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DID和PDD、PID几种检测器的原理、应用和区别
在论坛里看到众多版友对一些较为特殊的、不常见的检测器区分和理解不是很清晰,特别查找了一些资料,将相关资料集成一下,大家一起交流。
DID——Discharge Ionization Detector,中文译为“氦放电离子化检测器”,是美国GOW-MAC公司的专利产品(专利号U.S. Pat. No.4,975,648 ),在上个世纪80年代就已经在美国开始应用了。
DID检测器是由电离室和放电室两部分组成,经过纯化后达到7~8N的高纯He作为放电气在放电室内激发放电,产生高达24.8eV的能量;样品气由He载气(载气先经纯化器纯化达到7~8N的高纯氦)载入电离室后电离。由于DID的电离能量可以达到稳定的24.8eV,因此可以电离包括Ne、Kr、Xe在内的稀有气体。
GM的DID色谱检测限可稳定于10ppb以内,是由于诸多硬件、和方法设计:
*调控载气的双级超高纯载气调压器;
*将5个9的He纯化至7~8N并可再生的载气纯化器;
*专门定制的超高纯气体切换阀;
*内外抛光的不锈钢管件;
*VCR气体管路接口;
*高纯氦阀箱密闭保护系统;
*波纹管密封计量阀;
*检测器直流放电;
*放电室和电离室相互独立无干扰;
*屏蔽式电路保护;
*针对不同样品设计的中心切割、前切、反吹、脱氢、脱氧等方法,经过近30年的应用经验整理,已有30余种气路设计和方法。
DID主要的应用有:
*5~7N的高纯气产品分析;
*稀有气体He、Ne、Kr、Xe;
*空分安全ppb级的N2O、C2H2;
*腐蚀性气体Cl2、HCl;
*电子气体NH3、SiH4、GeH4、AsH3、PH3、CF4、SiF4、NF3、SF6、WF6、及其他卤素或卤代烃;
*石化行业催化剂毒剂ppb级AsH3、PH3;
*以及其他需要气相色谱法检测的、无法用TCD等常用检测器检测的气体。
DID线性范围是10^6,但是通常都用于10ppb~几十ppm的检测,几百或几千ppm的组份则需要调节量程,否则会对检测器造成冲击和污染而不得不花较长时间吹扫。另外DID对H2O没有响应,因此如果需要测水,还需采用其他仪器。
GOW-MAC公司的DID气相色谱是目前在外资合资企业、大中型国企以及规范严格的客户中应用最广泛、占有率最高的高纯气和特气分析设备。受国内GOW-MAC公司DID色谱应用业绩的引导,目前多种新国标也增加了“氦离子化检测器”的方法。
但是作为进行ppb分析的高纯气气相色谱,GOW-MAC公司的DID也有它特殊的要求:
*必须采用清洁稳定的电源系统;
*对载气压力波动要求较高,需要采用双级超高纯调压器;
*进入仪器的载气必须达到7N以上(可由5N氦气经纯化器纯化得到);
*仪器设计结构就是应用于ppb-ppm量程的检测,大浓度的组份不能直接进入检测器;
*高纯气色谱“越运行越稳定”,仪器应尽可能不间断不停机,频繁开关机会导致仪器状态不稳;
*仪器开关机必须依照程序进行,任何不当操作都可能造成气路或检测器的污染;
*仪器载气纯化器需及时活化或更换。
PID(Photo Ionization Detectors)是一种光离子化检测器。
它使用了一个紫外灯(UV)光源将有机物打成可被检测器检测到的正负离子(离子化)。检测器测量离子化了的气体的电荷并将其转化为电流信号,电流被放大并显示出“PPM”浓度值。在被检测后,离子重新复合成为原来的气体和蒸气。因此PID也是一种非破坏性检测器。
PID多用于检测含碳的有机化合物。包括:
芳香类:含有苯环的系列化合物,比如:苯,甲苯,萘等等。
酮类和醛类:含有C=O键的化合物。比如:丙酮,等等
氨和胺类:含N的碳氢化合物。比如二甲基胺等等。
卤代烃类:硫代烃类:
不饱和烃类:烯烃等等
醇类
不含碳的无机气体:氨、砷、硒等,溴和碘类等等。
PID不适合于检测的物质有:放射性,空气(N2, O2, CO2, H2O),常见毒气(CO, HCN, SO2),天然气(甲烷、乙烷、丙烷等),酸性气体(HCl, HF, HNO3),氟力昂气体,臭氧,非挥发性气体等等。
PID和延伸的同类型检测器是国际上检测高碳有机物的最主要方法。