KR20020033984A - Corona Discharge Photo-Ionization Detector Assisted by Stabilizers. - Google Patents

Corona Discharge Photo-Ionization Detector Assisted by Stabilizers. Download PDF

Info

Publication number
KR20020033984A
KR20020033984A KR1020000064475A KR20000064475A KR20020033984A KR 20020033984 A KR20020033984 A KR 20020033984A KR 1020000064475 A KR1020000064475 A KR 1020000064475A KR 20000064475 A KR20000064475 A KR 20000064475A KR 20020033984 A KR20020033984 A KR 20020033984A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
discharge
detector
diameter
filter
sample
Prior art date
Application number
KR1020000064475A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
문죽림
Original Assignee
문동철
박민수
김창수
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 문동철, 박민수, 김창수 filed Critical 문동철
Priority to KR1020000064475A priority Critical patent/KR20020033984A/en
Publication of KR20020033984A publication Critical patent/KR20020033984A/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/68Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode using electric discharge to ionise a gas
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N2030/022Column chromatography characterised by the kind of separation mechanism
    • G01N2030/025Gas chromatography
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/62Detectors specially adapted therefor
    • G01N30/64Electrical detectors
    • G01N2030/647Electrical detectors surface ionisation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE: A corona discharge photoionization detector is provided to maintain stable corona discharge and maximize selectivity of detector, while achieving improved accuracy of detection. CONSTITUTION: A detector comprises a discharge unit(1) for generating helium and corona discharge light; an ionization detection unit(2) for detecting ionized sample; and a filter/buffering unit(3) for stabilizing flow of gas and light generated from the discharge unit, and prevents back flow of the sample being introduced into the detection unit. The filter/buffering unit includes a mesh(9) having a mesh diameter of 0.3mm, and which attenuates the noise caused due to the ionized particles; a buffering space(10) of 200mm3 for preventing back flow of the sample; a hole(11) having a diameter of 3 to 4mm and which maximizes movement of the helium and discharge light and prevents back flow of the helium and discharge light; a sensitive electrodes(13) having a diameter of 3 to 4mm, and which increases detection sensitivity; and a large electrode(12) having a diameter of 6 to 8mm and length of 2 to 5mm.

Description

안정화 장치가 설치된 코로나 방전 광 이온화 검출기{Corona Discharge Photo-Ionization Detector Assisted by Stabilizers.}Corona Discharge Photo-Ionization Detector Assisted by Stabilizers.

본 발명은 가스크로마토그래프에서 분리-용출된 시료의 측정을 위한 검출기에 관한 것으로서, 여러 종류의 가스크로마토그래피용 검출기 중에서, 특히, 용출 물질을 이온화시켜 분석하는 방전 이온화 검출기와 광 이온화 검출기에 관계된 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a detector for measuring a sample separated-eluted from a gas chromatograph. Among the various types of gas chromatography detectors, the present invention relates to a discharge ionization detector and a photo ionization detector for ionizing and analyzing eluted materials. .

방전 이온화 검출기는, H. Kawaguchi, et al., Anal. Sci., vol. 12. Apr,1996. p.195에 기술되어 있는 바와 같이, 가스크로마토그래프의 검출기로 널리 쓰이는 열전도도 검출기 및 불꽃이온화 검출기 등에 비해 높은 감도를 가지고 있는 검출기로 알려져 있다. 특히, 이 검출기는 헬륨 이온화 검출기와는 달리 이온화원으로 방사능 물질을 사용하지 않아 매우 안전한 것으로 알려져 있다. 한편, 광 이온화 검출기는 이온화원으로 자외선램프를 사용하고, 자외선 램프로부터 방출되는 빛이 시료를 이온화시키는 것으로서, 비교적 좋은 감도와 선택성으로 용출 시료를 분석하는데 사용되고 있다. 그러나 이온화원으로 사용되는 빛의 일부가 램프 창을 투과할 수 없거나 투과 효율이 나쁘기 때문에 10.5 eV 이상의 이온화 에너지가 요구되는 성분들을 분석할 수는 없는 형편이다.Discharge ionization detectors are described in H. Kawaguchi, et al., Anal. Sci., Vol. 12. Apr, 1996. As described in p. 195, it is known to have a high sensitivity compared to a thermal conductivity detector and a flame ionization detector, which are widely used as a detector of a gas chromatograph. In particular, unlike the helium ionization detector, this detector is known to be very safe because it does not use a radioactive material as an ionization source. On the other hand, the photoionization detector uses an ultraviolet lamp as an ionization source, and the light emitted from the ultraviolet lamp ionizes the sample, and is used to analyze the eluted sample with relatively good sensitivity and selectivity. However, since some of the light used as the ionization source cannot penetrate the lamp window or the transmission efficiency is poor, it is impossible to analyze components requiring ionization energy of 10.5 eV or more.

