热导检测器的工作原理及结构

气体分析的热导装置是在1915年由莎士比亚提出的，当时把它收做卡它计主要用来确定气体的纯度。到了1946年克拉埃森把它引进到气相色谱仪中。由于它结构简单，性能稳定，灵敏度虽不高，但对无机气体和各种有机物都有响应，以样品无破坏性，线性范围又较宽，制作与维修也方便，因此，热导检测器很快发展成为气相色谱仪中zui通用的检测装置。

1.热导池的工作原理

       一个被气体包围的发热导体散失的热量和它周围的气体导热性能有关。而不同的气体其导热性能也不尽相同。热导检测器正是利用这个原理工作的。常用的是热丝式的敏感元件，热丝绝缘地安装在金属的管体池腔中，池腔的两端既是气体入口又是其出口。热丝被一恒定电源加热，这就实现了气路系统和电路气路的交叉。

      工作时，载气从热丝周围流过并带走热量，元件本身因通有稳定的直流电流而发热，当发出的热量等于带走的热量，热丝因其有恒定的温度和阻值而处于热平衡状态。当载气中含有被色谱柱分离开的被测组分时，由于不同的气体具有不同的热导系数，故该组分流过热丝时会改变热丝的散热条件而使它的温度发生变化，继而导致热丝本身电阻阻值相应的变化。如果把热丝元件连接在惠斯登电桥线路中，那么这个阻值的变化就会改变桥路平衡状态从而输出一个电压信号。这样就实现了把载气中某物质组分浓度的变化转变成一个电信号的变化。综上所述，热导池的工作原理可简单地概括为下面一系列过程：

      载气中样品浓度的变化→载气的热导系数变化→热丝散热量变化→热丝温度变化→热丝阻值变化→桥路不平衡输出信号→记录

       由此可见，利用热导池来检测不同的气体物质时zui重要的依据就是物质具有不同的热导系数。

2.热导池的结构

      热导检测器英文缩写为TCD，该检测器是由热导池以及电气线路所组成。热导池本身又由热丝热敏元件和金属池体构成。

      热丝是热敏元件的一类，是构成热导检测器的关键元件。对于一个高效热导池检测器要求热丝具有高的电阻值和高的电阻温度系数，机械强度大，化学稳定性强，热丝是由金属丝构成。