸絲變得非常脆弱。我們的色譜多時近百臺，都是一個TCD、一個FID，使用FID的崗位占2/3。TCD的壽命短，所以TCD和FID需

26、求基本平衡。開始TCD拆換一個報廢一個，沒有啟動能夠正常拆換，以后我們整機(jī)調(diào)換。氣相色譜TCD檢測器常見故障的檢修方法及原因分析1 前言TCD檢測器是應(yīng)用最廣泛的一種通用型檢測器,但是TCD檢測器不穩(wěn)定的因素卻相當(dāng)多。由于影響基線不穩(wěn)定的因素涉及到整個色譜儀的大部分部件,而且各個不穩(wěn)定因素之間又相互作用。下面就TCD常出現(xiàn)故障的現(xiàn)象介紹幾種維修方法及原因分析。 2 熱導(dǎo)時基線出現(xiàn)有規(guī)律圓滑波浪形擺動,波動周期約為0.5min。2.1 檢修方法1.流量增大時波動周期相應(yīng)減少。2.用手堵住氣路出口,轉(zhuǎn)子慢慢降到零。3.對柱室與檢測室溫控精度進(jìn)行檢查,都無相應(yīng)波動。4.更換穩(wěn)壓閥后現(xiàn)象仍然如故。5.

27、將檢測室溫度由180度降到150度后,波動完全消失。原因分析:檢測室處有少量冷凝物揮發(fā),致使基線產(chǎn)生波動其過程是冷凝物揮發(fā)形成基流。而基流又與氣路流量相關(guān)當(dāng)流量大時揮發(fā)多,基流大,反之基流小。通常流量是有緩慢波動的,約為1%以下。當(dāng)氣路清潔無污染時,此變化對基線響應(yīng)影響甚微。而當(dāng)氣路不干凈時卻能引起較大的波動。當(dāng)溫度降低時,冷凝物揮發(fā)量下降即使流量有波動對基線也無可觀察影響。3 在熱導(dǎo)調(diào)零處基線不穩(wěn)!噪聲表現(xiàn)為無規(guī)則跳動3.1 維修方法1.衰減增大時,噪聲峰峰值隨之降低。2.預(yù)熱儀器2小時后基線正常。原因分析:儀器長期不用,器壁有吸附。預(yù)熱時釋放出來,影響基線穩(wěn)定性。待儀器充分預(yù)熱后,基線達(dá)到

28、正常。4 不出峰與靈敏度太低檢修方法 進(jìn)行操作條件重復(fù)性檢查。應(yīng)核實操作條件是不是與原來已知的條件相接近。這里包括各氣路的流量值!柱溫及檢測器溫度;輸出衰減檔的位置;橋流的大小;電源是否接通。如果發(fā)現(xiàn)操作條件有異常,應(yīng)努力使操作值與原給定值接近,并及時找出影響操作值復(fù)原的一些不利因素。原因分析 此時應(yīng)懷疑的因素只有兩個,一是熱絲位置連線有誤,另一個就是熱絲表面嚴(yán)重污染。對于前者應(yīng)著重了解是否重接過熱導(dǎo)池引線。對熱導(dǎo)池連線來說,除了四個熱絲要構(gòu)成一個橋流之外,還必須注意熱導(dǎo)橋路的對臂熱絲元件應(yīng)當(dāng)處于同一氣路當(dāng)中。如果橋路接線是弄反了將會造成熱導(dǎo)靈敏度很小甚至不出峰的現(xiàn)象。在此情況下往往還有雙向峰

29、產(chǎn)生。對于熱絲表面嚴(yán)重污染來說,應(yīng)首先嘗試清洗熱導(dǎo)池,無效時再考慮取下熱絲清洗及徹底更換。5 氣化室溫度失控檢修方法 去掉汽化加熱板,觀察氣化室是否繼續(xù)處于最高溫度之下。如仍然保持失控,則說明可控硅有機(jī)擊穿,加熱絲或引線與機(jī)殼相碰。這時切斷儀器總電源,然后用萬用表測試可控硅及爐絲絕緣的好壞。測試可控硅時,可把陽極引線斷開,直接檢查可控硅陽極與陰極間正反向電阻。正常時為幾兆歐。如此值大小則說明可控硅已擊穿,需更換。檢查爐絲對外殼絕緣可在加熱烙鐵芯引線兩端分別測試對機(jī)殼的電阻,如有一端阻值很小則說明加熱電路中在碰殼處。原因分析：1.可控硅陰陽兩極間擊穿;2.加熱絲或加熱引線與機(jī)殼相碰。應(yīng)用熱導(dǎo)池檢

