fid检测器常见问题

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1、氢火焰离子化检测器1958 年 Mewillan 和 Harley 等分别研制成功氢火焰离子化检侧器（ FID ） ，它是典型的破坏性、质量型检测器，是以氢气和空气燃烧生成的火焰为能源，当有机化合物进入以氢气和氧气燃烧的火焰，在高温下产生化学电离，电离产生比基流高几个数量级的离子，在高压电场的定向作用下，形成离子流，微弱的离子流（10 -1210 -8A）经过高阻（10 610 11）放大，成为与进入火焰的有机化合物量成正比的电信号，因此可以根据信号的大小对有机物进行定量分析。氢火焰检测器由于结构简单、性能优异、稳定可靠、操作方便，所以经过 40 多年的发展，今天的 FID 结构仍无实质性的变

2、化。其主要特点是对几乎所有挥发性的有机化合物均有响应，对所有径类化合物（碳数3）的相对响应值几乎相等，对含杂原子的烃类有机物中的同系物（碳数3）的相对响应值也几乎相等。这给化合物的定量带来很大的方便，而且具有灵敏度高（10 -1310 -10g/s） ，基流小（10 -1410 -13A） ，线性范围宽（10 61 07） ，死体积小（1L ） ，响应快（1ms） ，可以和毛细管柱直接联用，对气体流速、压力和很度变化不敏感等优点，所以成为应用最广泛的气相色谱检测器。其主要缺点是需要三种气源及其流速控制系统，尤其是对防爆有严格的要求。氢火焰离子化检测器的结构氢火焰离子化检测器（FID）由电离室和

3、放大电路组成，分别如图 2-9(a)，(b)所示。FID 的电离室由金属圆筒作外罩，底座中心有喷嘴; 喷嘴附近有环状金属圈(极化极，又称发射极) ，上端有一个金属圆简 (收集极)。两者间加 90300V 的直流电压，形成电离电场加速电离的离子。收集极捕集的离子硫经放大器的高组产生信号、放大后物送至数据采集系统；燃烧气、辅助气和色谱柱由底座引入；燃烧气及水蒸气由外罩上方小孔逸出双 FID 检测器点不着火的原因及解决办法双 FID 检测器，近日后 FID 点不着，前面的 FID 则一切正常，原本氢气和空气流量分别是 40 和 450，后来把空气流量降为 350，可以点着，但第二天又点不着，现在每次

4、点火都要往 FID 吹一口气才可以点着，请问后面的 FID 喷嘴是否需要清洗了，还是需要更换。谢谢。 FID/FPD 点火问题（点火困难或点不着火）大体有以下几种原因:1、检查氢气、空气类型对不对，有时候供气商把气体搞混了，点不着火，如果刚换了空气或者氢气就出现点火问题，可以怀疑是搞混了。如果使用氢气发生器，最好把氢气放空一段时间再点火。2、检查气体流量设置，FID 一般 H2 流量 35-40ml/min,空气为 350-400ml/min,FPDH2 流量 75ml/min,空气为 100ml/min。3、检查柱子流量是否过大，工作站上载气类型、柱子配置是否正确，柱子流速过大会吹灭火焰。4

5、、观察尾吹气流量（Makeup Flow）设置，FID 一般尾吹气流量和注流量之和大致等于30-35ml/min,FPD 尾吹气流量为 60ml/min.尾吹气流量过大会吹灭火焰。5、等待检测器温度达到设定值并且稳定一段时间后再点火。必要时去掉 FPD 的塑料废气管。6、检查柱子连接好了没有，有没有漏气。7、必要时关闭尾吹气，等待火焰稳定后再打开。8、检查工作站点火补偿（Lit offset）设置，一般设置为 2.0PA，设置过大而实际基线值低，会点火报警。9、检查 FID 信号杆弹簧是否与收集极接触紧密。10、清洗 FID 喷嘴。11、必要时打开氢气和空气，用手工点火，观察是否着火，如果确认

