JPH0625752B2 - Gas chromatograph detector - Google Patents

Gas chromatograph detector

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JPH0625752B2
JPH0625752B2 JP60183441A JP18344185A JPH0625752B2 JP H0625752 B2 JPH0625752 B2 JP H0625752B2 JP 60183441 A JP60183441 A JP 60183441A JP 18344185 A JP18344185 A JP 18344185A JP H0625752 B2 JPH0625752 B2 JP H0625752B2
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detector
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、ガスクロマトグラフ分析において、分離さ
れたガスを検出する検出装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a detector for detecting a separated gas in a gas chromatographic analysis.

(ロ)従来の技術 ガスクロマトグラフ分析におけるアミン化合物およびア
ンモニアの検出装置としては、従来、熱イオン化検出
器、ポストカラム法による蛍光検出器、または比色法に
よる検出器などが使用されているが、いずれも選択性お
よび感度の点で問題があった。
(B) Conventional technology As a detector for amine compounds and ammonia in gas chromatographic analysis, a thermal ionization detector, a fluorescence detector by a post-column method, a detector by a colorimetric method, etc. have been conventionally used. Both had problems in terms of selectivity and sensitivity.

これに対して、本願出願人は特願昭60−9956号におい
て、仕事関数の大きい金属酸化物の表面にアミン化合物
およびアンモニアを接触させるときに形成されるイオン
を検出するようにした表面電離検出器(Surface ioniz
ation detector,以下SIDという)を提案した。
On the other hand, the applicant of the present application, in Japanese Patent Application No. 60-9956, detects ionization formed when an amine compound and ammonia are brought into contact with the surface of a metal oxide having a large work function. Vessel (Surface ioniz
ation detector, hereinafter referred to as SID).

(ハ)発明が解決しようとする問題点 このSIDは、アミン化合物およびアンモニアに対して
は、ppb オーダの感度を有し、選択性や再現性にすぐれ
た検出器であるが、その他の有機化合物などを検出する
ことは難しい。
(C) Problems to be solved by the invention This SID is a detector having a sensitivity of ppb order with respect to amine compounds and ammonia and excellent in selectivity and reproducibility, but other organic compounds Is difficult to detect.

この発明は、このような事情に鑑み、さらに検討を加え
てなされたもので、SIDとしての機能を備えると共
に、有機成分の標準的な高感度検出器としてよく使用さ
れる水素炎イオン化検出器(Flame ionization detec
tor,以下FIDという)としての機能をも兼ね備え、
しかもその切換使用が容易な検出装置を提供するもので
ある。
The present invention has been made by further studying in view of such circumstances, and has a function as an SID and a hydrogen flame ionization detector which is often used as a standard high-sensitivity detector for organic components ( Flame ionization detec
tor, hereinafter referred to as FID),
Moreover, the present invention provides a detection device whose switching and use is easy.

(ニ)問題点を解決するための手段 この発明のガスクロマトグラフ用検出装置は、表面の少
くとも一部が金属状の白金、モリブテン、レニウム又は
イリジウム、あるいはこれらの金属の酸化物、あるいは
これらの金属と酸化物を組合せたものからなる加熱電極
と、この加熱電極に給電する加熱用電源と、その加熱電
極に対向して設置されるノズルと、このノズルに接続さ
れる試料ガス流路と、そのノズルに切換可能に接続され
る複数本のキャリアガス流路と、その加熱電極の近傍に
設置されるコレクタ電極と、このコレクタ電極に対向し
て設置される対向電極と、このコレクタ電極と対向電極
とに電流計(エレクトロメータ)を介して極性反転可能
に接続される直流電源とを備えたことを特徴とする。
(D) Means for Solving the Problems The gas chromatograph detection device of the present invention has at least a part of the surface of which metal is platinum, molybdenum, rhenium or iridium, or an oxide of these metals, or these metal oxides. A heating electrode composed of a combination of a metal and an oxide, a heating power source for supplying power to the heating electrode, a nozzle installed to face the heating electrode, and a sample gas channel connected to the nozzle, A plurality of carrier gas flow paths switchably connected to the nozzle, a collector electrode installed in the vicinity of the heating electrode, a counter electrode installed facing the collector electrode, and a collector electrode opposed to the collector electrode. A DC power source connected to the electrodes via an ammeter (electrometer) so that the polarity can be inverted.

