DE60126264T2 - Heliumionisierungsdetektor - Google Patents

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Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Gaschromatographie-Detektoren und insbesondere auf Heliumgaschromatographie-Detektoren. Bevorzugte Anwendungen des Detektors der Erfindung sind vorgesehen zum Charakterisieren und/oder Quantifizieren von Verbindungen aus einem Erdgas oder einer Kohlenwasserstoffflüssigkeit am Ende eines chromatographischen Trennprozesses.
  • Besonders wichtig ist es, die verschiedenen Verbindungen zu bestimmen, die das aus einem Bohrloch geförderte Gas oder Öl bilden. Diese Angaben ermöglichen ein Verständnis des Werts sowohl des Bohrlochs als auch des ihm entnommenen Ausflusses. Außerdem ermöglicht es das Erfassen derartiger Angaben während des gesamten Produktionsprozesses an der Bohrung, die Entwicklung der Zusammensetzung der "Nutzzone" zu bestimmen und die Bohrungsproduktion entsprechend zu überwachen.
  • Die Gaschromatographie ist ein bekanntes Verfahren zum Trennen von Komponenten aus einer Mischung sowie zum Charakterisieren und Quantifizieren jeder einzelnen von ihnen. Diese Analyse erfordert einen Detektor, der für sämtliche interessierenden Komponenten empfindlich ist und eine zu ihrer Menge proportionale Reaktion liefert. Der Heliumionisationsdetektor ist als ein universelles und empfindliches Detektionsmittel eine jüngste Entwicklung im Bereich der Gaschromatographie. Das Prinzip dieses Detektors ist das folgende:
    • – Ein Heliumstrom strömt durch ein Paar von Funkenelektroden, die mit einer Hochspannungsquelle verbunden sind, um einen elektrischen Bogen zu erzeugen, der aus dem Heliumstrom ein Plasma induziert,
    • – die Elektronen des Plasmas setzen bei ihrer Rückkehr in ihren stabilen Zustand ihre überschüssige Energie als Photonen frei,
    • – die Photonen ionisieren Komponenten, die nach einem chromatographischen Trennprozess an einer zu überprüfenden Mischung aus einer Chromatographiesäule eluiert werden,
    • – diese erzeugten Ionen werden auf einer Sammelelektrode eingefangen, die gegenüber den Funkenelektroden im Detektor angeordnet ist, wo der gesammelte Strom gemessen wird. Die Intensitäten der verschiedenen Stromspitzenwerte, die jeweils einer Verbindung der Mischung entsprechen, zeigen dadurch jeweils den Anteil der Verbindung in der geprüften Mischung an.
  • Derartige Detektoren wurden bereits in mehreren früheren Publikationen beschrieben, z. B. in US 5.394.091 . Dieses Dokument offenbart ein Entladungssystem, in dem aus einer gepulsten Funkenentladung Photonen ausgestrahlt werden. Die Photonenspektren sind primär eine Breitbandquelle der Anregung. Der Funken wirkt auf einen fließenden Heliumstrom ein, um die notwendige Photonenemission zu erzielen. Bei diesem System nutzt die Vorrichtung ein Paar beabstandeter Elektroden, die einen Funken erzeugen, der quer über die Lücke zwischen den Elektroden verläuft, sodass die Photonenemission erfolgt. Die wesentlichen Probleme, die bei diesen Detektoren festzustellen sind, hängen mit der Ungenauigkeit der Zusammensetzungsergebnisse zusammen. Diese Detektorvorrichtungen sind gegen verschiedene Konstruktionsfaktoren sehr empfindlich, wie etwa die Art und Weise, auf die der elektrische Bogen induziert wird, den Entwurf der Sammelelektroden und die Ausrichtungsschwierigkeiten, die auftreten, wenn die unterschiedlichen Teile des Detektors zusammengesetzt werden. All diese Gründe führen zu einem Restrauschen und zu Problemen bei der Stabilität des Plasmas, des Ionisationsbereichs und des Sammelbereichs.
  • Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Detektor zu schaffen, der zuverlässiger als die derzeit verfügbaren Detektoren ist. Eine weitere Aufgabe ist es, einen Detektor zu schaffen, der auf eine solche Weise konstruiert ist, dass jeglicher Rauschfaktor erheblich verringert oder vermieden wird.
