中文名 | 氫火焰離子化檢測(cè)器 | 外文名 | flame ionization detector |
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簡(jiǎn)????稱 | 氫焰檢測(cè)器 | 又????稱 | 火焰離子化檢測(cè)器 |
1)當(dāng)含有機(jī)物 CnHm的載氣由噴嘴噴出進(jìn)入火焰時(shí),在C層發(fā)生裂解反應(yīng)產(chǎn)生自由基 :
CnHm ──→ · CH
(2)產(chǎn)生的自由基在D層火焰中與外面擴(kuò)散進(jìn)來的激發(fā)態(tài)原子氧或分子氧發(fā)生如下反應(yīng):
· CH O ──→CHO e
(3)生成的正離子CHO 與火焰中大量水分子碰撞而發(fā)生分子離子反應(yīng):
CHO H2O ──→H3O CO
(4)化學(xué)電離產(chǎn)生的正離子和電子在外加恒定直流電場(chǎng)的作用下分別向兩極定向運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生微電流(約10-6~10-14A);
(5) 在一定范圍內(nèi),微電流的大小與進(jìn)入離子室的被測(cè)組分質(zhì)量成正比,所以氫焰檢測(cè)器是質(zhì)量型檢測(cè)器。
(6) 組分在氫焰中的電離效率很低,大約五十萬分之一的碳原子被電離。
(7)離子電流信號(hào)輸出到記錄儀,得到峰面積與組分質(zhì)量成正比的色譜流出曲線
FID的特點(diǎn)是靈敏度高,比TCD的靈敏度高約1000倍;檢出限低,可達(dá)到10~12g/s;線性范圍寬,可達(dá)10~7;FID結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,死體積一般小于1uL,響應(yīng)時(shí)間僅為1ms,既可以與填充柱聯(lián)用,也可以直接與毛細(xì)管柱聯(lián)用;FID對(duì)能在火焰中燃燒電離的有機(jī)化合物都有響應(yīng),可以直接進(jìn)行定量分析,是應(yīng)用最為廣泛的氣相色譜檢測(cè)器之一。FID的主要缺點(diǎn)是不能檢測(cè)永久性氣體、水、一氧化碳、二氧化碳、氮的氧化物、硫化氫等物質(zhì)。
(1) 典型的質(zhì)量型檢測(cè)器;
(2) 對(duì)有機(jī)化合物具有很高的靈敏度;
(3) 無機(jī)氣體(如N2、CO、CO2、O2)、水、四氯化碳等含氫少或不含氫的物質(zhì)靈敏度低或不響應(yīng);
(4) 氫焰檢測(cè)器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、靈敏度高、響應(yīng)迅速等特點(diǎn);
(5) 比熱導(dǎo)檢測(cè)器的靈敏度高出近3個(gè)數(shù)量級(jí),檢測(cè)下限可達(dá)10-12g·g-1。
1958年Mewillan和Harley等分別研制成功氫火焰離子化檢側(cè)器(FID),它是典型的破壞性、質(zhì)量型檢測(cè)器,是以氫氣和空氣燃燒生成的火焰為能源,當(dāng)有機(jī)化合物進(jìn)入以氫氣和氧氣燃燒的火焰,在高溫下產(chǎn)生化學(xué)電離,電離產(chǎn)生比基流高幾個(gè)數(shù)量級(jí)的離子,在高壓電場(chǎng)的定向作用下,形成離子流,微弱的離子流(10-12~10-8A)經(jīng)過高阻(106~1011Ω)放大,成為與進(jìn)入火焰的有機(jī)化合物的量成正比的電信號(hào),因此可以根據(jù)信號(hào)的大小對(duì)有機(jī)物進(jìn)行定量分析。 氫火焰檢測(cè)器由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能優(yōu)異、穩(wěn)定可靠、操作方便,所以經(jīng)過40多年的發(fā)展,今天的FID結(jié)構(gòu)仍無實(shí)質(zhì)性的變化。其主要特點(diǎn)是對(duì)幾乎所有揮發(fā)性的有機(jī)化合物均有響應(yīng),對(duì)所有烴類化合物(碳數(shù)≥3)的相對(duì)響應(yīng)值幾乎相等,對(duì)含雜原子的烴類有機(jī)物中的同系物(碳數(shù)≥3)的相對(duì)響應(yīng)值也幾乎相等。