(ホ)作 用 まず、加熱電源の給電によって加熱された加熱電極に、
試料ガス流路から供給される試料ガスを、キャリアガス
流路の切換選択によって供給される空気又は酸素と共に
ノズルを通じて吹きつけ接触させる。このとき、前記直
流電源の極性が選択されて、コレクタ電極に正極が対向
電極に負極が接続されていると、試料ガス(アミン化合
物およびアンモニア)は、加熱電極の表面に接触して熱
分解し、イオン化する。このイオン化に際して放出され
る電子流がコレクタ電極に捕促され、エレクトロメータ
で増幅されて記録計あるいはデータ処理装置により検出
される。このようにして、この検出装置はSIDとして
作用する。
(E) Operation First, on the heating electrode heated by the power supply of the heating power source,
The sample gas supplied from the sample gas channel is blown into contact with air or oxygen supplied by switching selection of the carrier gas channel through a nozzle. At this time, when the polarity of the DC power supply is selected and the positive electrode is connected to the collector electrode and the negative electrode is connected to the counter electrode, the sample gas (amine compound and ammonia) contacts the surface of the heating electrode and is thermally decomposed. , Ionize. The electron flow emitted during this ionization is captured by the collector electrode, amplified by the electrometer, and detected by the recorder or the data processing device. In this way, this detection device acts as an SID.

次に、上記において、キャリアガス流路を水素ガス流路
に切換え、試料ガスと共に水素ガスをノズルを通じて加
熱電極に吹きつけると、高温の加熱電極によって水素ガ
スが自動的に着火し、ノズル先端に炎が生じ、その炎に
よって試料ガスが燃焼してイオを生じる。このとき、直
流電源の極性が選択されて、コレクタ電極に負極が対向
電極に正極が接続されていると、電極間にイオン流が流
れ、エレクトロメータで増幅されて記録計あるいはデー
タ処理装置により検出される。このようにして、この検
出装置はFIDとしても作用する。
Next, in the above, the carrier gas flow path was switched to the hydrogen gas flow path, and the hydrogen gas was sprayed to the heating electrode together with the sample gas through the nozzle, and the hydrogen gas was automatically ignited by the high temperature heating electrode, and the nozzle tip A flame is generated, and the flame burns the sample gas to produce io. At this time, if the polarity of the DC power supply is selected and the negative electrode is connected to the collector electrode and the positive electrode is connected to the counter electrode, an ionic current flows between the electrodes and is amplified by the electrometer and detected by the recorder or data processor. To be done. In this way, the detection device also acts as an FID.

(ヘ)実施例 以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述す
る。なお、これによってこの発明が限定されるものでは
ない。
(F) Embodiment Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings. The present invention is not limited to this.

第1図に示す検出装置(1)において、分離カラムの出口
(2)は、T形ジョイント(3)を介して、石英製のノズル
(4)に接続されており、T形ジョイント(3)に接続される
もう一方の管(5)は分岐されて、ストップ弁(5a)、(5
b)を介して酸素又は空気の供給源と、水素の供給源
(いずれも図示しない)に接続されている。ノズル(4)
の開放端(6)はイオ化室(7)に開口しており、開放端(6)
の周縁に設けられたノズル電極(8)は極性反転スイッチ
(19)を介して直流電源(9)に接続されている。直流電源
(9)の出力電圧は通常 200〜 300V程度である。
In the detection device (1) shown in Fig. 1, the outlet of the separation column
(2) is a quartz nozzle through the T-joint (3)
The other pipe (5), which is connected to (4) and is connected to the T-joint (3), is branched and the stop valves (5a), (5
It is connected via b) to a source of oxygen or air and a source of hydrogen (both not shown). Nozzle (4)
The open end (6) of the is open to the ionization chamber (7), and the open end (6)
The nozzle electrode (8) provided on the periphery of the
It is connected to the DC power supply (9) via (19). DC power supply
The output voltage of (9) is usually about 200-300V.

イオン化室(7)には、ノズル(4)の周囲に、酸素又は空気
の供給口(10)が設けられる。この酸素又は空気は、イオ
ン化室(7)内を酸化雰囲気に保つためのものであり、均
一に分散されるように、供給口(10)には拡散板等を設け
ることが好ましい。
In the ionization chamber (7), an oxygen or air supply port (10) is provided around the nozzle (4). This oxygen or air is for keeping the inside of the ionization chamber (7) in an oxidizing atmosphere, and it is preferable to provide a diffusion plate or the like at the supply port (10) so as to be uniformly dispersed.

