CN107807193B - 电介质阻挡放电离子化检测器 - Google Patents

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Abstract

在电介质阻挡放电离子化检测器中提高检测输出的稳定性。在BID中具有：电介质管(111)，等离子体生成气体在其内部流动；高压电极(112)，围绕设置于电介质管(111)的外壁；2个接地电极(113、114)，围绕设置于夹着高压电极(112)的位置；电压施加装置(115)，连接于高压电极(112)，在高压电极(112)与2个接地电极(113、114)之间施加交流电压，使得在电介质管(111)内产生放电并从等离子体生成气体生成等离子体；电荷收集部(120)，检测试料成分的离子电流，2个接地电极(113、114)之中的一个接地电极与高压电极(112)的距离比两者间的放电开始距离长，另一个接地电极与高压电极(112)的距离比两者间的放电开始距离短。

Description

电介质阻挡放电离子化检测器
技术领域
本发明涉及一种电介质阻挡放电离子化检测器，主要优选作为气相色谱仪(GC)用的检测器。
背景技术
近年来，将利用由电介质阻挡放电等离子体实现的离子化的电介质阻挡放电离子化检测器(Dielectric Barrier Discharge Ionization Detector，以下简称为“BID”)实际用作GC用的新的检测器(参照专利文献1、2以及非专利文献1等)。
上述文献所述的BID大致由放电部与设置在其下方的电荷收集部构成。在放电部中，通过将低频的交流高电压施加至围绕由石英玻璃等的电介质构成的管(电介质管)地设置的等离子体生成用电极，使被供给至该电介质管的管路内的惰性气体电离而形成大气压非平衡等离子体。而且，通过从该等离子体发出的光(真空紫外光)或激发物等的作用，使被导入至电荷收集部内的试料气体中的试料成分离子化，并通过收集电极收集生成的该离子，生成与离子的量即试料成分的量相对应的检测信号。
图7示出所述BID中的放电部周边的构成。放电部610具备如上述那样的石英等的电介质构成的电介质圆筒管611，其内部成为氦(He)气或者Ar(氩)气等的惰性气体的流路。在电介质圆筒管611的外壁面围绕设置有3个环状的电极，所述环状电极由金属(例如SUS、铜等)构成且分别隔开规定的距离。这些3个电极之中，在中央的电极612中连接有产生低频的高压交流电压的激发用高压交流电源615，配置于该电极上下的电极613、614都接地。以下，将所述中央的电极称为高压电极612，上下的电极分别称为接地电极613、614，将这些统称为等离子体生成用电极。因为电介质圆筒管611的壁面存在于等离子体生成用电极612、613、614与所述惰性气体的流路之间，所以电介质即该壁面本身作为包覆电极612、613、614的表面的电介质包覆层起作用，能够进行电介质阻挡放电。在惰性气体在电介质圆筒管611内流动的状态下，若驱动激发用高压交流电源615，则低频的高压交流电压被施加至高压电极612与配置于其上下的接地电极613、614之间。由此，在由所述2个接地电极613、614夹着的区域产生放电。因为该放电通过电介质包覆层(电介质圆筒管611的壁面)而进行的，所以是电介质阻挡放电，由此在电介质圆筒管611中流动的惰性气体(等离子体生成气体)被大范围地电离而产生等离子体(大气压非平衡等离子体)。
在上述构成的BID中，因为等离子体生成用电极的表面如上所述地被电介质覆盖，所以能够抑制来自金属电极表面的热电子或二次电子的放出。此外，通过电介质阻挡放电产生的是包含低温的中性气体的非平衡等离子体，所以能够抑制放电部的温度变动或因加热导致气体从石英管内壁的放出等的、等离子体的变动因素。其结果是因为能够在BID中稳定地维持等离子体，所以能够实现比作为GC用检测器而最常使用的火焰离子化型检测器(Flame Ionization Detector,FID)高的SN比。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-60354号公报
专利文献2：国际公开第2012/169419号公报
非专利文献
非专利文献1：品田等5人、“应用了电介质阻挡放电的气相色谱仪用新离子化检测器的开发”、《岛津评论》、第69卷、第3·4期、2013年3月29日发行
发明内容
发明要解决的技术问题
在上述构成的BID中，如上所述，以夹着高压电极612的方式配置2个接地电极613、614，由此抑制因放电产生的等离子体扩散至电介质圆筒管611的上游侧以及下游侧，能够将实质的等离子体生成区域限制在2个接地电极613、614之间。
