年过完了，重温气相色谱仪FID检测器的基础

       年过完了，我们谱析仪器色谱工程师和大家一起重温气相色谱仪FID检测器的基础知识。

        气相色谱仪火焰电离检测器(FID)是利用氢火焰作电离源,使有机物电离，产生微电流而响应的检测器，又称氢火焰电离检测器。它是众多的气相电离检测器之一，是破坏性的、典型的质量型检测器。 

        气相色谱仪FID的突出优点是对几乎所有的有机物均有响应，特别是对烃类灵敏度高且响应与碳原子数成正比。它对H2O、CO2和CS2等无机物不敏感，对气体流速、压力和温度变化不敏感。它线性范围广，结构简单，操作方便。它的死体积几乎为零，可与毛细管柱直接相连。因此，FID无论在过去的填充柱时期，还是毛细管柱逐渐普及的今天均得到普遍的应用。FID和TCD一直是两个最常用的气相色谱检测器。

        气相色谱仪FID的主要缺点是需要三种气源及其流速控制系统。

常见气相色谱检测的原理不同：FID是利用氢空气火焰的热能和化学能；NPD是利用热固体表面的催化能和热能；ECD是利用放射源的β射线能量；PID是利用紫外光辐射能。一个理想的电离检测器总是通过几何构型和操作条件的选择，使其对样品的电离信号最大而本底或背景电离信号最小，唯有ECD相反，其样品信号是高本底信号的减小值。

        气相色谱仪FID工作原理和检测电路

        FID由电离室(传感器)和检测电路组成,图为其系统示意图。

        从毛细管柱(1)后流出的气体在喷嘴(2)处与从(3)进入的氢气以及(4)进入的尾吹气混合，用点火灯丝(5)点燃氢火焰，从(6)通入空气助燃。极化极(7)和收集极(8)通过高电阻、基流补偿和50~350V的直流电源(E)组成检测电路，测量氢焰中产生的微电流，检测电路又是微电流放大器的输入。该电路在收集和极化极间形成一高压静电场。当仅有载气从柱后流出时，因载气(N2)本身不会被电离，只有载气中的有机杂质和流失的固定液在氢火焰中被电离成正、负离子和电子。

        在电场作用下，正离子移向收集极(负极)，负离子和电子移向极化极(正极)。形成的微电流流经输入电阻R1在其两端产生电压降Uin。它经微电流放大器放大后，从输出衰减器中取出信号，在记录器记录下即为基流或称本底电流、背景电流。只要载气流速、柱温等条件不变，该基流亦不变。如载气纯度高,流速小，柱温低或固定相耐热性好，基流就低,反之就高。为了易于测得微电流的微小变化(即很小信号)，希望基流越小越好，但实际上总有一定大小的基流。通常，通过调节R5加上一个反向的补偿电压,使流经输入电阻的基流降至零，此即所谓“基流补偿”。

       一般在进样前均要用基流补偿，将记录器上的基线调至零。进样后，载气和分离后的组分一起从柱后流出，请火焰中增加了组分被电离后产生的正、负离子和电子，从而使电路中收集的微电流显著增大，此即该组分的信号。该信号大小与单位时间进入火焰中物质的碳原子数成正比，即“等碳响应”。