6、着火而没有信号输出，检查 FID 信号杆弹簧是否与收集极接触紧密。确认连接紧密，仍然没有信号，则可能是FID/FPD 硬件故障。氮火焰离子化检测器晌应机理FID 的工作原理是以氢气在空气中燃烧为能源，载气（N 2）携带被分析组分和可燃气（H 2）从喷嘴进入检侧器，助然气 (空气)从四周导人，被侧组分在火焰中被解离成正负离离子，在极化电压形成的电场中，正负离子向各自相反的电极移动，形成的离子流被收集极收、输出，经阻抗转化，放大器（放大 10710 10 倍）便获得可测量的电信号，FID 离子化的机理近年才明朗化，但对烃类和非烃类其机理是不同的。对烃类化合物而言：在火焰内燃烧的碳氮化合物中的每一个

7、碳原子均定里转化成最基本的、共同的响应单位甲烷，再经过下面的反应过程与空气中氧反应生成 CHO+正离子和电子。CHOCHO +e所以，FID 对烃是登碳响应，这是最主要的反应，成为电荷传送的主要介质。在电场作用下，正离子和电子 e 分别向收集极和发射极移动，形成离子流，但在碳原子中产生CH 的概率仅有 1/106，因此提高离子化效率是提高 FID 灵敏度最有效的途径，目前仍然有不少关于这方面的研究和报道。对非烃类化合物，其响应机理比较复杂，随所含官能团的不同而异，基本规律是不与杂原子相连的碳原子均转化成甲烷。杂原子及其相连的碳原子（C 杂 ）的转化产物见表 2-8。表 2-8 非烃类有机物在

8、FID 火焰中的转化产物化合物 碳原子转化产物 C 杂 及杂原子的转化产物醇、醛、酮、酯 CH4 CH4 或 CO胺 CH4 CH4 或 HCN卤化物 CH4 CH4 或 HX由于杂原子可能进一步与 C 转生成氢火焰检测器不响应的 CO、HCN，因此按相对质量响应值计，这些化合物的 RRF 值都很低，不符合等碳响应规律。FID 的灵敏度和稳定性主要取决于，如何提高有机物在火焰中离子化的效率，如何提高收集极对离子收集的效率。离子化的效率取决于火焰的温度、形状、喷嘴的材料、孔径；载气、氢气、空气的流量比等。离子收集的效率则与收集极的形状、极化电压、电极性、发射极与收集极之间距离等参数有关。一个好的

9、检测器的结构设计是综合考虑以上各种因素，所以使用者在拆装清洗时必须按说明书要求，尤其是安装尺寸方面，严禁收集极、极化极、喷嘴与外壳短路，要求其绝缘电阻值大于 1014。另外，要求极化极必须在喷嘴出口平面中心，不适宜在火焰上，否则会造成嗓声增加；也不宜过低，极化极低于喷嘴，离子收集的效率会降低，检测器的灵敏度相应也降低。喷嘴通常采用内径 0.40.6mm的金属或石英制成，但灵敏度高的仪器在喷嘴的选择上也有严格的要求。例如美国 Agilent公司对 FID 的喷嘴就有六种型号供不同情况选用。美国 Varian 公司近年对 FID 进行改进、采用加金属帽的陶瓷喷嘴代替标准的金属喷嘴。除了能有效消除高

10、温时金属对化合物的吸附造成色谱峰拖尾改善分辨率外，还能降低嗓声，提高仪器灵敏度。这项改进已获美国专利（USP.4999162） 。氢火焰离子化检测器的操作条件火焰温度，离子化程度和收集效率都与载气、氢气、空气的流量和相对比值有关。其影响如下所述。氢气流速的影响氢气作为燃烧气与氮气(载气) 预混合后进入喷嘴当氮气流速固定时，随着氢气流速的蹭加，输出信号也随之增加，并达到一个最大值后迅速下降。如图 2-10 所示。由图可见：通常氢气的最佳流速为 4060mL/min 。有时是氢气作为载气，氮气作为补充气，其效果是一样的。氮气流速的影响在我国多用 N2 作载气，H 2 作为柱后吹扫气进入检测器，对不

