Стандартные детекторные системы

Детектор - устройство, предназначенное для обнаружения в потоке газа-носителя анализируемых веществ по какому-либо физико-химическому свойству. Отклик осуществляется за счет преобразования свойств в электрический сигнал.

Детекторы подразделяются на интегральные и дифференциальные. Интегральный детектор регистрирует изменение во времени суммарного количества выходящих из колонки компонентов. Хроматограмма представляет собой ряд ступеней. Из-за низкой чувствительности. Большой инертности и недостаточной универсальности эти детекторы имеют ограниченное применение.

Рисунок − Зависимость сигнала потоковых (1) и концентрационных

(2) детекторов от времени в замкнутом объеме. Все серийно выпускаемые газохроматографические детекторы являются дифференциальными. Сигнал таких детекторов пропорционален мгновенному изменению значения какого-либо свойства газового потока, а его аналоговая запись имеет вид пика. Хроматограмма, полученная с

таким детектором, представляет ряд пиков (рис. 2, а), причем количество каждого компонента пропорционально площади S соответствующего пика

В процессе детектирования химическая природа молекулы анализируемого вещества может изменяться или нет. Если природа молекулы изменяется (процесс разрушения молекулы), то она может быть зарегистрирована лишь однократно (рис. 9, кривая 1). Если же природа молекулы не изменяется, то такая молекула может быть зарегистрирована детектором многократно.

Детекторы, в которых возможна многократная регистрация молекул, называются концентрационными, т.к. их сигнал пропорционален концентрации вещества в газе-носителе:

Eс = Aс ⋅ C

где Eс – сигнал концентрационного детектора (мВ); Aс – чувствительность концентрационного детектора (мВ⋅ см3/мг); C – концентрация вещества в газе-носителе (мг/см3).

Примером концентрационного детектора является детектор по теплопроводности (ДТП), в котором процесс отвода теплоты от чувствительных элементов не разрушает молекул анализируемых веществ.

Детекторы, в которых возможна лишь однократная регистрация

молекул, называются потоковыми, т.к. их сигнал пропорционален потоку вещества:

Ej = Aj ⋅ j = Aj ⋅ C ⋅ F

где Ej

– сигнал потокового детектора (мA или мB); Aj

– чувствительность потокового детектора (мA⋅ c/мг или мB⋅ c/мг); j – массовая скорость (поток) вещества через детектор (мг/с); C – концентрация вещества в газе-носителе (мг/см3); F –расход газа-носителя через детектор (см3/с).

Поток вещества  это массовая скорость вещества, т.е. масса

вещества dm, поступающая в единицу времени

dt: J = C ⋅ F = dm / dt (48)

Физический смысл вышесказанного заключается в следующем. При использовании концентрационных детекторов важным фактором является скорость пропускания газа-носителя (чем больше скорость, тем меньшее число актов регистрации успевает претерпевать молекулы анализируемого вещества). Тогда как в потоковом детекторе эта зависимость отсутствует.

В качестве типичного примера потокового детектора можно привести ионизационно-пламенный детектор (ДИП), в котором происходит сгорание органических веществ.