30、測器的注意事項有哪些熱導(dǎo)池檢測器(TCD)是氣相色譜儀中應(yīng)用較為廣泛的檢測器,尤其是在氣體分析中應(yīng)用最多.由于不斷的研究和發(fā)展,科創(chuàng)色譜儀器中的熱導(dǎo)池檢測器靈敏度最高,已越來越多應(yīng)用于ppm級氣體成份的微量分析,在許多分析應(yīng)用中取代了FID,然而,熱導(dǎo)池檢測器損壞的因素,避免不必要的損失.熱導(dǎo)池中的關(guān)鍵熱導(dǎo)元件是用鎢錸絲做的,鎢錸絲直徑一般只有15-30,材料又比較容易氧化,氧化或受污染后,阻值發(fā)生變化或斷損,造成熱導(dǎo)池測量電橋的對稱性被破壞,致使儀器無常工作,引起熱導(dǎo)元件損壞的因素較多,注意事項歸納如下:1、 熱導(dǎo)池接并聯(lián)雙氣路應(yīng)用時，必須同時并聯(lián)裝上二根色譜柱，二路都要同時通載氣，如果只裝

31、一根柱，而另一路不裝柱不通載氣，那么，一通電源就會將鎢絲元件燒壞。2、 在應(yīng)用科創(chuàng)微型熱導(dǎo)池做毛細(xì)管色譜分析時，可一路裝毛細(xì)柱加尾吹，另一路必須也裝上一根填充柱或空柱，同時通入載氣。大多數(shù)人習(xí)慣毛細(xì)柱系統(tǒng)，往往會忽略這一點犯錯誤。3、儀器停機(jī)后，外界空氣往往會返進(jìn)熱導(dǎo)池和柱系統(tǒng)，因此必須在開機(jī)時要先通載氣10分鐘以上再通電，停機(jī)時間越長，那么重新開機(jī)時先通載氣的時間也要長，否則系統(tǒng)中殘留的空氣中氧氣會將鎢錸絲元件氧化或燒斷。4、 熱導(dǎo)檢測器使用的載氣純度必須四個9以上（99.99%），最忌載氣中含氧量高，載氣不純將會影響熱導(dǎo)元件的使用壽命，也會降低檢測靈敏度，所以載氣必須脫氧凈化。5、 在更換

32、裝色譜柱時，必須檢漏，保證氣密性，色譜柱連接處漏氣將會造成熱導(dǎo)元件損壞，色譜柱出口端必須填裝好玻璃棉和不銹鋼絲網(wǎng)，避免柱擔(dān)體吹入TCD。6、 在多次進(jìn)樣分析后，應(yīng)及時更換進(jìn)樣器上的硅橡膠墊，如果待到硅橡膠墊被多次注射針扎破漏氣時再更換就遲了，因為硅橡膠墊一漏，載氣漏出，空氣漏進(jìn)，熱導(dǎo)元件就會燒壞。分析過程中更換硅橡膠墊時，必須將熱導(dǎo)電源關(guān)斷后，再迅速換墊，換好后必須通載氣幾分鐘后才能再通熱導(dǎo)池電源。7、 用平面六通閥做氣體進(jìn)樣時，六通閥的位置必須停在二個極端位置，不能將閥旋停在中間位置，因為中間位置是六通閥將載氣切斷不通，這是很危險的，容易導(dǎo)致熱導(dǎo)池中因不通載氣而損壞。8、 色譜柱高溫老化時，必須將熱導(dǎo)池電源關(guān)斷，熱導(dǎo)池溫控關(guān)斷，并且將柱出口連接熱導(dǎo)池進(jìn)口的接頭處斷開，讓高溫老化的載氣（N2）流入柱箱，