CN101144801A

CN101144801A - 气相色谱仪双火焰光度检测器

Info

Publication number: CN101144801A
Application number: CNA200710016570XA
Authority: CN
Inventors: 刘春生; 李超远; 贾文艺; 刘厚防
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-08-23
Filing date: 2007-08-23
Publication date: 2008-03-19

Abstract

一种对火焰影响小的气相色谱仪双火焰光度检测器，其中包括基座、固定座、光学检测系统、遮光放空装置；光学检测系统安装在上固定座的右侧，遮光放空装置安装在上固定座的上方；基座内分别安装有右空气管、氢气管、左空气管、载气连接管；基座上部带有火焰空腔，火焰空腔顶部安装有火焰喷嘴，火焰喷嘴中部安装有火焰空气管，火焰喷嘴四周外侧的基座顶部连接有遮光罩；火焰喷嘴位于遮光罩空腔内；遮光罩四周外侧的上固定座上部连接有石英玻璃罩；遮光罩位于石英玻璃罩空腔内；火焰空气管四周的火焰喷嘴上分布有多个下火焰喷孔，左空气管、火焰空腔与上方的下火焰喷孔相通。

Description

气相色谱仪双火焰光度检测器

技术领域

本发明涉及一种气相色谱仪的检测装置，尤其涉及一种气相色谱仪双火焰光度检测器。

背景技术

火焰光度检测器(Flame Photometric Detector FPD)是利用富氢火焰使含硫、磷杂原子的有机物分解，形成激发态分子，当它们回到基态时，发射出一定波长的光。此光强度与被测组分含量成正比。所以它是以物质与光的相互关系为机理的检侧方法，属光度法。因它是分子激发后发射光，故它是光度法中的分子发射检测器。火焰光度检测器的火焰发光是该检测器的核心、它与检测器的性能密切相关。按火焰发光部分的结构，火焰光度检测器又可分成三种：单火焰型(SFPD)，双火焰型(DFPD)和脉冲火焰型(PFPD)；常用气相色谱仪双火焰光度检测器，其中包括基座、安装在基座上的上固定座、光学检测系统、遮光放空装置；光学检测系统安装在上固定座的右侧，遮光放空装置安装在上固定座的上方。

1、单火焰型

通用型火焰光度检测器的结构和响应特征如前所述。但它有四个缺点：

(1)易灭火进样体积要小于几微升。若进样量稍大。则因瞬间缺氧而使火焰熄灭。

(2)易淬灭被测组分单独流出时，能在火焰中正常响应，但当有大量烃类与被测组分同时进入火焰时，被测组分的响应值严重下降，甚至无响应。

(3)硫的响应值与进入火焰的硫原子流速经常偏离平方关系。

(4)响应值与分子结构有关，化合物的分子结构不同，在火焰光度检测器上的响应值有很大差别。

Burgett等为了克服易灭火的缺点，将氢气和空气入口互换，即样品先与氢气混合在空气环境中燃烧；称反型，这时，进样量达到10μL也不灭火，但却带来了烃类发光的干扰。因为进入的烃不能在火焰底部与氧接触，直到火焰上部才能与扩散层中的氧接触，燃烧发光。当然在火焰底部加一遮光罩也意义不大。此形式灵敏度偏低，且后三缺点仍存在。

日本岛津公司GC-17A的火焰光度检测器是将空气直接引入火焰中心孔，载气同氢气混合后在外层燃烧，称改进型，此结构进样量大也不会引起瞬间缺氧而火焰熄灭。另外，它还保持了Brody燃烧器富氢扩散火焰的特色，使烃类在火焰下部。而磷(P)、硫(S)在上部发光，灵敏度高。但通用型单火焰光度检测器的后三缺点依然存在。

2、双火焰型

为了克服通用型单火焰光度检测器的四个缺点。Patterson等首次提出了双火焰光度检测器。孙传经在《气相色谱分析原理与技术》中也作了报道。相关报道中的双火焰光度检测器有上下两个同轴串联的富氢火焰，载气和空气混合后，再与第一个火焰喷嘴上过量的氢结合，形成下火焰(火焰1)。剩余的氢在空气助燃下，形成上火焰(火焰2)，它位于下火焰气流之后，两者相距约17mm左右。点火时，先点着上火焰，然后温和地自动点燃下火焰。下火焰的目的是将色谱柱流出的各组分，分解成比较简单的燃烧产物。实验表明：测磷(P)、硫(S)化合物时，在上、下火焰之间已有S₂和HPO发光。这表明组分在下火焰中已基本完全分解。上火焰的目的是再次燃烧由下火焰来的燃烧产物，使S₂和HPO再发光。下火焰与单火焰光度检测器一样，其发光条件受溶剂等干扰较大，而上火焰的发光条件较稳定，其光通过石英窗送至光电倍增管接收，即为信号。

