热导分析仪维护
热导检测器(TCD)原理及操作注意事项
之勘阻及广创作【资料】－热导检测器（TCD）原理及把持注意事项热导检测器热导检测器（TCD）是利用被测组分和载气的热导系数分歧而响应的浓度型检测器, 有的亦称热丝检测器（HWD）或热导计、卡他计（katherometer或Catherometer）, 它是知名的整体性能检测器,属物理常数检测方法.一、工作原理TCD由热导池及其检测电路组成.图3-2-1下部为TCD与进样器及色谱柱的连接示意图, 上部为惠斯顿电桥检测电路图.载气流经参考池腔、进样器、色谱柱, 从丈量池腔排出.R1、R2为固定电阻；R3、R4分别为丈量臂和参考臂热丝.当调节载气流速、桥电流及TCD温度至一定值后, TCD处于工作状态.从电源E流出之电流I 在A 点分成二路i1、i2 至 B 点汇合, 而后回到电源.这时, 两个热丝均处于被加热状态, 维持一定的丝温Tf, 池体处于一定的池温 Tw.一般要求Tf与Tw差应年夜于100℃以上, 以保证热丝向池壁传导热量.当只有载气通过丈量臂和参考臂时, 由于二臂气体组成相同, 从热丝向池壁传导的热量相等, 故热丝温度坚持恒定；热丝的阻值是温度的函数, 温度不变, 阻值亦不变；这时电桥处于平衡状态：R1•R3＝R2•R4, 或写成R1/R4＝R2/R3.M、N二点电位相等, 电位差为零, 无信号输出.当从2进样, 经柱分离, 从柱后流出之组分进入丈量臂时, 由于这时的气体是载气和组分的混合物, 其热导系数分歧于纯载气, 从热丝向池壁传导的热量也就分歧, 从而引起两臂热丝温度分歧, 进而使两臂热丝阻值分歧, 电桥平衡破坏.M、N二点电位不等, 即有电位差, 输出信号.二、热导池由热敏元件和池体组成1 热敏元件热敏元件是TCD的感应元件, 其阻值随温度变动而改变, 它们可以是热敏电阻或热丝.（1）热敏电阻．．．．热敏电阻由锰、镍、钴等氧化物半导体制成直径约为 0.1～1.0mm的小珠, 密封在玻壳内.热敏电阻有三个优点．．：①热敏电阻阻值年夜（5～50kΩ）, 温度系数亦年夜, 故灵敏度相当高.可直接作μg/g级的痕量分析；②热敏电阻体积小, 可作成0.25mm直径的小球, 这样池腔可小至50μL；③热敏电阻对载气流的摆荡不敏感, 它耐腐蚀性和抗氧化.热敏电阻也有三个缺点．．：①热敏电阻#$%的响应值随温度的增加而快速下降, 因此, 通常热敏电阻要在120℃以下使用.使用范围受到极年夜的限制；②与热丝相比, 热敏电阻的温度系数年夜, 暗示为其响应值对温度的变动十分敏感.例如在60℃时, 池温改变1℃, 热敏电阻和热丝的基线漂移分别为10.4mV和5.0mV, 前者比后者年夜一倍多, 因此, 热敏电阻的稳定性差, 特别是在程升把持时, 尤为突出；③热敏电阻对还原条件十分敏感, 故不能用氢气作载气.目前, 只有下二情况可用热敏电阻作热敏元件；一是高温痕量分析；二是需小池体积配毛细管柱.其他情况很少用热敏电阻, 而多用热丝.而且, 近年热敏电阻可作成小池体积的优势也在逐渐下降.（2）热丝．．一个性能优异的TCD, 对热丝的要求主要考虑四点：①电阻率高, 以即可在相同长度内获得高阻值；②电阻温度系数年夜, 以便通桥流加热后获得高阻值；③强度好；④耐氧化或腐蚀.①、②是为了获得高灵敏度．．．．, 同时丝体积小, 可缩小池体积, 制作微TCD.③、④是为了获得高稳定性．．．．.表 3 -2-3 列出了商品TCD 中经常使用的热丝性能.钨丝电阻率低, 相同长度之阻值只有铁铼丝的一半, 灵敏度难以提高.另外, 钨丝强度差, 高温下易氧化, 致使噪声增加、信!噪比下降.铼-钨丝与钨丝相比, 电阻率高, 电阻温度系数略低.因S值年夜体上正比于α√ρ.3％、5％铼-钨丝和钨丝的α√ρ值分别为12.2×103、11.7×103、10.29 ×103.可见铼钨丝之α√ρ值均高于钨丝.故前者有利于提高灵敏度.另外, 铼钨丝与钨丝相比, 拉断力显著提高, 且高温特性好, 故性能稳定.但它仍存在高温下易氧化的问题.现在高性能TCD均用铼钨丝.如HP6890型, 岛津GC-17A型的μ-TCD热丝.铼钨丝有两种系列：纯钨加铼（W-Re）合金丝和搀杂钨加铼（Wal2-Re）合金丝.在电阻率、加工成型性能和高温强度等方面, 后者均优于前者.因此, 在相同结构设计和把持条件下, 选用后者可获得较高电阻值.搀杂钨加铼合金丝中, 其阻值和TCD灵敏度均随掺铼量的增加而提高, 见表 3-2-4.可以看出, 简单地改变Re的配比, 可使灵敏度提高一倍.镀金铼钨丝是指先在支架上焊未镀金铼钨丝, 经严格清洗后, 再在电解槽中直接镀金的铼钨丝.阻值虽约下降11%, 在相同桥流下灵敏度下降约30%, 但其抗氧化性和耐腐蚀性显著提高, 兼顾了灵敏度和稳定性.先镀金后焊至支架上的镀金铼钨丝, 效果较差.近年Valco公司推出了铁镍合金丝, 据称可极年夜地提高灵敏度, 且防止了铼-钨丝的氧化问题.热丝的装置通常是将其固定在一支架上, 放入池体的孔道中.支架可做成各种形式, 见图3-2-3.2. 池体池体是一个内部加工成池腔和孔道的金属体.池资料早期多用铜, 因它的热传导性能好, 但它防腐性能差.故近年已为不锈钢形式示意图所取代.