[实用新型]氦放电离子化气相色谱检测器及其电控、测量电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气相色谱检测器，具体的说是涉及氦放电离子化气相色谱检测器及其电控、测量电路。

背景技术

气体工业是国民经济的基础行业之一，随着国民经济的快速发展，高纯气体的地位和需求日益突出。高纯气体中的痕量杂质分析是气体生产、使用中的必要环节，通常采用气相色谱法测定，其难点之一是检测器的通用性和灵敏度问题。色谱检测器是一种将色谱柱分离后的各试样组分按其特性和含量转变成电信号的装置，是气相色谱的核心。随着国内高纯气体行业的发展和气体用户对气体纯度的要求越来越高，对检测器的要求也越来越高。

高纯气体中痕量杂质的测定，要求高电离能、高灵敏度的通用型检测器，这也是色谱检测器的研发方向。目前国内广泛采用的热导检测器(TCD)虽然通用，但由于灵敏度有限，很难测定5ppm以下的杂质；常用的氢火焰离子化检测器(FID)，其灵敏度虽然较高，但只能测定有机气体，对无机气体没有响应，应用中需要三种气源，需要进行微电流放大，复杂程度较高、成本也较高；氧化锆检测器由于是一种选择性的检测器，只能分析少数几种气体杂质；而氩离子检测器又带有放射源。高纯气体分析目前比较认同的氦离子化检测器可以由完全不同的三种技术路线得以实现：①放射性氦离子化检测器，应用最早，它在离子化室中安放放射源、收集极和极化极，在β-射线的照射下，氦从基态激发到亚稳态，与待测物质发生非弹性碰撞时使其电离，在极化极电场作用下，由收集极收集微弱的离子化电流，再经微电流放大器放大给出色谱响应信号。由于它是具有高电离能和高灵敏度的通用型检测器，现在依然被广泛使用；②光离子化检测器(PID)，使用紫外光作为电离源，由紫外光源和离子化室组成，而紫外光源有两种结构类型，即光窗式结构和无光窗式结构，前者电离能较低，只适用于有机组分的测定，后者以氦气作为放电气和载气，为高能通用型检测器，灵敏度较高，该检测器结构比较复杂；③放电检测器(DID)，早期报道的真空放电检测器，采用负压氮气中的辉光放电，电流大、功耗大，放电在抽空条件下操作，应用困难，电离能低，检测灵敏度低，给出负的色谱响应信号；新近报道的同轴放电检测器，采用圆筒电极和圆棒电极间的同轴大面积放电，除了其结构较为复杂以外，测量的也是电流的减小，由反峰定量，待测物质实质上未被电离，严格说来它不属于离子化检测器，从应用上看，它比较适用于有机物的测定。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种氦放电离子化气相色谱检测器，不使用放射源，没有专门的离子化室、收集极和极化极，不需要进行微电流放大，就能实现对高纯气体的的分析，结构简单。

本实用新型的另一个目的是提供一种采用氦放电离子化气相色谱检测器构成的电控、测量电路，仅由简单的电压、电阻回路构成，设备简单。

对于氦放电离子化气相色谱检测器，本实用新型所采用的技术方案是：

氦放电离子化气相色谱检测器，包括载气入口和载气出口，还包括池体、绝缘体、放电离子化室和放电电极，绝缘体嵌入池体内，放电离子化室、放电电极均置于绝缘体内。

所述放电电极为尖端放电结构或端面放电结构。

所述尖端放电结构中两个放电电极相对放置且尖端位于放电离子化室内。

所述尖端放电结构中两个放电电极与载气入口、放电离子化室和载气出口形成的气路通道相垂直。

所述端面放电结构中两个放电电极相对放置且与放电离子化室相通。

所述端面放电结构中两个放电电极分别为梅花电极和喷头电极。

所述梅花电极和喷头电极均为中空结构，梅花电极一端带梅花通气孔且梅花通气孔为放电离子化室出口，梅花电极的另一端与载气出口相通，喷头电极一端带喷嘴且喷嘴为放电离子化室入口，喷头电极的另一端与载气入口相通。

工作原理：

经色谱柱分离后的待测组分随载气氦气从载气入口进入，放电使氦从基态被激发到亚稳态，待测组分与亚稳态氦发生非弹性碰撞，亚稳态氦返回基态，释放电离能使待测组分被电离，放电离子化室的电流增加，经由取样电阻直接给出色谱响应信号。

对于采用氦放电离子化气相色谱检测器构成的电控、测量电路，本实用新型采用的技术方案是：