AGC氦放电离子化检测器(DID)气相色谱仪在特种气体分析中的应用

　　气体产品种类很多,根据一般情况下对气体的概况加以比较切合实际的分类,大至可以分为两大类别,一类是一般工业气体,另一类就是特种气体。一般工业气体主要包括经过空气分离设备制造的普通级的氧气、氮气和经过焦炉气分离或电解等方法制造的普通纯度的其它种类气体。这类气体一般生产量大,但气体纯度不高。特种气体则是在用途、纯度、品种、性能等方面都有别于一般气体的气体。特种气体种类很多,基本上可以分为三类,即高纯气体、标准气体和电子特种气体。随着现代工业的发展和信息时代的来临,特种气体在现代工业和生活中扮演着越来越重要的角色。

　　1　中国特气市场现状

　　中国的超纯度特种气体研制始于1983年,研究的内容为超纯气体和烷类气体。我国对于超纯度特种气体的研究经历了20多年的努力,开发出了一批特种气体,可以满足中小规模集成电路用气。到2008年,我国超大规模集成电路和光伏太阳能电池发展异常迅猛,极大地刺激了电子气体的需求。在过去的二三十年中,欧洲的林德(Linde)和液化空气(AirLiquide),美国的AirProducts和普莱克斯(Praxair),日本的大阳日酸和昭和电工,以及被AirLiquide收购的Messer和被Linde收购的BOC公司加大了对中国市场的投资,在江苏、武汉、上海等省市新建了许多大型相关行业的工厂,这使中国的特气市场呈现出一片欣欣向荣的景象。

　　然而任何事物都不是单一存在的,特气行业的发展也不例外。特气市场蓬勃发展,气体种类增多,纯度提高,而与之密切相关的特气分析也面临着新的挑战,特气分析技术直接影响着检测的结果,也就是特气的质量指标,这使质量分析的难度也越来越大,因此特气分析仪器也面临着发展和革新,要求分析仪器必须有更高的精度、更好的灵敏度、更低的检测限。这使先前最常用的通用型热导检测器(TCD)气相色谱仪已经远远不能满足特气检测的要求,而爱尔兰AGC仪器公司生产的氦放电离子检测器(DID)气相色谱仪正是在这样的环境下应运而生的。AGC的DID气相色谱仪以其特有的检测方式将特气检测领域推进了一个新的时代,这是气体检测行业一次划时代的突破,正是由于它的存在,特气的检测变得简便而精确。

　　2　AGC氦离子放电检测器(DID)气相色谱仪的特点

　　2·1　DID检测器的结构及特点

　　DID检测器的主体由上下两个小室所构成,称为电离室和放电室,两室之间由一狭小开口连接。上室是放电区域,超高纯度的氦气充满其中,室内有一对相距很近的电极,电极两端施以适量的高压后,可以得到一束高能量的紫外光辐射(400 ~500nm),紫外光在电离室中使大量的氦原子被激化,被激化的氦原子与电子碰撞产生氦离子,即通常所说的亚稳态,被激化的氦及被离子化的氦在电极间形成放电电流,即放电电流。分析物的检测发生在下室即放电室,亦称为离子化室。被激化的氦原子具有很高的能量,通过上下室之间狭小的开口进入下室,并与来自色谱柱的载气及已分离的杂质分子发生非弹性碰撞使各种杂质分子电离。此时在集电极上加以适当电压收集被电离的杂质分子,可以得到与浓度成正比的电流信号。并将这种信号放大输出到色谱工作站上,即得到被测组分的谱峰。