通常将内部池腔和孔道的总体积称池体积.早期TCD的池体积多为 500-800μL, 后减小至100-500μL, 仍称通常TCD.它适用于填充柱.近年发展了微TCD, 其池体积均在100μL以下, 有的达3.5μL, 它适用于毛细管柱.（1）通常．．．池．通常TCD池按载气对热丝的流动方式（见图3-2-4．．TCD）可分直通式（a）、扩散式（b）和半扩散式（c）, 三种流型性能比力见表3-2-5.（2）微型．．．池．由于池体积已减小至几微升, 甚至200nL, 故在．．TCDμ-TCD中, 载气流动方式已不像通常TCD那样明显, 基本上可分成直通和准直通式两种, 图3-2-5 列出了几种μ-TCD池结构.可以看出, μ-TCD池腔体积仅数微升或数十微升, 标准毛细管柱可直接与之相连, 基本上不会造成峰扩张.固然在灵敏度许可的情况下, 适当加尾吹气, 对改善峰形还是十分有利的.μ-TCD池腔体积虽小, 可是为使其工作稳定, 池块还应有适当的质量, 以保证恒温效果, 从而使基线稳定.三、检测条件的选择(一)、载气种类、纯度和流量1. 载气种类TCD通经常使用He或H2作载气, 因为它们的热导系数远远年夜于其他化合物.用He或H2作载气的TCD, 其灵敏度高, 且峰形正常, 响应因子稳定, 易于定量, 线性范围宽.北美多用氦作载气, 因它平安.其他地域因氦太昂贵, 多用氢.氢载气的灵敏度最高, 只是把持中要注意平安, 另外, 还要防止样品可能与氢反应.N2或Ar作载气, 因其灵敏度低, 且易出W峰, 响应因子受温度影响, 线性范围窄, 通常不用.但如果分析He或H2时, 则宜用N2或Ar作载气.防止用He作载气测H2或用H2作载气测He.用N2或Ar载气时需注意, 因其热导系数小, 热丝到达相同温度所需的桥流值, 比He或H2载气要小很多.毛细管柱接TCD时, 最好都加尾吹气, 即使是池体积为3.5µL的µ-TCD, HP公司也建议加尾吹气.尾吹气的种类同载气.降低TCD池的压力, 不单可防止加尾吹气.而且还可提高TCD的灵敏度.如140µL池体积TCD与50µm内径毛细管柱相连.在约500Pa （4mmHg）高压下把持时, 其池体积相当于0.7µL, 灵敏度提高近200倍.2. 载气纯度载气纯度影响TCD的灵敏度.实验标明：在桥流 160-200mA范围内, 用99.999%的超纯氢气比用99%的普氢灵敏度高6%-13%.载气纯度对峰形亦有影响, 用TCD作高纯气中杂质检测时, 载气纯度应比被测气体高十倍以上, 否则将出倒峰.3. 载气流速TCD为浓度型检测器, 对流速摆荡很敏感, TCD的峰面积响应值反比于载气流速.因此, 在检测过程中, 载气流速必需坚持恒定.在柱分离许可的情况下, 以低些为妥.流速摆荡可能招致基线噪声和漂移增年夜.对微TCD, 为了有效地消除柱外峰形扩张, 同时坚持高灵敏度, 通常载气加尾吹的总流速在10-20mL/min.参考池的气体流速通常与丈量池相等, 但在作程升时, 可调整参考池之流速至基线摆荡和漂移最小为佳.(二)、桥电流桥流（I）与TCD的灵敏度（S）, 噪声（N）和检测限（D）的关系见图3-2-16A, B, C曲线.由图3-2-16可见, 桥电流可显著提高TCD的灵敏度.一般认为S 值与I2.8成正比.所以, 用增年夜桥流来提高灵敏度是最通用的方法.可是桥流的提高又受到噪声和使用寿命的限制.若桥流偏年夜, 噪声即由逐渐增加酿成急剧增年夜, 见曲线B.其结果是信噪比下降, 检测极限变年夜, 即曲线C又复上升.另外, 桥流越高, 热丝越易被氧化, 使用寿命越短.过高的桥流甚至使热丝烧断.所以, 在满足分析灵敏度要求的前提下, 选取桥流以低为好, 这时噪声小, 热丝使用寿命长.在追求该TCD最年夜灵敏度的情况下, 则选信/噪比最年夜时之桥流, 这时检测极限最低, 即曲线C之最低点.但长期在低桥流下工作, 可能造成池污染, 这时可用溶剂清洗TCD池.一般商品TCD使用说明书中, 均有分歧检测器温度时推荐使用的桥流值, 见图 3-2-17.通常参考此值设定桥流.(三)、检测器温度TCD的灵敏度与热丝和池体间的温差成正比.显然, 增年夜其温差有二个途径：一是提高桥流, 以提高热丝温度；二是降低检测器池体温度.这决定于被分析样品的沸点.检测器池体温度不能低于样品的沸点, 以免在检测器内冷凝.因此, 对沸点不很低的样品, 采纳此法提高灵敏度是有限的, 而对气体样品, 特别是永久性气体, 可达较好的效果.四、使用注意事项为了充沛发挥TCD的性能和防止呈现异常, 在使用中应注意以下几个方面.1. 确保毛细管柱拔出池深度合适柱相对检测器池的拔出位置十分重要, 它影响到最佳灵敏度和峰形.毛细管柱端必需在样品池的入口处, 若毛细管柱拔出池体内, 则灵敏度下降, 峰形差, 若毛细管柱离池入口处太远, 峰变宽和拖尾, 灵敏度亦低.装柱应按气相色谱仪说明书的要求把持.如果说明书未明确装柱要求, 即以获得最年夜的灵敏度和最好的峰形为最佳位置.2. 防止热丝温渡过高而烧断任何热丝都有一最高接受温度, 高于此温度则烧断.热丝温度的高低是由载气种类、桥电流和池体温度决定的.如载气热导率小, 桥电流和池体温度高, 则热丝温度就高, 反之亦然.