11、同 k 值的化合物，氮气流速在一定范围增加时，其响应值也增加，在 30mL/min 左右达到一个最大值而后迅速下降，如图 2-11 所示。这是由于氮气流量小时，减少了火焰中的传导作用，导致火焰温度降低，从而减少电离效率，使响应降低；而氮气流量太大时，火焰因受高线速气流的干扰而燃烧不稳定，不仅使电离效率和收集效率降低，导致响应降低，同时噪声也会因火焰不稳定而响应增加。所以氮气一般采用流量在 30mL/min 左右，检测器可以得到较好的灵敏度。在用 H2 作载气时，N 2 作为柱后吹扫气与 H2 预混合后进入喷嘴，其效果也是一样的。此外氮气和氢气的体积比不一样时，火焰燃烧的效果也不相同，因而直接影

12、响 FID 的响应。从图 2-12 可知 N2H2 的最佳流量比为 11.5。也有文献报道，在补充气中加一定比例 NH3，可增加 FID 的灵敏度。空气流速的影响空气是助燃气，为生成 CHO+提供认 O2。同时还是燃烧生成的 H2O 和 CO2 的清扫气。空气流量往往比保证完全燃烧所需要的量大许多，这是由于大流量的空气在喷嘴周围形成快速均匀流场。可减少峰的拖尾和记忆效应。其影响如图 2-13 所示。由图 2-13 可知空气最佳流速需大于 300mL/min，一般采用空气与氢气该量比为 110左右。由于不同厂家不同型号的色谱仪配置的 FID 其喷口的内径不相同，其氢气、氮气和空气的最佳流量也不相

13、同，可以参考说明书进行调节，但其原理是相同的。检测器胜度的影响增加 FID 的温度会同时增大响应和噪声；相对其他检测器而言，FID 的温度不是主要的影响因素，一般将检测器的温度设定比柱温稍高一些，以保证样品在 FID 内不冷凝；此外 FID 温度不可低于 100，以免水蒸气在离子室冷凝，导致离子室内电绝缘下降，引起噪声骤增；所以 FID 停机时必须在 100以上灭火（通常是先停 H2，后停 FID 检测器的加热电流） ，这是 FID 检测器使用时必须严格遵守的操作。气体纯度从 FID 检测器本身性能来讲，在常量分析时，要求氢气、氮气、空气的纯度为 99.9以上即可，但是在痕量分析时，则要求纯度

14、高于 99.999，尤其空气的总烃要低于0.1L/L，否则会造成 FID 的噪声和基线漂移，影响定量分析。氢火焰离子化检测器选择性的改进FID 对烃类化合物有很高的灵敏度和选择性，一直作为烃类化合物的专用检测器。近年来在 FID 的基础上发展了几种新型的氢火焰离子化检测器，具有新的选择性；富氢FID（用于选择性检测无机气体和卤代烃） ；氢保护气氛火焰离子化检测器（简称 HAFID，用于选择性检测有机金属化合物、硅化合物） ；氧专一性火焰离子化检测器（简称 OFID，用于选择性检测含氧化合物） 。相对响应值几乎所有挥发性的有机物在 FID 都有响应，尤其同类化合物的相对喻应值都很接近，一般不用校正因子就可以直接定量，而含不同杂原子的化合物彼此相对响应值相差很大，定量时必须采用校正因子。与 TCD 不同的是：FID 相对响应值与 FID 的结构、操作压力、载气、燃气与辅助气的流速都有关，所以引用文献数据时一定要注意试验条件是否一致。最可靠的方法是自己测定相应的校正因子。