一种新型二氧化碳分析仪的研制

    1引言

    近年来在交通、能源和环境保护等部门，以及工农业生产科研过程中，对二氧化碳的现场测定和在线检测提出了越来越高的要求.传统的测量二氧化碳的方法大都采用热导池检测器的气相色谱和红外检测器的光学分析等方法^[1.2].这些方法由于受检测器响应灵敏度的限制和环境因素等影响，还不能完全满足在线连续检测的需要.我们在研究通用型检测器的基础上^[3]，研制出采用气相层析一微波等离子体离子化检测器的二氧化碳分析仪.该仪器具有灵敏度高，稳定性好，操作和携带方便，特别适用于现场、不同环境的工作场所和生产流程过程中二氧化碳的分析和监测。

    2工作原理

    二氧化碳分析仪以色谱与离子化检测器为基础，样品被载气带入色谱柱后，各组分在色谱柱中的固定相与流动相间进行连续多次分配.由于样品在两相中的分配系数不同，固定相对各组分的吸附或溶解能力不同，各组分在色谱柱中流动速度也不相同。通过一定柱长后，二氧化碳与样品中其它组分彼此分离，依次离开色谱柱进人微波等离子体离子化检测器。微波等离子体离子化检测器(MP)D)的检测原理是微波等离子体中的高能粒子(包括电子、亚稳态原子和光子)与样品组分发生碰撞被离子化。部分样品组分将被电离成正离子和电子，离子和电子在外加电场的作用下产生了相当于进人检测器样品组分(二氧化碳)质量的电流，该电流经微电流放大器放大后，由仪器中的数据处理系统记录并打印出来.

    3仪器结构

    二氧化碳分析仪由气路系统、分离和控温系统、键盘和检测器以及微机控制系统组成.考虑到便于携带，将主机固定在特制的皮箱内，皮箱一侧带有轮子，二侧分别设有提手。仪器的外形尺寸为540 x 400 X 220mm，重量为15kge

    3.1气路系统

    采用体积为1.3L ,重量为3.3kg的小型铝合金钢瓶(钢瓶上备有高压充气接口，可由大钢瓶向小钢瓶充气)为气源二实验证明，在充氢气时，气源压力可达14.7MPa,在以100mL/min流速用气时，可连续工作20小时以上。气路系统见图1，由图1可见，一个气瓶供给二个气路，即载气和微波等离子体维持气，为使气体流速稳定，采用了稳压阀、稳流阀和缓冲管气路控制系统，使气流稳定性在1%以下。

    3.2分离系统

    分离系统包括进样器、色谱炉和色谱柱三个部分.进样器采用柱头进样方式(设有六通进样阀)，色谱炉由炉盖和炉体二部分构成，用陶瓷棉保温。色谱炉可容纳2m色谱分离柱(内装GDX- 303)，加热和探测柱温的器件分别为300W电炉丝和铂电阻，由单片机控制炉体温度，用数字显示柱温。