一般商品色谱仪在出厂时, 均附有此三者之间的关系曲线（见图3-2-17）, 按此调节桥电流, 就能保证热丝温度不会太高.图3-2-17中推荐的最年夜桥电流值, 是指在无氧存在的情况, 如果有氧接触, 则会急速氧化而烧断.因此, 在使用TCD时, 务必先通载气, 检查整个气路的气密性是否完好, 调节TCD出口处的载气流速至一定值, 并稳定10-15min后, 才华通桥流.工作过程中, 如需要更换色谱柱、进样隔垫或钢瓶, 务必先关桥流, 而后换之.虽然近年仪器已有过流呵护装置, 当载气中断或桥流过年夜时, 可自动切断桥流, 但把持时不要依赖此装置.把持者应主动防止呈现异常为妥.3.防止样品或固定液带来的异常（1）样品损坏热丝酸类、卤代化合物、氧化性和还原性化合物, 能使丈量臂热丝的阻值改变, 特别是注入量很年夜时, 尤为严重.因此, 最好尽量防止用TCD作这些样品的分析, 如果一定要作, 则在保证能正常定量的前提下, 尽量使样品浓度低些, 桥流小些.这样工作一段时间后, 如果TCD不服衡或基线长期缓慢漂移, 可使“丈量”和“参考”二臂对调, 如此交替使用, 可缓解此异常. （2）样品或固定液冷凝高沸点样品或固定液在检测器中或检测器出口连接管中冷凝, 将使噪声和漂移变年夜, 以至无法正常工作.在日常工作中注意以下三点, 即可防止此异常发生：①切勿将色谱柱连至检测器上进行老化；②检测器温度一般较柱温高20-30℃；③开机时, 先将检测器恒温箱升至工作温度后, 再升柱温.4. 确保载气净化系统正常载气中若含氧, 将使热丝长期受到氧化, 有损其寿命, 故通常载气和尾吹气应加净化装置, 以除去氧气.载气净化系统使用到一按时间, 即因吸附饱和而失效, 应立即更换之, 以确保正常净化.如未及时更换, 此净化系统就成了温度诱导漂移的根源.当室温下降时净化器不再饱和, 它又开始吸附杂质, 于是基线向下漂移.当室温升高, 净化器处于气固平衡状态, 向气相中解吸杂质增多, 于是基线向上漂移.5. 注意法式升温时调整基线漂移最小对双气路气相色谱仪, 将参考和丈量气路的流量调至相等, 通常作恒温分析时, 很正常；但在作法式升温时, 可能基线漂移较年夜.这时, 为使基线漂移最小, 可作如下调整：①调参考和丈量气路流量相等；②作程升至最高温度坚持一段时间, 同时记录基线漂移；③调参考气流量使记录笔返回到程升的起始位置, 结束本次程升法式；④重复②、③把持, 直至理想.6. 注意TCD恒温箱的温度控制精度表3-2-13列出了由于外界因素对TCD响应值的影响.可以看出热丝温度对灵敏度影响最年夜, 温度改变1℃℃.如果呈现基线缓慢来回摆动, 一周期约几分钟, 即可能与温控精度不够有关.FID检测器的原理FID检测器的原理是:从色谱柱出口流出的混合试样蒸气中的有机物分子, 在2100℃氢火焰温度和空气中氧的参于下, 1/50万的分子发生热氧化电离生成离子, 这些离子在±300v电压的电场作用下定向流动, 形成微弱电流, 经高阻放年夜, 发生响应信号.水和永久性气体分子以及对称结构的分子不容易电离形成离子, 所以灵敏度很低或不发生信号.简做参考, 详见有关色谱书籍.4、如何进行TCD和FID检测器的清洗TCD检测器在使用过程中可能会被柱流出的堆积物或样品中夹带的其他物质所污染.TCD检测器一旦被污染,仪器的基线呈现颤动、噪声增加.有需要对检测器进行清洗.HP的TCD检测器可以采纳热清洗的方法,具体方法如下: 关闭检测器,把柱子从检测器接头上拆下,把柱箱内检测器的接头用死堵堵死,将参考气的流量设置到20 ～ 30 ml/min, 设置检测器温度为400℃,热清洗4～8 h,降温后即可使用.国产或日产TCD检测器污染可用以下方法.仪器停机后,将TCD的气路进口拆下,用50 ml注射器依次将丙酮(或甲苯,可根据样品的化学性质选用分歧的溶剂)无水乙醇、蒸馏水从进气口反复注入5～10次, 用吸尔球从进气口处缓慢吹气, 吹出杂质和残余液体, 然后重新装置好进气接头, 开机后将柱温升到200 ℃, 检测器温度升到250 ℃, 通入比分析把持气流年夜1～2倍的载气, 直到基线稳定为止.对严重污染, 可将出气口用死堵堵死, 从进气口注满丙酮(或甲苯,可根据样品的化学性质选用分歧的溶剂) ,坚持8 h左右,排出废液,然后按上述方法处置.FID检测器的清洗: F ID检测器在使用中稳定性好,对使用要求相对较低,使用普遍,但在长时间使用过程中,容易呈现检测器喷嘴和收集极积炭等问题,或有机物在喷嘴或收集极处堆积等情况.对FID 积炭或有机物堆积等问题,可以先对检测器喷嘴和收集极用丙酮、甲苯、甲醇等有机溶剂进行清洗.当积炭较厚不能清洗干净的时候,可以对检测器积炭较厚的部份用细砂纸小心打磨.注意在打磨过程中不要对检测器造成损伤.初步打磨完成后,对污染部份进一步用软布进行擦拭,再用有机溶剂最后进行清洗,一般即可消除.应用热导池检测器的注意事项热导池检测器(TCD)是气相色谱仪中应用较为广泛的检测器,尤其是在气体分析中应用最多.由于不竭的研究和发展,越来越多应用于ppm级气体成分的微量分析,在许多分析应用中取代了FID,然而,热导池检测器损坏的因素,防止不需要的损失.