提供了一种能够大量供给等离子气体以使等离子稳定并同时降低试样稀释率以提高检测灵敏度的放电离子化电流检测器。用于供给还用作稀释气体的等离子气体的气体供给管(7)连接至位于具有用于生成等离子的电极(4～6)的第一气体通路(3)与具有用于检测离子的电极(16和17)的第二气体通路的连接部附近的位置处。第一气体排出管(8)连接至第一气体通路(3)的另一端，并且第二气体排出管(13)连接至第二气体通路(11)的另一端。在气体排出管(8和13)中分别设置流量控制器(9和14)。可以独立地调节通过等离子生成区域的气体的流量和通过离子电流检测区域的气体的流量。因此，例如，可以增大前者的流量以使等离子稳定，同时减小后者的流量以提高针对低浓度试样的检测灵敏度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种主要适合作为气相色谱(GC)检测器的放电离子化电流检测器， 并且更具体地，涉及一种使用低频阻挡放电的放电离子化电流检测器。
技术介绍
作为气相色谱检测器，传统上已经提出并实际应用了诸如热导池检测器(TCD)、电子捕获检测器(ECD)、火焰离子化检测器(FID)、火焰光度检测器(FPD)和火焰热离子检测器(FTD)等的各种类型的检测器。在这些检测器中，FID应用得最广泛，特别是用于检测有机物质。FID是利用氢火焰使试样气体中的试样成分离子化并检测由此产生的离子电流的装置。FID可以获得约6个量级的宽动态范围。然而，FID存在以下缺陷=(I)FID的离子化效率低，这使得FID的最小可检测量不够低。对于醇类、芳香族物质和含氯物质的离子化效率低。(3)FID需要为高危险性物质的氢，因此必须配置防爆设备或类似的特殊设备，这使得整个系统更难以运转。另一方面，作为能够高灵敏度检测从无机物质到低沸点有机化合物的各种化合物的检测器，传统上已知有脉冲放电检测器(PDD)(例如，参考美国专利5，394，09 。在PDD 中，利用高压脉冲放电来激发氦或其它物质的分子。当这些分子从激发态恢复至基态时，这些分子产生光能。利用该光能使要分析的分子离子化，并且检测由所生成的离子产生的离子电流，以获得与要分析的分子的量(浓度)相对应的检测信号。在大多情况下，与FID相比，PDD可以实现更高的离子化效率。例如，FID对于丙烷的离子化效率不高于0. 0005%，而PDD可以实现的离子化效率的程度高达0. 07%。尽管具有该优势，PDD的动态范围不如FID的动态范围宽；事实是，PDD的动态范围比FID的动态范围低一个或多个数位。这是PDD不如FID应用广泛的原因之一。对于传统的PDD的动态范围而言最有可能的制约因素是为了离子化所产生的等离子的不稳定性和等离子态的周期性波动。为了解决该问题，已经提出了放电离子化电流检测器(例如，参考美国专利5，892，364)。该检测器使用低频AC激发介质阻挡放电(以下称为低频阻挡放电)来产生稳定可靠的等离子态。利用低频阻挡放电所产生的等离子是非平衡大气压等离子，其不会如同利用射频放电所产生的等离子那样容易变热。此外，防止了在利用脉冲高压激发产生等离子的情况下由于电压施加状态的转变而发生的等离子的周期性波动，从而可以容易地获得稳定可靠的等离子态。基于这些发现，本专利技术人对使用低频阻挡放电的放电离子化电流检测器进行了各种研究，并且对这种技术作出了多个提案(例如，参考以下文献国际公开W02009/119050 fhinada et al. , "Taikiatsu Maikuro-purazuma Wo Mochiita Gasu Kuromatogurafu You Ion-ka Denryuu Kenshutsuki(Excited Ionization Current Detector for Gas Chromatography by Atmospheric Pressure Microplasma)，，，Extended Abstracts of 55th Meeting of Japan Society of Applied Physics and Related Societies in 2008 Spring;以及 Shinada et al. , "Taikiatsu Maikuro-purazuma Wo Mochiita Gasu KuromatogurafuYou Ion-ka Denryuu Kenshutsuki (II) (Excited Ionization Current Detector for Gas Chromatography by Atmospheric Pressure Microplasma :Part II)，，，Extended Abstracts of 69th Annual Meeting of Japan Society of Applied Physics in 2008 Autumn)。