但是，在像这样构成的BID中，由于该BID的工作条件例如施加在高压电极与接地电极之间的低频交流电压的频率、电压振幅等而存在检测输出变得不稳定的情况。图8中示出这样的情况的检测输出的一例。该图示出在未导入试料气体的状态下BID的检测输出(输出基线)。因为没有导入试料气体，所以检测输出原本应该变为几乎恒定状态，但是在该图中可知检测输出在较高基线水平与较低基线水平之间交替地切换。
本发明是鉴于这样的问题点而提出的，其目的在于在BID中提高检测输出的稳定性，所述BID具备如下的构成：如上述那样，在电介质管的外周围绕设置了高压电极与夹着该高压电极配置的2个接地电极。
用于解决上述技术问题的方案
本发明人对如上述那样的、检测输出的不稳定化的原因进行调查，结果发现在检测输出变得不稳定时，放电的产生区域以设置有高压电极的位置为边界交替地在上游侧与下游侧切换。若电介质管内中的放电产生区域上下地切换，则等离子体的生成区域也随之上下地切换。能够想到其结果是源自该等离子体的真空紫外光或激发物向电荷收集部的到达量发生变化，从而导致上述那样的检测输出的不稳定化。因此，本发明人就抑制这样的放电产生区域的切换而使检测输出稳定进行锐意研究，从而完成了本发明。
即，为了解决上述技术问题而完成的本发明的电介质阻挡放电离子化检测器具有：
a)电介质管，对等离子体生成气体流动的气体流路的一部分进行容纳；
b)高压电极，围绕设置于所述电介质管的外壁；
c)2个接地电极，电气地接地并围绕设置于所述电介质管的外壁的夹着所述高压电极的位置；
d)电压施加装置，连接于所述高压电极，在所述高压电极与所述2个接地电极之间施加交流电压，使得在所述电介质管内产生放电，从所述等离子体生成气体生成等离子体；
e)电荷收集部，所述电荷收集部为所述气体流路的比所述等离子体生成区域更下游的一部分，具备：试料气体导入装置，将试料气体导入至该部分；收集电极，收集因从所述等离子体发出的光而从所述试料气体中的试料成分生成的离子，
所述2个接地电极之中的一个接地电极与所述高压电极之间的距离比两者之间的放电开始距离长，另一个接地电极与所述高压电极之间的距离比两者之间的放电开始距离短。
根据上述构成，在通过电压施加装置进行电压施加的期间，在所述一个接地电极与高压电极之间始终不产生放电，在所述另一个接地电极与高压电极之间始终产生放电。因此，不会如上述以往的BID那样地放电产生区域以及等离子体生成区域夹着高压电极在上游侧与下游侧交替地切换，而是能够得到稳定的检测输出。另外，所述一个接地电极(即，不帮助放电的那个电极)也如上述那样地，具有防止电介质管内的等离子体生成区域扩大的功能。
另外，所述“放电开始距离”依赖于通过所述电压施加装置施加的交流电压的频率以及振幅、和所述等离子体生成气体的种类或浓度、以及构成所述电介质管的电介质材料等的参数。因此，能够根据这些参数，将本发明中的“一个接地电极与所述高压电极之间的距离”调整为所述一个接地电极与所述高压电极之间不会产生放电的大小。此外，能够根据所述相同的参数，将本发明中的“另一个接地电极与所述高压电极之间的距离”调整为所述另一个接地电极与所述高压电极之间能够产生放电的大小。
另外，虽然在本发明中，即便在将所述“一个电极”作为位于高压电极的上游侧的接地电极的情况(即，使上游侧的接地电极与高压电极之间的距离比放电开始距离长的情况)下，也能够抑制检测输出的不稳定化，但是优选是下游侧的接地电极与高压电极之间的距离比放电开始距离长。这是因为由于导入至电荷收集部的试料的影响等，电介质管的下游侧(即电荷收集部附近的一侧)容易产生内部的污染或老化，而将放电限定在这样的污染或老化相对地难以推进的上游侧的区域，能够防止该污染或老化引起的检测信号的不稳定化或噪声增加等。
即，上述本发明的电介质阻挡放电离子化检测器，优选是在所述2个接地电极之中，位于所述气体流路的上游侧的接地电极与所述高压电极之间的距离比放电开始距离短，位于下游侧的接地电极与所述高压电极之间的距离比放电开始距离长。
发明效果
如上述说明的那样，根据上述本发明的电介质阻挡放电离子化检测器，在BID中能够防止放电的产生位置的变动，并能够使检测输出的稳定性体提高，所述BID具有如下的构成：在电介质管的外周围绕设置了高压电极与夹着该高压电极配置的2个接地电极。
附图说明
图1是本发明的一实施例的BID的概略构成图。
图2是示出试验例中的电极配置的图。
图3是示出比较例中的电极配置的图。
图4是示出所述试验例与所述比较例中的输出基线的图。
图5是示出本发明的BID的另一构成例的图。
图6是示出本发明的BID的又一构成例的图。
图7是以往的BID中的放电部周边的概略构成图。
图8是示出以往的BID中的输出不稳定时的输出基线的图。
具体实施方式
以下，使用实施例对本发明的具体实施方式进行说明。
实施例
图1是本发明的一实施例的BID的概略构成图。