  • Die vorliegende Erfindung schafft einen Heliumionisationsdetektor, der so beschaffen ist, dass er Komponenten, die von einer Gaschromatographie-Trennvorrichtung eluiert werden, quantifizieren kann, wobei der Detektor umfasst:
    • – einen Heliumzuführabschnitt;
    • – einen Ionisationsabschnitt, durch den das Helium strömt, um ein Plasma zu erzeugen; und
    • – einen Detektorkörper, der eine Detektionszone bereitstellt, in der das Plasma auf die Komponenten trifft, wobei der Detektorkörper eine Sammelelektrode umfasst, an die ein elektrisches Potential angelegt wird, derart, dass eine Veränderung des Potentials zu der Menge der zu quantifizierenden Komponenten proportional ist; wobei die Sammelelektrode Einfangmittel zum Begrenzen der Detektionszone umfasst.
  • Vorzugsweise umfasst die Sammelelektrode einen ersten Teil und einen zweiten Teil, wobei der erste Teil ein kreisförmiger hohler Teil ist, der um den Ausgang der Chromatographie-Trennvorrichtung angeordnet ist. Dieses Merkmal ist auch an der drastischen Erhöhung der Genauigkeit des Detektors der Erfindung beteiligt. Der Entwurf der Sammelelektrode ermöglicht eine Aufnahme jeder eluierten Komponente aus der Chromatographie-Trennvorrichtung nach ihrer Wechselwirkung mit dem Plasma.
  • In Übereinstimmung mit der Erfindung sind die Ionisationshalterung und/oder der Detektorkörper auf eine solche Weise entworfen, dass die Detektionszone vorgegeben und begrenzt ist.
  • Als ein Ergebnis des Entwurfs des Detektorskörpers und/oder der Ionisationshalterung ermöglicht der Heliumdetektor der Erfindung eine präzise Definition des Bereichs, in dem das Plasma und die zu quantifizierenden Komponenten aufeinandertreffen. Diese technischen Merkmale verbessern erheblich die Genauigkeit des Detektors der Erfindung, indem sie das auftretende Rauschen im Vergleich zu dem bei vorhandenen Detektoren drastisch verringern. Der Entwurf des Detektors ermöglicht eine Erzeugung eines "scharfen" Detektionsbereichs, in dem jegliches Problem hinsichtlich der Stabilität des Plasmas vermieden wird, da der Verlust detektierter Komponententeilchen vermieden wird, wie er bei den Detektoren auf dem Gebiet auftritt, bei denen die Detektionszone unbestimmt und zu breit ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält der Ionisationsabschnitt Teile des Ionisationssystems der Heliumströmung, wobei die Teile im Ionisationsabschnitt durch den Heliumzuführabschnitt selbstzentrierend sind.
  • Dieses Merkmal ermöglicht es, aus den Heliumströmen ein sehr stabiles Plasma zu erzeugen; jegliches Rauschen auf Grund des Raums zwischen den unterschiedlichen Teilen des Ionisationssystems wird vermieden. Außerdem vermeidet die selbstzentrierende Verbindung zwischen dem Heliumzuführabschnitt und dem Ionisationsabschnitt jegliches Rauschen auf Grund einer Fehlausrichtung beim Montieren der Komponenten, wie es bei dem nach dem Stand der Technik bekannten Detektor festzustellen ist.
  • Vorzugsweise umfassen die Teile des Ionisationssystems eine Funkenelektroden-Anordnung, wobei die Anordnung eine Anode und eine Katode umfasst, die beide in einem isolierenden Zylinder befestigt sind.
  • Durch Bereitstellen sowohl der Katode als auch der Anode in einer einzigen starren Vorrichtung werden jegliche Fehlausrichtungsprobleme vermieden, wenn eines dieser Elemente ersetzt werden muss. In Übereinstimmung mit dem Detektor der Erfindung kann in einem solchen Fall die gesamte Katode/Anode/Zylinder-Anordnung ausgetauscht werden, sodass jeglicher Defekt vermieden wird, wenn in der Anordnung ein neuer Detektor montiert wird.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Spitzen der Anode und der Katode in der Weise entworfen, dass der Funken stets an derselben Stelle erzeugt wird.