如前面所解释的，低频阻挡放电产生稳定的等离子态并且在降噪方面也具有优势。然而，低频阻挡放电存在以下问题。在放电离子化电流检测器中，试样气体通常与等离子气体混合，并且在该混合气体中发生试样的离子化。在该处理中，优选以高流量供给等离子气体，以提高等离子的稳定性和离子化效率。这主要是因为等离子气体的流量越高将使得来自(由等离子加热后的) 电极的热辐射的量越大，从而防止了电极过热并由此被损坏。流量较高还有助于快速去除从电极和管道线的内壁释放的杂质，由此减低这些杂质的影响。另一方面，等离子气体还用作试样气体的稀释气体。从该角度来看，应当降低等离子气体的流量，以提高试样成分的检测灵敏度。因此，为了使检测器可应用于各种目的，需要适度选择等离子气体的流量，以实现等离子稳定性和检测灵敏度之间的适当平衡。这意味着该检测器不能用于诸如检测极少量的成分等的极端情况。在针对旨在检测挥发性有机化合物(VOC)或类似物质的场分析所设计的便携式 GC系统的情况下，使用小型气瓶作为气体供给源。因此，在检测操作期间需要以尽可能低的流量供给等离子气体。另一方面，当对高浓度试样进行测量时，降低等离子气体的流量可能导致试样稀释得不够充分，由此使得试样的浓度在检测灵敏度的线性范围外并因此不能正确地测量该试样的浓度。因而，在传统的放电离子化电流检测器的情况下，由于试样浓度的可检测范围极大依赖于等离子气体的流量，使得难以实现针对各种目的和用途以及具有宽浓度范围的各种试样使用一个装置，从而需要针对各个不同的需求准备专用的装置。考虑到该点而研发了本专利技术，并且本专利技术的目的是提供一种可应用于宽的试样浓度范围并能够根据测量的目的、用途和条件进行最佳测量的放电离子化电流检测器。
技术实现思路
旨在解决前述问题的本专利技术的第一方面是一种放电离子化电流检测器，其包括 第一气体通路，用于使等离子气体通过；等离子生成器，用于利用低频交流电场在所述第一气体通路中产生介质阻挡放电，以从所述等离子气体生成等离子；从所述第一气体通路连续延伸出的第二气体通路；以及电流检测器，用于在所述第二气体通路中检测由于试样气体中的试样成分通过所述等离子的作用而被离子化所产生的离子电流，所述放电离子化电流检测器还包括a)等离子气体供给口和等离子气体排出口，用于使等离子气体通过所述第一气体通路，其中，所述等离子气体供给口被设置在所述第一气体通路中由所述等离子生成器生成等离子的等离子生成区域的一侧，并且所述等离子气体排出口被设置在所述第一气体通路中所述等离子生成区域的另一侧；b)试样气体注入器，用于将试样气体供给至所述第二气体通路中；c)稀释气体供给口和稀释气体排出口，用于在稀释所述试样气体之后使所述试样气体通过所述第二气体通路，其中，所述稀释气体供给口被设置在所述第二气体通路中由所述电流检测器检测离子电流的电流检测区域的一侧，并且所述稀释气体排出口被设置在所述第二气体通路中所述电流检测区域的另一侧；以及d)流量控制器，其分别设置在所述等离子气体供给口和所述稀释气体供给口，或者分别设置在所述等离子气体排出口和所述稀释气体排出口。等离子气体的例本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种放电离子化电流检测器，其包括：第一气体通路，用于使等离子气体通过；等离子生成器，用于利用低频交流电场在所述第一气体通路中产生介质阻挡放电，以从所述等离子气体生成等离子；从所述第一气体通路连续延伸出的第二气体通路；以及电流检测器，用于在所述第二气体通路中检测由于试样气体中的试样成分通过所述等离子的作用而被离子化所产生的离子电流，所述放电离子化电流检测器还包括：ａ）等离子气体供给口和等离子气体排出口，用于使等离子气体通过所述第一气体通路，其中，所述等离子气体供给口被设置在所述第一气体通路中由所述等离子生成器生成等离子的等离子生成区域的一侧，并且所述等离子气体排出口被设置在所述第一气体通路中所述等离子生成区域的另一侧；ｂ）试样气体注入器，用于将试样气体供给至所述第二气体通路中；ｃ）稀释气体供给口和稀释气体排出口，用于在稀释所述试样气体之后使所述试样气体通过所述第二气体通路，其中，所述稀释气体供给口被设置在所述第二气体通路中由所述电流检测器检测离子电流的电流检测区域的一侧，并且所述稀释气体排出口被设置在所述第二气体通路中所述电流检测区域的另一侧；以及ｄ）流量控制器，其分别设置在所述等离子气体供给口和所述稀释气体供给口，或者分别设置在所述等离子气体排出口和所述稀释气体排出口。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：品田惠，堀池重吉，西本尚弘，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，
类型：发明
国别省市：JP
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