本实施例的BID具备等离子体生成气体在其内部流动的电介质圆筒管111。以下为了方便说明，虽然将电介质圆筒管111内的气体的流动方向(图1中的向下的箭头所示的方向)中的上游侧定义为上，将下游侧定义为下的上下方向，但是BID使用时的方向并不限定于此。
在电介质圆筒管111的外壁面沿着所述气体的流动方向围绕设置有3个例如由SUS或铜等的电介质构成的环状电极。
在上述3个电极之中，在中央电极112连接有激发用高压交流电源115，配置于电极112的上下的2个电极113、114都接地。以下将电极112称为“高压电极”，将电极113称为“上游侧接地电极”，将114称为“下游侧接地电极”，将这些统称为“等离子体生成用电极”。激发用高压交流电源115的频率为1kHz～100kHz的范围，更优选是5kHz～30kHz左右(低频)，产生电压为5kV～10kV左右即高压交流电压。另外，交流电压的波形形状可以是正弦波、矩形波、三角波、锯齿状等的任一种。
另外，在本实施例的BID中，在图1中比下游侧接地电极114的下端更上侧的区域为放电部110，比下游侧接地电极114的下端更下侧的区域为电荷收集部120。
此外，在设置于电介质圆筒管111的上端的管路前端部件116连接有气体供给管116a，通过该气体供给管116a，将兼作为稀释气体的等离子体生成气体(氩气或者氦气等的惰性气体)供给至电介质圆筒管111的内部。因为电介质圆筒管111的壁面存在于等离子体生成用电极112、113、114与所述等离子体生成气体之间，所以该壁面本身作为包覆等离子体生成用电极112、113、114的表面的电介质包覆层起作用，能够进行后述的电介质阻挡放电。
在电介质圆筒管111的下游，将氧化铝、PTFE树脂等的绝缘体125a、125b插入在相同内径的圆筒形状体即连接部件121、偏压电极122以及收集电极123之间，并沿着气体的流动方向配置连接部件121、偏压电极122以及收集电极123。进而，在收集电极123的下游侧配置有有底圆筒形状的管路末端部件124，在收集电极123以及管路末端部件124之间插入绝缘体125c。通过这些连接部件121、偏压电极122、收集电极123、管路末端部件124以及绝缘体125a、125b、125c形成的内部空间与所述电介质圆筒管111的内部空间连通。
连接部件121的圆周面连接有将等离子体生成气体的一部分排出至外部的旁通排气管121a，在管路末端部件124的圆周面连接有试料排气管124a。进而，在管路末端部件124的下表面插通有小直径的试料导入管126，试料气体通过该试料导入管126被供给至电荷收集部120内。另外，为了保持试料气体的气化状态，通过未图示的外部加热器能够将电荷收集部120加热到最大450℃左右。
连接部件121接地并作为反电极起作用，用于防止随着气体流移动的等离子体中的带电粒子到达收集电极123。偏压电极122连接于偏压直流电源127，收集电极123连接于电流放大器128。
对在该BID中的、试料气体所含的试料成分的检测工作概略地进行说明。如图1中向右箭头所示，兼作稀释气体的等离子体生成气体通过气体供给管116a被供给至电介质圆筒管111中。等离子体生成气体在电介质圆筒管111中向下流动，一部分通过旁通排气管121a被排出至外部，其余部分作为稀释气体在电荷收集部120中向下流动，并通过试料排气管124a被排出至外部。另一方面，通过试料导入管126供给包含试料成分的试料气体，从其末端的试料气体喷出口被喷出至电荷收集部120中。虽然来自试料气体喷出口的试料气体也被喷出至与所述稀释气体的流动方向相反的方向，但是如图1中箭头所示，试料气体立刻被推回，与稀释气体汇流朝向下方向前进。
等离子体生成气体如上述那样地在电介质圆筒管111中流动时，激发用高压交流电源115将高压交流电压施加至高压电极112与上游侧接地电极113之间、以及高压电极112与下游侧接地电极114之间。由此，在电介质圆筒管111中发生电介质阻挡放电，等离子体生成气体被电离而产生等离子体(大气压非平衡等离子体)。由大气压非平衡等离子体放出的激发光通过放电部110以及电荷收集部120而到达试料气体存在的部位，使该试料气体中的试料成分离子化。通过被施加至偏压电极122的直流电压而形成的电场的作用，使得这样生成的离子以接近收集电极123的方式移动，在收集电极123中交接电子。由此，通过所述激发光的作用而生成的、源自试料成分的离子量，即与试料成分的量相对应的离子电流被输入至电流放大器128，电流放大器128对其进行放大并输出检测信号。由此，在本实施例的BID中，能够输出与通过试料导入管126导入的试料气体所含的试料成分的量(浓度)相对应的检测信号。