ノズル電極(8)に対向して、イオン化室(7)内にコレクタ
電極(11)が設けられている。コレクタ電極(11)は、筒状
の内側コレクタ電極(12)と外側コレクタ電極(13)とをセ
ラミックス製の電気絶縁円筒(14)を介して一体に成形さ
れる。筒形の外側コレクタ電極(13)は内側コレクタ電極
(12)の端部より突出して電極(15)の周囲を囲むように形
成されている。電極(15)には、白金酸化物を表面に形成
した白金線を使用するが、こを白金酸化物は白金線電極
(15)を測定前に加熱したときに形成される酸化物被膜で
あってもよい。また、電極(15)は、その一端が内側コレ
クタ電極(12)の端部に、他端が外側コレクタ電極(13)の
端部に接続され、さらにトランス(16)を介してパワーコ
ントローラ(17)に接続されており、任意の温度に加熱さ
れるようになっている。また電極(15)はノズル電極(8)
から、たとえば6mm程度離れた位置に固定される。エレ
クトロメータ(電流計)(18)の入力端子の一方はトラン
ス(16)の二次側の一端すなわち内側コレクタ電極(12)に
接続され、他方は極性反転スイッチ(19)に接続されてい
る。
A collector electrode (11) is provided in the ionization chamber (7) so as to face the nozzle electrode (8). The collector electrode (11) is formed by integrally forming a cylindrical inner collector electrode (12) and an outer collector electrode (13) via an electrically insulating cylinder (14) made of ceramics. The cylindrical outer collector electrode (13) is the inner collector electrode
It is formed so as to protrude from the end of (12) and surround the periphery of the electrode (15). A platinum wire with platinum oxide formed on the surface is used as the electrode (15).
It may be an oxide film formed when (15) is heated before measurement. The electrode (15) has one end connected to the end of the inner collector electrode (12) and the other end connected to the end of the outer collector electrode (13), and further connected via a transformer (16) to a power controller (17). ) And is designed to be heated to an arbitrary temperature. The electrode (15) is the nozzle electrode (8).
Is fixed at a position, for example, about 6 mm. One of the input terminals of the electrometer (ammeter) (18) is connected to one end of the secondary side of the transformer (16), that is, the inner collector electrode (12), and the other is connected to the polarity reversing switch (19).

このような構成において、まず、検出装置(1)をSID
として使用する場合について説明する。
In such a configuration, first, the detection device (1) is connected to the SID.
The case of using as will be described.

分離カラム出口(2)から流出する試料ガス(アミン化合
物およびアンモニア)は、ストップ弁(5a)が開路され
ると、T形ジョイント(3)において管(5)から導入される
空気と混合される。この場合、空気の流量は10〜60ml/
分が好ましい。
The sample gas (amine compound and ammonia) flowing out from the separation column outlet (2) is mixed with the air introduced from the pipe (5) at the T-joint (3) when the stop valve (5a) is opened. . In this case, the air flow rate is 10-60ml /
Minutes are preferred.

空気と混合された試料ガスはノズル(4)の先端からイオ
ン化室(7)に流入する。イオン化室(7)へ流入した試料ガ
スは、供給口(10)から供給される空気(20〜 100ml/
分)と混合され、加熱されている電極(15)に接触して熱
分解し、アミン化合物およびアンモニアがイオン化し、
正イオンを生成する。このとき、極性反転スイッチ(19)
によって、ノズル電極(8)に直流電源(9)の負極が印加さ
れると、コレクタ電極(11)は正極となるので、正イオン
が生成される際に放出される電子流をコレクタ電極(11)
が捕促する。この電子流は、エレクトロメータ(18)で検
出されると共に増幅されて、記録計(図示しない)など
によって記録される。
The sample gas mixed with air flows into the ionization chamber (7) from the tip of the nozzle (4). The sample gas flowing into the ionization chamber (7) is supplied with air (20 to 100 ml /) from the supply port (10).
Min.) And contact with the heated electrode (15) for thermal decomposition, ionizing the amine compound and ammonia,
Generate positive ions. At this time, the polarity reversing switch (19)
Thus, when the negative electrode of the DC power supply (9) is applied to the nozzle electrode (8), the collector electrode (11) becomes the positive electrode, so that the electron flow emitted when positive ions are generated is collected by the collector electrode (11). )
Will catch you. This electron flow is detected and amplified by an electrometer (18) and recorded by a recorder (not shown) or the like.

次に、検出装置(1)をFIDとして使用する場合につい
て説明する。
Next, a case where the detection device (1) is used as an FID will be described.

