气相色谱仪检测器概述（二）

（4）结构形式：

有双臂热导池和四臂热导池。

只通纯载气的孔道称为参考池，通载气和样品的孔道称为测量池。

1）双臂热导池：

双臂热导池池体具有两个大小和形状完全对称的孔道，每一孔道中装有一根铼钨丝，每根铼钨丝的形状和电阻值在相同的温度下基本相同。

双臂热导池的一臂为参考池，另一臂为测量池。

2）四臂热导池：

四臂热导池的两臂为参考池，另两臂为测量池。

具有四根相同的铼钨丝，灵敏度比双臂热导池约高一倍。

目前大多采用四臂热导池。

三、检测电路：

将四臂热导池的四根热丝分别作为惠斯通电桥的四个臂，其中两根热丝作为电桥的测量臂，另两根热丝作为电桥的参考臂，通过惠斯通电桥测量热丝电阻值的变化。

四、特点：

1、属于通用型检测器。

2、被测组分与载气的导热系数相差越大，灵敏度越高。用H₂或N₂作载气，一般比用N₂时的灵敏度高。

3、结构简单。

4、稳定性好。

5、载气流量和钨丝温度对灵敏度有较大影响。

6、钨丝工作电流增加—倍可使灵敏度提高3～7倍，但钨丝电流过高会造成基线不稳和缩短钨丝寿命。当工作电流固定时，降低热导池体温度可提高灵敏度。

7、灵敏度低。因大多数组分与载气的导热系数差别不大。

8、用峰高定量。

五、检测条件：

1、载气种类：

载气与样品的导热能力相差越大，检测器灵敏度越高。由于相对分子质量小的H₂和He等导热能力大，而一般气体导热能力较小，TCD通常用H₂和He作载气。用H₂和He作载气的TCD，灵敏度高，峰形正常，易于定量，线性范围宽。通常不用N₂和Ar作载气，其灵敏度低，易出W峰，响应因子受温度影响，线性范围窄。但若分析H₂和He时，则宜用N₂和Ar作载气。避免用He作载气测H₂或用H₂作载气测He。用N₂和Ar作载气时，因其热导系数小，热丝达到相同温度所需的桥电流值，比用H₂和He作载气要小得多。

毛细管柱接TCD时，zui好加尾吹气（尾吹气是从色谱柱出口处直接进入检测器的一路气体，又称补充气或辅助气。其作用是保证检测器在zui优载气流量下工作，消除检测器死体积产生的柱外效应），尾吹气的种类同载气。

2、载气纯度：

载气纯度影响TCD 的灵敏度。实验表明，桥电流在160～200mA，用99.999%的超纯H₂比用99%的普通H₂的灵敏度高6%～13%。

载气纯度对峰形也有影响。用TCD检测高纯气中杂质时，载气纯度应比被测气体高十倍以上，否则将出负峰。

载气纯度低，将产生较大噪声。

3、载气流量：

TCD为浓度型检测器，色谱峰的峰面积响应值反比于载气流量，因此，在检测过程中载气流量必须保持恒定。在柱分离允许的情况下，载气应尽量选用低流量。载气流量波动可能导致基线噪声和漂移增大。

对μ－TCD，为了有效地消除柱外峰形展宽，保持高灵敏度，通常载气加尾吹气的总流量在10～20mL/min。参考池的气体流量通常与测量池相等，但在程序升温分析时，可调整参考池的流量至基线波动和漂移为zui小。

4、桥电流：

一般认为TCD的灵敏度与桥电流的2.8次方成正比，增大桥电流是提高灵敏度zui通用的方法。但桥电流偏大，噪声也由逐渐增大变为急剧增大，信噪比下降，检测下限变大。而且桥电流越高，热丝越易被氧化，使用寿命越短，过高的桥电流可能使热丝被烧断。在满足灵敏度要求的前提下，应尽量选用低桥电流，这时噪声小，热丝寿命长。但TCD若长期在低桥电流下工作，可能会造成池污染，可用溶剂清洗热导池。

N₂作载气时，桥电流为110～150mA。

H₂作载气时，桥电流为150～250mA。

5、检测器温度：

TCD的灵敏度与热丝和池体之间的温差成正比。实际工作中，增大温差有两个途径：一是提高桥电流，以提高热丝温度；二是降低检测器池体温度，这决定于样品的沸点。

检测器池体温度不能低于样品的沸点，以免样品在检测器内冷凝而造成污染或堵塞。因此，对具有较高沸点的样品，采用降低检测器池体温度来提高灵敏度是有限的，而对于*性气体，可大大提高灵敏度。

6、几何因素：

由几何结构决定，如热丝长度和半径等。一般认为池体积小，热丝长，半径小，灵敏度高。

六、使用注意事项：

1、确保毛细管柱插入TCD池深度合适：

毛细管柱端必须在TCD样品池的入口处。若毛细管柱插入池体内，灵敏度会下降，峰形差。若毛细管柱离池入口处太远，峰形展宽，拖尾，灵敏度低。

2、避免热丝温度过高而烧断：

任何热丝都有zui高承受温度，高于此温度会烧断。热丝温度的高低由载气种类、桥电流和池体温度决定。若载气的导热系数小，桥电流和池体温度高，则热丝温度高。反之亦然。

根据载气性质，桥电流不允许超过额定值。如载气用N₂时，桥电流应低于150mA；用H₂时，应低于270mA。

载气至少通入30mim，保证将气路中的空气赶走后方可通电，以防热丝氧化。未通载气严禁加载桥电流。

关机时，要先关电源，后关载气，否则TCD会报废。

TCD高温分析时若停机，除先切断桥电流外，zui好等检测室温度低于100℃时再关闭气源，以延长热丝的使用寿命。

3、避免样品和固定液带来的异常：

（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的电阻值改变，特别是注入量很大时尤为严重。因此，尽量避免用TCD分析这些样品。如果一定要分析，应在保证能正常定量的前提下，尽量使样品浓度低些，桥电流小些。这样工作一段时间后，如果TCD不平衡或基线长期缓慢漂移，可将参考臂和测量臂对换，如此交替使用，可缓解此异常。

（2）样品和固定液冷凝：

高沸点样品和固定液在检测器中和检测器出口连接管中冷凝，会使噪声和漂移增大，甚至无法正常工作。

实际工作中，切勿将色谱柱连至检测器上进行老化，检测器温度一般较柱温高20～30℃，开机时先将检测器恒温箱升至工作温度后再升柱温。

4、确保载气净化系统正常：

尽量使用高纯气源，载气中应无氧气、腐蚀性物质、机械性杂质和其它污染物。

载气中若含氧，会使热丝长期受到氧化，热丝寿命会缩短。因此，载气和尾吹气应加净化系统，以除去氧气。而且不要使用聚四氟乙烯作载气输送管，因为聚四氟乙烯会渗透氧气。

载气净化系统使用到一定时间，会因吸附饱和而失效，应立即更换，以确保正常净化。如未及时更换，净化系统就成了温度诱导漂移的根源。当室温下降时，净化器不再饱和，又开始吸附杂质，于是基线向下漂移。当室温升高时，净化器处于气固平衡状态，向气相中解吸杂质增多，于是基线向上漂移。