热导池中的关键热导元件是用钨铼丝做的,钨铼丝直径一般只有15μ-30μ,资料又比力容易氧化,氧化或受污染后,阻值发生变动或断损,造成热导池丈量电桥的对称性被破坏,致使仪器无法正常工作,引起热导元件损坏的因素较多,注意事项归纳如下:1、热导池接并联双气路应用时, 必需同时并联装上二根色谱柱, 二路都要同时通载气, 如果只装一根柱, 而另一路不装柱欠亨载气, 那么, 一通电源就会将钨丝元件烧坏.2、仪器停机后, 外界空气往往会返进热导池和柱系统, 因此必需在开机时要先通载气10分钟以上再通电, 停机时间越长, 那么重新开机时先通载气的时间也要长, 否则系统中残留的空气中氧气会将钨铼丝元件氧化或烧断.3、热导检测器使用的载气纯度必需四个9以上（99.99%）, 最忌载气中含氧量高, 载气不纯将会影响热导元件的使用寿命, 也会降低检测灵敏度, 所以载气必需脱氧净化.4、在更换装色谱柱时, 必需检漏, 保证气密性, 色谱柱连接处漏气将会造成热导元件损坏, 色谱柱出口端必需填装好玻璃棉和不锈钢丝网, 防止柱担体吹入TCD.5、在屡次进样分析后, 应及时更换进样器上的硅橡胶垫, 如果待到硅橡胶垫被屡次注射针扎破漏气时再更换就迟了, 因为硅橡胶垫一漏, 载气漏出, 空气漏进, 热导元件就会烧坏.分析过程中更换硅橡胶垫时, 必需将热导电源关断后, 再迅速换垫, 换好后必需通载气几分钟后才华再通热导池电源.6、用平面六通阀做气体进样时, 六通阀的位置必需停在二个极端位置, 不能将阀旋停在中间位置, 因为中间位置是六通阀将载气切断欠亨, 这是很危险的, 容易招致热导池中因欠亨载气而损坏.7、色谱柱高温老化时, 必需将热导池电源关断, 热导池温控关断, 而且将柱出口连接热导池进口的接头处断开, 让高温老化的载气（N2）流入柱箱内, 这样可防止因柱子老化而污染热导池及钨铼丝元件.8、热导池桥电流的设定, 必需比被分析试样组份的最高沸点高20-30℃, 防止试样中高沸点组份冷凝在热导池中和污染钨铼丝元件.9、热导池桥电流的设定, 必需考虑所用载气的种类、工作温度和钨铼丝元件的冷阻, 应明了这样的原则：①轻载气（H2、He ）桥电流可年夜, 重载气（N2、Air）桥电流必需小；②热导池工作温度高, 桥电流应减小, 工作温度低, 桥电流可增加；③各生产厂家热导池钨铼丝元件阻值是分歧的, 因此, 使用桥电流年夜小也分歧, 元件阻值年夜的, 桥电流就应设定小些, 具体桥电流设定可看说明书.在开机前一定要先通气, 然后开机、加热, 等温度接近设定值时再加载电流, 关机时反过来做.否则热导丝极易烧断, 就像电灯胆里一旦漏气, 灯丝必被烧断一个事理.电流不宜过年夜, 电流过年夜就会发生噪音.载气一定要高纯、载气流量要适中, 否则影响丈量精度1、使用热导检测器(TCD), 使用分歧的载气, 桥流和柱温也分歧, 否则很容易将热导检测器烧坏.2、色谱热导检测器一旦送电加热, 热导检测器(TCD)便不成拆换, 热导池中的钨铼丝变得非常懦弱.我们的色谱多时近百台, 都是一个TCD、一个FID, 使用FID的岗位占2/3.TCD的寿命短, 所以TCD和FID需求基本平衡.开始TCD拆换一个报废一个, 没有启动能够正常拆换, 以后我们整机调换.气相色谱TCD检测器罕见故障的检修方法及原因分析1 前言TCD检测器是应用最广泛的一种通用型检测器,可是TCD检测器不稳定的因素却相当多.由于影响基线不稳定的因素涉及到整个色谱仪的年夜部份部件,而且各个不稳定因素之间又相互作用.下面就TCD 常呈现故障的现象介绍几种维修方法及原因分析.2 热导时基线呈现有规律圆滑海浪形摆动,摆荡周期约为0.5min.2.1 检修方法1.流量增年夜时摆荡周期相应减少.2.用手堵住气路出口,转子慢慢降到零.3.对柱室与检测室温控精度进行检查,都无相应摆荡.4.更换稳压阀后现象仍然如故.5.将检测室温度由180度降到150度后,摆荡完全消失.原因分析:检测室处有少量冷凝物挥发,致使基线发生摆荡"其过程是冷凝物挥发形成基流.而基流又与气路流量相关"当流量年夜时挥发多,基流年夜,反之基流小.通常流量是有缓慢摆荡的,约为1%以下.当气路清洁无污染时,此变动对基线响应影响甚微.而当气路不干净时却能引起较年夜的摆荡.当温度降低时,冷凝物挥发量下降"即使流量有摆荡对基线也无可观察影响.3 在热导调零处基线不稳!噪声暗示为无规则跳动3.1 维修方法1.衰减增年夜时,噪声峰峰值随之降低.2.预热仪器2小时后基线正常.原因分析:仪器长期不用,器壁有吸附.预热时释放出来,影响基线稳定性.待仪器充沛预热后,基线到达正常.4 不出峰与灵敏度太低检修方法进行把持条件重复性检查.应核实把持条件是不是与原来已知的条件相接近.这里包括各气路的流量值!柱温及检测器温度;输出衰减档的位置;桥流的年夜小;电源是否接通.如果发现把持条件有异常,应努力使把持值与原给定值接近,并及时找出影响把持值复原的一些晦气因素.原因分析此时应怀疑的因素只有两个,一是热丝位置连线有误,另一个就是热丝概况严重污染.对前者应着重了解是否重接过热导池引线.对热导池连线来说,除四个热丝要构成一个桥流之外,还必需注意热导桥路的对臂热丝元件应当处于同一气路傍边.