這給化合物的定量帶來很大的方便,而且具有靈敏度高(10-13~10-10g/s),基流?。?0-14~10-13A),線性范圍寬(106~107),死體積?。ā?μL),響應(yīng)快(1ms),可以和毛細(xì)管柱直接聯(lián)用,對(duì)氣體流速、壓力和溫度變化不敏感等優(yōu)點(diǎn),所以成為應(yīng)用最廣泛的氣相色譜檢測(cè)器之一。其主要缺點(diǎn)是需要三種氣源及其流速控制系統(tǒng),尤其是對(duì)防爆有嚴(yán)格的要求。氫火焰離子化檢測(cè)器的結(jié)構(gòu) 氫火焰離子化檢測(cè)器(FID)由電離室和放大電路組成,分別如圖2-9(a),(b)所示。 FID的電離室由金屬圓筒作外罩,底座中心有噴嘴;噴嘴附近有環(huán)狀金屬圈(極化極,又稱發(fā)射極),上端有一個(gè)金屬圓簡(jiǎn)(收集極)。兩者間加90~300V的直流電壓,形成電離電場(chǎng)加速電離的離子。收集極捕集的離子流經(jīng)放大器的高阻產(chǎn)生信號(hào)、放大后輸送至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);燃燒氣、輔助氣和色譜柱由底座引入;燃燒氣及水蒸氣由外罩上方小孔逸出
補(bǔ)充子目計(jì)算吧。
燃?xì)鉅t離子棒離子棒如何檢測(cè)反饋火焰信號(hào)的
“離子火焰檢測(cè)”原理是利用火焰的單向?qū)?將交流信號(hào)加載在火焰探測(cè)針上,在火焰燃燒時(shí),交流信號(hào)會(huì)被整成直流信號(hào),然后可以被檢測(cè)電路檢測(cè)到,構(gòu)成所謂的“交流火焰檢測(cè)”電路.本文詳細(xì)介紹了該電路中各元器件...
光離子化檢測(cè)器是一種通用性兼選擇性的檢測(cè)器,對(duì)大多數(shù)有機(jī)物都有響應(yīng)信號(hào),美國(guó)EPA己將其用于水、廢水和土壤中數(shù)十種有機(jī)污染物的檢測(cè)。光離子化檢測(cè)器價(jià)格在800元左右
(1) 在發(fā)射極和收集極之間加有一定的直流電壓(100—300V)構(gòu)成一個(gè)外加電場(chǎng)。
(2) 氫焰檢測(cè)器需要用到三種氣體:
N2 :載氣攜帶試樣組分;
H2 :為燃?xì)猓?
空氣:助燃?xì)狻?
使用時(shí)需要調(diào)整三者的比例關(guān)系,檢測(cè)器靈敏度達(dá)到最佳。
一般根據(jù)分離及分析速度的需要選擇載氣(氮?dú)猓┑牧髁浚x擇氫氣的流量使氫氣流量與氮?dú)饬髁勘葹?:1到1:1.4。在最佳氫、氮流量比時(shí),檢測(cè)器的靈敏度高,穩(wěn)定性好。當(dāng)空氣流量很小時(shí),檢測(cè)器的靈敏度較低,隨著空氣流量的提高,檢測(cè)器的靈敏度提高,但空氣流量高于某一數(shù)值后,提高空氣的流量對(duì)檢測(cè)器的靈敏度已沒有明顯影響。一般選擇空氣的流量為氫氣流量8倍以上。
包括載氣,氫氣和空氣的流量。
載氣流量 一般使用N2作為載氣,載氣流量的選擇主要考慮分離效能。對(duì)于一定的色譜柱和試樣,要找到一個(gè)最佳的載氣流速,使得柱的分離效果最好。
氫氣流量 氫氣流量與載氣流量的比值影響氫火焰的溫度以及火焰當(dāng)中的電離過程。火焰溫度太低,組分分子電離數(shù)目低,產(chǎn)生電流信號(hào)就小,靈敏度就低。氫氣流量低,不但靈敏度低,而且易熄火。氫氣流量高,火噪聲就大。故氫氣流量必須保持足夠。當(dāng)?shù)獨(dú)庾鳛檩d氣時(shí),一般氫氣與氮?dú)饬髁勘戎凳?:1~1:1.5,在最佳比值時(shí),不但靈敏度高,而且穩(wěn)定性好。
空氣流量 空氣是助燃?xì)?,并且為生成CHO 提供氧氣??諝饬髁吭谝欢ǚ秶飳?duì)響應(yīng)值有影響。當(dāng)空氣流量較小時(shí),對(duì)響應(yīng)值影響比較大。流量很小時(shí),靈敏度較低??諝饬髁扛哂谀骋粩?shù)值時(shí)(例如400mL/min),此時(shí)對(duì)于響應(yīng)值幾乎沒有影響。一般氫氣與空氣流量的比值為1:10
氣體中存在機(jī)械雜質(zhì)或載氣含有微量有機(jī)雜質(zhì)時(shí),對(duì)于基線的穩(wěn)定性影響較大。因此要保證管路的干凈并且使用高純度載氣。
正常極化電壓選擇在100~300V范圍內(nèi)。
