热导检测器TCD原理及操作注意事项样本Word格式.docx

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①热敏电阻#$%响应值随温度增长而迅速下降，因而，普通热敏电阻要在120℃如下使用。

使用范畴受到极大限制；

②与热丝相比，热敏电阻温度系数大，体现为其响应值对于温度变化十分敏感。

例如在60℃时，池温变化1℃，热敏电阻和热丝基线漂移分别为10.4mV和5.0mV，前者比后者大一倍多，因而，热敏电阻稳定性差，特别是在程升操作时，尤为突出；

③热敏电阻对还原条件十分敏感，故不能用氢气作载气。

当前，只有下二状况可用热敏电阻作热敏元件；

一是低温痕量分析；

二是需小池体积配毛细管柱。

其她状况很少用热敏电阻，而多用热丝。

并且，近年热敏电阻可作成小池体积优势也在逐渐下降。

（2）热丝一种性能优秀TCD，对热丝规定重要考虑四点：

①电阻率高，以便可在相似长度内得到高阻值；

②电阻温度系数大，以便通桥流加热后得到高阻值；

③强度好；

④耐氧化或腐蚀。

①、②是为了获得高敏捷度，同步丝体积小，可缩小池体积，制作微TCD。

③、④是为了获得高稳定性。

表3-2-3列出了商品TCD中惯用热丝性能。

钨丝电阻率低，相似长度之阻值只有铁铼丝一半，敏捷度难以提高。

此外，钨丝强度差，高温下易氧化，致使噪声增长、信!

噪比下降。

铼-钨丝与钨丝相比，电阻率高，电阻温度系数略低。

因S值大体上正比于α√ρ。

3％、5％铼-钨丝和钨丝α√ρ值分别为12.2×

103、11.7×

103、10.29×

103。

可见铼钨丝之α√ρ值均高于钨丝。

故前者有助于提高敏捷度。

此外，铼钨丝与钨丝相比，拉断力明显提高，且高温特性好，故性能稳定。

但它仍存在高温下易氧化问题。

当前高性能TCD均用铼钨丝。

如HP6890型，岛津GC-17A型μ-TCD热丝。

铼钨丝有两种系列：

纯钨加铼（W-Re）合金丝和掺杂钨加铼（Wal2-Re）合金丝。

在电阻率、加工成型性能和高温强度等方面，后者均优于前者。

因而，在相似构造设计和操作条件下，选用后者可获得较高电阻值。

掺杂钨加铼合金丝中，其阻值和TCD敏捷度均随掺铼量增长而提高，见表3-2-4。

可以看出，简朴地变化Re配比，可使敏捷度提高一倍。

镀金铼钨丝是指先在支架上焊未镀金铼钨丝，经严格清洗后，再在电解槽中直接镀金铼钨丝。

阻值虽约下降11%，在相似桥流下敏捷度下降约30%，但其抗氧化性和耐腐蚀性明显提高，兼顾了敏捷度和稳定性。

先镀金后焊至支架上镀金铼钨丝，效果较差。

近年Valco公司推出了铁镍合金丝，据称可极大地提高敏捷度，且避免了铼-钨丝氧化问题。

热丝安装普通是将其固定在一支架上，放入池体孔道中。

支架可做成各种形式，见图3-2-3。

2.池体

池体是一种内部加工成池腔和孔道金属体。

池材料初期多用铜，因它热传导性能好，但它防腐性能差。

故近年已为不锈钢形式示意图所取代。

普通将内部池腔和孔道总体积称池体积。

初期TCD池体积多为500-800μL，后减小至100-500μL，仍称普通TCD。

它合用于填充柱。

近年发展了微TCD，其池体积均在100μL如下，有达3.5μL，它合用于毛细管柱。

（1）普通TCD池普通TCD池按载气对热丝流动方式（见图3-2-4）可分直通式（a）、扩散式（b）和半扩散式（c），三种流型性能比较见表3-2-5。

（2）微型TCD池由于池体积已减小至几微升，甚至200nL，故在μ-TCD中，载气流动方式已不像普通TCD那样明显，基本上可提成直通和准直通式两种，图3-2-5列出了几种μ-TCD池构造。