방전 이온화 검출기에서는, R. P. W. Scott, Chromatographic detector, Marcel Dekker, Inc. New York, p132, 1996, USA에 기술되어 있는 바와 같이, 헬륨 가스가 채워진 방전부에 위치한 두 전극 사이에 고전압을 가하여 대기압 가스 방전을 유도하게 된다. 이 과정에서 진공 자외선 영역의 빛과 준 안정화 상태의 가스가 검출부로 유입되는 분석 시료를 이온화시키게 된다. 이온화 과정에서 생성된 전자들은 음의 전압으로 인가된 대전극에 의해 배척되어 감응 전극으로 유도되며, 감응 전극에 연결된 미소 전류 측정기를 통하여 검출된다. 이 과정에서 발생하는 진공 자외선과 준 안정화 상태의 가스가 극미량 시료를 이온화시키기 때문에, 방전부와 검출부의 구조 그리고 각 전극의 형태와 위치가 검출 감도에 매우 중요한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 그러나 방전 이온화 검출기는 준 안정화 상태의 헬륨 및 광자들을 효과적으로 이동시키지 못하고, 이온화부로 유입되는 시료가 방전부로역류되어 현상에 의해 검출 감도 향상과 신호 안정성의 확보에 문제점을 나타내고 있다. 이에 따라서, 검출기는 논문, W. E. Wentworth, et al., chromatographia, vol 34. 1992. p.219와 미국의 특허 등록번호 4975648에서와 같은 형태들로 제작되어 사용되고 있으나, 미국 특허 등록번호 5889404 및 6037179와 같이, 현재까지도 검출한계를 낮추고, 선택성을 높이기 위한 구조적인 개선이 계속되고 있다.In discharge ionization detectors, see R. P. W. Scott, Chromatographic detector, Marcel Dekker, Inc. As described in New York, p132, 1996, USA, a high voltage is applied between two electrodes located at a helium-filled discharge to induce atmospheric gas discharge. In this process, light in the vacuum ultraviolet region and the quasi-stabilized gas are ionized into the detector. The electrons generated during the ionization process are rejected by the counter electrode applied with a negative voltage, induced to the sensitive electrode, and detected by a micro current meter connected to the sensitive electrode. Since the vacuum ultraviolet rays generated during this process and the gas in the quasi-stabilized state ionize the trace amount sample, it is known that the structure of the discharge portion and the detection portion, and the shape and position of each electrode have a very important effect on the detection sensitivity. However, the discharge ionization detector does not effectively move the helium and photons in the quasi-stabilized state, and the sample flowing into the ionization unit flows back to the discharge unit, which is problematic in improving detection sensitivity and securing signal stability due to the phenomenon. Accordingly, the detector is manufactured and used in the same form as in the paper, WE Wentworth, et al., Chromatographia, vol 34. 1992. p.219 and in US Pat. No. 4975648, but with US Pat. Nos. 5889404 and 6037179. Similarly, structural improvements for lowering the detection limit and increasing selectivity continue to this day.