  • Dieses Merkmal ermöglicht auch eine erhebliche Erhöhung der Genauigkeit des Detektors der Erfindung. Die Tatsache, dass der Funken stets an derselben Stelle erzeugt wird, führt zur Erzeugung eines stabilen und räumlich begrenzten Plasmas aus der Heliumströmung.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die Anode und die Katode vorzugsweise aus reinem Wolfram hergestellt. Dieses Merkmal ermöglicht eine erhebliche Erhöhung der Lebensdauer der Elektrode, vor allem da das reine Wolfram einen hohen Schmelzpunkt hat, der den Metalltransport von einer Elektrode zu einer anderen reduziert.
  • Vorzugsweise sind die Teile beim Ionisationsprozess von der umgebenden Luft, die den Ionisationsabschnitt umgibt, isoliert. Dadurch wird jeglicher außerhalb des Ionisationsabschnitts befindliche elektrische Bogen vermieden, der zu einem instabilen Plasma führen und den Detektor unsicher machen würde.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Detektorkörper ferner ein Rohr, das das Plasma von der Ionisationshalterung zu dem Ausgang der Gaschromatographie-Trennvorrichtung führt. Vorzugsweise erhöht der Entwurf des Rohrs die Geschwindigkeit des Plasmas zum Ausgang der Gaschromatographie-Trennvorrichtung. Dieses Merkmal erhöht die Stabilität des Plasmas und ermöglicht es außerdem, die Detektionszone exakt zu lokalisieren, indem ein "scharfer" Plasmastrom zu den zu quantifizierenden Komponenten erzeugt wird.
  • Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden dem Fachmann auf dem Gebiet beim Bezug auf die ausführliche Beschreibung offenbar, die in Verbindung mit den bereitgestellten Figuren gegeben wird:
  • 1 ist eine Ansicht eines Heliumionisationsdetektors in Übereinstimmung mit der Erfindung,
  • 2 und 2a sind Detailansichten der Funkenelektroden-Anordnung in Übereinstimmung mit der Erfindung, und
  • 3 und 3a sind Detailansichten der Sammelelektroden in Übereinstimmung mit der Erfindung.
  • 1 zeigt eine vollständige Ansicht des Heliumionisationsdetektors in Übereinstimmung mit der Erfindung. 1 stellt einen Heliumdetektor 1 dar, der zum Identifizieren und Quantifizieren von Verbindungen aus einem Erdgas oder einer Kohlenwasserstoffflüssigkeit am Ende eines chromatographischen Trennprozesses verwendet wird.
  • Die nicht gezeigte chromatographische Trennsäule ist von dem auf dem Gebiet bekannten Typ. Diese typische Säule umfasst eine mobile bzw. bewegliche Phase und eine stationäre Phase. Die bewegliche Phase umfasst ein Trägergas (Helium bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung), in das eine Probe eines Gases (oder eines flüssigen Kohlenwasserstoffs) eingespritzt wird, die eine oder mehrere Probenverbindungen enthält. Die stationäre Phase umfasst eine oder mehrere feste oder flüssige Komponenten innerhalb der Säule, die für die "unbekannten" Probenverbindungen unterschiedliche Retentionszeiten aufweisen. Die Gasprobe, die unbekannte Verbindungen enthält, wird nahe dem Eingang der Säule innerhalb einer relativ kurzen Zeitperiode in den Trägergasstrom eingespritzt. Probenverbindungen werden durch das stationäre Element der Säule für unterschiedliche Zeitspannen festgehalten und anschließend freigegeben. Nach dem Freigeben wird jede Art von Verbindung durch das Trägergas aus der Säule getrieben und in Form eines "Spitzenwerts" oder Maximums in der Konzentration im Trägergas ausgestoßen. Dadurch trennt die Säule Probenverbindungen, indem sie sie zu unterschiedlichen Zeiten in Form von Konzentrationsspitzenwerten im ausgestoßenen Trägergas eluiert. Der chromatographische Trennprozess quantifiziert die Konzentrationen der Probenverbindungen nicht, sondern trennt mehrere Verbindungen für eine weitere Analyse unter Verwendung des Heliumionisationsdetektors 1 der Erfindung, in dem das aus der Säule eluierte Gas, das aus Heliumträgergas und getrennten Verbindungen besteht, mit den im Detektor erzeugten Photonen kollidiert, wie weiter unten erläutert wird.
