气相色谱检测器FID-培训讲解..
气相色谱(FID)检测器——喷嘴污染的简易处理
气相色谱（FID）检测器——喷嘴污染的简易处理气相色谱（FID）检测器——喷嘴污染的简易处理一、先简单介绍（FID）检测器的结构色谱检测器是一种将色谱柱分离后的各试样组分按其特性和含量转变成电信号的装置。
根据检测原理的不同，可将检测器分为浓度型检测器和质量型检测器。
浓度型检测器测量的是载气中组分浓度的瞬间变化，检测器的响应值与组分的浓度成正比，而峰面积与载气流速成反比，如热导池检测器，电子捕获检测器等。
质量型检测器测量的是载气中某组分的质量变化速度，检测器的响应值与单位时间内某组分进入检测器的质量成正比，峰面积与载气流无关，如氢火焰检测器和火焰光度检测器。
下面主要介绍氢火焰离子化检测器（FID）Flame Ionigation Detector：1. 特点：（1）质量型检测器；（2）结构简单，灵敏度高，响应快，稳定性好；（3）对大多数有机化合物有很高的灵敏度，比热导池检测器高几个数量级，能检测至ng / mL 级的痕量物质。
1.jpg2. 主要部件从上图可以看到，一个不锈钢制成的离子室，包括气体入口、火焰喷嘴、发射极和收集极、点火线圈、外罩等部件。
3. 工作原理通过在发射极和收集极之间施加极化电压，形成直流电场，有机组分在高温下电离成正负离子，在极化电场作用下向两极定向移动形成微电流，电流大小与进入离子室的被测组分量成正比，再经高阻转变成电压信号，放大后由记录仪记录下来。
在上述工作过程中，可以清楚的看到喷嘴的作用和使用环境，所以它必须耐高温，耐腐蚀，不易和化合物反应（惰性），容易受到污染等。
二、喷嘴的类型及其优缺点不同型号的仪器，其喷嘴也不同，所使用的材质一般为陶瓷白金喷嘴、石英喷嘴、陶瓷喷嘴等，其形状也不一样（见图）。
但是，其基本组成是差不多的，由支座和喷嘴组成，沿其轴心线开有一小孔，支座上有螺纹，通过密封垫可与检测器座紧密连接，以防止漏气。
山东鲁南瑞虹分析仪器有限公司SP-68902.jpg岛津Shimadzu GC3.jpg上海精密科学仪器有限公司GC112A：4.jpg安捷伦GC：5.jpg岛津，海欣，福立，科晓等的气相色谱（FID检测器）喷嘴是一样的，是石英喷嘴，其优点是灵敏度高，不容易碳化，缺点是容易断裂，安装拆卸是需要加倍小心。
气相色谱仪FID的性能特征
FID的性能特征是：①灵敏度和零池（喷嘴）体积；②适于对有机物，特别是烃类定量；③线性范围宽，但定量时要注意是否为线性和在线性范围内。
（一）灵敏度和池体积通常商品FID除对H2O、O2、N2、CO、CO2等无机物质无响应外，对烃类的检测限达10-12g/s。
即使对含杂原子的有机化合物响应值偏低，但仍高于TCD。
FID属高灵敏度检测器之一。
在FID中，毛细管柱可直接插至喷嘴，被测组分一出毛细管柱即进入火焰电离，故FID 的池体积接近零，消除了柱后峰变宽。
毛细管柱样品容量小、分离效能高，它要求灵敏度高、池体积小的检测器与之配合，而FID正具备了此两性能特征。
所以，考察其他检测器是否有柱后峰变宽，通常均以FID 为基准。
许多填充柱分不开、TCD检不出的样品，用毛细管柱、FID轻而易举解决问题。
（二）响应值和校正1.烃类FID对烃类的相对质量响应值（Sm）值基本上是相等的。
即分子中有一个碳原子，就有一份响应值，为等碳响应。
不同分子量的烷、烯、环烷和芳烃，除甲烷和苯外，其他化合物的Sm值均在1.00左右、见表3-10-18。
表3-10-18 某些化合物的FID相对质量响应值（Sm）因此，烃类混合物定量，可以不用校正因子。
但要注意：甲烷的Sm值仅0.61，乙烷之值亦偏小，故对低碳烷（C1-C5）定量时，必须校正，否则将带来很大误差，童清木已有深刻体会。
2.含杂原子有机物含杂原子有机物，如含氧、硫、氮、卤素等化合物，其Sm值低于相应的烃类，见表3-10-18。
因为这些数值的变化明显地与化合物的类型、杂原子的数量以及分子量有关，因此，在作定量分析时必须要知道它们的Sm值。