可以看出，μ-TCD池腔体积仅数微升或数十微升，原则毛细管柱可直接与之相连，基本上不会导致峰扩张。

固然在敏捷度允许状况下，恰当加尾吹气，对改进峰形还是十分有利。

μ-TCD池腔体积虽小，但是为使其工作稳定，池块还应有恰当质量，以保证恒温效果，从而使基线稳定。

三、检测条件选取

（一）、载气种类、纯度和流量

1.载气种类

TCD通惯用He或H2作载气，由于它们热导系数远远不不大于其她化合物。

用He或H2作载气TCD，其敏捷度高，且峰形正常，响应因子稳定，易于定量，线性范畴宽。

北美多用氦作载气，因它安全。

其她地区因氦太昂贵，多用氢。

氢载气敏捷度最高，只是操作中要注意安全，此外，还要防止样品也许与氢反映。

N2或Ar作载气，因其敏捷度低，且易出W峰，响应因子受温度影响，线性范畴窄，普通不用。

但若分析He或H2时，则宜用N2或Ar作载气。

避免用He作载气测H2或用H2作载气测He。

用N2或Ar载气时需注意，因其热导系数小，热丝达到相似温度所需桥流值，比He或H2载气要小得多。

毛细管柱接TCD时，最佳都加尾吹气，虽然是池体积为3.5µ

Lµ

-TCD，HP公司也建议加尾吹气。

尾吹气种类同载气。

减少TCD池压力，不但可避免加尾吹气。

并且还可提高TCD敏捷度。

如140µ

L池体积TCD与50µ

m内径毛细管柱相连。

在约500Pa（4mmHg）低压下操作时，其池体积相称于0.7µ

L，敏捷度提高近200倍。

2.载气纯度

载气纯度影响TCD敏捷度。

实验表白：

在桥流160-200mA范畴内，用99.999%超纯氢气比用99%普氢敏捷度高6%-13%。

载气纯度对峰形亦有影响，用TCD作高纯气中杂质检测时，载气纯度应比被测气体高十倍以上，否则将出倒峰。

3.载气流速

TCD为浓度型检测器，对流速波动很敏感，TCD峰面积响应值反比于载气流速。

因而，在检测过程中，载气流速必要保持恒定。

在柱分离允许状况下，以低些为妥。

流速波动也许导致基线噪声和漂移增大。

对微TCD，为了有效地消除柱外峰形扩张，同步保持高敏捷度，普通载气加尾吹总流速在10-20mL/min。

参照池气体流速普通与测量池相等，但在作程升时，可调节参照池之流速至基线波动和漂移最小为佳。

（二）、桥电流

桥流（I）与TCD敏捷度（S），噪声（N）和检测限（D）关系见图3-2-16A，B，C曲线。

由图3-2-16可见，桥电流可明显提高TCD敏捷度。

普通以为S值与I2.8成正比。

因此，用增大桥流来提高敏捷度是最通用办法。

但是桥流提高又受到噪声和使用寿命限制。

若桥流偏大，噪声即由逐渐增长变成急剧增大，见曲线B。

其成果是信噪比下降，检测极限变大，即曲线C又复上升。

此外，桥流越高，热丝越易被氧化，使用寿命越短。

过高桥流甚至使热丝烧断。

因此，在满足分析敏捷度规定前提下，选用桥流以低为好，这时噪声小，热丝使用寿命长。

在追求该TCD最大敏捷度状况下，则选信/噪比最大时之桥流，这时检测极限最低，即曲线C之最低点。

但长期在低桥流下工作，也许导致池污染，这时可用溶剂清洗TCD池。

普通商品TCD使用阐明书中，均有不同检测器温度时推荐使用桥流值，见图3-2-17。

普通参照此值设定桥流。

（三）、检测器温度

TCD敏捷度与热丝和池体间温差成正比。

显然，增大其温差有二个途径：

一是提高桥流，以提高热丝温度；

二是减少检测器池体温度。

这决定于被分析样品沸点。

检测器池体温度不能低于样品沸点，以免在检测器内冷凝。

因而，对沸点不很低样品，采用此法提高敏捷度是有限，而对气体样品，特别是永久性气体，可达较好效果。

