27. Интегральные и дифференциальные детекторы.

Среди многообразия хроматографических детекторов следует различать детекторы интегральные и детекторы дифференциальные.

Интегральные детекторы регистрируют суммарное количество всех разделяемых веществ, выходящих из хроматографической колонки. Хроматограмма смеси, при условии полного разделения компонентов, состоит из ряда ступеней, отделенных друг от друга участками, параллельными нулевой линии. Число ступеней на хроматограмме соответствует числу компонентов в анализируемой смеси, а высота каждой ступени характеризует количество данного компонента в смеси.

Дифференциальный детектор дает отклик на приращение концентрации каждого из разделяемых компонентов в зависимости от времени (т.е. С/t от t). В этом случае хроматографический пик является дифференциальной кривой количества компонента, выходящего из колонки по времени.

Сигнал дифференциального детектора может быть пропорционален или концентрации определяемого компонента в газе-носителе, или потоку этого компонента, т.е. количеству компонента, попадающему в камеру детектора в единицу времени.

28. Потоковые и концентрационные детекторы.

Для концентрационного детектора существует прямая пропорциональность между величиной сигнала детектора Е_с и концентрацией компонента в газеносителе - С: Е_с = А_сС ,

где А_с коэффициент пропорциональности, характеризующий чувствительность концентрационного детектора.

Для концентрационного детектора площадь регистрируемого пика обратно пропорциональна скорости потока газа-носителя и прямо пропорциональна количеству (массе) компонента. Поэтому при увеличении скорости потока газа-носителя площадь пика уменьшается, а высота пика остается постоянной.

В потоковом детекторе сигнал определяется количеством вещества, попадающим в детектор в единицу времени, т.е. потоком вещества q: E_i = A_iq,

где А_i коэффициент пропорциональности, характеризующий чувствительность потокового детектора.

Для потокового детектора с увеличением скорости потока газаносителя величина площади регистрируемого на хроматограмме пика не меняется, а высота пика увеличивается, поскольку при этом увеличивается поток анализируемого компонента.

Площадь пика определяемого компонента в этом случае прямо пропорциональна количеству вещества и скорости потока газа-носителя. Количество определяемого компонента рассчитывается по величине площади пика.

29. Характеристики детекторов (чувствительность, порог чувствительности).

Чувствительностью детектора обычно называют отношение величины выходного сигнала детектора к входному сигналу, который определяется количеством вещества, поступающего в детектор вместе с газом-носителем.

Другими словами – чувствительность детектора определяется как коэффициент преобразования детектором величины изменения физико-химического свойства чистого газа-носителя к такому же физико-химическому свойству бинарной смеси компонент – газ-носитель в регистрируемый сигнал.

На рис представлена зависимость величины сигнала детектора Е от количества введенного в него вещества Q.

В этих координатах чувствительность детектора А_с выражается следующим образом:

. (54)

На практике значения величины чувствительности детектора могут быть определены на основании значений параметров процесса разделения и полученных результатов.

Сигнал детектора, а следовательно, и его чувствительность можно увеличить с помощью электронной схемы. Следовательно, чувствительность детектора не является исчерпывающей характеристикой для оценки того минимального количества вещества, которое детектор может надежно регистрировать с хорошей воспроизводимостью, причем, увеличение чувствительности не всегда приводит к снижению этого минимального количества вещества.

Поэтому вводится еще одна величина, характеризующая чувствительность детектора, которая обычно называется порогом чувствительности, пределом детектирования или минимально детектируемым количеством. При этом исходят из того, что порогом чувствительности Q_min называется такое количество определяемого вещества в газе-носителе, которое обуславливает появление сигнала, равного удвоенной величине шумов.

E_min = 2 . (58)

. (62)

Величина С_min также называется порогом чувствительности и позволяет оценить предельные возможности детектора.

Следует различить понятия чувствительность и порог чувствительности. Чувствительность характеризуется наклоном зависимости: сигнал детектора – концентрация вещества, а порог чувствительности – величиной отрезка на оси абсцисс, соответствующего точке пересечения градуировки с ординатой, равной удвоенному уровню шума.

Далее необходимо учитывать, что порог чувствительности детектора соответствует концентрации вещества в газе-носителе, создаваемой в детекторе, а не концентрации анализируемых веществ в пробе при введении в хроматографическую колонку. Учитывая процесс размывания пробы в ходе разделения, для анализа следует брать вещества в концентрациях, в 510 раз превышающих порог чувствительности детектора.