第一节 概述
色谱仪检测器可分为气相色谱仪检测器和液相色谱仪检测器。理想的检测器应能瞬间真实地反映色谱柱流出的流动相中组分的存在及其量的快速变化。
一、希望在无组分流出即仅有流动相通过检测器时，其响应信号曲线（基线）是稳定而无波动的，于是有噪声和漂移的要求。
二、希望痕量组分进入检测器就有响应，于是有灵敏度和检测下限的要求。
三、希望在某些情况下对所有进入检测器的组分均有响应，而在另一些情况下仅对某种化合物有响应，于是有通用性和选择性的要求。
四、希望保持毛细管柱的分离效能，于是有柱后谱带不展宽的要求。
五、希望十分窄的谱带快速通过检测器时峰形不失真，于是有检测器响应时间的要求。
六、希望定量准确、可靠，于是有相对响应因子、线性和线性范围的要求等。
第二节 热导池检测器
热导池检测器（TCD）是基于不同物质的导热系数不同进行检测的，是目前应用最广泛的气相。
一、工作原理：
热导池检测器主要利用以下三个条件达到检测目的：
1、被测组分和载气的导热系数不同。
2、热敏元件电阻值与温度之间存在一定关系。
3、利用惠斯登电桥原理检测流经被测组分的变化。
当热导池只有载气通过时，载气从两个热敏元件上带走的热量相同，两个热敏元件的温度变化相同，其电阻值变化也相同，电桥处于平衡状态。当进入被测组分后，裁气流经参考池，裁气带着被测组分流经测量池，由于被测组分与载气组成的混合气体的导热系数不同，从两个热敏元件上带走的热量不同，两个热敏元件的温度变化不同，其电阻值变化也不同，从而使得电桥失去平衡，记录器上就有信号产生。
二、结构：
TCD由热敏元件和池体组成。
1、热敏元件：
热敏元件是TCD的感应元件，可以是热敏电阻或热丝，其电阻值随温度的变化而变化。
参考臂仅允许纯载气通过，测量臂是携带被测组分的载气流过。
（1）热敏电阻：
热敏电阻是由锰、镍和钴等氧化物半导体制成直径约为0.1～1mm的小珠，密封在玻玻壳内。
1）优点：
①热敏电阻阻值大（5～50kΩ），温度系数大，灵敏度相当高，可作μg/g级痕量分析。
②热敏电阻体积小，可制成直径为0.25mm的小球，池腔体积可小至50μL。
③热敏电阻对载气流波动不敏感，耐腐蚀，抗氧化。
2）缺点：
①热敏电阻TCD的响应值随温度的增加而快速下降，通常热敏电阻要在120℃以下使用，使用范围受到极大限制。
②与热丝相比，热敏电阻的温度系数大，其响应值对温度的变化十分敏感。因此，热敏电阻的稳定性差，特别是在程序升温分析时尤为突出。
③热敏电阻对还原条件十分敏感，不能用H2作载气。
目前，只有在低温痕量分析和需小池体积配毛细管柱时，才用热敏电阻作热敏元件。
（2）热丝：
1）对热丝的要求：
①电阻率高，可在相同长度内得到高电阻值。
②电阻温度系数大，通桥电流加热后可得到高电阻值。
③强度好。
④耐腐蚀，抗氧化。
①和②是为了获得高灵敏度，同时热丝体积小，可缩小池体积，制作微型热导池（μ－TCD）。③和④是为了获得高稳定性。
2）热丝材质：
①钨丝：钨丝电阻率低，灵敏度难以提高。强度差，高温下易氧化，使噪声增加，信噪比下降。
②铼钨丝：铼钨丝与钨丝相比，电阻率高，电阻温度系数略低。拉断力显著提高，高温特性好，性能稳定，但仍存在高温下易氧化的问题。
目前高性能TCD均用铼钨丝，铼钨丝有纯钨加铼合金丝和掺杂钨加铼合金丝两种系列。在电阻率、加工成型和高温强度等方面，后者均优于前者，在相同结构设计和操作条件下，选用后者可获得较高电阻值。掺杂钨加铼合金丝的电阻值和灵敏度均随掺铼量的增加而提高。
3）铼钨丝的安装：
①先在支架上焊未镀金铼钨丝，经严格清洗后，再在电解槽中将铼钨丝镀金。虽然其阻值下降约11%，在相同桥电流下灵敏度下降约30%，但其耐腐蚀性和性抗氧化性显著提高，兼顾了灵敏度和稳定性。
②先镀金，再将镀金铼钨丝焊至支架上。效果较差。
2、池体：
池体是一个内部加工成池腔和孔道的金属体。
（1）池体材质：
池体材料早期多为铜，铜热传导性能好，但耐腐性能差，近年已被不锈钢取代。
（2）池体积：
通常将池腔和孔道的总体积称为池体积。早期TCD的池体积多为500～800μL，后减小至100～500μL，适用于填充柱。近年来发展的μ－TCD的池体积小于100μL，有的为3.5μL，适用于毛细管柱。
（3）气路形式：
1）普通TCD：
有直通式、扩散式和半扩散式。
①直通式：
载气流动方式：全部直接通过热丝。
气流波动影响：大。
时间常数：＜1s。
灵敏度：高。
②扩散式：
载气流动方式：扩散至热丝。
气流波动影响：小。
时间常数：5～10s，响应慢。
灵敏度：低于直通式。