四、使用注意事项

为了充分发挥TCD性能和避免浮现异常，在使用中应注意如下几种方面。

1.保证毛细管柱插入池深度适当

柱相对于检测器池插入位置十分重要，它影响到最佳敏捷度和峰形。

毛细管柱端必要在样品池入口处，若毛细管柱插入池体内，则敏捷度下降，峰形差，若毛细管柱离池入口处太远，峰变宽和拖尾，敏捷度亦低。

装柱应按气相色谱仪阐明书规定操作。

如果阐明书未明确装柱规定，即以得到最大敏捷度和最佳峰形为最佳位置。

2.避免热丝温度过高而烧断

任何热丝均有一最高承受温度，高于此温度则烧断。

热丝温度高低是由载气种类、桥电流和池体温度决定。

如载气热导率小，桥电流和池体温度高，则热丝温度就高，反之亦然。

普通商品色谱仪在出厂时，均附有此三者之间关系曲线（见图3-2-17），按此调节桥电流，就能保证热丝温度不会太高。

图3-2-17中推荐最大桥电流值，是指在无氧存在状况，如果有氧接触，则会急速氧化而烧断。

因而，在使用TCD时，务必先通载气，检查整个气路气密性与否完好，调节TCD出口处载气流速至一定值，并稳定10-15min后，才干通桥流。

工作过程中，如需要更换色谱柱、进样隔垫或钢瓶，务必先关桥流，而后换之。

虽然近年仪器已有过流保护装置，当载气中断或桥流过大时，可自动切断桥流，但操作时不要依赖此装置。

操作者应积极避免浮现异常为妥。

3.避免样品或固定液带来异常

（1）样品损坏热丝酸类、卤代化合物、氧化性和还原性化合物，能使测量臂热丝阻值变化，特别是注入量很大时，尤为严重。

因而，最佳尽量避免用TCD作这些样品分析，如果一定要作，则在保证能正常定量前提下，尽量使样品浓度低些，桥流小些。

这样工作一段时间后，如果TCD不平衡或基线长期缓慢漂移，可使“测量”和“参照”二臂对换，如此交替使用，可缓和此异常。

（2）样品或固定液冷凝高沸点样品或固定液在检测器中或检测器出口连接管中冷凝，将使噪声和漂移变大，以至无法正常工作。

在寻常工作中注意如下三点，即可避免此异常发生：

①切勿将色谱柱连至检测器上进行老化；

②检测器温度普通较柱温高20-30℃；

③开机时，先将检测器恒温箱升至工作温度后，再升柱温。

4.保证载气净化系统正常

载气中若含氧，将使热丝长期受到氧化，有损其寿命，故普通载气和尾吹气应加净化装置，以除去氧气。

载气净化系统使用到一定期间，即因吸附饱和而失效，应及时更换之，以保证正常净化。

如未及时更换，此净化系统就成了温度诱导漂移根源。

当室温下降时净化器不再饱和，它又开始吸附杂质，于是基线向下漂移。

当室温升高，净化器处在气固平衡状态，向气相中解吸杂质增多，于是基线向上漂移。

5.注意程序升温时调节基线漂移最小

对双气路气相色谱仪，将参照和测量气路流量调至相等，普通作恒温分析时，很正常；

但在作程序升温时，也许基线漂移较大。

这时，为使基线漂移最小，可作如下调节：

①调参照和测量气路流量相等；

②作程升至最高温度保持一段时间，同步记录基线漂移；

③调参照气流量使记录笔返回到程升起始位置，结束本次程升程序；

④重复②、③操作，直至抱负。

6.注意TCD恒温箱温度控制精度

表3-2-13列出了由于外界因素对TCD响应值影响。

可以看出热丝温度对敏捷度影响最大，温度变化1℃敏捷度变化竟达12400µ

V。

固然，除规定桥流稳定外，检测器温度波动亦严重影响丝温。

因此TCD敏捷度越高，规定检测器温度控制精度亦越高。

普通均应不大于±

0.01℃。

如果浮现基线缓慢来回摆动，一周期约几分钟，即也许与温控精度不够关于。

FID检测器原理

FID检测器原理是:

