Language
Country/Area
No result found
Khoa học đằng sau hậu trường: Máy dò độ dẫn nhiệt hoạt động như thế nào mà không phá hủy mẫu?
Trong phân tích sắc ký khí, đầu dò độ dẫn nhiệt (TCD) đóng vai trò không thể thay thế. Thiết bị này, được gọi là katharometer, không chỉ có thể đo chính xác nồng độ của từng hợp chất trong mẫu mà còn đảm bảo mẫu không bị ô nhiễm. Gây hư hỏng . Cho dù trong ngành y tế, năng lượng hay thực phẩm, ứng dụng của TCD đã ăn sâu vào lòng người, khiến mọi người vô cùng hứng thú với công nghệ này.
Khi chất phân tích được rửa giải khỏi cột, độ dẫn nhiệt của khí thải giảm xuống, tạo ra tín hiệu có thể phát hiện được.
Nguyên lý hoạt động của máy dò độ dẫn nhiệt
TCD bao gồm một dây đốt nóng và một đầu dò kiểm soát nhiệt độ. Trong điều kiện bình thường, dây đốt nóng liên tục truyền một lượng nhiệt ổn định đến thân máy dò. Khi chất phân tích được rửa giải, nếu độ dẫn nhiệt của nó thấp hơn độ dẫn nhiệt của khí mang (thường là heli hoặc hydro), dây đốt nóng sẽ nóng lên do sự thay đổi dòng nhiệt, dẫn đến sự thay đổi điện trở. Sự thay đổi này có thể được đo bằng mạch cầu Wheatstone, tạo ra sự thay đổi điện áp có thể đo được.
TCD được coi là máy dò đa năng có thể phát hiện hầu hết các hợp chất, cả hữu cơ và vô cơ.
So sánh với các công nghệ phát hiện khác
Ưu điểm của TCD so với đầu dò ion hóa ngọn lửa (FID) là đặc tính không đặc hiệu và không phá hủy. Điều này có nghĩa là TCD có thể được sử dụng rộng rãi hơn khi thực hiện phân tích mẫu sơ bộ, trong khi FID chỉ có hiệu quả đối với các hợp chất dễ cháy. Giới hạn phát hiện của TCD tương đương với FID, cả hai đều có thể đạt đến mức nồng độ thấp. Tuy nhiên, do tính dễ cháy cao của hydro, nhiều nơi thích sử dụng heli làm khí mang, điều này càng làm nổi bật tính an toàn của TCD.
Lưu ý trong quá trình vận hành
Có một số cân nhắc quan trọng khi sử dụng TCD. Ví dụ, khi dây đốt nóng ở nhiệt độ cao, luồng khí phải ổn định để tránh bị cháy. Ngoài ra, mặc dù dây đốt nóng thường được thụ động hóa học để tránh phản ứng với oxy, lớp thụ động có thể bị hỏng nếu tiếp xúc với hợp chất halogen, do đó, cần tránh những hợp chất như vậy càng nhiều càng tốt trong quá trình phân tích.
Khi phát hiện hydro, sử dụng heli làm khí tham chiếu sẽ khiến giá trị đỉnh của hydro xuất hiện dưới dạng giá trị âm. Vấn đề này có thể tránh được bằng cách sử dụng argon hoặc nitơ làm khí tham chiếu, nhưng điều này sẽ làm giảm đáng kể độ nhạy phát hiện của các hợp chất khác. .
Ứng dụng của máy dò độ dẫn nhiệt
TCD được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Nó không chỉ được sử dụng trong các xét nghiệm chức năng phổi ở các thiết bị y tế mà còn trong sắc ký khí. Mặc dù mất nhiều thời gian hơn để có được kết quả so với phương pháp phổ khối, TCD vẫn được ưa chuộng trong một số trường hợp nhất định do chi phí thấp và độ chính xác tốt. Ngoài ra, TCD còn thể hiện giá trị của nó trong các ứng dụng sau:
- Theo dõi độ tinh khiết của hydro trong máy phát điện tuabin làm mát bằng hydro.
- Phát hiện rò rỉ heli trong các bình chứa heli cho nam châm siêu dẫn MRI.
- Định lượng lượng carbon dioxide trong mẫu bia.
- Định lượng giá trị nhiệt của mê-tan trong các mẫu khí sinh học trong ngành năng lượng.
- Định lượng và xác minh môi trường đóng gói thực phẩm trong ngành thực phẩm và đồ uống.
- Trong ngành dầu khí, định lượng phần trăm hydrocarbon được tìm thấy trong một đội hình khi khoan.
Khi khoa học và công nghệ tiếp tục phát triển, chúng ta có thể mong đợi những phát triển trong tương lai của máy dò độ dẫn nhiệt sẽ thay đổi cách chúng ta phân tích và áp dụng các loại mẫu khác nhau. Bạn có tò mò về những đột phá và thay đổi nào mà công nghệ trong tương lai sẽ mang lại không?
