主题:【第十三届原创】FID电气原理和相关的常见故障

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安平
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FID电气原理和相关的常见故障





概要



FID 本质上是电流-电压转换器,绝缘和电气接触的良好比较重要。



简介



FID(火焰离子化检测器)是气相色谱分析方法中使用最为广泛的检测器,其适用物质范围广,线性范围宽,易于维护,耐用性强。

FID(火焰离子化检测器)本质上是一种微电流放大器或者说是电流-电压转换器,其电气原理如下图所示:





1 FID(火焰离子化检测器)电气原理





待测物质在火焰中发生离子化,离子在喷嘴(HV)和收集极之间存在高压电场的作用下运动,产生微电流I,放大器将此电流转换成电压传送给色谱数据工作站。转换关系为V=IR,R的阻值一般非常大,一般在10的10次方欧姆左右。

电气常见问题



FID在使用过程中比较容易出现基线噪声大、点火不良、灵敏度降低等问题,故障诊断的首要步骤就是熄灭火焰,考察检测器的本底信号。

本底信号的考察,就是对电气部分的考察,此微电流放大器(或电流-电压转换器)主要要求是系统的高绝缘和微电流,与之相关常见的问题有:

1  本底基线高

收集极与地(GND)和喷嘴之间的绝缘甚为重要,一般需要大于10的12次方欧姆,如果收集极与地(GND)之间绝缘降低,就会存在漏电流i,首先使得收集极产生较大的对地电压,最终使得检测器输出电压变大。

实验中,需要注意观察FID在点火之前的输出电压。如果点火之前输出电压较大,需要考虑是否收集极对地绝缘发生问题。

来自样品的污染,尤其是某些特殊的溶剂,例如二硫化碳、二氯甲烷之类的物质,长时间使用可能会造成收集极绝缘的问题。



2 噪声较大

噪声变大的原因较多,如果是FID点火之前发生的噪声较大,需要考虑收集极和放大器输入之间的接触是否良好。

此外检测器腔体内的严重污染,绝缘的不良也会造成本底噪声的增大。



3  湿度的控制

FID检测器工作过程中对于实验室环境湿度要求比较高,尽可能避免实验室湿度较大。一则可能会影响系统绝缘,二则可能会损伤系统高压。
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FID喷嘴污染后会有诸多故障,要经常清洗喷嘴才行。
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北方的湿度比较小,夏天开除湿功能就行。冬天干燥。
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