有效碳数（ECN）可以预测含杂原子有机物在FID上的响应。
早期的有效碳数以正庚烷为基准，对化合物中的原子或基团给出一有效碳数值，将欲定量分子中所有原子或基团的有效碳数值相加，即可求得该化合物的ECN值。
表3-10-19中给出了各原子或基团的有效碳数值。
气相色谱基础知识培训资料(PPT 62页)
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第一部分 GC基础知识
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1.1 概 述
色谱法是一种分离方法，它利用物质在两相 中分配系数的微小差异进行分离。当两相做 相对移动时，使被测物质在两相之间进行多 次分配，这样原来的微小差异产生了很大的 效果，使各组分分离，以达到分离分析及测 定一些物理化学常数的目的。
b. 保留时间tr：试样从进样到出现峰极大值时的时间。它包括组份随 流动相通过柱子的时间t0和组份在固定相中滞留的时间。
c. 调整保留时间tr’ ：某组份的保留时间扣除死时间后的保留时间， 它是组份在固定相中的滞留时间。即
tr’= tr －tM 4）色谱峰底宽W ：由色谱峰的两边拐点做切线，与基线交点的距离 。
由于分离度正比于柱长的平方根，所以增加柱长对分离是有利的。 但增加柱长会使各组分的保留时间增加，延长分析时间。因此，在满足 一定分离度的条件下，应尽可能使用较短的柱子。
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4.3 色谱柱的老化
为什么必须进行色谱柱老化？ 新色谱柱含有溶剂和高沸点物质，所以基线不
稳 ，出现鬼峰和噪声；旧柱长时间未用，也存在 同样问题。一般采用升温老化，即从室温程序升 温到最高温度，并在高温段保持数小时。 新柱老化时，最好不要连接检测器。 每天都要进行老化吗？
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4.2.4 色谱柱的选择
根据极性来选择适合的固定相，从来选择适 当的色谱柱。
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4.2.5 气相色谱毛细管柱常用固定相
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4.2.7 内径
内径选择的基本原则： ★ 0.10mm口径柱适用于快速气相色谱分析。 ★ 0.25mm口径柱具有较高的柱效，用于标准的
气相色谱仪GC检测器FID常见故障及故障排除方法 气相色谱仪解决方案
气相色谱仪GC检测器FID常见故障及故障排除方法气相色谱仪解决方案1.FID常见故障及故障排除方法1.1进样后色谱不出峰故障原因及排除方法如下：(1)未点着火首先用一冷的光亮的铁板置于检测器的上方，若有细小水珠生成，则证明火已点着；反之证明火未点着，此时，需检查氢气、氮气、空气的密封情况是否完好，是否有漏气现象。
其次用皂沫流量计测量流速是否正常，适当增大氢气的流速，减小载气与空气的流速，待点着火后再将各流速调至zui佳流速位置。
(2)信号输出中断检查从色谱仪到工作站的信号线连接情况，观察有无接触不良或断开的情况。
另外，在进样后用万用表测量色谱信号输出，观察有无信号输出，若无信号输出则证明此故障由色谱仪引起，需做进一步检查。
(3)收集极绝缘不好测量收集极与仪器外壳的电阻应大于1013。
(4)其它方面的原因主要包括进样垫损坏、色谱柱断裂(毛细管柱比较常见)、微量进样器损坏等。
1.2基线噪声波动大(1)电器方面的原因首先将检测器信号线断开，在采集状态下观察基线运行情况，如果基线波动很大则可判断该故障是电器方面的原因，此时，需要进一步检查仪器接地是否良好(接地电阻应小于5)、线路板及各插件是否松动等。
(2)测量系统污染断开信号线后，在采集状态下检查基线运行的情况，如果基线运行正常则证明测量系统污染。