與熱導(dǎo)檢測(cè)器不同,氫焰檢測(cè)器的溫度不是主要影響因素,從80~200攝氏度,靈敏度幾乎相同,在80攝 氏度以下,靈敏度顯著下降,這是由于水蒸氣冷凝造成的。2100433B
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數(shù)控火焰等離子切割機(jī) _深圳歐卡特 文章參考資料: www.octcnc.cn 在企業(yè)生產(chǎn)過程中,特別是結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)制造過程中,第一道工序便是原材料的切割,也 稱為下料。下料的方式有很多種,比如:帶鋸床的鋸切、剪板機(jī)的剪切、線切割機(jī)的電火花 切、沖床的沖剪切、氧氣乙炔的火焰切、等離子機(jī)的等離子切、激光設(shè)備的激光切、高速水 射流設(shè)備的水切割等等。 現(xiàn)在,我們把各種切割設(shè)備的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域做一個(gè)簡(jiǎn)單的探討。今天,對(duì)結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品 生產(chǎn)領(lǐng)域中應(yīng)用最廣和最多的設(shè)備 --- 數(shù)控火焰等離子切割機(jī)做一些簡(jiǎn)單的介紹如下: 過去,在這方面生產(chǎn)中,下料主要靠氧氣乙炔的手工割炬來手工切割,效率低下、切割 精度不高、且浪費(fèi)原材料。隨著生產(chǎn)手段的不斷提高,漸漸有了仿形切割機(jī),它的出現(xiàn)提高 了切割精度和效率,但是由于必須每一種切割零件都要制作一個(gè)胎膜,所以,增加了胎膜制 作的時(shí)間和成本?,F(xiàn)在,有了數(shù)控設(shè)備,當(dāng)然就免去了
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隨著火力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中安全和經(jīng)濟(jì)性要求的不斷提高,減少機(jī)組的誤動(dòng)和拒動(dòng)是保證電廠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要課題?;鹧鏅z測(cè)器應(yīng)用的好壞直接關(guān)系到FSSS功能能否正確實(shí)現(xiàn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通過對(duì)引進(jìn)的FORNEY、BAILEY、CE三個(gè)公司的火焰檢測(cè)器應(yīng)用的探討,以促進(jìn)火電機(jī)組在起動(dòng)及運(yùn)行中FSSS功能的正確實(shí)現(xiàn)。
堿鹽火焰離子化檢測(cè)器又稱熱離子檢測(cè)器或氮磷檢測(cè)器,是1964年以后,在氫火焰離子化檢器基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種高選擇性高靈敏的監(jiān)測(cè)器,是在一般火焰電離檢測(cè)器的火焰上或噴嘴上附加一個(gè)堿金屬鹽片或鹽圈。
堿鹽火焰離子化檢測(cè)器又稱熱離子檢測(cè)器或氮磷檢測(cè)器,是1964年以后,在氫火焰離子化檢器基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種高選擇性高靈敏的監(jiān)測(cè)器,是在一般火焰電離檢測(cè)器的火焰上或噴嘴上附加一個(gè)堿金屬鹽片或鹽圈。常用的堿金屬有NaF、CsBr、Rb2SO4等,檢測(cè)器的靈敏度隨鹽片成分不同而變化。在火焰里燃燒含電負(fù)性原子的有機(jī)物時(shí)(如含鹵素、硫、氮、磷等雜原子的有機(jī)物),會(huì)增加堿鹽的蒸發(fā)和化學(xué)離解,從而使收集到的離子流和所得信號(hào)大為增加。因此,這種檢測(cè)器能選擇性地檢測(cè)含氮、磷、硫、鹵素的有機(jī)化合物,其檢測(cè)限一般是火焰電離檢測(cè)器的102-104倍,最小檢測(cè)量可達(dá)10-13g。在環(huán)境分析測(cè)試中,它對(duì)于含氮、磷、硫、鹵素等有機(jī)農(nóng)藥污染的檢測(cè),及含這些元素的有機(jī)污染物的檢測(cè),是一種理想的檢測(cè)器。缺點(diǎn)是對(duì)流速波動(dòng)敏感,穩(wěn)定性和鹽片壽命還有待進(jìn)一步提高。2100433B
