秀！全自动双站化学吸附仪（TCD篇）

TCD检测器，即热导检测器，又称热导池或热丝检热器。广泛应用于气相色谱和化学吸附仪中。

其工作原理是基于不同气体具有不同的热导率。特殊金属绕成热丝后，其阻值会随温度的变化而产生变化。当有一恒定直流电通过热导池时，热丝被加热。由于载气的热传导作用使热丝的一部分热量被载气带走，一部分传给池体。当热丝产生的热量与散失的热量达到平衡时，热丝温度就稳定在一定数值。此时，热丝阻值也稳定在一定数值。

当参比池和测量池通入的都是纯载气，同一种载气有相同的热导率，因此两臂的电阻值相同，电桥平衡，无信号输出，系统记录的是一条直线即基线。当反应后的待测气体进入测量池时，纯载气流经参比池，由于载气和待测气体的热导率不同，测量池中散热情况因而发生变化，使参比池和测量池中热丝电阻值之间产生了差异，电桥失去平衡，检测器有电压信号输出，记录仪记录图谱的变化。待测组分的浓度越大，测量池中气体热导率改变就越显著，温度和电阻值改变也越显著，电压信号就越强。此时输出的电压信号与样品的浓度成正比，这正是热导检测器的定量基础。

根据构造的不同，TCD检测器分为双臂TCD和四臂TCD两种。双臂TCD使用两组热丝，一组用作参比，一组采集信号，同时配以两个固定电阻，组成一个电桥。四臂TCD使用4组热丝组成电桥，不需要外配固定电阻。

四臂TCD信号灵敏度高，约为双臂TCD的一倍，但硬件成本高，开发成本更高，若没有优良的电路设计能力，会得到高噪音的信号，进而对冲其高灵敏度。双臂TCD信号灵敏度低，但稳定性好，不需要高水平的电路设计。

四臂TCD检测器结构图

• 保温

化学吸附过程涉及各种反应，会使用各种不同气体，有些可能在管路的低温部分凝结（如水分），有些与金属管路有较强吸附作用（如NH3，CO）。对于涉及这些物质的测试过程，如果没有管路保温，相关组分在管路上凝结或吸附后，会被后续气流缓慢带走，从而造成测试峰形的拖尾，甚至污染后续测试的峰形。因此管路保温对于保证峰形的完好，保证仪器的长期稳定工作，非常重要。

• 气体流量

TCD是浓度型检测器，对载气流速的波动很敏感，流速的快慢会影响峰形，其峰面积响应值反比于载气流速，因此，在检测过程中，载气流速必须保持恒定。