当出溶剂峰时，下火焰可能瞬间熄灭，但上火焰因内有燃气，外有空气，仍是燃烧状态。溶剂过后，下火焰会自动点燃。双火焰光度检测器进样可大至60μL，而不灭火。另外，因为上火焰的发光条件较稳定，故它不仅避免了淬灭作用，还使磷的响应值仅与磷原子流速成正比，硫的响应值仅与硫原子流速平方成正比。而与化合物的分子结构无关。缺点是灵敏度稍低于单火焰光度检测器。

发明内容

本发明的目的是提供一种对火焰影响小的气相色谱仪双火焰光度检测器。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种气相色谱仪双火焰光度检测器，其中包括基座、安装在基座上的上固定座、光学检测系统、遮光放空装置；光学检测系统安装在上固定座的右侧，遮光放空装置安装在上固定座的上方；基座内分别安装有右空气管、氢气管、左空气管、载气连接管；基座上部带有火焰空腔，火焰空腔顶部安装有火焰喷嘴，火焰喷嘴中部安装有火焰空气管，火焰空气管穿过火焰喷嘴，火焰空气管与右空气管为一整体，火焰喷嘴四周外侧的基座顶部连接有遮光罩；火焰喷嘴位于遮光罩空腔内；遮光罩四周外侧的上固定座上部连接有石英玻璃罩；遮光罩位于石英玻璃罩空腔内；其特点在于：火焰空气管四周的火焰喷嘴上分布有多个下火焰喷孔，下火焰喷孔与火焰空腔相通，氢气管、载气连接管与火焰空腔相通；左空气管、火焰空腔与上方的下火焰喷孔相通。

本发明的有益效果是，改变了双火焰光度检测器的富氢焰火焰结构，克服了单火焰型易灭火、易淬灭和过去常用双火焰光度检测器上下两个同轴串联的富氢火焰灵敏度稍低等缺点，增大了样品分析的响应值和灵敏度。

附图说明

图1是一种本发明的结构示意图；

图2是本发明的侧视图；

图3是本发明中基座、空气管、氢气管、火焰喷嘴、遮光罩、转换接头、毛细管柱或载气连接管的装配结构示意图；

图4是图1中的局部放大图；

图5是图3中的局部放大图；

图6是本发明中的火焰燃烧示意图。

图中： 1.基座，2.右空气管，3.氢气管，4.加热套，5.遮光盖，6.放空帽螺钉，7.放空帽内衬，8.放空接头，9.放空帽，10.固定螺钉，11.左光筒，12.右光筒，13.电源线，14.信号线，15.高压电源，16.固定螺钉，17.光电倍增管，18.滤光片，19.右固定座，20.左固定座，21.散热片，22.隔热筒，23.连接筒，24.石英窗，25.左空气管，26.调节螺塞，27.锁紧螺母，28.反光镜，29.火焰喷嘴，30.上固定座，31.石英玻璃罩，32.遮光罩，33.毛细管转换接头，34.填充柱转换接头，35.密封螺母，36.填充柱，37.毛细管柱或载气连接管。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本发明做进一步描述：