本实施例的BID的基本的构成要素与一般的BID相同。此外，上述的基本的检测工作与一般的BID相同。本实施例的BID在构成上的特征在于，高压电极112与上游侧接地电极113的距离(以下称为“上游侧电极间距离”)d1比两者之间的放电开始距离短，高压电极112与下游侧接地电极114的距离(以下称为“下游侧电极间距离”)d2比两者之间的放电开始距离长。另外，因为所述放电开始距离依赖于低频交流电压的频率、电压振幅、电源波形、等离子体生成气体的种类、浓度以及电介质圆筒管111的材质等的参数，所以所述上游侧电极间距离d1以及下游侧电极间距离d2能够根据这些参数进行适当调整。
如上述那样地通过使上游侧电极间距离d1比放电开始距离小，下游侧电极间距离d2比放电开始距离长，从激发用高压交流电源115将低频高压交流电压施加至高压电极112与上游侧接地电极113之间、以及高压电极112与下游侧接地电极114之间时，能够仅在高压电极112与上游侧接地电极113之间产生放电。其结果是，能够抑制电介质圆筒管111内部中的等离子体生成区域的位置变动，能够使由电源放大器128输出检测信号的基线稳定化。
[试验例]
以下，对为了确认本实施例的BID效果而进行的试验进行说明。在该试验中，使用了上游侧电极间距离d1比放电开始距离短、下游侧电极间距离d2比放电开始距离长而构成的BID(以下称为“试验例”)，与这些电极间距离d1、d2都比放电开始距离短而构成的BID(以下称为“比较例”)。图2示出试验例中的放电部的电极配置，图3示出比较例中的放电部的电极配置。另外，在图2以及图3中，对与图1相对应的构成要素的后两位数赋予共同的附图标记。此外，对与放电部以外的构成因为与图1相同所以省略了图示。在试验例以及比较例中，电介质圆筒管211、311均为由外径4mm、内径2mm、长度92mm的石英构成的管，在该电介质圆筒管211、311的外周通过卷绕铜箔构成高压电极212、312、上游侧接地电极213、313与下游侧接地电极214、314。在试验例、比较例中，高压电极212、312的长度均为2mm，上游侧电极间距离(d1)为1.5mm。试验例与比较例的区别在于下游侧电极间距离(d2)，在试验例中为12mm，在比较例中为1.5mm。这些电极间距离是预先通过实验求出的，事前确认了：在高压电极212、312与各接地电极213、214、313、314之间的距离为1.5mm的情况下，在两电极之间产生放电(即1.5mm比放电开始距离短)。同样地，事前确认了：在高压电极212、312与各接地电极213、214、313、314之间的距离为12mm的情况下，在两电极之间不产生放电(即12mm比放电开始距离长)。
另外，在试验例以及比较例的BID中，使下游侧接地电极214、314的长度比以往的BID大(参照图2、图3)。虽然这是为了抑制高压电极212、312与安装于电介质圆筒管211、311的下部的连接部件221、321之间的沿面放电，但是因为与本发明没有直接关系所以省略了详细说明。
在上述的各BID中，不进行试料的导入而将氩气(纯度为99.9999％以上)作为等离子体生成气体导入，并且驱动激发用高压交流电源215、315，施加频率约为40kHz、电压振幅约为5kVp-p、电流波形正弦波的交流高电压，测量电流放大器(图1的128)的输出。在图4中示出该测量结果。
从图4明确可知，虽然在试验例中得到了稳定的基线，但是在比较例中稳定状态并不持久，产生如图8所示的、相同的不稳定状态。
以上，虽然使用实施例对本发明的具体实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于上述实施例，在本发明的主旨范围内能够进行适当变更。例如，在图1的例中，虽然使上游侧电极间距离d1短，使下游侧电极间距离d2长，但是也可以如图5所示，使上游侧电极间距离d1长，使下游侧电极间距离d2短(另外，在图5中，对与图1共同的构成赋予后两位共同的附图标记)。在该情况下，能够根据由激发用高压交流电源415施加的交流电压的频率以及振幅、和等离子体生成气体的种类或浓度以及构成电介质圆筒管411的电介质材料等的参数，调整这些电极间距离d1、d2，使电介质圆筒管411内的放电被限定在高压电极412与下游侧接地电极414之间的区域。