방전 이온화 검출기에서 방전 가스로 주로 사용되는 헬륨의 경우, 13.5∼17.7 eV의 진공 자외선 영역의 빛이 발생되고 19.8 및 20.7 eV의 에너지를 갖는 준 안정화 상태의 원자가 형성되므로, 이들 보다 이온화 에너지가 낮은 모든 유기 원소 및 무기 가스의 시료가 이온화된다. 그러나, G. Gremand, et al., J. Chromatogr., A, vol. 724. p.235에서와 같이 시료 검출의 선택성을 높이기 위하여 방전 가스로 헬륨 대신에 불활성 가스가 소량 포함된 헬륨 가스를 사용하기도 한다. 불활성 가스가 소량 포함된 헬륨을 방전가스로 사용하는 경우, 확산이 상대적으로 느린 준 안정화 상태의 헬륨 원자 때문에 혼합된 불활성 가스를 충분히 들뜨게 한다. 알곤이 소량 첨가된 가스가 사용되는 경우, 알곤의 11.62와 11.83 eV 공명선이 시료 이온화에 중요한 역할을 하게 된다. 따라서 이들의 공명선보다 이온화 에너지가 낮은 용출 시료만 이온화되기 때문에 시료 검출의 선택성이 향상되는 것으로 알려져 있다. 그러나 헬륨을 제외한 순수 불활성 기체들은 대기압에서의 파쇄 전압이 높아 방전이 이루어지지 않는다. 따라서 다른 불활성 가스의 혼합비가 높은 헬륨 가스에 경우, 방전가스로 사용할 수 있을 정도의 안정성을 보이지 못하고 있기 때문에 혼합비를 1 % 미만으로 유지되어야하는 것으로 알려져 있다.Helium, which is mainly used as the discharge gas in the discharge ionization detector, generates light in the vacuum ultraviolet region of 13.5 to 17.7 eV and forms quasi-stabilized atoms with energy of 19.8 and 20.7 eV, thus all lower ionization energy than these. Samples of organic elements and inorganic gases are ionized. However, G. Gremand, et al., J. Chromatogr., A, vol. 724. As in p. 235, helium gas containing a small amount of inert gas may be used as the discharge gas to increase the selectivity of sample detection. When helium containing a small amount of inert gas is used as the discharge gas, the mixed inert gas is sufficiently excited due to the relatively stabilized helium atoms in which diffusion is relatively slow. If a small amount of argon is used, the 11.62 and 11.83 eV resonances of argon play an important role in sample ionization. Therefore, since only eluted samples having ionization energy lower than these resonance lines are ionized, it is known that the selectivity of sample detection is improved. However, pure inert gases, except helium, do not discharge because of their high breakdown voltage at atmospheric pressure. Therefore, in the case of helium gas having a high mixing ratio of other inert gas, it is known that the mixing ratio should be kept below 1% because it does not show stability enough to be used as a discharge gas.

본 발명의 목적은 검출한계가 낮고, 범용성과 선택성을 갖는 크로마토그래피 검출기를 설계, 제작하고 응용하는 방법을 제시하기 위한 것으로, 다음 세 가지의 세부 목적을 가지고 있다.An object of the present invention is to provide a method for designing, fabricating, and applying a chromatographic detector having a low detection limit, versatility and selectivity, and having the following three detailed purposes.

첫째, 본 발명은 방전-이온화 검출기 및 광-이온화 검출기가 가지고 있는 특성을 동시에 가질 수 있도록 안정화 장치가 설치된 코로나 광 이온화 검출기를 설계함으로써 각종 유기 시료 및 무기 가스 시료의 극미량 분석이 가능하도록 하기 위한 것이다. 둘째, 검출의 선택성을 증가시키기 위한 목적으로 헬륨에 불활성 가스가 첨가되어 사용되는데, 첨가된 양이 증가되어도 안정한 방전 현상이 가능한 방전부를 구성하고 적용하기 위한 것이다. 셋째, 외부 공기에 대한 검출기 내부의 기밀을 유지시키기 위한 제반 구조와 방법을 제시하기 위한 것이다.First, the present invention is to enable a trace amount analysis of various organic samples and inorganic gas samples by designing a corona photo ionization detector equipped with a stabilization device to have the characteristics of the discharge-ionization detector and the photo-ionization detector at the same time . Secondly, an inert gas is added to helium for the purpose of increasing the selectivity of detection, and it is for constructing and applying a discharge unit capable of stable discharge phenomenon even if the added amount is increased. Third, to provide a general structure and method for maintaining the airtight inside the detector to the outside air.

제 1 도는 코로나 방전 광 이온화 검출기의 총체적 도면.1 is an overall view of a corona discharge photo ionization detector.

제 2, 3 도는 필터-완충부.2nd and 3rd degree filter-buffers.

제 4, 5, 6 도는 방전부의 도면.4, 5, 6 or a view of the discharge portion.

제 7, 8, 9 도는 이온화-검출부의 도면.7, 8, 9 are views of the ionization-detection section.

제 10 도는 감응 전극의 도면.10 is a diagram of a sensitive electrode.

제 11 도는 대전극의 도면.11 is a view of a counter electrode.

제 12 도는 필터-완충-가스켓부, 방전부 및 이온화-검출부가 조립된 도면.12 shows the filter-buffer-gasket part, the discharge part and the ionization-detection part assembled.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 코로나 방전 광 이온화 검출기는 같은 동심원 축에 배치된 방전부와 이온화-검출부 및 필터-완충부로 구성된다.In order to achieve the above object, the corona discharge photoionization detector of the present invention comprises a discharge portion, an ionization-detection portion, and a filter-buffer portion disposed on the same concentric axis.