如果桥路接线是弄反了将会造成热导灵敏度很小甚至不出峰的现象.在此情况下往往还有双向峰发生.对热丝概况严重污染来说,应首先检验考试清洗热导池,无效时再考虑取下热丝清洗及完全更换.5 气化室温度失控检修方法去失落汽化加热板,观察气化室是否继续处于最高温度之下.如仍然坚持失控,则说明可控硅有机击穿,加热丝或引线与机壳相碰.这时切断仪器总电源,然后用万用表测试可控硅及炉丝绝缘的好坏.测试可控硅时,可把阳极引线断开,直接检查可控硅阳极与阴极间正反向电阻.正常时为几兆欧.如此值年夜小则说明可控硅已击穿,需更换.检查炉丝对外壳绝缘可在加热烙铁芯引线两端分别测试对机壳的电阻,如有一端阻值很小则说明加热电路中在碰壳处.原因分析：1.可控硅阴阳两极间击穿;2.加热丝或加热引线与机壳相碰.应用热导池检测器的注意事项有哪些热导池检测器(TCD)是气相色谱仪中应用较为广泛的检测器,尤其是在气体分析中应用最多.由于不竭的研究和发展,科创色谱仪器中的热导池检测器灵敏度最高,已越来越多应用于ppm级气体成分的微量分析,在许多分析应用中取代了FID,然而,热导池检测器损坏的因素,防止不需要的损失.热导池中的关键热导元件是用钨铼丝做的,钨铼丝直径一般只有15μ-30μ,资料又比力容易氧化,氧化或受污染后,阻值发生变动或断损,造成热导池丈量电桥的对称性被破坏,致使仪器无法正常工作,引起热导元件损坏的因素较多,注意事项归纳如下:1、热导池接并联双气路应用时, 必需同时并联装上二根色谱柱, 二路都要同时通载气, 如果只装一根柱, 而另一路不装柱。
导热系数测试仪使用说明书
导热系数测试仪使用说明书北京恒奥德科技有限公司地址：：100142电话：传真：一、概述导热系数（热导率）是反映材料导热性能的物理量，它不仅是评价材料的热学特性的依据，而且是材料在应用时的一个设计依据，在加热器、散热器、传热管道设计、房屋设计等工程实践中都要涉及这个参数。
因为材料的热导率不仅随温度、压力变化，而且材料的杂质含量、结构变化都会明显影响热导率的数值，所以在科学实验和工程技术中对材料的热导率常用实验的方法测定。
测量热导率的方法大体上可分为稳态法和动态法两类。
本测试仪采用稳态法测量不同材料的导热系数，其设计思路清晰、简捷、实验方法具有典型性和实用性。
测量物质的导热系数是热学实验中的一个重要内容。
本测试仪由加热器、数显温度表、数显计时器等组成（采用一体化设计）二、主要技术指标1、电源：AC（220±10%）V，（50/60）HZ2、数字温度表：测量精度：0.2%±1个字.3、数字计时秒表:计时范围: 0～100min;最小分辨率1S;精度:10-54、测量温度范围:室温～500℃(最高加热温度550℃)5、加热电压: 36VAC6、散热铜板:半径:65mm 厚度:7mm 质量:815g(以上的参数已在每一块铜板上标注,以上提供的仅为参考值)7、测试材料:硬铝、橡皮、空气等8、连续工作时间：＞8小时三、仪器维护与保养1、使用前将加热盘与散热盘的表面擦干净。
样品两端面擦净，可涂上少量导热硅油。
以保证接触良好。
2、实验过程中，装样、卸样请注意热面温度，以免烫伤手。
3、实验结束后，切断电源，保管好测量样品。
不要使样品两端划伤，以至影响实验的精度。
数字温度表数字出现不稳定时先查热电偶及各个环节的接触是否良好。
4、仪器在搬运及放置时，应避免强烈振动和受到撞击。
5、仪器长时间不使用时，请套上塑料袋，防止潮湿空气长期与仪器接触。
房间内空气湿度应小于80%。
6、仪器使用时，应避免周围有强烈磁场源的地方。
在线分析仪表在空分系统中的日常维护及操作(全文)
在线分析仪表在空分系统中的日常维护及操作1、分析仪器仪表的维护1.1.保证分析仪的使用应在他的测量范围内，尤其是微量成分的测量，有效的保护了分析仪器仪表。
1.2.测量过程要求稳定连续，防止超压超温现象的发生。
1.3.仪器仪表的标定严格按照使用说明书进行，结合实际，选用质量较高的标准气体进行标定。
1.4.气体分析的预处理十分关键，必要的设备前增加过滤器，减压稳压，恒温装置。
备品备件。
2、分析仪表操作规程2.1氧化锆氧分析仪（ZO—302）2.1.1、仪器要求环境温度0～40℃，仪器现检测范围0.1ppm～100%。
2.1.2、检查气路是否干净，连接是否正确，是否存在漏气现象。
2.1.3、开启电源，稳定1小时后，将气样压力调至1.01kP 以下，再通入仪器，通入时应缓缓加大流量，调整调节阀，保持流量200ml/min，严禁大流量冲击，否则将会造成氧化锆管损坏。
2.1.4、当管路无样气流入时，须停该仪器。
停机时，要先关仪器电源，再关流量阀。
2.1.5、初次使用，长期未用或不准时，要通标气进行标定。
2.1.6、温控精度：750℃±3℃；预热时间：1h；2.2热导分析仪（RQD-101）2.2.1、本仪器要求环境温度5℃～45℃，相对湿度≤90%，现检测范围0～20%。
2.2.2、检查气路是否清洁，是否漏气，连接是否正确。
2.2.3、仪器启动前必须先接通气路，（切勿在无气的情况下运行，以免烧坏检测元件）再通电。
一般不超过半个小时，仪器即可恒温，但对仪器校准或投运应在预热3小时后。
