熱導檢測器的工作原理及結構

      氣體分析的熱導裝置是在1915年由莎士比亞提出的，當時(shí)把它收做卡它計主要用來(lái)確定氣體的純度。到了1946年克拉埃森把它引進(jìn)到氣相色譜儀中。由于它結構簡(jiǎn)單，性能穩定，靈敏度雖不高，但對無(wú)機氣體和各種有機物都有響應，以樣品無(wú)破壞性，線(xiàn)性范圍又較寬，制作與維修也方便，因此，熱導檢測器很快發(fā)展成為氣相色譜儀中zui通用的檢測裝置。

1.熱導池的工作原理

       一個(gè)被氣體包圍的發(fā)熱導體散失的熱量和它周?chē)臍怏w導熱性能有關(guān)。而不同的氣體其導熱性能也不盡相同。熱導檢測器正是利用這個(gè)原理工作的。常用的是熱絲式的敏感元件，熱絲絕緣地安裝在金屬的管體池腔中，池腔的兩端既是氣體入口又是其出口。熱絲被一恒定電源加熱，這就實(shí)現了氣路系統和電路氣路的交叉。

      工作時(shí)，載氣從熱絲周?chē)鬟^(guò)并帶走熱量，元件本身因通有穩定的直流電流而發(fā)熱，當發(fā)出的熱量等于帶走的熱量，熱絲因其有恒定的溫度和阻值而處于熱平衡狀態(tài)。當載氣中含有被色譜柱分離開(kāi)的被測組分時(shí)，由于不同的氣體具有不同的熱導系數，故該組分流過(guò)熱絲時(shí)會(huì )改變熱絲的散熱條件而使它的溫度發(fā)生變化，繼而導致熱絲本身電阻阻值相應的變化。如果把熱絲元件連接在惠斯登電橋線(xiàn)路中，那么這個(gè)阻值的變化就會(huì )改變橋路平衡狀態(tài)從而輸出一個(gè)電壓信號。這樣就實(shí)現了把載氣中某物質(zhì)組分濃度的變化轉變成一個(gè)電信號的變化。綜上所述，熱導池的工作原理可簡(jiǎn)單地概括為下面一系列過(guò)程：

      載氣中樣品濃度的變化→載氣的熱導系數變化→熱絲散熱量變化→熱絲溫度變化→熱絲阻值變化→橋路不平衡輸出信號→記錄

       由此可見(jiàn)，利用熱導池來(lái)檢測不同的氣體物質(zhì)時(shí)zui重要的依據就是物質(zhì)具有不同的熱導系數。

2.熱導池的結構

      熱導檢測器英文縮寫(xiě)為T(mén)CD，該檢測器是由熱導池以及電氣線(xiàn)路所組成。熱導池本身又由熱絲熱敏元件和金屬池體構成。

      熱絲是熱敏元件的一類(lèi)，是構成熱導檢測器的關(guān)鍵元件。對于一個(gè)熱導池檢測器要求熱絲具有高的電阻值和高的電阻溫度系數，機械強度大，化學(xué)穩定性強，熱絲是由金屬絲構成。