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다. 제 1 도는 코로나 방전 광 이온화 검출기의 총체적 도면이다. 검출기는 방전부(1)와 이온화-검출부(2) 및 필터-완충부(3)가 같은 축 상에서 결합-구성된다. 방전부에는 방전가스 주입구(4)가 있으며 이온화-검출부에는 가스크로마토그래프의 분리관을 통해 주입되는 시료 가스 주입구(5), 그리고, 방전가스 및 시료가스가 배출되는 배출구(6)가 있다. 두 개의 전극(7, 8)은 방전 전극으로서 방전가스로 채워진 분위기에서 고전압이 인가되면 코로나 방전이 형성된다. 이 때 방출되는 준안정화 상태의 헬륨 및 광자들은 필터-완충부(3)에 위치한 이온 필터(9), 분석 가스의 역류를 방지하기 위하여 설치된 완충 공간(10) 및 구멍(11)을 통하여 이온화-검출부로 유도되면서 시료 주입구(5)를 통해 유입되는 시료를 이온화시킨다. 방전을 개시하기 위하여 방전부의 두 방전 전극에는 고압의 직류 전압이 전자회로를 통해 유도된다. 이온화-검출부(2)는 대전극(12), 감응전극(13), 시료 가스 주입구(5) 및 배출구(6)로 구성된다. 대전극에는 음의 전압이 부가됨으로써, 시료 이온화에 의해 생성되는 전자들이 감응전극(13)으로 유도된다, 감응전극(13)은 미소 전류 측정기와 연결되어 시료량에 비례하는 이온화 신호를 얻게된다. 감응전극은 필터-완충부의 구멍과 같은 축 상에 위치하게되어 전자들의 포획 효율을 높인다.Hereinafter, described in detail by the accompanying drawings as follows. 1 is an overall view of a corona discharge photo ionization detector. The detector is composed of a discharge part 1, an ionization-detection part 2 and a filter-buffer part 3 on the same axis. The discharge part has a discharge gas injection port 4, and the ionization-detection part has a sample gas injection port 5 injected through a separation tube of a gas chromatograph, and a discharge hole 6 through which discharge gas and sample gas are discharged. The two electrodes 7 and 8 are discharge electrodes, and corona discharge is formed when a high voltage is applied in an atmosphere filled with discharge gas. The metastable helium and photons emitted at this time are ionized through an ion filter 9 located at the filter-buffer 3, a buffer space 10 and a hole 11 installed to prevent backflow of the analyte gas. The sample introduced through the sample inlet 5 is ionized while being guided to the detection unit. In order to start the discharge, a high voltage DC voltage is induced to the two discharge electrodes of the discharge unit through the electronic circuit. The ionization-detecting section 2 is composed of a counter electrode 12, a sensitive electrode 13, a sample gas inlet 5, and an outlet 6. As a negative voltage is added to the counter electrode, electrons generated by the sample ionization are induced to the sensitive electrode 13. The sensitive electrode 13 is connected to the microcurrent meter to obtain an ionization signal proportional to the sample amount. The sensitizing electrode is located on the same axis as the hole of the filter-buffer part to increase the trapping efficiency of the electrons.

제 2 도와 3 도는 본 발명의 중요 특징인 필터-완충부(3)의 단면도 및 상면도이다. 필터-완충부(3)는 방전부(1)와 이온화-검출부(2)를 같은 축 상에서 연결시키는 가스켓으로 사용되기 위하여 직경 14-18 mm, 길이 4-8 mm의 구리가 이용된다. 또한, 필터-완충부에는 많은 양의 준 안정화 상태의 헬륨과 방출 광을 이온화-검출부로 효과적으로 이동할 수 있게 하고 코로나 방전에서 발생하는 이온에 의한 신호 잡음을 효과적으로 제거하기 위하여 금속 그물 망 필터(9)가 장착되며 이를 위하여 구멍(11)의 크기는 직경 3-4mm로 한다. 이와 함께, 필터-완충부(3)에는 시료가스들의 방전부 방향으로의 역류를 방지하고 검출 피이크의 꼬리 끌기 등에 의한 분해능의 저하를 방지하기 위하여 직경 8 mm, 길이 4 mm, 체적 200 mm3의 완충 공간(10)이 설치된다.2 and 3 are cross-sectional and top views of the filter-buffer 3, which is an important feature of the present invention. The filter-buffered part 3 uses copper having a diameter of 14-18 mm and a length of 4-8 mm in order to be used as a gasket connecting the discharge part 1 and the ionization-detection part 2 on the same axis. In addition, the filter-buffer has a metal mesh filter (9) to effectively move a large amount of quasi-stabilized helium and emitted light to the ionization-detector and to effectively remove signal noise caused by ions generated in the corona discharge. For this purpose, the size of the hole 11 is 3-4 mm in diameter. At the same time, the filter-buffer 3 has a diameter of 8 mm, a length of 4 mm, and a volume of 200 mm 3 in order to prevent backflow of the sample gases in the discharge direction and to prevent degradation of the resolution due to dragging of the detection peak. The buffer space 10 is provided.