火焰離子化鑒定器簡(jiǎn)介
有機(jī)物的氣態(tài)分子是不導(dǎo)電的,必須在能量作用下,使之產(chǎn)生離子化,氫火焰即為所提供的能源。氫焰使有機(jī)物離子化的機(jī)理尚不十分清楚,但目前多認(rèn)為是一個(gè)化學(xué)電離過程。下面以苯為例,其化學(xué)電離過程如下: C6H6→6CH 6CH 302-→6CHO 6e 6CHO 6H2O→6CO 6H3O
即苯在氫火焰作用下,首先裂解為CH自由基,與進(jìn)入火焰的O2反應(yīng),生成CHO及電子,CHO 又與火焰中生成的水蒸氣分子碰撞產(chǎn)生O正離子,此時(shí)H3O及CHO和電子在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生電流。
氫焰檢測(cè)器僅能分析有機(jī)物,不適于分析惰性氣體、空氣、水、CO、C02、C 、NO、S02、H2S。
1、紫外光火焰檢測(cè)器
紫外光火焰檢測(cè)器采用紫外光敏管作為傳感元件,其光譜范圍在O.006~0.4?m之間。紫外光敏管是一種固態(tài)脈沖器件,其發(fā)出的信號(hào)是自身脈沖頻率與紫外輻射頻率成正比例的隨機(jī)脈沖。紫外光敏管有二個(gè)電極,一般加交流高電壓。當(dāng)輻射到電極上的紫外光線足夠強(qiáng)時(shí),電極間就產(chǎn)生“雪崩”脈沖電流,其頻率與紫外光線強(qiáng)度有關(guān),最高達(dá)幾千赫茲。滅火時(shí)則無脈沖。
2、可見光火焰檢測(cè)器
可見光火焰檢測(cè)器采用光電二極管作為傳感元件,其光譜響應(yīng)范圍在0.33~0.7?m之間??梢姽饣鹧鏅z測(cè)器由探頭、機(jī)箱和冷卻設(shè)備等部分組成。爐膛火焰中的可見光穿過探頭端部的透鏡,經(jīng)由光導(dǎo)纖維到達(dá)探頭小室,照到光電二極管上。
該光電二極管將可見光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào),經(jīng)由對(duì)數(shù)放大器轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。對(duì)數(shù)放大器輸出的電壓信號(hào)再經(jīng)過傳輸放大器轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)。然后通過屏蔽電纜傳輸至機(jī)箱。在機(jī)箱中,電流信號(hào)又被轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。代表火焰的電壓信號(hào)分別被送到頻率檢測(cè)線路、強(qiáng)度檢測(cè)線路和故障檢測(cè)線路。強(qiáng)度檢測(cè)線路設(shè)有兩個(gè)不同的限值,即上限值和下限值。當(dāng)火焰強(qiáng)度超過上限值時(shí),強(qiáng)度燈亮,表示著火;當(dāng)強(qiáng)度低于下限值時(shí),強(qiáng)度燈滅,表示滅火。
頻率檢測(cè)線路用來檢測(cè)爐膛火焰閃爍頻率,它根據(jù)火焰閃爍的頻率是高于還是低于設(shè)定頻率,可正確判斷爐膛有無火焰。故障檢測(cè)線路也有兩個(gè)限值,在正常的情況下,其值保持在上、下限值之間。一旦機(jī)箱的信號(hào)輸入回路出現(xiàn)故障,如光電管至機(jī)箱的電纜斷線,則上述電壓信號(hào)立刻偏離正常范圍,從而發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)。
3、紅外光火焰檢測(cè)器
紅外光火焰檢測(cè)器采用硫化鉛或硫化鎘光敏電阻作為傳感元件,其光譜響應(yīng)范圍在0.7-3.2?m之間。紅外光火焰檢測(cè)器也是由探頭、機(jī)箱和冷卻設(shè)備組成。燃燒器火焰的一次燃燒區(qū)域所產(chǎn)生的紅外輻射,經(jīng)由光導(dǎo)纖維送到探頭,通過探頭中的光敏電阻轉(zhuǎn)換成電信號(hào),再由放大器放大。該火焰信號(hào)由屏蔽電纜送到機(jī)箱,通過頻率響應(yīng)開關(guān)和一個(gè)放大器后,再同一個(gè)參考電壓(可調(diào))進(jìn)行比較。