  • Wie in 1 gezeigt ist, umfasst der Detektor 1 einen Heliumzuführabschnitt 2, in den Helium mit konstanter Strömungsrate gemäß einem allgemein bekannten, nicht gezeigten Verfahren zugeführt wird. Auf den Heliumzuführabschnitt 2 folgt ein Ionisationsabschnitt 3, der so entworfen ist, dass er sämtliche Teile für den Ionisationsprozess umfasst. Tatsächlich enthält der Ionisationsabschnitt 3 eine Aussparung 3a, in der eine Funkenelektroden-Anordnung 5 angeordnet ist. Das in den Heliumzuführabschnitt 2 eingeführte Helium strömt daher durch den Ionisationsabschnitt 3, um ein Plasma zu erzeugen, wenn an die Funkenelektroden-Anordnung 5 eine Hochspannung angelegt wird. Beide Seiten dieser Funkenelektroden-Anordnung sind mit einer PTFE-Dichtung 4 und 6 abgedichtet. Die Dichtung 6 wird gegen einen Anschlag in der Aussparung 3 gedrückt, die Funkenelektroden-Anordnung 5 wird gegen die Dichtung 6 gedrückt, und die Dichtung 4 wird durch ein Kompressionsgewindeteil 2a des Heliumzuführabschnitts 2 gegen die Anordnung 5 gedrückt. Dadurch wird die Funkenanordnung 5 im Ionisationsabschnitt 3 fixiert und durch die Dichtungen 4 und 6 abgedichtet, die durch die Aussparung 3 und das Gewindeteil 2a selbstzentrierend sind. Der Heliumzuführabschnitt 2 dient dadurch als Kompressionsmittel, um sämtliche Teile der Ionisationshalterung zusammenzuhalten, sodass eine gute Abdichtung und Verbindung mit dem Ionisationsheliumstrom sichergestellt ist.
  • Wie in 2 und 2a im Einzelnen gezeigt ist, umfasst die Funkenelektroden-Anordnung 5 einen isolierenden Zylinder 5a, in dem zwei Elektroden, eine Anode 5c und eine Katode 5b, befestigt sind. Sowohl die Katode als auch die Anode sind durch elektrische Anschlüsse 7 und 8 mit einer Hochspannungsquelle elektrisch verbunden (nicht gezeigt). Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Zylinder 5a aus einer (elektrisch inaktiven und wärmebeständigen) Keramik hergestellt, und die Elektroden sind in ihm mittels eines hochtemperaturbeständigen Klebstoffs mit einer, was das Zentrieren und den Zwischenraum anbelangt, hohen Genauigkeit befestigt. Vorzugsweise sind sowohl die Anode 5c als auch die Katode 5b aus einem Stab aus reinem Wolfram hergestellt. Dieses Merkmal ermöglicht eine erhebliche Erhöhung der Lebensdauer der Elektroden, vor allem da das reine Wolfram einen hohen Schmelzpunkt hat, der den Metalltransport von einer Elektrode zur anderen reduziert. Der Entwurf der Funkenelektroden-Anordnung 5 reduziert erheblich die Rauschprobleme, die bei den nach dem Stand der Technik bekannten Detektoren auftreten. Dieser Entwurf erzeugt ein stabiles Plasma, das daran mitwirkt, im Detektor der Erfindung eine begrenzte und vorgegebene Emissionszone bereitzustellen, wie es weiter unten erläutert wird. Bei dieser Anordnung 5 sind drei unterschiedliche Aspekte zu beachten.