제 4, 5 및 6 도는 방전부의 상세한 도면이다. 방전전극(7, 8)은 원통형의 방전부 몸체(2)의 중심에 위치하며 전기적 절연을 위하여 칠보 유약(14)으로 밀봉된다. 전극(7, 8)의 재질은 기기적 안정성이 좋은 직경 1 mm의 백금 선으로 방전의 안정성을 위하여 끝 부분은 바늘형으로 만들고 필터(9)에 최대한 가까이 설치하였다. 방전전극은 전선(15, 16)에 의해 직류 고전압 전원과 연결된다.4, 5 and 6 are detailed views of the discharge portion. The discharge electrodes 7, 8 are located at the center of the cylindrical discharge part body 2 and are sealed with a cloisonne glaze 14 for electrical insulation. The materials of the electrodes 7 and 8 were platinum wires of 1 mm in diameter with good mechanical stability, and the ends were needle-shaped and installed as close to the filter 9 as possible for the stability of the discharge. The discharge electrode is connected to the DC high voltage power supply by the wires 15 and 16.

제 7, 8 및 9 도는 이온화-검출부의 상세한 도면이다. 대전극(12)과 감응전극(13)은 이온화-검출부 몸체(3)에 전기적 절연을 유지하며 접합되기 위하여 칠보 유약(14)으로 각각 밀봉되었다. 대전극은 외부 전원으로부터 음의 전압, 150-250V가 부가되기 때문에, 전자계분포가 공간적으로 일정하게 유지시키도록 직경 6-8 mm, 길이 2-5 mm 원통형의 그물 망(18)이 용접되었다. 감응전극은 원통형의 이온화-검출부의 정 중앙에 위치하여 필터-완충부로부터 빛이 통과하는 구멍과 직렬로 위치하게 되며, 윗면은 직경 3-4 mm의 금속 원판(19)이 설치되어여 검출 감도가 극대화된다. 감응전극을 둘러싸고 있는 대전극의 그물 망 상단부를 채집전극의 원판보다 1 mm 상단에, 시료 주입구의 위치보다 0.5 mm 하단에 위치시키고, 시료 주입구(5)를 통해 유입되는 시료와 방전부 방향이 직각으로 설치되어 검출 감도를 극대화시킨다. 유입되는 시료 및 방전가스는 제 7 도의 배출구(6)를 통해 배출된다. 대전극과 감응 전극은 제 8 도의 전선(20, 21)에 의해 직류 전압 전원과 미소 전류 측정기에 각각 연결된다.7, 8 and 9 are detailed views of ionization-detection. The counter electrode 12 and the sensitive electrode 13 were each sealed with a cloisonne glaze 14 to be bonded while maintaining electrical insulation to the ionization-detector body 3. Since the counter electrode was supplied with a negative voltage, 150-250V from an external power source, a cylindrical mesh 18 having a diameter of 6-8 mm and a length of 2-5 mm was welded so as to keep the field distribution spatially constant. The sensitive electrode is located in the center of the cylindrical ionization-detection part and is located in series with the hole through which the light passes from the filter-buffer part. The upper surface is provided with a metal disk 19 having a diameter of 3-4 mm to detect the sensitivity. Is maximized. The upper end of the mesh of the counter electrode surrounding the sensitive electrode is positioned 1 mm above the original plate of the collecting electrode and 0.5 mm below the position of the sample inlet, and the sample flowing through the sample inlet 5 and the discharge part are perpendicular to each other. Installed to maximize detection sensitivity. The incoming sample and the discharge gas are discharged through the outlet 6 of FIG. The counter electrode and the sensitive electrode are connected to the DC voltage power source and the micro current meter by wires 20 and 21 of FIG. 8, respectively.