从色谱柱出口流出混合试样蒸气中有机物分子，在2100℃氢火焰温度和空气中氧参于下，1/50万分子发生热氧化电离生成离子，这些离子在±

300v电压电场作用下定向流动，形成薄弱电流，经高阻放大，产生响应信号。

水和永久性气体分子以及对称构造分子不易电离形成离子，因此敏捷度很低或不产生信号。

简做参照，详见关于色谱书籍。

4、如何进行TCD和FID检测器清洗

TCD检测器在使用过程中也许会被柱流出沉积物或样品中夹带其她物质所污染。

TCD检测器一旦被污染,仪器基线浮现抖动、噪声增长。

有必要对检测器进行清洗。

HPTCD检测器可以采用热清洗办法,详细办法如下：

关闭检测器,把柱子从检测器接头上拆下,把柱箱内检测器接头用死堵堵死,将参照气流量设立到20～30ml/min，设立检测器温度为400℃,热清洗4～8h,降温后即可使用。

国产或日产TCD检测器污染可用如下办法。

仪器停机后,将TCD气路进口拆下,用50ml注射器依次将丙酮（或甲苯,可依照样品化学性质选用不同溶剂）无水乙醇、蒸馏水从进气口重复注入5～10次，用吸尔球从进气口处缓慢吹气，吹出杂质和残存液体，然后重新安装好进气接头，开机后将柱温升到200℃，检测器温度升到250℃，通入比分析操作气流大1～2倍载气，直到基线稳定为止。

对于严重污染，可将出气口用死堵堵死，从进气口注满丙酮（或甲苯,可依照样品化学性质选用不同溶剂）,保持8h左右,排出废液,然后按上述办法解决。

FID检测器清洗：

FID检测器在使用中稳定性好,对使用规定相对较低,使用普遍,但在长时间使用过程中,容易浮现检测器喷嘴和收集极积炭等问题,或有机物在喷嘴或收集极处沉积等状况。

对FID积炭或有机物沉积等问题,可以先对检测器喷嘴和收集极用丙酮、甲苯、甲醇等有机溶剂进行清洗。

当积炭较厚不能清洗干净时候,可以对检测器积炭较厚某些用细砂纸小心打磨。

注旨在打磨过程中不要对检测器导致损伤。

初步打磨完毕后,对污染某些进一步用软布进行擦拭,再用有机溶剂最后进行清洗,普通即可消除。

应用热导池检测器注意事项

热导池检测器（TCD）是气相色谱仪中应用较为广泛检测器,特别是在气体分析中应用最多.由于不断研究和发展,越来越多应用于ppm级气体成分微量分析,在许多分析应用中取代了FID,然而,热导池检测器损坏因素,避免不必要损失.

热导池中核心热导元件是用钨铼丝做,钨铼丝直径普通只有15μ-30μ,材料又比较容易氧化,氧化或受污染后,阻值发生变化或断损,导致热导池测量电桥对称性被破坏,致使仪器无法正常工作,引起热导元件损坏因素较多,注意事项归纳如下:

　　1、热导池接并联双气路应用时，必要同步并联装上二根色谱柱，二路都要同步通载气，如果只装一根柱，而另一路不装柱不通载气，那么，一通电源就会将钨丝元件烧坏。

　　2、仪器停机后，外界空气往往会返进热导池和柱系统，因而必要在开机时要先通载气10分钟以上再通电，停机时间越长，那么重新开机时先通载气时间也要长，否则系统中残留空气中氧气会将钨铼丝元件氧化或烧断。

　　3、热导检测器使用载气纯度必要四个9以上（99.99%），最忌载气中含氧量高，载气不纯将会影响热导元件使用寿命，也会减少检测敏捷度，因此载气必要脱氧净化。

　　4、在更换装色谱柱时，必要检漏，保证气密性，色谱柱连接处漏气将会导致热导元件损坏，色谱柱出口端必要填装好玻璃棉和不锈钢丝网，避免柱担体吹入TCD。

　　5、在多次进样分析后，应及时更换进样器上硅橡胶垫，如果待到硅橡胶垫被多次注射针扎破漏气时再更换就迟了，由于硅橡胶垫一漏，载气漏出，空气漏进，热导元件就会烧坏。

分析过程中更换硅橡胶垫时，必要将热导电源关断后，再迅速换垫，换好后必要通载气几分钟后才干再通热导池电源。

　　6、用平面六通阀做气体进样时，六通阀位置必要停在二个极端位置，不能将阀旋停在中间位置，由于中间位置是六通阀将载气切断不通，这是很危险，容易导致热导池中因不通载气而损坏。