需要检查色谱柱是否失效(需活化处理)、柱进口是否污染(更换玻璃丝、玻璃衬管等)、检测器污染，主要是离子头的污染，因为此处高温会有杂质碳结，需要小心拆下检测器用中性溶剂清洗。
2.3空气峰掩盖组分峰分析微量组分时，如分析液态氧气中总烃含量时，氧信号峰保留时间zui小，随后是甲烷、乙烷、乙烯等，如果调整不好会出现氧气覆盖甲烷或将氧气峰误判为甲烷峰。
排除办法是逐渐降低氢气流速，依次进样可观察到氧气峰逐渐降低，调节至满意为止。
2.FID使用注意事项2.1. FID虽然是通用型检测器，但是有些物质在此检测器上的响应值很小或无响应。
气相色谱fid出峰顺序
气相色谱fid出峰顺序气相色谱FID出峰顺序气相色谱是一种常用于分离和分析复杂有机化合物的分析技术。
在气相色谱中，化合物可被分离和检测。
其中，火焰离子化检测器（FID）是一种广泛应用于气相色谱的检测器。
它可以同时检测许多有机化合物，但对于无极化化合物，如惰性气体、氢气和甲烷等不敏感。
峰顺序峰顺序是在气相色谱-火焰离子化检测器的分析过程中至关重要的一个因素。
通常情况下，峰顺序是根据化合物的热解点和分子量等因素来确定的。
在分析过程中，大多数化合物可以被分离并形成峰，但峰顺序通常是不确定的。
为了获得高质量的分析结果，必须将峰顺序确定下来。
如何确定峰顺序在气相色谱-火焰离子化检测器的分析过程中，可以通过以下方法确定峰顺序：1. 根据化合物的热解温度确定峰顺序。
在气相色谱中，热解温度是用于分离化合物的最重要参数之一。
在使用火焰离子化检测器时，可以根据化合物的热解温度，将其按顺序分离和检测。
通常情况下，具有较高热解温度的化合物会出现在排列顺序的前面。
2. 根据化合物的分子量确定峰顺序。
在确定峰顺序时，也必须考虑化合物的分子量。
具有较高分子量的化合物会比较容易扩散和分离，因此在检测过程中应尽可能将其放在分离的前面。
3. 根据化合物的极性和亲和性确定峰顺序。
极性和亲和性是影响峰顺序的另一个重要因素，通常情况下，具有较高极性和亲和性的化合物可以更容易地被扩散和分离，并成为分离顺序的前面。
应用在气相色谱-火焰离子化检测器的分析过程中，确定峰顺序是至关重要的。
正确的峰顺序可以使分析结果更准确、更可靠，并提高分析效率。
此外，在分析无机化合物时，可以使用其他适合的检测器，如电子捕获检测器等。
总结气相色谱-火焰离子化检测器是一种常用的化学分析工具，峰顺序的确定对于获得准确的分析结果至关重要。
在分析复杂化合物时，需要考虑各种因素，如热解温度、分子量、极性和亲和性等。
通过正确的峰顺序，可以提高分析效率、准确性和可靠性。
GC-2014气相色谱(毛细柱)操作步骤
FID-2014检测器（毛细柱）基本操作步骤此基本操作步骤仅作参考使用，应以岛津说明书为准。
开机步骤1.根据要求配置好样品。
2.根据样品要求选择合适的柱子，并安装到SPL进样口及FID检测器上。
3.打开氮气源阀门，二次压力达到0.5 Mpa以上。
4.打开主机电源开关，在主机自检完后打开实时分析工作站。
5.点击“配置维护”（Configuration and Maintenance）图标，再点击“系统配置”（System Configuration）图标。
从中设置好分析流路（包括SPL进样口、色谱柱及FID检测器，如有其他配置还需选好）及相关参数。
6.点击菜单栏中的“视图”（View），选择“仪器监视器”（Instrument Monitor）。
在监视器窗口中确认a)载气（Carrier Gas）及吹扫流量（Purge Flow）为“打开”（ON）状态；b)FID检测器（Detector）及点火（Flame）为“关闭”（OFF）状态；7.点击“仪器参数”（Instrument Parameters）图标，a)将柱箱温度（Column）设置为30℃；b)将SPL进样口温度设置为40℃，并设置好SPL进样口中的柱流量（Column Flow）及分流比（Split Ratio）等参数；c)将FID检测器温度设置为40度，将FID检测器尾吹气（Make Up）压力表调整设置为75Kpa（30ml/min）d)点击“下载参数”（Download Parameters）图标。