2.2.4、样气要求温度5～40℃，压力0.6kP≤P≤20kP，流量稳定在200ml/min。
检查流量计指示是否正常，干燥过滤器是否污染，管道是否被堵塞。
2.2.5、当管路无样气流通时，停该仪器。
停机时，先关电源，再停气。
2.2.6、初次使用，长期未用或读数不准时，要进行标定。
2.2.7、每隔一定的时间间隔需要对管路进行一次密封性检查。
热重差热联用热分析仪SDTQ600的特点及维护
表 1 不同坩埚下样品配伍禁 忌
坩埚样品 N2 含 N化合物 O2 水 卤素
卤素氢化物
含卤素化合物
S
含 S化合物 C 含 C化合物 CuSO
4
Si
含 Si化合物
金属氟化物 玻璃
碱金属与碱 土金属
B2O3 或硼砂 金属 金属合金
氧化铝坩埚
石墨坩埚
白金坩埚
N2 在碳的存在 下形成 AlN 可以配伍 可以配伍
72
响到测量的准确度和精确度 , 因此在单臂热天平使 用过程中 , 为减少上述影响 , 每次实验前 , 均应该 首先在相同的实验条件下 , 不装样品做一次实验 。 模拟实验全过程并把结果记录下来 , 然后再装上样 品做实验 , 将实验结果同模拟结果相减 , 以提高天 平检测精度及减小误差 。但即使这样 , 由于实验过 程不可能完全一样 , 会影响最后测试结果和精度 , 而双臂并行型天平可克服上述缺点 。由于两臂处于 同一炉体内 , 其升温速率 、气流及环境均相同 , 因 此各种变化相等且对应地作用于两臂坩埚上 , 对结 果的影响相互抵消 , 从而提高实验精度〔2〕 。 1.2 DTA结构 、原理与性能 1.2.1 DTA结构 、原理 试样 S和参比物 R分别 装在两坩埚内 , 在坩埚下各有一个热电偶 , 这两个 热电偶相互反接 。 对试样和参比物同时进行程序升 温, 当加热到某一温度 , 试样发生放热或吸热时,
可以配伍
LiCO〔CO 释出之前 〕
23
2
可以配伍
可以配伍
可以配伍
1性 气 氛下 约 1200℃污染 氧化铝 坩埚 ;空气气氛下将在接触 点发生反应 。
SiO2:通过中间产物 SiO形成 SiC
SiC, 1000℃以上 SiO2 〔还原性条件 〕
热导式氢分析器
热导式氢分析器概述热导式氢分析器（Thermal Conductivity Hydrogen Analyzer）是一种用于测量氢气浓度的仪器。
它利用氢气与空气混合时导热系数的变化，来间接测量氢气浓度。
该仪器通常由一个暖蜡燃烧器、热电偶、稳压供电模块和数字显示器等部分组成。
工作原理热导式氢分析器的测量原理基于氢气与空气混合时导热系数的变化。
当氢气浓度上升时，由于氢分子的热导率比空气分子高，导致混合气体的总导热率随之增加。
因此，通过测量混合气体的热导率变化，可以间接地推断出氢气浓度。
具体而言，当混合气体通过热电偶时，热电偶会被恒定地加热。
在不同氢气浓度下，空气和氢气分子的热导率不同，从而导致热电偶温度的变化不同。
通过测量热电偶温度的变化，可以得到混合气体的热导率，从而进一步计算出氢气浓度。
应用热导式氢分析器主要用于以下场合：1.氢气燃料电池车辆的燃料系统和氢气供应站的氢气监测；2.炼油厂的氢气回收系统和质量监测；3.工业中的氢气生产和相关工艺的氢气浓度控制。
优缺点优点：1.热导式氢分析器测量速度快，准确性高，对氢气样品无损伤，可以连续、在线监控氢气浓度。
2.该仪器结构简单，易于维护和使用，稳定性高。
3.热导式氢分析器无需校准气体，因此可以在任何环境下使用。
缺点：1.热导式氢分析器只能测量氢气浓度，对于其他气体不能适用。
2.该仪器测量范围有限，一般在0-100%的范围内。
3.热导式氢分析器在高气体流量下测量精度可能会有所下降。
结论在氢气混合气体的测量中，热导式氢分析器具有许多优点，如测量速度快、准确性高、结构简单易于维护、无需校准气体等。
因此，它在氢气燃料电池车辆的燃料系统、氢气供应站、炼油厂的氢气回收系统、氢气生产等工业中应用广泛。
但是，由于该仪器对于其他气体不适用，测量范围有限，在高气体流量下可能存在测量误差等缺点，因此，在具体应用时需要综合考虑各种因素，确定测量精度和应用范围。
在线分析仪表日常维护规程
在线分析仪表运行维护规程一、取样装置的日常维护取样装置是指在线分析仪表基于管道、容器、塔罐中的工艺样品靠自身压力或靠装置抽吸功能，通过取样探头、取样阀取出，不失真的输送至样品预处理系统，或直接送入分析器的装置。
取样装置的完好标准，根据HG25451-91《取样装置维护检修通用规则》，取样装置完好标准如下：1、装置及零部件完整，符合技术要求，即：a装置零部件、附件齐全完好；装置铭牌清晰；紧固件无松动、不泄漏、无阻塞、可动件调节灵活自如；b杂质多、样品压力温度等条件苛刻需设置初级处理装置时，初级处理样品的质量能达到使用要求；防爆现场的装置要符合防爆现场的等级的要求运转正常，性能良好，符合使用要求，即：经装置处理后的样品能满足样品预处理系统或分析器直接取样的要求；c装置运行正常，运行质量达到技术性能指标，即样品输出压力稳定性符合仪表要求的技术标准，样品输出流量稳定性符合仪表要求的技术指标，样品输出温度稳定性符合仪表要求技术指标，滞后时间<60S，气密性达到正常运行压力1.5倍条件下，密闭半小时压力不低于仪表技术要求；d设备及环境的整齐清洁符合工作要求：装置外壳无油污，无腐蚀，油漆无剥落，无明显的损伤；装置所处的环境无强烈震动，腐蚀性弱，清洁干燥；装置及运输管线要排列整齐，可视部件显示清晰，调节方便；装置工作环境安全照明灯具工作正常；设置的可燃有毒气体检测报警器检测灵敏准确；装置及部件保温伴热制冷等符合技术及现场安全运行的要求；装置校准、检故障处理及零部件更换记录等资料准确齐全。
