[发明专利]放电离子化电流检测器及气相色谱仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用低频阻挡放电的放电离子化电流检测器和采用该检测器的气相色谱仪。

背景技术

作为气相色谱仪用的检测器，实际采用热导检测器（TCD：Thermal Conductivity Detector）、电子捕获检测器（ECD：Electron Capture Detector）、氢火焰电离检测器（FID：Flame Ionization Detector）、火焰光度检测器（FPD：Flame Photometric Detector）等各种方式的检测器。在这些检测器中，特别是大多使用FID作为用于检测有机物的检测器。该FID是利用氢火焰使试样气体中的试样分子离子化来测量该离子电流的方式的检测器，具有较广的动态范围（例如参照专利文献1）。但是，由于FID的离子化效率较低，因此，无法得到足够低的检测下限，特别是对于乙醇类、芳香族、氯系物质的离子化效率较低，而且还需要氢，因此，存在需要设置防爆设备等特别的设备、处理也较为麻烦这样的缺点。

另外，以往，作为从无机物到低沸点有机化合物均能够以较高的灵敏度检测的检测器，公知有一种脉冲放电离子化电流检测器（PDD：Pulsed Discharge Detector）。PDD是利用高压的脉冲放电来激发氦分子，利用在该激发状态的氦分子返回到基态时产生的光能使测量对象的分子离子化来测量该离子电流的方式的检测器。因而，该PPD在不采用氢这一点上比FID更容易处理。另外，该PPD的离子化效率高于FID的离子化效率。但是，在该PDD中，存在因离子化用的等离子体的不稳定性等引起离子化的偏差、动态范围较窄这样的问题，并且也存在因高温等离子体导致电极等损伤这样的问题。

为了解决该以往的各检测器所具有的各问题，提出了利用采用低频的电介质阻挡放电的检测器、即放电离子化电流检测器或者被称作BID（BID：Barrier discharge Ionization Detector）的检测器（例如参照专利文献2）。

在图4中用纵剖视图表示以往的放电离子化电流检测器的结构例。形成检测器主体的管状体41的一端侧由石英管42形成，在该石英管42的外周设有放电用电极43～45。在石英管42的顶端部形成有用于导入氦等等离子体生成用气体的等离子体生成用气体导入口46。在管状体41的内表面上，在比石英管42靠近另一端侧的位置形成有偏置电极47和集电极48。另外，在管状体41的比集电极48更靠近另一端侧的侧壁上形成有气体导出口49。而且，在管状体41的另一端插入有用于导入作为测量对象的试样气体的细管50。在用作气相色谱仪的检测器的情况下，该细管50作为色谱柱的试样气体流出端。而且，该细管（色谱柱端）50利用能够装卸自由地密封、连接的管接头、具体地讲是管嘴接头51连接于管状体41。

在以上结构中，通过在从等离子体生成用气体导入口46向管状体41内导入等离子体生成用气体的同时，对放电用电极44施加高压的低频电压，并且将放电用电极43、45接地，由此产生低频交流激发电介质阻挡放电，等离子体生成用气体的一部分等离子化。在该状态下，若通过细管50向管状体41内导入试样气体，则试样气体的成分分子利用从等离子体放出的光、氦的激发态物质的作用而离子化。该离子靠近被施加直流的偏执电压的偏置电极47侧，进而被集电极48收集，利用包含连接于该集电极48在内的电流放大器的检测电路检测离子电流。

由于该利用低频交流激发电介质阻挡放电生成的大气压下的等离子体是中性气体温度非常低的非平衡等离子体，因此，不会产生上述的因温度导致电极等损伤、因等离子体的不稳定性导致离子化的偏差这样的问题。

专利文献1：日本特开2010－002420号公报

专利文献2：日本特开2010－060354号公报

在以往的放电离子化电流检测器中，在管状体41使用相对较容易对用于导入试样气体的细管（色谱柱端）进行装卸操作的管接头、即管嘴接头51的原因根据气相色谱仪的构造或者情况而不同。即，气相色谱仪大致区分的话由试样气化室、色谱柱、检测器构成，但色谱柱和检测器、色谱柱和试样气化室需要互相连接，而且，色谱柱需要适当地更换。因而，在这些连接部位必须使用相对较容易装卸的接头。

在此，由于利用低频交流激发电介质阻挡放电的放电离子化电流检测器的灵敏度极高，因此，微量的外部空气漏入到管状体41内的集电极48附近会引起噪声。