8.点击“开启系统”（System ON）图标。
按仪器上的MONIT键。
9.设置FID温度、进样口温度为分析时的温度，点击“下载参数”（Download Parameters）图标，待FID检测器温度升至150℃以上时，在监视器窗口中打开FID检测器（Detector）开关为“打开”（ON）状态；10.打开氢气瓶阀门，二次压力达到0.3 Mpa；打开空气瓶阀门，二次压力达到0.3 Mpa；调整压力表，空气压力表为50KPa，氢气压力表为50KPa，再打开点火（Flame）开关，点燃火焰。
气相色谱FID检测器使用讲议资料
火焰离子化检Βιβλιοθήκη 出器（FID）结构 主要是一个不锈钢离子室， 其中包括燃烧气（氢气）、助燃 气（空气）、载气及样品入口、 火焰喷嘴及一对电极。
气相色谱图
图中，ＣＤ叫基线，ＣＨＥＪＤＢＣ为组分波峰总面积，Ｂ Ｅ为峰高，ＨＪ为峰半高宽度，简称半宽，０Ｂ为保留时 间（分）０Ａ为空气峰时间（分）利用组分在色谱图上的 保留值来定性．用其峰面积加一适当的校正值来定量．
简化操作步骤（流量控制器已调整完毕）
开氮气→开主机→设置检测器和进样口温 度、升温→设置柱温、升温→开空气和氢 气、点火→进样、分析→数据处理、打印 报告→关闭空气和氢气→设置检测器、进 样口、色谱柱温度并降温→关主机→关氮 气。
1. 归一化法 把所有出峰组分的含量之和按100%计的定量方 法称为归一化法。 归一化法的优点是简单、准确，操作条件变化时对 定量结果影响不大。但此法在实际工作中仍有一 些限制，比如，样品的所有组分必须全部流出， 且出峰。某些不需要定量的组分也必须测出其峰 面积及fi 值。此外，测量低含量尤其是微量杂质 时，误差较大。
色谱分类方法
1、按两相状态分类 色谱中共有两相（相就是 体系中的某一均匀部分）即固定相和流动相。如 果流动相是气体就叫气相色谱；用液体作流动相 的称为液相色谱。同样固定相也可以有两种状态， 即固体吸附剂和载体涂固定液。这样按两相状态 可将色谱分为四类，它们是：气相色谱，包括 气—固色谱，气---液色谱；液相色谱，包括液--固色谱，液---液色谱。
4、进样
待N3000色谱工作站基线平稳后，用微量进 样器（插入和抽出时要迅速，防止进样口 漏气）注入样品（用10%磺基水杨酸处理过 的鲜牛乳），迅速按下工作站的开始按钮， 即进行数据采集。
气相色谱检测器FID结构特点、常见故障及排除、实
气相色谱检测器FlD结构特点、常见故障及排除、实用检查方式FID(氢火焰离子化检测器)是气相色谱最常用一种检测器，它具有灵敏度高、线性范围宽、应用范围广、易于掌握等特点，特别适合于毛细管气相色谱。
FID检测器在日常使用中常出现不出峰、信号小、基线噪声大等现象，下面将对该检测器的结构、常见故障及故障排除方法进行简单论述。
FID检测器对大多数有机化合物有很高的灵敏度，一般较热导检测器的灵敏度高出3个数量级，能检测出10-9级的痕量有机物质，适于痕量有机物的分析。
它由离子座、离子头、极化线圈、收集极、气体供应等部分组成，离子头是检测器的关键部分。
微量有机组分被载气带入检测器以后，在氢火焰的作用下离子化。
产生的离子在发射极和收集极的外电场作用下定向运动形成微电流。
有机物在氢火焰中离子化效率极低，估计每50万个碳原子仅产生一对离子。
离子化产生的离子数目，在一定范围内与单位时间进入检测器的被测组分的质量成正比。
微弱的离子电流经高电阻(108~1011Ω)变换成电压信号，经放大器放大后，由终端信号采集即得出色谱流出曲线。
在正常点火的情况下FlD信号大小受离子化效应和收集效应的影响。
其中离子化效应的影响因素有样品性质（不同的物质校正因子不同）和火焰温度（受几种气体的流量比影响）；收集效应的影响因素有极化电压和喷嘴、极化极、收集极的相对位置。
因此对同一样品要获得高灵敏度必须选择最佳氢气、载气、空气的流量比；最佳的喷嘴、极化极、收集极的相对位置与适当的极化电压。