2、巡回检查巡回检查是日常维护的一项重要工作，每班至少进行两次的巡回检查，检查内容如下：a根部切断阀的开度检查，b伴热保温装置包括电加热或蒸汽伴热的检查和调整。
c冷却部件包括探头夹套、冷却水和仪表空气冷却的检查和调整。
d高压减压阀、节流部件、显示部件、安全阀等工作状态的检查和调整。
e增压部件，包括喷射器、增压泵等工作状态检查和调整。
热导仪的使用方法
热导仪的使用方法热导仪是一种用于测量材料导热性能的仪器。
它通过测量物质中的热量传导来确定该物质的导热系数，从而评估材料的热传导性能。
热导仪由样品架、温度控制系统、加热源和测温传感器等组成。
下面将详细介绍热导仪的使用方法。
首先，准备工作：1. 确定要测试的材料。
可以是固体材料、液体材料或薄膜等，根据材料的不同选择相应的测试方法。
2. 准备好热导仪及其配件，确保所有仪器的正常工作状态。
接下来，进行实验步骤：1. 将待测材料按照仪器要求的尺寸制备好。
如热导仪的样品架要求直径为25mm，高度为1-2mm的样品，因此需要使用切割机等工具将待测材料切割成相应尺寸。
2. 将样品安装在仪器的样品架上，并保证样品的表面是光滑、整齐的。
3. 调整样品的温度，通常需要设置等温条件。
可通过控制加热源的功率和温度控制系统来实现。
一般来说，高温和低温之间的温差越大，测试结果的精度越高。
4. 开始测量。
根据热导仪的类型和操作要求，进行相应的仪器调整和操作。
通常需要通过计算机或其他设备记录测量过程中的温度变化。
5. 等待测量结果的稳定。
一般需要测量一段时间，确保温度已经稳定，并且样品的温度均匀分布。
6. 记录测量结果。
根据热导仪的类型，可以直接得到传热系数或导热系数的数值，也可以通过计算得到。
同时，需要记录测量过程中的温度、时间等参数。
7. 分析和处理数据。
可以根据测量得到的数据，计算得到材料的导热系数等相关参数。
可以使用统计软件或其他工具进行数据处理和分析。
8. 清理仪器。
在实验完成后，需要将热导仪及其配件进行清洁，保持仪器的干净整洁，并做好维护工作。
需要注意的是，使用热导仪的过程中，还要注意以下几点：1. 尽量减少热辐射和对流的影响。
可以采取一些方法来降低这些干扰，如使用隔热材料、保持样品与环境的接触面积小等。
2. 严格控制温度的稳定性。
保持等温条件对于保证测量结果的准确性非常重要。
3. 注意样品的尺寸和形状。
样品的尺寸和形状可能会对测量结果产生影响。
在线分析仪表讲解及维护校验
日常维护分为： 调校：分别通零点起和量程气，反复校准仪器零点及量程； 维护：预处理系统检查、试剂更换、漏点检查、流量检查、气体是否带水、油、堵塞等； 故障：零飘现象:定期校准、检查气室是否污染。
三输、入常标用题文在本线分析仪介绍——在线气体分析仪
气体的体积磁化率非
传感器结构及工作原理图如下图所示
输入标题文本
3.主要技术特点
• 全机械结构性传感器，寿命长； • 顺磁氧哑铃传感器，自动零平衡系统，背景气交叉干
扰小； 仪器无需参比气，无运行附加成本； • 仪器全量程线性，精度高； • 仪器部件单元化，维护、检修方便；
友好的人机界面，感应按键操作； 防爆dⅡCT6Gb， 等级高。
警告
警告
警告
分分析析传传送送器器处处于于恒恒温温箱箱内内，恒，温恒箱温温箱度温为度60℃为左6右0℃，左小心右， 小传烫手心送。烫器采手。取。断采掉外取部断市掉电外，部温度市降电下，来温再度维护降分下析来传再送维器。护分析
输入标题文本
4.3电气单元
电气单元由主电源电路板、调压电路板、接口电 路板、低压电源电路板组成。
输入标题文本
5.5 仪器的投运
仪器投运后，向仪器通入样气，仪器开始投运，仪器即可显示、输出样 气中的氧百分浓度。
5.6 仪器的维护
仪器在正常运行过程中，保证仪器的正常工作条件是用好仪器的关键所 在。对于仪器本身还应注意下列日常维护工作： a 每过一定的时间间隔对仪器进行一次零点和终点的校对。在投运的前 几周内可每周进行一次校对，以后可每月或更长时间进行一次校对。 b 必须经常检查仪器的气样入口前的过滤器是否被污染，供气是否正 常。必要时还应检查分析气室前的保护性过滤器是否堵塞。 c 如果被测气体中含有较高浓度的可燃气体或强腐蚀性气体时，那么要 每月一次对测量气体回路进行密封性检查。
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1.4热导分析仪
1.4.1框图及原理
热导式分析仪是利用各种气体的热传导速度各不相同的物理特性制成的，可分析混合气体中某组分的百分含量，彼此无化学反映的混合气体的导热系数近似为各组分导热系数的算术平均值。
使用时需满足：混合气体中除被测组分外，其余组分导热系数相近，且被测组分与其余组分导热系数要有明显差别。