　　7、色谱柱高温老化时，必要将热导池电源关断，热导池温控关断，并且将柱出口连接热导池进口接头处断开，让高温老化载气（N2）流入柱箱内，这样可避免因柱子老化而污染热导池及钨铼丝元件。

　　8、热导池桥电流设定，必要比被分析试样组份最高沸点高20-30℃，避免试样中高沸点组份冷凝在热导池中和污染钨铼丝元件。

　　9、热导池桥电流设定，必要考虑所用载气种类、工作温度和钨铼丝元件冷阻，应明了这样原则：

①轻载气（H2、He）桥电流可大，重载气（N2、Air）桥电流必要小；

②热导池工作温度高，桥电流应减小，工作温度低，桥电流可增长；

③各生产厂家热导池钨铼丝元件阻值是不同，因而，使用桥电流大小也不同，元件阻值大，桥电流就应设定小些，详细桥电流设定可看阐明书。

在开机前一定要先通气，然后开机、加热，等温度接近设定值时再加载电流，关机时反过来做。

否则热导丝极易烧断，就像电灯泡里一旦漏气，灯丝必被烧断一种道理。

电流不适当过大，电流过大就会产生噪音。

载气一定要高纯、载气流量要适中，否则影响测量精度

1、使用热导检测器（TCD），使用不同载气，桥流和柱温也不同，否则很容易将热导检测器烧坏。

2、色谱热导检测器一旦送电加热，热导检测器（TCD）便不可拆换，热导池中钨铼丝变得非常脆弱。

咱们色谱多时近百台，都是一种TCD、一种FID，使用FID岗位占2/3。

TCD寿命短，因此TCD和FID需求基本平衡。

开始TCD拆换一种报废一种，没有启动可以正常拆换，后来咱们整机调换。

气相色谱TCD检测器常用故障检修办法及因素分析

1前言

TCD检测器是应用最广泛一种通用型检测器,但是TCD检测器不稳定因素却相称多。

由于影响基线不稳定因素涉及到整个色谱仪大某些部件,并且各个不稳定因素之间又互相作用。

下面就TCD常浮现故障现象简介几种维修办法及因素分析。

2热导时基线出既有规律圆滑波浪形摆动,波动周期约为0.5min。

2.1检修办法

1.流量增大时波动周期相应减少。

2.用手堵住气路出口,转子慢慢降到零。

3.对柱室与检测室温控精度进行检查,都无相应波动。

4.更换稳压阀后现象依然如故。

5.将检测室温度由180度降到150度后,波动完全消失。

因素分析:

检测室处有少量冷凝物挥发,致使基线产生波动"

其过程是冷凝物挥发形成基流。

而基流又与气路流量有关"

当流量大时挥发多,基流大,反之基流小。

普通流量是有缓慢波动,约为1%如下。

当气路清洁无污染时,此变化对基线响应影响甚微。

而当气路不干净时却能引起较大波动。

当温度减少时,冷凝物挥发量下降"

虽然流量有波动对基线也无可观测影响。

3在热导调零处基线不稳!

噪声体现为无规则跳动

3.1维修办法

1.衰减增大时,噪声峰峰值随之减少。

2.预热仪器2小时后基线正常。

仪器长期不用,器壁有吸附。

预热时释放出来,影响基线稳定性。

待仪器充分预热后,基线达到正常。

4不出峰与敏捷度太低

检修办法进行操作条件重复性检查。

应核算操作条件是不是与本来已知条件相接近。

这里涉及各气路流量值!