氢气、载气、空气的流量可通过实验摸索最佳条件，一般理论比为30：30：300。
1、不能点火--问题主要出在气路或检测器；2、基流很大--问题主要出在气路或检测器；3、噪音很大--气路、检测器和电路出问题都有可能；4、灵敏度明显降低--气路、检测器和电路不正常都有可能；5、不出峰--气路、检测器、电路不正常都有可能；6、色谱峰形不正常-一进样器、气路、检测器为主要检查对象；7、基线漂移严重--气路、检测器都有可能；8、有时有讯号，有时无讯号--问题主要出在电路上。
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积检测器、电导检测器和滴
定检测器等，此类检测器在 一般色谱分析中应用较少。
氢焰检测器、电子捕获检测
器和火焰光度检测器、等， 此类检测器为一般色谱分析
中的常用检测器。
氢火焰离子化检测器/FID 介绍
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（2）按响应特性分类
（2）质量型检测器 质量型检测器测量的
（1）浓度型检测器
浓度型检测器测量 的是载气中组分浓度瞬间 的变化，也即检测器的响 应值取决于载气中组分的 浓度。例如：热导检测器 和电子捕获检测器等。
氢火焰离子化检测器 — — FID /介绍
预警监测事业部 邱东东 2014-04-25
内容简介
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氢火焰离子化检测器/FID-背景与概况 气相色谱检测器的种类及分类方法 FID-基本工作原理
FID-主要特点
FID-常见故障及维护 气相色谱—FID 应用实例
氢火焰离子化检测器/FID 介绍
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1、氢火焰离子化检测器 /FID-背景与概况
1.1 背景
1958年Mewillan和Harley等分别
发展背景
研制成功氢火焰离子化检测器（FID）
氢火焰检测器由于结构简单、性
能优异、稳定可靠、操作方便，所以经 过40多年的发展，今天的FID结构仍无 实质性的变化。
氢火焰离子化检测器/FID 介绍
氢火焰离子化检测器/FID 介绍 12/32
有较大响应信号的检测器
称为多用型检测器。例如： 热导检测器和氢焰检测器
等属于多用型检测器。
2.3 相关术语定义
1、灵敏度（S）——系指单位量的物质通过检测器时所产生信号的大
小，亦称检测器对该物质的响应值。
2、检测限（D）——又称敏感度，通常认为，产生色谱峰高两倍噪音 时的量为检测限量。 3、最小检出量（Qmin）——又称最小检测量。 4、最小检出浓度（Cmin）——又称最小检测浓度，为最小检出量与 进样量（体积或质量）的比值。Cmin=Qmin/Q 5、线性范围——系指其响应信号与被测物质浓度之间的关系成线性的 范围，以呈线性响应的样品浓度上下限之比值来表示。
有机化合物在火焰中的电离率很低，大约只有1/500000碳原子被电离。
（7）收集极对微电流进行收集、输出，然后经高电阻放大获得可 测的电信号。
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1.2 概况
FID合物进入以氢气和氧气 燃烧的火焰，在高温下产生化学电离， 电离产生比基流高几个数量级的离子， 在高压电场的定向作用下，形成离子 流，微弱的离子流（10-12～10-8A） 经过高阻（106～1011Ω）放大，成 为与进入火焰的有机化合物量成正比 的电信号，因此可以根据信号的大小 对有机物进行定量分析。
氢火焰离子化检测器/FID 介绍
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（1）按响应时间分类
（1）积分型检测器 （2）微分型检测器
微分型检测器显示某一 物理量随时间的变化，也即 它所显示的信号表示在给定 的时间里每一瞬时通过检测 器的量。例如：热导检测器、