  • Zum Ersten verringert die Art und Weise, in der die Anordnung montiert wird, erheblich jegliche Fehlausrichtung und eine daraus folgende Störung in dem Bereich, in dem der Funken erzeugt werden soll. Die Tatsache, dass beide Elektroden im Keramikzylinder 5a befestigt werden, erleichtert den Montagevorgang erheblich, wenn eine neue Elektrode eingesetzt oder der Detektor gereinigt wird. Es besteht keine Notwendigkeit einer Ausrichtung, da die Elektroden lediglich in den Zylinder eingesetzt werden müssen. Außerdem haben die Katode und die Anode vorzugsweise zwei unterschiedliche Durchmesser, was jeglichen falschen Anschluss der Stromversorgungspolaritäten verhindert. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Katode aus einem Stab aus reinem Wolfram mit einem Durchmesser von 1,6 mm hergestellt, und die Anode ist aus einem Stab aus reinem Wolfram mit einem Durchmesser von 0,5 mm hergestellt.
  • Zum Zweiten sind die Spitzen der Anode und der Katode in der Weise entworfen, dass der Funken stets an derselben Stelle und außerdem mit derselben Form erzeugt wird, wenn zwischen den Funkenelektroden eine Gleichspannung angelegt wird: Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die Katode eine eben polierte Spitze, und die Anode hat eine scharfe Spitze von 25°, wobei diese Elektroden durch eine Lücke von 0,100 mm voneinander getrennt sind. Dieses Merkmal stellt sicher, dass sich der Funken stets an der Spitze der spitzen Elektrode befindet und auf die ebene Zone der Katode sprüht, wodurch ein Erzeugen einer gleichbleibenden Plasmaform ermöglicht wird. Das resultierende Rauschen ist daher auf ein Minimum reduziert, wie es bei den nach dem Stand der Technik bekannten Detektoren häufig von einer mikroskopischen Verschiebung des Funkens zwischen zwei Bögen herrührt. Außerdem sind beide Elektroden bis auf optische Feinheit poliert, was auch eine Bogenausbildung an einem Oberflächenfehler vermeidet, sodass stets die korrekte Position des Funkens sichergestellt ist.
  • Zum Dritten wird jeglicher Kontakt mit der Umgebungsluft verhindert, wodurch das Risiko einer Ausbildung eines elektrischen Bogens außerhalb der Funkenanordnung 5 vermieden wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung isolieren zwei Hülsen 50b und 50c aus PEEK (Polyether-Ether-Keton) jede der Elektroden 5b und 5c, was jeglichen Bogen in der Umgebungsluft zwischen der Elektrode und der Funkenanordnung 5 verhindert.
  • Wie wiederum in 1 gezeigt ist, erzeugt die Funkenanregung im Ionisationsabschnitt 3 aus dem Heliumstrom ein Plasma, das seinerseits Photonen erzeugt, die aus dem Ionisationsabschnitt 3 über ein Rohr 9 zu einer Chromatographiesäulenspitze 13 eluiert werden. Die Säulenspitze 13 ist mit der elektrischen Masse verbunden und jenseits einer Sammelelektrode 11 angeordnet. Die Chromatographiesäulenspitze 13, das Rohr 9 und die Sammelelektrode 11 sind in einen Detektorkörper 12 eingesetzt. Dieser Detektorkörper 12 besteht aus einem üblichen Kniestück, das so modifiziert ist, dass es eine zusätzliche Röhre enthält, die die Verbindung mit der Wandung des Chromatographen herstellt und das Einsetzen der Säule ermöglicht. Vorzugsweise ist der Detektorkörper 12 aus rostfreiem Stahl hergestellt, und das Rohr 9 isoliert daher das Plasma, die Photonen und die Ionen vom Körper. Ein Ausgangsteil 30 des Ionisationsabschnitts 3 ist im Detektorkörper 12 auf dichte Weise befestigt. Vorteilhaft ist der Ausgangsteil 30 mittels einer üblichen Druckringverbindung und einer Graphitklemmhülse befestigt, was eine elektrische Massenverbindung sicherstellt. Diese Merkmale erlauben es außerdem, dass der Detektorkörper 12 und der Ionisationsabschnitt 3 gegeneinander selbstzentrierend sind. Wie in 1 zu erkennen ist, sitzt das Rohr 9 an einer Seite an der Sammelelektrode 11 und an der anderen Seite am Ausgang des Ionisationsabschnitts 3.