柱温及检测器温度;

输出衰减档位置;

桥流大小;

电源与否接通。

如果发现操作条件有异常,应努力使操作值与原给定值接近,并及时找出影响操作值复原某些不利因素。

因素分析此时应怀疑因素只有两个,一是热丝位置连线有误,另一种就是热丝表面严重污染。

对于前者应着重理解与否重接过热导池引线。

对热导池连线来说,除了四个热丝要构成一种桥流之外,还必要注意热导桥路对臂热丝元件应当处在同一气路当中。

如果桥路接线是弄反了将会导致热导敏捷度很小甚至不出峰现象。

在此状况下往往尚有双向峰产生。

对于热丝表面严重污染来说,应一方面尝试清洗热导池,无效时再考虑取下热丝清洗及彻底更换。

5气化室温度失控

检修办法去掉汽化加热板,观测气化室与否继续处在最高温度之下。

如依然保持失控,则阐明可控硅有机击穿,加热丝或引线与机壳相碰。

这时切断仪器总电源,然后用万用表测试可控硅及炉丝绝缘好坏。

测试可控硅时,可把阳极引线断开,直接检查可控硅阳极与阴极间正反向电阻。

正常时为几兆欧。

如此值大小则阐明可控硅已击穿,需更换。

检查炉丝对外壳绝缘可在加热烙铁芯引线两端分别测试对机壳电阻,如有一端阻值很小则阐明加热电路中在碰壳处。

因素分析：

1.可控硅阴阳两极间击穿;

2.加热丝或加热引线与机壳相碰。

应用热导池检测器注意事项有哪些

热导池检测器（TCD）是气相色谱仪中应用较为广泛检测器,特别是在气体分析中应用最多.由于不断研究和发展,科创色谱仪器中热导池检测器敏捷度最高,已越来越多应用于ppm级气体成分微量分析,在许多分析应用中取代了FID,然而,热导池检测器损坏因素,避免不必要损失.

　　热导池中核心热导元件是用钨铼丝做,钨铼丝直径普通只有15μ-30μ,材料又比较容易氧化,氧化或受污染后,阻值发生变化或断损,导致热导池测量电桥对称性被破坏,致使仪器无法正常工作,引起热导元件损坏因素较多,注意事项归纳如下:

　　2、在应用科创微型热导池做毛细管色谱分析时，可一路装毛细柱加尾吹，另一路必要也装上一根填充柱或空柱，同步通入载气。

大多数人习惯ＦＩＤ毛细柱系统，往往会忽视这一点出错误。

　　3、仪器停机后，外界空气往往会返进热导池和柱系统，因而必要在开机时要先通载气10分钟以上再通电，停机时间越长，那么重新开机时先通载气时间也要长，否则系统中残留空气中氧气会将钨铼丝元件氧化或烧断。

　　4、热导检测器使用载气纯度必要四个9以上（99.99%），最忌载气中含氧量高，载气不纯将会影响热导元件使用寿命，也会减少检测敏捷度，因此载气必要脱氧净化。

　　5、在更换装色谱柱时，必要检漏，保证气密性，色谱柱连接处漏气将会导致热导元件损坏，色谱柱出口端必要填装好玻璃棉和不锈钢丝网，避免柱担体吹入TCD。

　　6、在多次进样分析后，应及时更换进样器上硅橡胶垫，如果待到硅橡胶垫被多次注射针扎破漏气时再更换就迟了，由于硅橡胶垫一漏，载气漏出，空气漏进，热导元件就会烧坏。

　　7、用平面六通阀做气体进样时，六通阀位置必要停在二个极端位置，不能将阀旋停在中间位置，由于中间位置是六通阀将载气切断不通，这是很危险，容易导致热导池中因不通载气而损坏。

　　8、色谱柱高温老化时，必要将热导池电源关断，热导池温控关断，并且将柱出口连接热导池进口接头处断开，让高温老化载气（N2）流入柱箱内，这样可避免因柱子老化而污染热导池及钨铼丝元件。

　　9、热导池桥电流设定，必要比被分析试样组份最高沸点高20-30℃，避免试样中高沸点组份冷凝在热导池中和污染钨铼丝元件。

　　10、热导池桥电流设定，必要考虑所用载气种类、工作温度和钨铼丝元件冷阻，应明了这样原则：

①轻