③半扩散式：
载气流动方式：部分直接通过，部分扩散至热丝。
气流波动影响：中。
时间常数：介于二者之间。
灵敏度：低于直通式。
2）μ－TCD：
由于μ－TCD的池体积已小至几微升甚至200nL，μ－TCD中载气流动方式已不象普通TCD那样明显，基本上可分为直通式和准直通式两种。
μ－TCD可直接与毛细管柱相连，基本不会造成峰展宽。在灵敏度允许的情况下，适当加尾吹气，对改善峰形十分有利。
μ－TCD的池体积虽小，但为使其工作稳定，池体还应有适当的质量，以保证恒温效果，使基线稳定。
（4）结构形式：
有双臂热导池和四臂热导池。
只通纯载气的孔道称为参考池，通载气和样品的孔道称为测量池。
1）双臂热导池：
双臂热导池池体具有两个大小和形状完全对称的孔道，每一孔道中装有一根铼钨丝，每根铼钨丝的形状和电阻值在相同的温度下基本相同。
双臂热导池的一臂为参考池，另一臂为测量池。
2）四臂热导池：
四臂热导池的两臂为参考池，另两臂为测量池。
具有四根相同的铼钨丝，灵敏度比双臂热导池约高一倍。
目前大多采用四臂热导池。
三、检测电路：
将四臂热导池的四根热丝分别作为惠斯通电桥的四个臂，其中两根热丝作为电桥的测量臂，另两根热丝作为电桥的参考臂，通过惠斯通电桥测量热丝电阻值的变化。
四、特点：
1、属于通用型检测器。
2、被测组分与载气的导热系数相差越大，灵敏度越高。用H2或N2作载气，一般比用N2时的灵敏度高。
3、结构简单。
4、稳定性好。
5、载气流量和钨丝温度对灵敏度有较大影响。
6、钨丝工作电流增加—倍可使灵敏度提高3～7倍，但钨丝电流过高会造成基线不稳和缩短钨丝寿命。当工作电流固定时，降低热导池体温度可提高灵敏度。
7、灵敏度低。因大多数组分与载气的导热系数差别不大。
8、用峰高定量。
五、检测条件：
1、载气种类：
载气与样品的导热能力相差越大，检测器灵敏度越高。由于相对分子质量小的H2和He等导热能力大，而一般气体导热能力较小，TCD通常用H2和He作载气。用H2和He作载气的TCD，灵敏度高，峰形正常，易于定量，线性范围宽。通常不用N2和Ar作载气，其灵敏度低，易出W峰，响应因子受温度影响，线性范围窄。但若分析H2和He时，则宜用N2和Ar作载气。避免用He作载气测H2或用H2作载气测He。用N2和Ar作载气时，因其热导系数小，热丝达到相同温度所需的桥电流值，比用H2和He作载气要小得多。
毛细管柱接TCD时，最好加尾吹气（尾吹气是从色谱柱出口处直接进入检测器的一路气体，又称补充气或辅助气。其作用是保证检测器在zui优载气流量下工作，消除检测器死体积产生的柱外效应），尾吹气的种类同载气。
2、载气纯度：
载气纯度影响TCD 的灵敏度。实验表明，桥电流在160～200mA，用99.999%的超纯H2比用99%的普通H2的灵敏度高6%～13%。
载气纯度对峰形也有影响。用TCD检测高纯气中杂质时，载气纯度应比被测气体高十倍以上，否则将出负峰。
载气纯度低，将产生较大噪声。
3、载气流量：
TCD为浓度型检测器，色谱峰的峰面积响应值反比于载气流量，因此，在检测过程中载气流量必须保持恒定。在柱分离允许的情况下，载气应尽量选用低流量。载气流量波动可能导致基线噪声和漂移增大。
对μ－TCD，为了有效地消除柱外峰形展宽，保持高灵敏度，通常载气加尾吹气的总流量在10～20mL/min。参考池的气体流量通常与测量池相等，但在程序升温分析时，可调整参考池的流量至基线波动和漂移为最小。
4、桥电流：
一般认为TCD的灵敏度与桥电流的2.8次方成正比，增大桥电流是提高灵敏度最通用的方法。但桥电流偏大，噪声也由逐渐增大变为急剧增大，信噪比下降，检测下限变大。而且桥电流越高，热丝越易被氧化，使用寿命越短，过高的桥电流可能使热丝被烧断。在满足灵敏度要求的前提下，应尽量选用低桥电流，这时噪声小，热丝寿命长。但TCD若长期在低桥电流下工作，可能会造成池污染，可用溶剂清洗热导池。
N2作载气时，桥电流为110～150mA。
H2作载气时，桥电流为150～250mA。
5、检测器温度：
TCD的灵敏度与热丝和池体之间的温差成正比。实际工作中，增大温差有两个途径：一是提高桥电流，以提高热丝温度；二是降低检测器池体温度，这决定于样品的沸点。
检测器池体温度不能低于样品的沸点，以免样品在检测器内冷凝而造成污染或堵塞。因此，对具有较高沸点的样品，采用降低检测器池体温度来提高灵敏度是有限的，而对于*性气体，可大大提高灵敏度。
6、几何因素：
由几何结构决定，如热丝长度和半径等。一般认为池体积小，热丝长，半径小，灵敏度高。