如图1、2、3、4、5、6所示，一种气相色谱仪双火焰光度检测器，其中包括基座1、安装在基座1上的上固定座30、光学检测系统、遮光放空装置；在本实施例中，光学检测系统带有石英窗24、连接筒23、隔热筒22、散热片21、左固定座20、右固定座19、滤光片18、光电倍增管17、固定螺钉16、高压电源15、信号线14、电源线13、右光筒12、左光筒11和固定螺钉10；光学检测系统安装在上固定座30的右侧；在本实施例中，遮光放空装置其中包括放空帽螺钉6、放空帽内衬7、放空接头8和放空帽9，遮光放空装置安装在上固定座30的上方；基座1内分别安装有右空气管2、氢气管3、左空气管25、载气连接管37；基座1上部带有火焰空腔，火焰空腔顶部安装有火焰喷嘴29，火焰喷嘴中部安装有火焰空气管，火焰空气管穿过火焰喷嘴29，火焰空气管与右空气管2为一整体，火焰喷嘴四周外侧的基座1顶部连接有遮光罩32；火焰喷嘴位于遮光罩32空腔内；遮光罩32四周外侧的上固定座30上部连接有石英玻璃罩31；遮光罩32位于石英玻璃罩31空腔内；火焰空气管四周的火焰喷嘴上分布有多个下火焰喷孔，下火焰喷孔与火焰空腔相通，氢气管3、载气连接管与火焰空腔相通；左空气管25、火焰空腔与上方的下火焰喷孔相通；在本实施例中，该气相色谱仪双火焰光度检测器还包括带有遮光盖5的反光调光装置，石英玻璃罩31左侧的上固定座30上带有反光空腔，遮光盖5安装在反光空腔左端的上固定座30上，反光调光装置还包括调节螺塞26、反光镜28上，反光镜面为凹型抛光面并与调节螺塞26为整体结构，反光镜位于反光空腔内，调节螺塞26穿过遮光盖5并与之成螺纹连接，反光镜面朝向火焰喷嘴一方，反光镜面与光学检测系统相对应；在本实施例中，反光调光装置还包括锁紧螺母27，锁紧螺母27位于遮光盖5左侧，锁紧螺母27与调节螺塞26成螺纹连接；在本实施例中，基座1下部固定连接有转换接头33、34；由于本发明中带有反光调光装置，反光调光装置中反光镜28在反光空腔内可平行移动，方便了各类色谱柱与本发明的连接；在本发明中，由于火焰空气管四周的火焰喷嘴上分布有多个下火焰喷孔，下火焰喷孔与火焰空腔相通，氢气管3、载气连接管与火焰空腔相通；左空气管25、火焰空腔与上方的下火焰喷孔相通，因此形成上、下富氢火焰串联，多个下富氢火焰为并联，在本实施例中，多个下火焰喷孔可采用圆形均布结构形式，载气和氢气混合后在均布的下火焰喷孔流出，各下火焰喷孔从左空气管25通入的空气与下火焰喷孔上过量的氢结合，形成下火焰；剩余的氢气在流过火焰空气管的空气助燃下，在火焰空气管上端部形成上火焰，它位于下火焰气流之上；点火时，先点着上火焰，然后自动点燃下火焰；下火焰的目的是将色谱柱流出的各样品组分，分解成比较简单的燃烧产物；由于火焰一侧设计有反光调光装置，将火焰产生的部分样品特征光反射回光学采集系统，并可根据样品分析时的火焰状态和样品性质，实时调节光源与反光镜间的距离，选择最佳反射点，以最大限度地增强样品响应值。本发明可通过转换接头33、34方便地连接毛细管柱、不锈钢和玻璃填充色谱柱；仪器常规配置为毛细管柱连接方式，当使用不锈钢和玻璃填充色谱柱时，可用不锈钢、玻璃或柔性石英玻璃毛细管作为载气连接管通过转换接头将填充柱和检测器相连，解决了样品吸附和死体积大等问题；在本实施例中，基座1底部为毛细管色谱柱和填充柱的连接结构形式，仪器常规优先配置为毛细管柱连接方式，当使用不锈钢和玻璃填充色谱柱时，可用不锈钢、玻璃或柔性石英玻璃毛细管作为载气连接管通过转换接头将填充柱与基座相连，同时在基座1的相应位置上连接有右空气管2、氢气管3和左空气管25；在本实施例中，当毛细管色谱柱分析时，在基座1底部连接毛细管转换接头33、毛细管柱37、柔性密封垫和密封螺母35；在本实施例中，当使用填充色谱柱分析时，在基座1底部连接毛细管转换接头33、载气连接管37、填充柱转换接头34、柔性密封垫和密封螺母35。

Claims

1.一种气相色谱仪双火焰光度检测器，其中包括基座(1)、安装在基座(1)上的上固定座(30)、光学检测系统、遮光放空装置；光学检测系统安装在上固定座(30)的右侧，遮光放空装置安装在上固定座(30)的上方；基座(1)内分别安装有右空气管(2)、氢气管(3)、左空气管(25)、载气连接管；基座(1)上部带有火焰空腔，火焰空腔顶部安装有火焰喷嘴(29)，火焰喷嘴中部安装有火焰空气管，火焰空气管穿过火焰喷嘴，火焰空气管与右空气管(2)为一整体，火焰喷嘴四周外侧的基座(1)顶部连接有遮光罩(32)；火焰喷嘴位于遮光罩(32)空腔内；遮光罩(32)四周外侧的上固定座(30)上部连接有石英玻璃罩(31)；遮光罩(32)位于石英玻璃罩(31)空腔内；其特征在于：火焰空气管四周的火焰喷嘴上分布有多个下火焰喷孔，下火焰喷孔与火焰空腔相通，氢气管(3)、载气连接管与火焰空腔相通；左空气管(25)、火焰空腔与上方的下火焰喷孔相通。

2.根据权利要求1所述的气相色谱仪双火焰光度检测器，其特征在于：该气相色谱仪双火焰光度检测器还包括带有遮光盖(5)的反光调光装置，所述石英玻璃罩(31)左侧的上固定座(30)上带有反光空腔，遮光盖(5)安装在反光空腔左端的上固定座(30)上，反光调光装置还包括调节螺塞(26)、反光镜(28)上，反光镜面为凹型抛光面并与调节螺塞(26)为整体结构，反光镜位于反光空腔内，调节螺塞(26)穿过遮光盖(5)并与之成螺纹连接，反光镜面朝向所述火焰喷嘴一方，反光镜面与所述光学检测系统相对应。

3.根据权利要求2所述的气相色谱仪双火焰光度检测器，其特征在于：所述反光调光装置还包括锁紧螺母(27)，锁紧螺母(27)位于所述遮光盖(5)左侧，锁紧螺母(27)与所述调节螺塞(26)成螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的气相色谱仪双火焰光度检测器，其特征在于：所述基座(1)下部固定连接有转换接头(33、34)。