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气相色谱热导检测器(Thermal Conductivity Detector,TCD)原理

已有 3667 次阅读 2023-8-6 16:06 |系统分类:科研笔记

热导检测器是气相色谱仪中常用的检测器之一,它基于对流传热(气体冷却)原理工作。在这里,假设样品化合物在热性质上与载气存在差异。回顾一下热质量流量计的校准与所测气体的比热值有关。这种对比热值的依赖性意味着我们需要知道我们打算测量流量的气体的比热值,否则流量计的校准将会受到威胁。

在色谱检测器的背景下,我们利用比热值对热对流的影响,利用这一原理来检测常流速下的组分变化。受加热RTD(电阻温度检测器)或热敏电阻影响的温度变化,由于暴露在具有不同比热值的气体混合物中,指示了何时有新的样品物种从色谱柱中排出。

下图展示了一个简化的TCD图示,其中纯净的载气冷却两个自加热热敏传感器,而样品气体(与载气混合,从柱末端出来)则冷却另外两个自加热传感器。柱出口的气体与纯净载气之间的热导率差异会使桥路电路失衡,在运算放大器电路的输出处产生电压信号:

image.png

(TCD)的工作原理

当然,这种类型的色谱检测器在载气与任何样品化合物的比热值明显不同时效果最佳。因此,氢气或氦气(这两种气体与其他气体相比具有很高的比热值)是使用热导检测器的色谱仪中的首选载气。

通过热导检测器(TCD)的工作原理,我们可以更好地理解其在气相色谱仪中的作用。它利用样品化合物与载气之间的比热值差异来检测化合物的变化,为分析提供了一种可靠且精确的方法。在色谱分析领域,热导检测器在石油、化工、环境监测等领域中都有着重要的应用,为我们揭示了物质的组成和性质,推动了科学的进步和发展。

参考资料:https://instrumentationtools.com/thermal-conductivity-detector-tcd-principle/



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