积分型检测器显示某一 物理量随时间的累加，也即
它所显示的信号是指在给定
时间内物质通过检测器的总 量。例如：质量检测器、体
氢火焰离子化检测器/FID 介绍
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3、FID基本工作原理
FID基本工作原理
氢火焰离子化检测器以氢气和空气燃烧生成的火焰为电离源（如 图1），其工作原理图如图2所示，具体过程如下：
氢火焰离子化检测器/FID 介绍
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FID基本工作原理
（1）氢火焰离子化检测器拥有 两个电极，一个为极化极（或发射 极），用来喷射燃烧火焰，另一个为 收集极，在一定极化电压下用来收集 火焰中的离子。 （2）载气（氮气）携带有机化 合物CnHm和可燃气体（氢气），由 喷嘴喷出并进入火焰，有机化合物 CnHm在火焰裂解区发生裂解反应， 产生自由基（次甲基），反应如下： CnHm → —CH （3）空气从四周向火焰聚集， 上述反应产生的自由基—CH在火焰反 应区与空气中的激发态原子氧（或分 子氧）发生如下反应： —CH + O → CHO++e—
是载气中所携带的样品组
分进入检测器的速度变化， 也即检测器的响应值取决 于单位时间组分进入检测 器的质量。例如：氢焰检 测器、火焰光度检测器、 热离子化检测器
氢火焰离子化检测器/FID 介绍
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（3）按样品变化情况分类
（1）破坏型检测器
（2）非破坏型检测器
在检测过程中，被测物 质发生了不可逆变化（其分 子形式被破坏）。例如：氢 焰检测器、火焰光度检测器、 热离子检测器。
氢火焰离子化检测器/FID 介绍
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2、气相色谱检测器的 种类及分类方法
2.1 气相色谱检测器种类
气相色谱检测器种类较多，各种检测器各具特性，在选用的过程中， 一般根据检测的对象物质和相关要求而定。
氢火焰离子化检测器/FID 介绍
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2.2 气相色谱检测器分类方法
在气相色谱法中，检测器 的分类较常用的有四种分类法。 （1）按响应时间分类 （2）按响应特性分类 （3）按样品变化情况分类 （4）按选择性能分类
在检测过程中，被测物
质不发生不可逆变化（仍保 持其分子形式）。例如：热
导检测器和电子捕获检测器。
氢火焰离子化检测器/FID 介绍
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（4）按选择性能分类
（1）多用型检测器 对许多种类物质都 （2）专用型检测器 仅对某些种类物质有 较大响应信号，而对其他 种类物质的响应信号很小 或几乎不响应的检测器则 称为专用型检测器。例如： 电子捕获检测器、火焰光 度检测器等。 有时也把上述分类法结合起来。例如：把热导检测器称为微分-浓 度-非破坏-多用型检测器，氢焰检测器称为微分-质量-破坏-多用型检测 器
氢火焰离子化检测器/FID 介绍
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FID基本工作原理
（4）生成的正离子CHO+ 与火焰中的水分子碰撞发生如下反应： CHO++H2O → H3O++CO （H3O+：水合氢离子）
（5）化学电离产生的正负离子在极化电压形成的微电场定向作用 下分别向相反极性的电极运动，（正离子被负极收集、电子被征集捕获） 形成微电流（约10-6~10-14A）。 （6）在一定范围内，微电流大小与进入离子室的有机化合物质量 成正比，正因为如此，氢火焰离子化检测器归属于质量型检测器的一种。