氣相色譜儀檢測器概述（六）

第六節 火焰光度檢測器

火焰光度檢測器（FPD）是一種靈敏度高和選擇性高的，對P的響應為線性，對S的響應為非線性。以前一直將FPD作為含S 和P化合物的專用檢測器，后來由于NPD對P檢測的靈敏度高于FPD，而且更可靠。因此，FPD現在多只作為含S化合物的專用檢測器。

一、結構：

FPD由氫火焰部分和光度部分構成，氫火焰部分包括火焰噴嘴、遮光槽和點火器等，光度部分包括石英窗、濾光片和光電信增管等。含S和P化合物由載氣攜帶，先與空氣或純氧氣混合后由檢測器下部進入噴嘴，在噴嘴周圍有四個小孔，供給過量的燃氣H₂，點燃后產生光亮、穩定的富氫火焰。噴嘴上面的遮光槽可將火焰本身和烴類物質發出的光擋去，使火焰更穩定，減少噪聲。S和P燃燒產生的特征光通過石英窗口和濾光片（S用394nm濾光片，P用526nm濾光片），然后經光電倍增管轉換成電信號。

二、工作原理：

FPD主要利用以下三個條件達到檢測目的：

1、富氫火焰：檢測器中有富氫火焰存在，為含硫、磷化合物提供了燃燒和激發的基本條件。

2、特征波長：樣品在富氫火焰中燃燒時，含硫、磷化合物能發射出其特有波長的特征光。

3、光電轉換：檢測器設有濾光片和光電倍增管，通過濾光片選擇后光電倍增管把光轉換成電信號。

含S和P化合物在富氫火焰中燃燒時，S和P被激發而發射出特征波長的光譜。當含S化合物燃燒時，形成激發態的S₂^﹡分子，此分子回到基態時發射出波長為350～480nm的光，其中394nm為含S化合物的特征波長。當含P化合物燃燒時，形成激發態的HPO^﹡分子，此分子回到基態時發射出波長為480～600nm的光，其中526nm為含P化合物的特征波長。這兩種特征光的光強度與被測組分的含量均成正比。特征光透過特征光濾光片投射在光電倍增管上，光電倍增管將光信號轉換成電信號，經微電流放大器放大并記錄，得到相應的色譜圖。

三、類型：

1、按火焰發光系統的結構可分：

（1）單火焰型FPD。

（2）雙火焰型FPD。

（3）脈沖火焰型FPD。

2、按光信號通道的數量可分：

（1）單通道FPD。

（2）多通道FPD。

四、特點：

1、靈敏度高。

2、選擇性高。

3、對硫為非線性響應。

五、檢測條件：

影響FPD響應值的主要因素有氣體流量、載氣種類、檢測器溫度和樣品濃度等。含S和P化合物的檢測條件比較接近，含S化合物的檢測條件更為苛刻，操作時更應慎重。當使用毛細管柱時，使FPD與之適應，也是檢測條件中必須考慮的問題。

1、載氣種類：

實驗表明，FPD的載氣zui好用H₂，其次是He，zui好不用N₂。因為H₂作載氣時在相當大的范圍內，響應值隨流量的增加而增大；用N₂作載氣時，FPD對S的響應值隨流量的增加而減小。

2、氣體流量：

通常FPD中用三種氣體：空氣、H₂和載氣。O₂/H₂比是影響響應值zui關鍵的參數，它決定了火焰的性質和溫度，影響靈敏度。O₂/H₂比應視具體情況做實驗來確定。

（1）富氫火焰：

FPD必須是富氫火焰，氧氣與H₂流量之比在0.2～0.5，靈敏度高。

（2）測磷流量：

H₂流量為160～180mL/min，空氣流量為150～200mL/min，氮氣流量為40～80mL/min。

（3）測硫流量：

N₂流量為90～100mL/min時，靈敏度較高。

檢測室溫度過高，測硫時靈敏度下降。

各種氣體的實用流量還與儀器型號、樣品種類、分析要求和其它操作條件有關，應根據具體情況確定其流量。

3、檢測器溫度：

檢測器溫度對S和P的響應值有不同的影響，S的響應值隨檢測器溫度升高而減小，P的響應值基本上不隨檢測器溫度改變而改變。實際工作中，檢測器的使用溫度應大于100℃，防止H₂燃燒生成的水蒸汽冷凝在檢測器中而增大噪聲。

4、樣品濃度的適用范圍：

在一定的濃度范圍內，樣品濃度對P的檢測無影響，成線性；而對S 的檢測卻密切相關，成非線性。當被測樣品中同時含S和P時，檢測會互相干擾。通常P的響應干擾不大，而S的響應對P的響應干擾較大。因此，使用FPD檢測S和P時，應選用不同的濾光片和不同的火焰溫度來消除彼此的干擾。