  • An die Sammelelektrode 11 wird ein Potential angelegt, und ein Elektrometer misst den Strom, der durch das System fließt. Wenn die unterschiedlichen Verbindungen in einer Reihenfolge, die ihren Beschaffenheiten entspricht, aus der Säulenspitze 13 austreten, werden sie durch die Photonen des Heliumstroms in dem Bereich ionisiert, in dem sich die Sammelelektrode befindet. Infolgedessen wird der Strom, der durch die Elektrode 11 fließt, in einem Ausmaß modifiziert, das vom Anteil in der Mischung abhängt, die auf jede aus der Säulenspitze 13 eluierte Verbindung geprüft wird. Die Energie von in der Elektrodenanordnung erzeugten Photonen liegt im Bereich 13,5-17,7 eV, welches ausreicht, sämtliche interessierenden Komponenten im Erdgas oder in den Petroleumflüssigkeiten zu ionisieren.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Rohr 9 aus Borsilikatglas hergestellt, damit die Reaktionsträgheit des Detektors verbessert wird. Außerdem ist es vorteilhaft, den Innendurchmesser dieses Rohrs im Vergleich zu dem der auf dem Gebiet bekannten Rohre zu verringern. Vorzugsweise hat das Rohr 9 einen Außendurchmesser von 4 mm und einen Innendurchmesser von 2 mm. Das Rohr 9 führt das Plasma exakt auf die eluierten Verbindungen, und die Lineargeschwindigkeit des Heliums wird erhöht, sodass die Diffusion der Verbindungen an der Säulenspitze reduziert wird. Dieses Merkmal vermeidet jegliche Wiedervermischung der eluierten Verbindungen, die der Auflösung des Detektors abträglich wäre, was bei dem nach dem Stand der Technik bekannten Detektor zu beobachten ist.
  • Wie in 3 und 3a im Einzelnen zu erkennen ist, ist die Sammelelektrode 11 aus zwei Teilen 11a und 11b gefertigt. Der erste Teil 11a ist ein kreisförmiger hohler Teil, der konzentrisch um die Säulenspitze 13 angeordnet ist. Es ist dieser Teil, der die Veränderung im eingespeisten Strom detektiert, wobei der Teil 11a der Säulenspitze 13 zugeordnet ist, die vorzugsweise aus rostfreiem Stahl hergestellt ist und als die zweite Elektrode für den Sammelprozess dient. Der Entwurf dieses ersten Teils erhöht die Auflösung und die Genauigkeit des Detektors erheblich, indem er eine begrenzte und vorgegebene Detektionszone bereitstellt, in der die meisten der zu quantifizierenden eluierten Komponenten nach ihrer Kollision mit dem Plasma eingefangen werden. Die Tatsache, dass der Teil 11a die Säulenspitze 13 umgibt, ermöglicht eine sehr präzise Detektion der durch die eluierten Verbindungen hervorgerufenen Veränderung des Stroms.
  • Der zweite Teil 11b der Sammelelektrode ist ein Stab, der sie mechanisch im Detektorkörper 12 hält, und umfasst einen Kanal 11c zum Ablassen des Detektorgases in die Atmosphäre nach der Detektion durch den ersten Teil 11a. Eine übliche isolierende Klemmhülse 12c aus Polyimid und eine Kompressionsmutter 12d isolieren das Innere des Detektorkörpers 12 und den Durchgang des zweiten Teils 11b zur Atmosphäre.
  • Der gesamte Entwurf des Detektors in Übereinstimmung mit der Erfindung erzielt daher sehr präzise Ergebnisse, wenn die verschiedenen Verbindungen beim Prüfen eines Gases oder einer fluiden bzw. flüssigen Mischung quantifiziert werden. Außerdem werden die meisten der unterschiedlichen Teile dieses Detektors eingesetzt und dann voneinander isoliert, sodass der Montageprozess besonders einfach ist und jegliche Fehlausrichtungsprobleme sowie daraus folgendes Rauschen vermeidet.