제 12 도는 코로나 방전 광 이온화 검출기의 결합도로서, 방전부(1)와 중간 부분에 필터-완충부(3) 그리고 하단에 이온화-검출부(2)가 4개의 나사(22)로 동축상에서 체결된 구조이다. 3 개의 구성부에 대해 외부 공기의 기밀과 전기적인 접합이 가능하도록 하기 위하여, 구리로 제작된 필터-완충부가 가스켓으로 사용된다. 그리고, 방전부와 검출부의 전면에는 직경 12-15mm의 칼날 모양(도 6 및 9의 17)이 설치되고 4 개의 볼트로 체결됨으로써 외부 공기와의 기밀이 유지되고 3 개 몸체를 전기적으로 연결하여 접지 상태가 유지되게 한다.12 is a coupling diagram of the corona discharge photoionization detector, in which the discharge part 1 and the filter-buffer part 3 at the middle part and the ionization-detection part 2 at the lower part are coaxially fastened with four screws 22. Structure. To enable airtight and electrical bonding of the three components, a filter-buffer made of copper is used as the gasket. In addition, the front of the discharge portion and the detection portion is provided with a blade-shaped (17 in Figs. 6 and 9) of 12-15mm in diameter and fastened with four bolts to maintain airtightness with the outside air and to electrically connect the three bodies to ground Keep the state

방전부에는 간격이 짧게 유지된 두개의 바늘형 방전 전극이 설치되었기 때문에, 1 - 7 % 알곤이 첨가된 헬륨을 방전 가스로 사용하여 DC 150-250V 수준으로 방전시키는 경우에도 안정적인 코로나 방전이 유지되며, 검출기의 선택성이 극대화되어진다.Since the discharge part is equipped with two needle-shaped discharge electrodes with short intervals, stable corona discharge is maintained even when discharged at a level of DC 150-250V using helium containing 1-7% argon as the discharge gas. The selectivity of the detector is maximized.

필터-완충부에는 200 mm3의 완충 공간이 설치되고, 방전부 쪽으로 금속그물 망이 설치되며, 이온화-검출부 쪽에는 직경 3-4 mm의 구멍이 설치됨으로써, 방전으로부터 발생하는 검출 잡음과 이온화 입자에 의한 검출 잡음이 그물 망에 의해 억제되며, 검출부로 유입되는 분석 시료 가스의 역류를 완화시킴으로써, 방전의 안정성을 높이고 검출 신호의 안정성을 높이는 효과가 있다.The filter-buffer part is provided with a buffer space of 200 mm 3 , a metal mesh net is installed toward the discharge part, and a hole of 3-4 mm in diameter is provided at the ionization-detection part, so that detection noise and ionized particles generated from discharge are generated. The detection noise caused by the mesh is suppressed and the reverse flow of the analysis sample gas flowing into the detection unit is alleviated, thereby increasing the stability of the discharge and increasing the stability of the detection signal.

이온화-검출부에는 시료 이온화에 의해 발생하는 전자를 감응 전극으로 유도하기 위하여 대전극이 설치되고 음의 전압이 가해지는데, 금속 그물 망의 대전극을 검출부 내에 넓게 설치하였기 때문에 검출부 전체에 존재하는 전자들이 감응 전극에 효과적으로 유도된다. 그리고, 감응전극 전극의 표면을 원판으로 넓게 설치하였기 때문에 검출 감도를 높이는 효과가 있다.In the ionization-detection unit, a counter electrode is installed and a negative voltage is applied to guide the electrons generated by the ionization of the sample to the sensing electrode.Because the counter electrode of the metal mesh is widely installed in the detection unit, electrons present in the entire detection unit It is effectively guided to the sensitive electrode. In addition, since the surface of the sensitive electrode electrode is provided with a wide plate, there is an effect of increasing the detection sensitivity.

모든 전극들이 칠보 유약에 의해 부착되며, 구리로 제작된 필터-완충부가 가스켓으로 사용되고 방전부와 검출부의 전면에는 칼날 모양으로 제작되어 4 개의 볼트로 체결됨으로써, 3 개의 구성부 안쪽은 외부 공기와의 기밀이 유지되고, 전기적인 접합이 가능하게된다.All electrodes are attached by cloisonne glaze, and the filter-buffer part made of copper is used as a gasket, and the front part of the discharge part and the detection part is made in the shape of a blade and fastened with four bolts. Airtightness is maintained and electrical bonding is possible.