此外，本实施例的BID也可以由连接部件与下游侧接地电极一体地构成，所述连接部件将电介质管连接于电荷收集部。图6示出这样的构成的BID的一例(在该图中，对与图2所示的构成相同或者对应的构成赋予后两位共同的附图标记，适当省略说明)。该图的BID与以下的构成相对应：除去了图2中的下游侧接地电极214，并且将连接部件221延伸到设置有下游侧接地电极214的区域。以下，将与该延伸的连接部件221相对应的图6中的部件称为管状部件517。管状部件517电气地接地，在圆周面连接有旁通排气管517a，并且隔着用于使气体通过的微小的间隙而围绕电介质圆筒管511的外周。由此，管状部件517能够起到如下两者的作用：作为连接部件起作用，并作为下游侧接地电极起作用。另外，在图6的例子中，高压电极512与上游侧接地电极513的间隔比两者间的放电开始距离短，高压电极512与管状部件(下游侧接地电极)517的间隔比两者间的放电开始距离长。因此，若投入高压电源515，则在高压电极512与上游侧接地电极513之间产生放电，管状部件517起到防止因该放电引起的等离子体生成区域向下游侧扩散的效果。但是，图6所示的尺寸(单位为mm)只是一例，本发明并不限定于此。例如，也可以是使高压电极512与上游侧接地电极513的间隔比两者间的放电开始距离长，使高压电极512与管状部件517的间隔比两者间的放电开始距离短。在该情况下，在高压电极512与管状部件517之间产生放电，上游侧接地电极513起到防止因该放电引起的等离子体生成区域向上游侧扩散的效果。
附图标记说明
110、410 放电部
111、411 电介质圆筒管
112、412 高压电极
113、413 上游侧接地电极
114、414 下游侧接地电极
115、415 激发用高压交流电源
120、420 电荷收集部
122、422 偏压电极
123、423 收集电极
126、426 试料导入管
127、427 偏压直流电源
128、428 电流放大器
d1 上游侧电极间距离
d2 下游侧电极间距离

Claims (3)

1.一种电介质阻挡放电离子化检测器，具有：
a)电介质管，对等离子体生成气体流动的气体流路的一部分进行容纳；
b)高压电极，围绕设置于所述电介质管的外壁；
c)2个接地电极，电气地接地并围绕设置于所述电介质管的外壁的夹着所述高压电极的位置；
d)电压施加装置，连接于所述高压电极，在所述高压电极与所述2个接地电极之间施加交流电压，使得在所述电介质管内产生放电，从所述等离子体生成气体生成等离子体；
e)电荷收集部，所述电荷收集部为所述气体流路的比所述等离子体生成区域更下游的一部分，具备：试料气体导入装置，将试料气体导入至该部分；收集电极，收集因从所述等离子体发出的光而从所述试料气体中的试料成分生成的离子，
所述2个接地电极之中的一个接地电极与所述高压电极之间的距离比两者之间的放电开始距离长，另一个接地电极与所述高压电极之间的距离比两者之间的放电开始距离短。
2.如权利要求1所述的电介质阻挡放电离子化检测器，其特征在于，所述2个接地电极之中、位于所述气体流路的上游侧的接地电极与所述高压电极之间的距离比两者之间的放电开始距离短，位于下游侧的接地电极与所述高压电极之间的距离比两者之间的放电开始距离长。
3.如权利要求1或2所述的电介质阻挡放电离子化检测器，其特征在于，所述等离子体生成气体为氩气。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6747198B2 (ja) 2016-09-08 2020-08-26 株式会社島津製作所 誘電体バリア放電イオン化検出器
JP6775141B2 (ja) 2016-09-08 2020-10-28 株式会社島津製作所 誘電体バリア放電イオン化検出器
JP6747197B2 (ja) 2016-09-08 2020-08-26 株式会社島津製作所 誘電体バリア放電イオン化検出器
JP6743599B2 (ja) 2016-09-08 2020-08-19 株式会社島津製作所 誘電体バリア放電イオン化検出器
JP7133123B2 (ja) * 2019-01-23 2022-09-08 株式会社島津製作所 誘電体バリア放電イオン化検出器
JP7318608B2 (ja) 2020-07-31 2023-08-01 株式会社島津製作所 放電イオン化検出器
CN112004304B (zh) * 2020-08-13 2023-06-13 中国科学院合肥物质科学研究院 一种电晕复合介质阻挡放电等离子体射流发生装置
JP7408097B2 (ja) 2020-09-29 2024-01-05 株式会社島津製作所 放電イオン化検出器およびガスクロマトグラフ分析装置
CN113692100B (zh) * 2021-08-09 2023-03-24 江苏容正医药科技有限公司 应用于内窥镜内壁消毒的多段电极等离子体射流触发方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4789783A (en) * 1987-04-02 1988-12-06 Cook Robert D Discharge ionization detector
CN103163256A (zh) * 2011-12-16 2013-06-19 株式会社岛津制作所 放电离子化电流检测器