Claims (14)

  1. Heliumionisationsdetektor, der so beschaffen ist, dass er Komponenten, die von einer Gaschromatographie-Trennvorrichtung (13) eluiert werden, quantifizieren kann, wobei der Detektor umfasst: (i) einen Heliumzuführabschnitt (2); (ii) einen Ionisationsabschnitt (3), durch den das Helium strömt, um ein Plasma zu erzeugen; und (iii) einen Detektorkörper (12), der eine Detektionszone bereitstellt, in der das Plasma auf die Komponenten trifft, wobei der Detektorkörper eine Sammelelektrode (11) umfasst, an die ein elektrisches Potential angelegt wird, derart, dass eine Veränderung des Potentials zu der Menge der zu quantifizierenden Komponenten proportional ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelelektrode Einfangmittel (11a, 11b) zum Begrenzen der Detektionszone umfasst.
  2. Heliumionisationsdetektor nach Anspruch 1, bei dem die Sammelelektrode (11) einen ersten Teil (11a) und einen zweiten Teil (11b) umfasst, wobei der erste Teil ein kreisförmiger hohler Teil ist, der um den Ausgang der Chromatographie-Trennvorrichtung angeordnet ist.
  3. Heliumionisationsdetektor nach Anspruch 2, bei dem der zweite Teil (11b) der Sammelelektrode einen Kanal (11c) zum Abführen der zu quantifizierenden Komponenten an die Atmosphäre umfasst.
  4. Heliumionisationsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Ionisationsabschnitt (3) Teile (5, 5a, 5b, 5c) eines Ionisationssystems der Heliumströmung enthält, wobei die Teile in der Ionisationshalterung durch den Heliumzuführabschnitt (2, 2a) selbstzentrierend sind.
  5. Heliumionisationsdetektor nach Anspruch 4, bei dem die Teile des Ionisationssystems eine Funkenelektroden-Anordnung (5) umfassen, wobei die Anordnung eine Anode (5c) und eine Katode (5b) umfasst, die beide in einem isolierenden Zylinder (5a) befestigt sind.
  6. Heliumionisationsdetektor nach Anspruch 5, bei dem die Spitzen der Anode (5c) und der Katode (5b) in der Weise entworfen sind, dass der Funken stets an derselben Stelle erzeugt wird.
  7. Heliumionisationsdetektor nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die Anode und die Katode aus reinem Wolfram hergestellt sind.
  8. Heliumionisationsdetektor nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei dem die Teile des Ionisationssystems (5, 5a, 5b, 5c) von der umgebenden Luft, die den Ionisationsabschnitt umgibt, isoliert sind.
  9. Heliumionisationsdetektor nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem der Detektorkörper (12) ferner ein Rohr (9) umfasst, das das Plasma von dem Ionisationsabschnitt (3) zu dem Ausgang (13) der Gaschromatographie-Trennvorrichtung führt.
  10. Heliumionisationsdetektor nach Anspruch 9, bei dem die Gestaltung des Rohrs (9) die Geschwindigkeit des Plasmas zum Ausgang (13) der Gaschromatographie-Trennvorrichtung erhöht.
  11. Heliumionisationsdetektor nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem der Ionisationsabschnitt (3) und der Detektorkörper (12) auf selbstzentrierende und dichte Weise miteinander verbunden sind.
  12. Verfahren zum Quantifizieren von Komponenten, die von einer Gaschromatographie-Trennvorrichtung eluiert werden, das die folgenden Schritte umfasst: – Zuführen von Helium zu einem Ionisationsabschnitt; – Bereitstellen eines Funkens im Ionisationsabschnitt, um aus der Heliumströmung ein Plasma zu erzeugen; – Eluieren des Plasmas aus dem Ionisationsabschnitt zu einer Sammelelektrode in einem Detektorkörper; – Anlegen eines elektrischen Potentials an die Sammelelektrode; – Einfangen der Photonen und der zu quantifizierenden Komponenten in einer begrenzten Detektionszone, die durch die Sammelelektrode definiert ist; und – Quantifizieren der Menge der Komponenten durch Messen der Veränderungen des Sammelelektroden-Potentials.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, das ferner Mittel zum Erzeugen des Funkens stets an derselben Stelle in dem Ionisationsabschnitt bereitstellt.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, das ferner das Bereitstellen von Mitteln zum Erhöhen der Geschwindigkeit des Plasmas von dem Ionisationsabschnitt zu der Sammelelektrode umfasst.
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