본 발명의 검출기는 유기 시료 및 무기 가스 시료 중의 미량 원소를 0.01 pg/s 수준까지 검출할 수 있으며, 10 pg/s수준의 분석에서의 정확도를 1-2 %로 유지할 수 있다. 그리고, 헬륨 또는 1-7 %의 알곤 첨가 헬륨이 방전가스로 사용되어 안정한 방전이 가능함으로써 선택성을 높인다.The detector of the present invention can detect trace elements in organic samples and inorganic gas samples up to 0.01 pg / s, and can maintain an accuracy of 1-2% in an analysis of 10 pg / s. Then, helium or 1-7% of argon-added helium is used as the discharge gas, which enables stable discharge, thereby increasing selectivity.

Claims (3)

준안정화 상태의 헬륨과 코로나 방전 광을 발생시키는 방전부(1)와,A discharge unit 1 for generating helium and corona discharge light in a metastable state, 이온화된 시료가 검출되는 이온화-검출부(2)와,An ionization-detector 2 in which the ionized sample is detected, 방전부에서 형성되는 빛과 준 안정화 상태의 가스들의 흐름을 안정화 시키며, 검출부로 유입되는 시료의 역류가 차단되는 필터-완충부(3)를 구비하는 것을 특징으로 하는 코로나 방전 광 이온화 검출기로서,A corona discharge photoionization detector, comprising: a filter-buffer 3, which stabilizes the flow of light formed in the discharge portion and gases in a quasi-stabilized state, and blocks back flow of a sample flowing into the detector; 필터-완충부(3)에서는, 이온화 입자에 의한 잡음을 감쇠시키기 위한 0.3 mm 그물눈의 그물 망(9)과,In the filter-buffer 3, a 0.3 mm mesh network 9 for attenuating noise caused by ionized particles, 필터-완충부(3)에서는, 시료의 역류를 방지하기 위하여 설치한 200 mm3의 완충 공간(10)과In the filter-buffer section 3, a 200 mm 3 buffer space 10 provided to prevent backflow of the sample and 필터-완충부(3)에서는, 준 안정화상태의 헬륨과 방전 광의 이동을 극대화시키고 역류 방지를 위한 지름 3-4 mm의 구멍(11)과,In the filter-buffer 3, a hole 11 having a diameter of 3-4 mm for maximizing the movement of the helium and the discharge light in the quasi-stabilized state and preventing backflow, 이온화-검출부(2)에서는, 검출 감도를 높이기 위하여 제작된 직경 3-4 mm의 원판형의 감응 전극(13, 19)과,In the ionization-detecting section 2, disc-shaped sensitive electrodes 13 and 19 having a diameter of 3-4 mm, which are manufactured to increase the detection sensitivity, 이온화-검출부에서는, 직경 6-8 mm, 길이 2-5 mm, 금속 그물 망의 대전극(12, 18)을 가지는 가스크로마토그래프용 검출기.In the ionization-detection section, a detector for a gas chromatograph having a diameter of 6-8 mm, a length of 2-5 mm, and counter electrodes 12 and 18 of a metal mesh. 제 1항에 있어서, 3 개의 중요 구성부(1, 2 및 3)에 대해 공기의 기밀과 전기적인 접합이 가능하도록 필터-완충부를 직경 14-18 mm, 길이 4-8 mm의 순수 구리로 제작하여 가스켓으로 사용하고, 방전부와 검출부에는 칼날 모양을 직경 12-17 mm의 스테인레스 재질로 제작하여 4 개의 볼트로 체결하여 기밀을 유지하는 단계와,2. The filter-buffer is made of pure copper 14-14 mm in diameter and 4-8 mm in length, according to claim 1, to enable airtight and electrical bonding of the three critical components (1, 2 and 3). And use it as a gasket, and the discharge part and the detection part are made of stainless steel with a blade shape of 12-17 mm in diameter and fastened with four bolts to maintain airtightness; 방전전극, 대전극 및 감응 전극을 몸체에 전기적 절연을 유지하고 밀봉하기 위하여, 칠보 유약을 사용하는 단계를 포함하는 검출기 제조 방법A method of manufacturing a detector comprising using a cloisonne glaze to maintain and seal electrical discharge, counter electrode and sensitive electrode in the body. 제 1항의 방전부 내의 바늘형 방전 전극(7, 8)의 간격이 0.2 mm 이내로 유지되어, 헬륨 또는 1-7 %의 알곤이 첨가된 헬륨을 각각 방전 가스로 사용하여 직류 전압 150-250 V에서 코로나 방전을 유지하며 시료를 검출하는 분석방법.The spacing of the needle-shaped discharge electrodes 7 and 8 in the discharge portion of claim 1 is kept within 0.2 mm, using helium or helium added with 1-7% of argon as the discharge gas, respectively, at a DC voltage of 150-250 V. Analytical method for detecting a sample while maintaining corona discharge.
KR1020000064475A 2000-10-31 2000-10-31 Corona Discharge Photo-Ionization Detector Assisted by Stabilizers. KR20020033984A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000064475A KR20020033984A (en) 2000-10-31 2000-10-31 Corona Discharge Photo-Ionization Detector Assisted by Stabilizers.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000064475A KR20020033984A (en) 2000-10-31 2000-10-31 Corona Discharge Photo-Ionization Detector Assisted by Stabilizers.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20020033984A true KR20020033984A (en) 2002-05-08