即入（侧）>>入（其余），入（混）=入（其余）+〔入（侧）—入（其余）〕×C（侧），因H2的导热系数最大，传热能力最强，CO2、SO2、Ar等比一般气体导热系数小，故热导式分析仪一般用于测以上几种。
（1）热导式分析仪检测器（热导池）的工作原理
由于气体导热系数都很小，直接测量较难，一般使导热系数变化转为热敏电阻值的变化，经测组值来测待测组分的体积百分含量。
热导池一般为圆筒内垂直挂一热敏电阻（如铂丝），电阻上通电流，气室内电阻丝产生的热量为Q=0.24I2Rn（Rn：电流工作作用下电阻丝平衡温度Tn 时的阻值）。
电阻丝向四周散热形式有：周围气体的热传导、热对流、辐射散热、被流通气体带走的热量、电阻丝轴向热传导等，只有热传导是经导热系数来反映的，其余为干扰，为减少干扰可用加大电阻丝长度与直径比、控制电阻丝热平衡温度，减去气室内壁温度<200℃，减小气室内半径、使被测气体流量小且恒定等措施。
当电阻丝产生的热量与经气体热传导所散失的热量相等时达到热量平衡，此时经理论计算电阻丝阻值与导热系数间为单位函数。
热导分析仪都有稳压、稳流、恒温装置以保证流过电阻丝的电流、壁温、气体流量稳定。
图1.4.1－1
（2）检测器类型及测量回路
检测器结构有分流式、对流式、扩散式、对流扩散式四种。
图1.4.1－2
①分流式：反映速度快、滞后小，但流量变化对测量有一定影响，稳压、稳流要求高
②对流式：流量变化影响不大，但反应慢、滞后大、动态特性差。
③扩散式：通用于质量小而扩散系数大的气体（H2）、滞后时间小。
如当质量大而扩散系数小的应减小测量气室的体积以防滞后，流量变化不影响。
④对流扩散式：压力、流量被动影响小、灵敏度高、响应快、滞后小。
测量回路主要是单电桥、双电桥测量回路：单电桥中参比室与测量室阻值为单臂测量电桥的相邻臂或对称的固定电阻也改为参比室与测量室阻值，使之成为双臂测量电桥，以提高灵敏度。
双电桥中测量气体上限、下限阻值对称置于参比电桥四个臂，测量电桥对称臂一为被测气体，一为测量气体下限。
图1.4.1－2
1.4.2热导分析仪维护
热导池采样流量
图1.4.2－1 图1.4.2－2
（1）日常点检
日常点检中应注意以下几点：
①检查进表流量是否在标设线，如偏差太大，应及时告知运行，在生产允许时及时进行调整。
标设线是分析仪第一次调试时按照说明书要求设定，并在此流量下对分析仪进行标定。
采样流量的变化对分析仪读数影响较大。
②注意采样流量及排放流量波动是否很大，否则会引起读数波动。
同时观察采样及排放流量计的浮球是否转动或上下小范围波动，如迟滞不动说明采样气有水份或流量计有问题，可告知运行并允许后调节流量旋钮，观察在其他流量段的情况，以判断具体原因。
③一般情况下日常点检时进行采样管道的检漏意义不大，但在分析仪检验时应该进行管道检漏。
④观察分析仪读数是否有较大波动，如采样流量波动不大情况下，说明分析仪可能有泄漏，需要仔细检查。
⑤有些分析仪一台表有多路采样气，在切换时需要确认切换开关是否到位，而且切换后应开大排放流量，使新的采样通道中不纯的气体尽快排出。
⑥有预处理系统的分析仪需要观察预处理系统是否正常。
⑦由于热导式分析仪热导池有加热元件，流量计中可能有水份，需要仔细观察，并在采样管道上增加冷凝水排放口。
⑧点检时可手感热导池温度，可初步判断加热元件是否工作。
（2）日常检验
校验前记录样气显示值。
校验使用标气：零点是高纯氩，量程气是4%~5% H2于Ar。
①零点校验：
A、通入零点标气，使用快速接头：拆下时，先拔分析仪进气端，后拔采样气。
装上时,先插入采样气,吹扫气管几秒之后再插入分析仪,以便清除余气。
B、调节流量阀使流量置于划线处,关闭旁通流量。
C、通入零气吹扫约5分钟后,待读数稳定后记录显示标气值并开始校验。
D、打开“ZERO”旋纽上的开关并调节“ZERO”旋纽，使显示值与通入零点标气值一致.待读数稳定后,锁定“ZERO”旋纽上的开关,完成零点校验。
②量程校验：
A、通入量程标气，使用快速接头：拆下时，先拔分析仪进气端，后拔采样气。
装上时,先插入采样气,吹扫气管几秒之后再插入分析仪,以便清除余气。
B、调节流量阀使流量置于划线处,关闭旁通流量。
C、通入零气吹扫约5分钟后,待读数稳定后记录显示标气值并开始校验。
D、打开“SPAN”旋纽上的开关并调节“SPAN”旋纽，使显示值与通入量程
.待读数稳定后,锁定“SPAN”旋纽上的开关,完成量程校验。
标气值一致
图1.4.2－3
1.5关键参数设置、标样选择
1.5.1分析仪标样选择
（1）燃烧电池的微氧分析仪量程气体选择＜10PPM气体，一般在8PPM。
（2）氧化锆分析仪标气的选择：
①测量组分0-10vpm O2，低点标气～200vpm O2/N2，高点标气仪表空气。
②测量组分0-100% O2 ，低点标气高纯氮高，高点标气纯氧。
③对于顺磁及红外模块，应先标定低点，再标定高点。
对于氧化锆模块，应先标定高点(空气点)，再标定低点。
（3）红外线分析仪检测CO2：测量组分0-10vpm CO2，低点标气高纯氮，高点标气7-10vpm CO2/N2。
（4）热导分析仪检测H2，零点是高纯氩，量程气是4%~5%H2于Ar。