氣相色譜儀檢測器大致分為通用檢測器和選擇性高靈敏度檢測器。通用檢測器可以分析范圍廣泛的化合物，其中火焰離子化檢測器（FID）是最常見的，因為它可以分析幾乎所有的有機化合物。相比之下，選擇性高靈敏度檢測器只能選擇性地、高靈敏度地檢測特定類型的化合物。大多數檢測器需要一種或多種氣體才能正常工作。有燃燒氣、反應氣、輔助氣和尾吹氣。在某些情況下，一種氣體可能有多種用途。檢測器氣體的類型取決于具體的檢測器。

1.火焰離子化檢測器 (FID)

FID 是氣相色譜中最常用的檢測器。FID 對含有碳原子 (C) 的化合物很敏感，并且能夠檢測到，碳原子 (C) 幾乎占所有有機化合物。然而，FID 對與氧具有雙鍵的碳原子不敏感，例如羰基和羧基（CO、CO2、HCHO、HCOOH、CS2、CCl4 等）。
靈敏度：0.1-10 ng
線性范圍：10 5 -10 7
氣體：燃燒 - 氫氣和空氣；補充 - 氦氣或氮氣
溫度：250-300°C，高溫分析為 400-450°C。

FID示意圖


FID 通過燃燒從下方供應的空氣和氫氣產生氫氣火焰。被載氣帶入檢測器的樣品中的碳被氫氣火焰氧化，從而引起電離反應。形成的離子被集電極吸引到靜電場，在那里檢測到成分。



2.熱導檢測器 (TCD)

TCD 也被稱為通用檢測器，因為它可以響應大多數化合物，包括 O 2、N 2 和 CO 2等無機氣體。它允許在高百分比和低 ppm 水平下進行檢測。TCD 主要用于檢測 FID 不敏感的無機氣體和成分。

選擇性：除載氣外的所有化合物
靈敏度：5-20 ng
線性范圍：10 5 -10 6
氣體：尾吹 - 與載氣相同
溫度：150-250°C


TCD示意圖

TCD采用的檢測原理如下。TCD 通過讀取由載氣和目標組分之間的熱導率差異引起的燈絲溫度變化來檢測目標組分。



在 A 和 B 之間施加直流電壓。
? 當只有載氣以恒定流量流動時
 - 每根燈絲都保持恒定溫度，并且在 C 和 D 之間產生恒定電壓。


? 組分從分析側柱中洗脫。
 - 燈絲溫度發生變化， - 改變
 電阻值，- 改變
 C 和 D 之間的電壓

導熱系數 (10-6 cal/s ·cm ·°C)



TCD 分析示例

當分析目標組分的熱導率低于載氣時，TCD 會讀取燈絲溫度的升高。相反，當分析目標組分的熱導率高于載氣時，TCD 會讀取燈絲溫度的降低。

3.屏障放電電離檢測器 (BID)

BID 是島津的專有檢測器，可以檢測除 He 和 Ne 之外的所有無機和有機化合物。BID 還能夠檢測 ppm 級的痕量雜質，而 TCD 在無機氣體分析期間未能檢測到這些雜質。

< 主要應用 >
有機化合物分析
痕量氣體分析

BID示意圖

BID使用的檢測原理如下。
BID產生穩定的He等離子體，利用激發的He發射的能量使化合物電離，然后將這些離子吸引到收集器。發射的He等離子體具有極高的能量，可以電離除用于產生等離子體的He和具有極高電離能的Ne之外的所有化合物。因此，原則上，BID可以檢測除He和Ne之外的任何化合物。

電離原理



從色譜柱中洗脫的化合物被來自等離子體的光能電離。
 - 離子被收集電極吸引并輸出為峰值。

He 等離子體的光能為 17.7 eV（電子伏特），非常高。
 - BID 能夠高靈敏度檢測除等離子氣體 He 和 Ne 之外的所有化合物，Ne 具有比 He 更高的電離能。


4.電子捕獲檢測器 (ECD)

ECD是一種選擇性高靈敏度的親電化合物檢測器。ECD可以檢測有機鹵素化合物、有機金屬化合物、二酮化合物等。電子由內襯檢測器單元的63Ni箔提供。在電池中產生電流。電負性化合物捕獲電子并導致電流降低。間接測量電流損耗量并生成信號。

選擇性：鹵素、硝酸鹽和共軛羰基
化合物 靈敏度：0.1-10 pg（鹵化物）；1-100 pg
（硝酸鹽）；0.1-1 ng（羰基）
線性范圍：10 3 -10 4
氣體：氮氣或氬氣/甲烷
溫度：300-400°C


ECD示意圖

ECD采用的檢測原理如下。ECD 通過讀取電壓值的變化來檢測離子，該值保持在收集器處收集的恒定離子電流。



5.火焰熱離子探測器 (FTD)

FID是所有檢測器中最受歡迎的。它對大多數有機化合物表現出高靈敏度。FID的優點是靈敏度高、線性響應大、噪音低、堅固耐用。然而，它本質上是破壞性的，樣品會被破壞。幾乎不發生反應或不發生反應的化合物包括無機氣體，例如CO、CO2、NH3、CS2、NOX、稀有氣體、鹵化化合物、甲酸和甲醛。


FTD示意圖

FTD使用的檢測原理如下。FTD 通過讀取收集器收集的離子電流變化來檢測離子。



6.火焰光度檢測器 (FPD)
FPD是一種選擇性高靈敏度檢測器，可檢測磷(P)化合物、硫(S)化合物和有機錫(Sn)化合物。在石油餾分和紙漿的研磨過程中，硫化合物包括硫醇、烷基硫化物、H2S、CS2、SO2和CO2。烷基錫可用作船體和海上石油鉆井平臺的防污漆。

< 主要應用 >
含磷農藥分析
硫系惡臭及食物異味成分分析
海產品中有機錫的分析

FPD示意圖

FPD使用的檢測原理如下。
硫化合物、磷化合物和有機錫化合物在燃燒時都會發出獨特波長的光。通過讓光通過過濾器，只有這些獨特波長的光才能到達光電倍增管。然后光電倍增管將檢測到的光強轉換為電信號。


7.硫化學發光檢測器 (SCD)


SCD是一種選擇性高靈敏度的硫(S)化合物檢測器。SCD高度靈敏，可以檢測極少量的硫化合物。與同樣可以選擇性檢測含硫化合物的FPD相比，SCD的靈敏度要高出一個數量級左右，而且SCD的靈敏度與樣品濃度成正比線性關系。（對于FPD，這種關系是二次的。）SCD也表現出等摩爾靈敏度，并以相同的相對靈敏度測量含硫化合物，而不管化合物結構如何。
SCD的這一特性允許使用其他化合物的校準曲線來確定目標化合物的大致濃度，即使沒有標準樣品也是如此。
SCD與其他探測器的顯著區別在于SCD保持低電壓環境。


< 主要應用 >

檢測石油和天然氣中極少量的硫化合物
汽油中硫化合物的測量
食物氣味成分分析
飲料中揮發性硫化合物的測定


SCD示意圖

SCD采用的檢測原理如下。
硫化學發光檢測器(SCD)利用臭氧氧化引起的化學發光反應。
硫化合物轉化為XS化學品（主要是SO），在極高的溫度（約1000°C）氧化還原爐中可顯示化學發光。XS化學物質被帶到檢測器區域，在那里臭氧將其轉化為激發態SO2*（自由基）。SO2*恢復到基本狀態時會發光，SCD通過光電倍增管測量該光來檢測硫成分。