Family

ID=19696545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000064475A KR20020033984A (en) 2000-10-31 2000-10-31 Corona Discharge Photo-Ionization Detector Assisted by Stabilizers.

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20020033984A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100498265B1 (en) * 2003-11-20 2005-06-29 (주)센서테크 Plasma chromatography device and ion filter cell

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5468452A (en) * 1994-06-14 1995-11-21 Hagiwara; Teruhiko Quantitative analysis combining high performance liquid chromatograph and mass spectrometer
JPH08203468A (en) * 1995-01-27 1996-08-09 Hitachi Ltd Atmospheric pressure ionization mass spectrometer
JPH1092374A (en) * 1997-10-24 1998-04-10 Hitachi Ltd Atmospheric pressure ionized mass spectrometer
JP2000137025A (en) * 1998-08-25 2000-05-16 Hitachi Ltd Exhaust gas monitor system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5468452A (en) * 1994-06-14 1995-11-21 Hagiwara; Teruhiko Quantitative analysis combining high performance liquid chromatograph and mass spectrometer
JPH08203468A (en) * 1995-01-27 1996-08-09 Hitachi Ltd Atmospheric pressure ionization mass spectrometer
JPH1092374A (en) * 1997-10-24 1998-04-10 Hitachi Ltd Atmospheric pressure ionized mass spectrometer
JP2000137025A (en) * 1998-08-25 2000-05-16 Hitachi Ltd Exhaust gas monitor system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100498265B1 (en) * 2003-11-20 2005-06-29 (주)센서테크 Plasma chromatography device and ion filter cell

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2076507C (en) Simple compact ion mobility spectrometer
JP3500323B2 (en) Ionizer used for cycloid mass spectrometer
US6457347B1 (en) Glow discharge detector
US3087113A (en) Detector for gas chromatography
KR102072652B1 (en) Radiation monitoring apparatus using ination chamber
US10048222B2 (en) Miniaturized helium photoionization detector
US3176135A (en) Apparatus for detecting and analysing low gaseous concentrations
US4866278A (en) Gas chromatography
JP4156602B2 (en) Non-radiation electron capture detector
KR20020033984A (en) Corona Discharge Photo-Ionization Detector Assisted by Stabilizers.
US3378725A (en) Electron capture detector having separate ionization and sensing regions
Carrico et al. Simple electrode design for ion mobility spectrometer
US4137453A (en) Methods and apparatus for improving electron capture detectors by collection of ions
CN101158669A (en) Bidirectional pulse ionization detector
JPH11160280A (en) Ionization detector
Yamane Photoionization detector for gas chromatography: I. Detection of inorganic gases
JP2003207573A (en) Ionization radiation detector and manufacturing method of detector
JPH0623735B2 (en) Sample insertion device for electron capture detector
US3277296A (en) Detection of electronegative compositions by means of electron capture detection
Charpak et al. Development of new hole-type avalanche detectors and the first results of their applications
US6107805A (en) Extended detection zone in an ionization detector
US3110809A (en) Apparatus for detecting and analyzing low gaseous concentrations
RU2523765C1 (en) Photo-ionisation detector for gas analysers
US6736000B2 (en) Stable glow discharge detector
RU2043623C1 (en) Photoionization detector for gas chromatography

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
E601 Decision to refuse application