分離カラム出口(2)から流出する試料ガスは、ストップ
弁(5b)が開路されると、T形ジョイント(3)において
管(5)から導入される水素と混合される。この場合水素
の流量は40〜60ml/分が好ましい。
The sample gas flowing out from the separation column outlet (2) is mixed with hydrogen introduced from the pipe (5) at the T-joint (3) when the stop valve (5b) is opened. In this case, the flow rate of hydrogen is preferably 40-60 ml / min.

水素と混合された試料ガスはノズル(4)の先端からイオ
ン化室(7)に流入する。イオン化室(7)へ流入した試料ガ
スは、供給口(10)から供給される空気と混合され、加熱
されている電極(15)に接触して自動的に着火し、ノズル
(4)の開放端(6)で燃焼して水素炎を生じる。
The sample gas mixed with hydrogen flows into the ionization chamber (7) from the tip of the nozzle (4). The sample gas flowing into the ionization chamber (7) is mixed with the air supplied from the supply port (10), comes into contact with the heated electrode (15), and is automatically ignited.
Combustion at the open end (6) of (4) produces a hydrogen flame.

このとき、極性反転スイッチ(19)によって、ノズル電極
(8)に直流電源(9)の正極が印加されると、コレクタ電極
(11)は負極となる。水素炎で燃焼する有機成分は炭素を
中心として正イオンを生じるが、このイオンがコレクタ
電極(11)によって捕促され、エレクトロメータ(18)によ
って検出される。なお、この場合、電極(15)の白金部は
加熱触媒として作用する。
At this time, by using the polarity reversing switch (19), the nozzle electrode
When the positive electrode of the DC power supply (9) is applied to (8), the collector electrode
(11) becomes a negative electrode. The organic components burned by the hydrogen flame generate positive ions centering on carbon, which ions are trapped by the collector electrode (11) and detected by the electrometer (18). In this case, the platinum part of the electrode (15) acts as a heating catalyst.

このようにして、検出装置(1)はSIDおよびFIDの
両機能を備えることが可能で、その切換え操作が容易に
行なえる。
In this way, the detection device (1) can have both SID and FID functions, and the switching operation can be easily performed.

(ト)発明の効果 この発明によれば、アミン化合物およびアンモニアを高
い選択性で高感度に測定する表面電離検出器(SID)
と、有機化合物を全般的に測定する水素炎イオン化検出
器(FID)の機能を兼備するガスクロマトグラフ用検
出装置が提供される。
(G) Effect of the Invention According to the present invention, a surface ionization detector (SID) for measuring amine compounds and ammonia with high selectivity and high sensitivity.
And a detector for a gas chromatograph having a function of a hydrogen flame ionization detector (FID) for generally measuring organic compounds.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の一実施例の構成を示す説明図であ
る。 (1)……検出装置、(2)……分離カラム出口、 (4)……ノズル、(8)……ノズル電極、 (11)……コレクタ電極、(15)……電極、 (17)……パワーコントローラ、 (18)……エレクトロメータ。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. (1) …… Detector, (2) …… Separation column outlet, (4) …… Nozzle, (8) …… Nozzle electrode, (11) …… Collector electrode, (15) …… Electrode, (17) ...... Power controller, (18) …… Electrometer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】表面の少くとも一部が金属状の白金、モリ
ブテン、レニウム又はイリジウム、あるいはこれらの金
属の酸化物、あるいはこれらの金属と酸化物を組合わせ
たものからなる加熱電極と、この加熱電極に給電する加
熱用電源と、その加熱電極に対向して設置されるノズル
と、このノズルに接続される試料ガス流路と、そのノズ
ルに切換可能に接続される複数本のキャリアガス流路
と、その加熱電極の近傍に設置されるコレクタ電極と、
このコレクタ電極に対向して設置される対向電極と、こ
のコレクタ電極と対向電極とに電流計を介して極性反転
可能に接続される直流電源とを備えたことを特徴とする
ガスクロマトグラフ用検出装置。
1. A heating electrode comprising platinum, molybdenum, rhenium or iridium, at least a part of which has a metallic surface, or an oxide of these metals, or a combination of these metals and oxides. A heating power supply for supplying power to the heating electrode, a nozzle installed facing the heating electrode, a sample gas flow path connected to this nozzle, and a plurality of carrier gas streams switchably connected to the nozzle. A channel and a collector electrode disposed near the heating electrode,
A detector for a gas chromatograph, comprising: a counter electrode installed to face the collector electrode, and a direct current power source connected to the collector electrode and the counter electrode so that the polarities can be reversed via an ammeter. .
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