CN104897825A (zh) * 2014-03-04 2015-09-09 株式会社岛津制作所 介质阻挡放电离子化检测器和及其调谐方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4282521A (en) 1979-11-13 1981-08-04 Tif Instruments, Inc. Regulating circuit for gaseous impurity detector
EP1073091A3 (en) 1999-07-27 2004-10-06 Matsushita Electric Works, Ltd. Electrode for plasma generation, plasma treatment apparatus using the electrode, and plasma treatment with the apparatus
US7922979B2 (en) 2005-03-28 2011-04-12 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Silent discharge plasma apparatus
US8729805B2 (en) 2008-01-18 2014-05-20 Kyocera Corporation Plasma generator and discharge device and reactor using plasma generator
JP5136300B2 (ja) 2008-09-02 2013-02-06 株式会社島津製作所 放電イオン化電流検出器
US20110168881A1 (en) 2008-10-03 2011-07-14 Sturgeon Ralph E Plasma-based direct sampling of molecules for mass spectrometric analysis
JP5470543B2 (ja) * 2010-04-26 2014-04-16 株式会社島津製作所 放電イオン化電流検出器
JP5445353B2 (ja) 2010-06-28 2014-03-19 株式会社島津製作所 放電イオン化電流検出器
JP5605506B2 (ja) 2011-06-07 2014-10-15 株式会社島津製作所 放電イオン化電流検出器
CN102866224B (zh) 2012-09-17 2014-10-01 四川大学 一种基于碳原子发射光谱测定含碳化合物的气相色谱检测方法
CN105074449B (zh) * 2013-02-15 2017-08-08 株式会社岛津制作所 放电离子化电流检测器及其调整方法
US9897529B2 (en) 2015-09-23 2018-02-20 China University Of Petroleum (East China) Test system and test method for a simulation experiment of gas hydrate in a porous medium
JP6747197B2 (ja) 2016-09-08 2020-08-26 株式会社島津製作所 誘電体バリア放電イオン化検出器
JP6743599B2 (ja) 2016-09-08 2020-08-19 株式会社島津製作所 誘電体バリア放電イオン化検出器
JP6747198B2 (ja) 2016-09-08 2020-08-26 株式会社島津製作所 誘電体バリア放電イオン化検出器
JP6775141B2 (ja) 2016-09-08 2020-10-28 株式会社島津製作所 誘電体バリア放電イオン化検出器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4789783A (en) * 1987-04-02 1988-12-06 Cook Robert D Discharge ionization detector
CN103163256A (zh) * 2011-12-16 2013-06-19 株式会社岛津制作所 放电离子化电流检测器
CN104897825A (zh) * 2014-03-04 2015-09-09 株式会社岛津制作所 介质阻挡放电离子化检测器和及其调谐方法

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Publication number Publication date
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