熱導(dǎo)氣體檢測(cè)儀是第一個(gè)用于氣相色譜儀的氣體檢測(cè)儀,在沒(méi)有用于色譜分析之前,稱卡他計(jì)。隨著氣相色譜分析氣體技術(shù)的發(fā)展,后來(lái)又出現(xiàn)了許多靈敏度高,選擇性強(qiáng)的氣體檢測(cè)儀。雖然在很多方面勝過(guò)TCD,可是,并不有能取代TCD。在長(zhǎng)期實(shí)踐中,人們不斷改造完善它,特別是采取了選用新熱絲材料,減少池容積,改進(jìn)氣路形式,提高控溫精度,采用新的橋路供電,加前置放大電路等改造后,使現(xiàn)代的TCD已非昔日可比。TCD和其他氣體檢測(cè)儀相比,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,對(duì)所有物質(zhì)都有信號(hào),性能可靠,定量準(zhǔn)確,不破壞樣品,最小檢測(cè)濃度可達(dá)0.1---0.01 ppm,并在目前已能和毛細(xì)管分析相配用等特點(diǎn),在氣相色譜儀氣體檢測(cè)儀中,TCD仍占第一位。
一、工作原理
氣體具有熱傳導(dǎo)作用,而不同物質(zhì)有不同的熱導(dǎo)系數(shù),氣體檢測(cè)儀就是根據(jù)不同物質(zhì)熱傳導(dǎo)系數(shù)的差別而設(shè)計(jì)的。
當(dāng)被測(cè)組份從色譜柱洗提出來(lái)與載氣混合后,它的熱導(dǎo)系數(shù)與純組份和純載氣都不相同。但是要直接測(cè)量這種絕對(duì)值的差異是非常困難的,一般都采用間接測(cè)量法。在熱絲的兩端,加上一個(gè)直流電壓F使熱絲發(fā)熱。通常,熱絲溫度要比池體高100-500度,然后把兩個(gè)這樣的裝置組成一個(gè)作測(cè)量池,一個(gè)作參考池。
純載氣通過(guò)測(cè)量和參考熱絲池槽時(shí),由于氣體的強(qiáng)制對(duì)流和熱傳導(dǎo)作用,把熱絲產(chǎn)生的絕大部分(>80%)熱量傳遞給池體,其余的熱量則通過(guò)熱輻射、自然對(duì)流和熱絲引出端的熱傳導(dǎo)等幾種方式傳遞出去。當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)(包括載氣流量)不發(fā)生變化時(shí),熱絲可處于熱平衡狀態(tài),橋路輸出為零。
當(dāng)進(jìn)入測(cè)量池的載氣中含有被測(cè)組份時(shí),其系數(shù)發(fā)生了變化,使熱絲的溫度升高或降低,測(cè)量池的熱絲電阻和參考池的熱絲電阻不再相等,使電橋失去平衡,橋路輸出不平衡電信號(hào)。此信號(hào)就是組份含量的量度。所以檢測(cè)池工作原理實(shí)質(zhì)上是測(cè)量“參考池”中載氣和測(cè)量池中二元混合氣的熱導(dǎo)率之差。
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